氢气传感器研究的进展与展望

发展氢能产业对于构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系,实现“双碳”目标和经济高质量发展有着重要意义.氢的安全使用问题一直备受关注.氢气传感器可以快速准确地测量氢气浓度,有效预防氢气在生产、存储、运输和使用等过程的泄漏、爆炸等安全问题.氢气传感器按原理可以分为催化型、电学型、光纤型、声学型等几种类型.其中,催化型和电学型氢气传感技术已经发展成熟并实现了商业化.近些年,随着氢能的推广应用和物联网技术的高速发展,对氢气传感器在安全性、远程监控及分布式测量等方面的要求日益提升.相较于传统的电学原理传感器,光纤型氢气传感器具有更高的安全性和抗干扰性,且便于实现分布式测量等优良性能,已成为当前的研究热点.本文将从不同类型氢气传感器的原理、适用性和研究现状等方面对氢气传感器进行综述与分析,并对其发展趋势进行展望.     

植物文化研究的回顾与展望

将"植物文化"定义为"人类和植物的选择关系和协同演化,以及由此而形成的以植物为载体和诱因的成果类型和行为方式",并确定其7个方面的研究内容.回顾了过去30年植物文化研究在植物命名、食用选择、药用选择、阅赏选择、崇拜选择等5个方面取得的重要进展.植物命名方法,在植物名称古今对照、中拉对照方面成就较大.食用选择主要在食用原植物考证、果蔬栽培史和栽培作物起源等方面有进展.药用选择的成就主要是中药和民族药的原植物考证.阅赏选择则在花文化、园林植物、经典名物考证、古树名木研究等4个方向均有进展.崇拜选择主要在礼制植物、宗教植物、民俗植物有一定的研究成果.植物文化研究面临文化复兴的机遇,资源独厚,有望在各个方面取得方法突破和成果创新.     

蓝宝石雕刻:干法刻蚀辅助激光加工技术

正硬脆材料主要包括金刚石、蓝宝石、光学玻璃、半导体、高硬度合金、陶瓷等.这些材料具有抗腐蚀、耐高低温、抗磨损、硬度高、脆性大等特点,在包括特种空间光学窗口、弹药研制、光电器件、消费电子等在内的诸多领域具有广阔的应用前景.其中,蓝宝石由于其覆盖紫外至中红外的高透过率、超高硬度、良好的热稳定性和化学稳定性等优良的物理、化学和光学性质,已被广泛用于军事、工业、医学和航空航天等领域.硬脆材料具有优异的光电特性以及稳定的机械化学稳定性,在实际应用中发挥了重要的作用.     

原子弹在美国诞生

一、物理学家的自发推动本世纪二十年代,美国的一些优秀青年,如拉比(I.Rabi)、奥本海默(R.Oppenheimer)等纷纷到了英国、德国和丹麦等欧洲国家.在当时世界上一些著名的物理学家,如卢瑟福、玻尔、玻恩、海森堡等的指导下,学习与原子和原子核有关的现代物理学.他们怀着建设第一流的美国物理学研究的雄心,带着最新的量子力学、原子物理和核物理知识回到了自己的故乡,使得美国物理学界出现了新的生气.     

表面等离激元的调控研究与应用

随着对表面等离激元(SPPs)研究的日益深入和高精度纳米加工技术的不断进步, 表面等离激元亚波长光学得到迅速的发展. 由于SPPs具有表面局域和近场增强等特性, 在纳米光子学、能源、传感探测、生命科学等领域均有重要应用. 基于SPPs的特点, 介绍了材料、结构、材料和结构的复合以及柱面矢量光场对SPPs的调控特性及其应用.     

血液黏度调节与疾病的防治

血液黏度在保持血管稳态中发挥重要作用,在生理状态下,机体通过多种调节机制保持血液黏度相对稳定.在病理条件下,由血管内皮细胞功能障碍等引起的血液黏度调节机制异常与心脑血管疾病、糖尿病及失血性休克等疾病的发生、发展密切相关.对血液黏度的监测和调整在疾病诊断、治疗和预后判断中具有重要的意义.本文就血液黏度调节在疾病防治中的作用做一综述.     

典型塑料的生物降解及其降解机理

塑料由于具有易于加工、运输和储存以及化学性质稳定等特点,在生产生活中应用非常广泛,但同时也增加了其进入自然环境并在环境中长期停留的可能性.环境中的塑料在生物和非生物因素作用下可发生物理和化学性质的变化.其中,生物降解既是塑料不可避免的环境行为之一,也是环境友好型塑料废弃物的处理方法.因此,探究塑料的生物降解更加具有现实和生态意义.本文首先详细总结了动物、植物、微生物和酶对塑料的生物降解过程,然后进一步归纳并揭示了塑料的生物降解机理.动物和植物对塑料的生物降解均与微生物和酶相关.微生物首先定殖在塑料表面形成生物膜,然后分泌胞外酶或胞内酶将塑料分解为分子量较低的低聚物、二聚体或单体,它们可以被微生物作为碳源而吸收,最终矿化生成CO_2、CH_4、H_2O等.此外,本文深入分析了影响塑料生物降解效率的关键因素,包括塑料种类、玻璃化转化温度、表面亲疏水性等自身性质,动物、微生物和酶的不同种类和性质,以及温度、氧气含量、太阳辐射等环境因素.同时,还讨论了塑料生物降解产物的环境行为,塑料经生物降解后产生的小尺寸碎片和低聚物以及释放的增塑剂等具有不同程度的生态毒性.最后,本文对塑料生物降解的未来研究方向进行了建议和展望,为探明塑料的环境归趋提供了理论支持.     

偶氮光盘染料研究进展

由于信息储存容量大和保存性好等优点, 可录型光盘(compact disk-recordable, CD-R)已经快速取代磁储存媒体而成为主要的储存介质. 经过近10年的发展, CD-R在全世界已经形成了巨大产业. 1999年的年产量预计可达14亿片. CD-R的产品在信息产业、电子出版、图书情报、办公设备和信息储存(工程、医院等)等部门得到了广泛的应用.染料是CD-R光盘记录介质的主要组成部分. 染料性能的好坏对于整片CD-R盘的质量有极其重要的影响. 有关光盘染料的研究进展, 彭必先等人[1]已做过介绍.CD-R光盘染料有3大类: 花菁类、 酞菁类和偶氮类. 对于花菁和…     

石墨烯材料在水处理中的应用:传质机制与吸附特性

石墨烯由于独特的单原子层二维结构和高比表面积等优异性能而被用作选择性分离膜和吸附剂,在水处理领域具有潜在的应用前景.本文综述了石墨烯纳米多孔膜和层状堆叠的氧化石墨烯渗透膜对气体、水及离子的传质行为.纳米多孔膜因其制备技术和不成熟的打孔技术等原因而具有一定局限性;而层状渗透膜由于制备方法简单、成本低、高通透性和高选择性等优点,在水净化领域具有广阔的应用空间.进一步综述了石墨烯吸附材料对水中重金属离子、染料和有机污染物的吸附行为,分析了石墨烯材料表面官能团与污染物的相互作用机理.最后展望了石墨烯材料在膜分离、海水淡化和污染物去除等环境应用中的机遇和挑战.     

复杂形态高分子胶束形成机理研究新进展

两亲性分子(如磷脂、两亲性聚合物大分子)在溶液中能够自发形成不同形态胶束(如:球形、棒状、层状和囊胞等),胶束结构为其功能和应用的实现奠定了物理基础.胶束在生命体系中广泛存在,在保护细胞、存储物资和输运物资等方面扮演重要角色,在人工释放体系和高级材料模板等应用领域有重要价值.     

古文物的保存科学

我国是一个文明古国,地大物博、历史悠久.中华民族,在漫长的历史进程中,创造了无比丰富的科学文明和艺术文明.现在,保存在地面上和地底下的文物,不仅种类繁多,而且数量极其丰富.故宫、万里长城、赵州桥、形形式式的古塔等古代建筑,以及古石窟寺(包括其中的壁画和泥塑等)是我国地面上文物     

粉体喷射搅拌桩施工方法

作为处理软土地基手段之一的深层粉体搅拌桩,在我国土建工程中,已得到广泛使用.其结构型式,可分为块式、壁式、格子式和桩式4种.在公路工程中,采用柱式为主适用于加固淤泥、淤泥质土、黏土、粉土等软弱地层,尤其是高路堤和桥头接坡等.     

湿气发电机的研究进展、应用和展望

随着化石资源的枯竭和环境污染的加剧,人类对绿色可再生能源的需求与日俱增.开发新型绿色能源是缓解能源危机的有效方法之一.水作为一种丰富的可再生资源,能够通过流动、蒸发、扩散等运动实现能量转换.水分子在地球表面的主要存在形式包括固态、液态和气态3种.为有效利用水资源,已制造出水力发电、潮汐能发电等使用液态水的大型设备.近年来,水分子与功能材料间的水伏效应掀起了对湿气发电的研究热潮.湿气发电机能够利用环境中的湿气能量产生电能,其过程主要包括电荷有效分离和载流子不对称运动.湿气发电机具有体积小、易制备、易集成等优点,能够从人体日常生理活动(如呼吸、出汗等)中收集能量并转化为电能,在便携式柔性电源和自供能传感器等领域具有巨大的应用潜力.本文总结了湿气发电机的基本原理、材料和结构设计方法及典型应用,并对湿气发电机的发展趋势进行了展望.     

漫话交通流动

现代的交通流动理论萌芽于1930年代,起初是应用概率论分析交通流量和车速的关系.从1940年代起,在运筹学和计算技术等学科发展的基础上又获得新进展.1959年12月,在美国底特律召开了第一次国际交通流理论会议,有美、英、澳、西德等国的代表参加.这次会议被认为是交通流动理论形成的标志.之后,平均每三年召开一次会议.     

中国钢铁工业的任务、现状和发展

中国钢铁工业的发展满足了日益增长的国内市场的需求.由于铁矿资源在地球上的储量、分布、易提取性,钢铁材料易加工性、良好的综合性能与易于循环利用等特点,钢铁成为人类社会发展所需的不可替代的材料.在过去的20年里,中国的钢铁工业发生了巨大的变化粗钢年产量已超过108t,工艺流程和技术不断得到革新和发展,钢材品种多样化.钢铁工业的发展满足了国民经济不断发展的需要.薄板坯连铸、低温轧制等高新技术不断涌现.这些技术的应用可使中国的钢铁工业更具有竞争力和吸引力.发展与环境友好、省能的新一代钢铁工业得到了人们广泛的关注.在电场、磁场、微波场及超声波等多种物理场作用下可以强化化学反应和优化凝固过程,它们的运用将会给未来的钢铁工业带来革命性的变化.     

DNA分子计算与DNA计算机的研究进展

生物分子计算与DNA计算机是计算机科学和分子生物学交叉产生的新兴领域. DNA计算机的特点是具有超强的并行运算能力和巨大的数据存储能力, 因而被认为有望解决电子计算机所面临的评价问题. 本文在介绍DNA计算机的基本概念基础上, 围绕DNA计算机的原理、计算模型和在多方面的应用等关键问题, 分析讨论了粘贴模型、剪接模型和等价检查模型等常用的DNA计算模型, 并对DNA计算机在NP问题、遗传分析与临床诊治、防伪和译码技术以及游戏与机器人等领域的研究进展和应用前景进行了探讨. 最后讨论了DNA计算机未来可能的发展方向.     

体外合成生物学:无细胞蛋白合成系统研究进展

合成生物学是近年来融合生物、化学和工程等学科的新兴交叉研究领域,推动人类由理解生命到创造生命的革新.体外合成生物学不依赖生命体,在试管等媒介中研究生命活动和规律,是合成生物学重要的前沿领域.作为体外合成生物学最重要的研究平台,无细胞蛋白合成系统利用外源DNA或mRNA直接在体外合成目标蛋白质,不依赖于细胞结构,突破传统生物方法的局限,具有简便、快速、可控性强和绿色经济等优点,同时为理解生命进化和人工创造生命系统提供了重要的研究模型.本文综述了无细胞蛋白合成系统的发展历程、组成、类型、优势等,并对其在高通量蛋白质和药物合成方面的应用进行了总结.     

前列腺素的研究 Ⅰ.前列腺素F_(2α)消旋体及ω-乙基同系物的合成

前列腺素是存在于动物和人体内一类具有广泛生理活性的物质,对生殖系统、心血管系统、呼吸系统、中枢神经系统、肠胃道等的生理功能调节有一定作用.国外报道,前列腺素 E_2、F_(2α)等在临床试用于抗早孕,中期引产和催产.后二者已取得初步成功.     

高温超导滤波器及其应用研究进展

高温超导材料的微波表面电阻比铜等金属小将近3个数量级,所以自从高温超导材料发现以来,人们就开始了高温超导微波滤波器的研究,并研制出了各种各样具有低损耗、高选择性、优异的带内群时延特性等性能优异的高温超导滤波器.与此同时,高温超导滤波器的应用研究也取得长足进步.目前,由高温超导滤波器、微型斯特林制冷机及半导体低噪声放大器等组成的高温超导微波前端子系统已经在移动通信、雷达、深空探测和卫星通信等多个领域获得应用并取得了显著的经济和社会效益.近年来,高温超导滤波器的研究也在不断地向新的方向拓展,在大功率承载能力、多通道器件、可调频率滤波器以及全超导接收机等领域取得显著进展.本文对高温超导滤波器的研究现状和应用进展进行总结,并对高温超导滤波器及微波应用的研究发展趋势进行展望.     

罗斯贝和20世纪大气科学的发展

罗斯贝在大气动力学等方面开创性的工作,特别是引进大气波动和大气涡动等概念,在20世纪极大地扩展了气象和海洋学家的视野,并为全面认识大尺度大气运动和解决天气预报问题铺平了道路.他还为二次大战后美国大气科学教育的迅速发展做出了不可替代的贡献.罗斯贝的学术成就和在研究、育人等方面表现出的智慧,是他留传给后人的一笔重要财富.