基于CALYPSO方法的新型高能量密度材料设计

高能量密度材料的研究由于其重大的研究意义和广泛的实际应用价值受到越来越广泛的关注.在众多含能材料家族中,聚合氮因其生成物为清洁无污染的氮,作为一种环境友好型的清洁能源材料,成为含能材料领域研究的热点.研究者从不同的角度出发,结合CALYPSO结构搜索技术通过第一性原理模拟对纯氮、碱金属叠氮化合物MN3(M=Li,Na,K,Rb,Cs)的高压行为进行了研究,期望得到结构稳定的聚合氮,并降低合成压强.本文在课题组前期研究的基础上,结合其他学者的研究内容,细致总结了以纯氮和碱金属叠氮化合物为前驱物,高压压致聚合氮过程中的相变及伴随相变发生的物理、化学性质的变化.     

超硬材料研究新进展

超硬材料由于在工业领域的重要应用而受到全世界的广泛关注.1955年美国科学家Hall合成金刚石和1957年美国通用电气公司科学家Wentorf合成立方氮化硼被认为是超硬材料发展史上的两个里程碑.然而,金刚石不能用来切割钢铁,苛刻的合成条件使立方氮化硼的价格非常     

地震超材料:从自然结构到新型人工结构

光子晶体、声子晶体和声学超材料在调控波和波衰减等领域产生了深远影响.它们并不是自然界中新发现的材料,而是根据不同需求设计的复合结构,通常利用布拉格散射或局域共振机理来达到调控声波/弹性波能带结构的目的.与光子晶体不同,声子晶体和声学超材料的工作区域在较低频区域,因此获得低频且大范围的禁带是该领域的研究重点,并逐渐拓展到频率低、波长长的地震波隔震减灾防控上.本文从纳米光子和地震超材料的联系出发,从固体物理的视角分析了地震超材料的城市群、自然森林超材料等,将新型人工地震超材料在分布区域、禁带机制、实验方式3个方面进行了分类比较,并展望了现阶段地震超材料研究的一些局限性以及面临的挑战.     

准分子激光在材料改性方面的应用

准分子激光由于波长短、功率大、效率高,特别是能够获得多种波长的紫外激光,因而在材料改性领域获得了广泛的应用。     

二维单层材料的结构搜索

石墨烯单层材料的出现引起了人们对于二维材料极大的研究兴趣.如何确定二维单层材料的稳定结构是一个基本的问题.近年来,基于势能面的全局结构搜索方法的发展为预测材料的稳定结构提供了一个十分有效的重要手段,在二维单层材料的结构搜索方面发现了许多新奇有趣的结构和性质,拓展人们对二维单层材料的认识.本文概述了近年来在二维单层材料全局结构搜索方面取得的一些研究进展,包括单质材料与二元化合物材料独特的结构与物性,以及它们潜在的应用前景.     

网络的超搜索

每天万维网(World Wide Web)都要大约新增一百万电子网页,使现在已在网上的数亿网页的阵容日益庞大。这些多得令人头晕目眩的信息是通过10亿多个加注解的连接(称为超连接)松散地保持在一起的。成百万上千万的人几乎是一眨眼就能从他们的家里与办公室获得地球上很大一部分人(并且其数量还在不断增长)的创造性成果,这还是有史以来的第一次。     

第二种人造超硬材料——立方氮化硼

一、立方氮化硼(CBN)发展简史人类接触天然金刚石已经有相当长的历史了。其规则的晶形、光彩夺目的色泽使它成为宝石之冠。当人们充分意识到它的超硬特性的价值之后,天然金刚石便作为工具获得应用。鉴于天然金刚石产量的稀少,长期以来,促使人们进行各种人工合成的试验。随着超高压技术的进步,这一努力终于在1953年依靠高温高压手段首先获得成功。用普通的石墨合成出具有天然金刚石超硬特性的人造金刚石,使人们在超高压与新材料之间关系上有了进一步的认识,鼓舞了人们去从事第二种、第三种新型超硬材料的探索。     

机器学习在材料设计方面的研究进展

新材料的发现是推动现代科学发展与技术革新的源动力之一,是当前促进经济发展与解决环境问题的迫切需求.传统的材料研发基于试错法,效率低且成本高.大量实验与计算模拟产生的数据为新材料的研发提供了新契机.基于这些数据,机器学习最近在材料性能预测、新材料的发现与设计等领域取得了很大进展.譬如基于材料项目(materials project)数据库对钙钛矿材料的统计分类、结合高通量计算对双钙钛矿卤化物材料稳定性的预测,以及金属间化合物电催化剂的设计与筛选等.除了基于隐式模型的预测,机器学习也可以用来发现具有物理可解释性的显式描述符,从而加速新材料的发现.     

(超)微电极在能源材料领域中的应用

简述了超微电极技术的原理、特点以及使用条件.对比了(超)微电极、大面积多孔电极以及理论模拟等方法研究电池电极材料的结果,表明(超)微电极的实验结果和理论模拟结果之间具有较高的一致性.本文从电化学原理的角度论述了常规尺寸电极上得到结果和理论模拟结果之间出现差异和分歧的原因,并论证了(超)微电极在研究储能材料本征动力学行为和测量物理化学参数方面的重要性和必要性.介绍了(超)微电极/扫描电化学显微镜在筛选燃料电池氧气还原催化剂领域中的应用及原理.针对双电解质金属锂电池所面临的问题,介绍了微纳尺度空心针尖支撑的液液界面上锂离子相转移动力学行为的最新研究结果.     

催化剂在污水处理方面的应用

我国现阶段污水处理处于发展阶段,文章从污水处理中应用的各种催化剂及其原理,对现阶段催化技术在污水处理方面进展概况和发展趋势进行综述.     

催化剂在污水处理方面的应用

我国现阶段污水处理处于发展阶段,文章从污水处理中应用的各种催化剂及其原理,对现阶段催化技术在污水处理方面进展概况和发展趋势进行综述。     

催化剂在污水处理方面的应用

我国现阶段污水处理处于发展阶段,文章从污水处理中应用的各种催化剂及其原理,对现阶段催化技术在污水处理方面进展概况和发展趋势进行综述。     

金属卟啉在生物医学方面的应用

金属卟啉由于其独特的结构、奇异的性质及与生命的密切关系,除可做氧载体、细胞色素模拟酶、叶绿素反应中心模拟体以外,在生物医学方面的应用也为人们早就关注。     

基于环形蜂窝芯结构的负泊松比机械超材料

可实现负泊松比效应的蜂窝材料拥有独特的力学性能,在变体机翼柔性蒙皮等应用中,有着良好的前景.本文采用机械超材料的设计方法,改进了传统蜂窝材料的结构单元设计,提出了一种新型环形负泊松比结构,并建立了相应的力学模型.运用能量法研究了环形蜂窝芯结构的等效弹性模量与各结构参数之间的关系,建立了环形蜂窝芯在小形变范围内等效弹性模量的公式.通过有限元仿真,将理论计算结果与有限元计算结果进行对比,两者具有很好的一致性,验证了理论公式的正确性,对负泊松比机械超材料的设计与应用具有一定的指导意义.     

超材料结构的弹性波带隙主动调控研究进展

周期超材料结构由多个相同的子结构根据一定的规律性和周期性组成,具有特殊的力学特性,比如带隙.弹性波只能在特定的频带(通带)内沿超材料结构传播,而在其他频带(带隙或禁带)内的弹性波将被阻隔.利用带隙特性可以实现弹性波过滤、振动和噪声控制等,由此学者进行了大量的研究工作,希望获得各种具有更好带隙特性的超材料结构.然而在实际工程应用中,超材料结构的尺寸往往已被固定,频率带隙的宽度以及位置往往成为限制其实用性的问题.因此,分析超材料结构中弹性波带隙的主动调控具有重要的理论与实际意义,可以为周期结构的振动控制和减振设计提供理论依据.本文针对周期超材料结构,综述了其中弹性波带隙主动调控问题的研究现状,简述了近年来发展的弹性波带隙主动调控研究方法,介绍了热点的研究结果,并提出了值得进一步深入研究的问题.     

微波通信在联网监控方面的应用

文章提出了一种基于2.4/5.8GHz频段的无线宽带图像传输系统设计原理和实现方案,简要介绍了该系统的构成及设备选型,描述了无线传输在高速公路方面的具体应用,设计了4个子系统方案,通过在区域路段构建了该微波无线宽带图像监控系统,具有任何时间、任何地点,实时数据、图像及视频信号的传输、存储、取用以及监控的作用。     

微波通信在联网监控方面的应用

文章提出了一种基于2.4/5.8GHz频段的无线宽带图像传输系统设计原理和实现方案,简要介绍了该系统的构成及设备选型,描述了无线传输在高速公路方面的具体应用,设计了4个子系统方案,通过在区域路段构建了该微波无线宽带图像监控系统,具有任何时间、任何地点,实时数据、图像及视频信号的传输、存储、取用以及监控的作用.     

纳米结构材料在能源与环境中的应用研究进展

通过纳米尺度的结构单元可控组装可以得到纳米结构材料.它们具有多级、多尺度、多维度的总体结构,在能源、环境等国家发展重大需求领域可望发挥关键作用。     

络合物化学在医药方面的应用

近20年来络合物化学发展突飞猛进,在阐明生命过程中金属离子所起作用以及探索利用金属络合物进行诊断和治疗疾病方面也取得了可喜成果。从分子水平上研究微量金属在正常生理生化过程和病理、药理作用中的功能,解释酶的结构及其作用机理,由于环境污染、职     

基于MOFs的多孔碳材料在吸波方面的研究进展

多孔碳材料由于其较高的比表面积、质轻、电磁衰减能力强等特点,作为吸波隐身材料获得科学家越来越多的关注.金属-有机骨架(MOFs)材料由于其有序规整的结构,以及结构和功能可设计性等优势而成为材料化学各个领域的研究热点. MOFs经高温煅烧可制备结构有序的多孔碳复合材料,近年来在电磁波吸收方面也有优异的表现.本文综述了基于MOFs的多孔碳复合材料作为微波吸波剂的吸波性能、优势、制备方法和在吸波方面的研究现状,并展望了基于MOFs的多孔碳复合吸波材料的发展方向.