单原子Co修饰TiO2(101)面的结构和析氢性能的第一性原理研究

通过基于密度泛函理论（DFT）+U的第一性原理方法研究了单原子Co在TiO₂（101）面的掺杂位置和方式、几何结构和整体能量以及掺杂后产物的制氢反应机制，得到了稳定且易出现的单原子修饰结构，即单原子Co吸附在4个O组成的表面空隙的中心位，记为Co/TiO₂（101）。进一步对Co/TiO₂（101）的析氢反应过程和性能进行研究，确定了当且仅当TiO₂（101）面完成表面羟基化反应后，H原子全覆盖的TiO₂（101）表面才能进行后续的析氢反应；此时单原子Co是唯一的反应位点，整体的制氢反应自由能ΔG_H*比Co（111）面更加趋近于0，显示出其具有远优于金属Co的催化性能。此外，Co和TiO₂间的电荷转移和相互作用使TiO₂带隙出现新的掺杂能级，可带来作为光催化基材的TiO₂光吸收性能的改善。     

基于物理的海洋场景模拟技术综述

系统阐述海洋场景模拟的发展历程以及当前基于物理的海洋场景模拟热点问题和前沿理论,并对浪花的动态仿真、流体表面重建以及流固耦合等细节增强策略进行详细分析和总结,就实时模拟问题中的加速策略进行了简要论述.     

溶剂型双组分重防腐涂料的制备及性能研究

采用可控阳离子聚合工艺制备含氟聚醚（fluoropolyether，FPO），并以此FPO为软段、二苯基甲烷二异氰酸酯（diphenyl methane diisocyannate，MDI）为硬段、三乙醇胺（triethanolamine，TEA）为扩链剂合成软硬段质量比为1：3的热固性含氟聚氨酯（thermosetting fluorined polyurethane，S-FPU）。进而将γ-氨丙基三乙氧基硅烷（γ-aminopropyl triethoxysilane，KH550）和MDI改性的凹凸棒土（palygorskite-KH550，AT-KH550和palygorskite-MDI，AT-MDI）引入S-FPU中获得两种新型的S-FPU/AT-KH550和S-FPU/AT-MDI。根据涂料配方的标准，选择合适的片层状填料、溶剂体系，分别制备了以S-FPU，S-FPU/AT-KH550和S-FPU/AT-MDI为基体树脂的溶剂型双组分重防腐涂料。对涂膜的耐腐蚀性能、耐老化性能、耐水性能及表面性能进行了研究。结果表明：在相同测试时间内，以复合材料为基体的涂膜（S-FPU/AT-KH550和S-FPU/AT-MDI）的耐电化学腐蚀性能更优，涂膜损坏程度低；水环境中涂膜能够对金属实现良好的保护，防止金属基材生锈，涂膜不起泡，不脱落，变色、失光现象不明显，其中S-FPU/AT-MDI涂膜的性能最好，涂膜表面疏水性更优。     

基于表面肌电信号的绝缘手套法带电作业人员上肢肌肉疲劳分析

绝缘手套法是配网带电作业的主要作业方式,为获取穿戴绝缘手套的带电作业人员上肢肌肉的疲劳特性及其诱发的肌肉骨骼系统疾患(work-related musculoskeletal disorders,WMSDs)的风险,开展了基于表面肌电信号(surface electromyogra-phy,sEMG)的绝缘手套法带电作业人员上肢肌肉疲劳评估研究.针对配网绝缘手套法的典型作业工况,搭建了绝缘手套法带电作业上肢的sEMG试验平台,采集受试者上肢(右手)各目标肌肉在是否穿戴绝缘手套下的sEMG信号;基于时域特征参数积分肌电值(integrated electromyography,IEMG)、均方根值(root mean square,RMS)及频域特征参数平均功率频率(mean power frequency,MPF)、中位频率(median frequency,MDF)对绝缘手套的上肢肌肉疲劳特征进行评估;基于支持向量机(support vector machine,SVM)构建了带电作业人员上肢肱桡肌疲劳状态识别模型.结果表明:穿戴绝缘手套作业时各目标肌肉更容易进入疲劳状态;穿戴绝缘手套作业时,作业人员上肢部位的肱桡肌、肱二头肌、肱三头肌、三角肌的疲劳程度依次递减,与仿真计算的分析结果一致;sEMG时域特征参数IEMG、RMS对作业人员上肢肌肉疲劳的表征效果要优于频域特征参数MPF和MDF;带电作业人员上肢肱桡肌疲劳状态识别模型总体平均准确率为86.56％,能有效识别上肢肱桡肌肌肉疲劳状态.     

基于石墨烯条带的窄带中红外可调吸收超表面

设计了一种具有电介质-电介质-电介质(DDD)三层结构的超窄带吸收器,该结构顶层和中层电介质被石墨烯条带和金属图层隔开.模拟结果表明,该吸收体在51.8 THz附近具有高的吸收率,石墨烯条的费米能从0eV改变为0.8eV,吸收率将从80%降到40%,并且吸收带宽从8.99nm变化到6.07nm.根据频谱操纵机制,可以通过改变各电介质层的厚度来调节共振频率和吸收带宽.此外,吸收体共振频率随入射角变化.研究结果在光学滤波器和生物化学传感方面提供潜在的应用.     

基于选择集成学习的表面增强拉曼光谱检波算法

文章提出了一种表面增强拉曼光谱的检波算法.该算法基于选择性学习和3种经典检波算法,构建了一个组合波峰检测器.结果表明,与传统算法相比,针对波峰提取,作者的算法有更好的正确率和检出率.证明作者的算法是一个可靠的模型,可以用于表面增强拉曼光谱和其他光谱分析的工程应用.     

一株耐高矿化菌株产生的表面活性剂性质的研究

为了得到耐高矿化的生物表面活性剂产生菌,采用富集培养,排油圈复筛,从高矿化油田的油水混合物中得到了一株产表面活性剂的菌株K1。通过对K1菌株形态、生理生化特征及16S rRNA基因序列分析,确定该菌为肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)。薄层色谱和红外光谱分析,初步确定该菌株产生的表面活性剂为糖脂类物质。对菌株K1所产表面活性剂在高矿化水中的乳化活性以及温度、酸碱度(pH)对表面活性剂稳定性的影响进行研究,结果显示:在高矿化条件下该生物表面活性剂可以保持较好的乳化活性,对柴油的乳化率为59.5%;具备良好的温度稳定性并可耐受90℃的高温;pH值在6.011.0之间时其活性较强。菌株K1产生的糖脂类生物表面活性剂在提高高矿化油田的原油采收率和原油污染生物修复方面具有应用的潜力。     

基于磁致链化效应的磁控粗糙表面及其疏水特性

基于自清洁、表面减阻等技术需求，近年来，超疏水表面及其制备技术广受关注基于铁磁颗粒在聚合物基体中的磁致链化，通过构建具有微米级随机山状突起特征的磁控粗糙表面(magnetic roughness surface, MRS)，其水滴接触角可达150°以上，呈现超疏水特性通过对MRS制备过程中固化磁场强度、铁磁颗粒粒径及含量等因素进行研究，建立了MRS规则锯齿结构模型，仿真分析了锯齿结构高宽比和间距比对表面疏水性的影响     

基于烧蚀原理的激光抛光的数值建模与分析

采用连续激光对304不锈钢材料进行了基于烧蚀原理的激光抛光实验，得到了较好的抛光效果.耦合激光抛光中的传热和材料汽化，建立了一个二维瞬态数值模型，仿真了激光抛光中工件表面的演变，预测了激光抛光后工件的表面形貌和表面粗糙度值，仿真结果与实验结果十分接近，误差仅为8.17%.此外，利用该模型研究了激光抛光中工件表面移动速度的分布情况，确定了表面移动速度与初始表面形貌的关系:表面形貌波峰位置的表面移动速度较大，而波谷位置的表面移动速度较小，揭示了基于烧蚀原理的激光抛光降低工件表面粗糙度的机制.