《科学技术与工程》第十四卷总目录

正~~     

含硅纳米凝胶调控梯度聚合物的结构与性能

以甲基丙烯酸酯改性硅油(分子量900)、甲基丙烯酸异冰片酯(IBMA)和脲烷二甲基丙烯酸酯(UDMA)为原料,在硫醇作为链转移剂的条件下,通过溶液聚合法合成了一种有机硅改性纳米凝胶(Si15M)。利用核磁共振氢谱(1H-NMR)、核磁共振硅谱(29Si-NMR)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)和透射电镜(TEM)对纳米凝胶进行了表征,确定了纳米凝胶的结构。元素分析,X射线光电子能谱分析(XPS),黏度、硬度和接触角的测试结果表明:有机硅纳米凝胶具有一定的自上浮能力,在三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA)体系中可自发形成浓度梯度,进而调控梯度光聚合,通过光照可获得组成和硬度呈梯度变化的聚合物;随着纳米凝胶在TEGDMA体系中含量的增加,体系黏度随之增加,且黏度的增加会降低其上浮能力;纳米凝胶能够在光固化膜表面富集,有效降低其表面能,获得更为疏水的表面。     

一种简易“色光合成演示装置”教具的制作及应用

针对物理学中“光的合成”内容，自制“色光合成演示装置”教具。旨在突破教学难点、强化知识，锻炼学生的动手技能，培养创新意识、创新精神。     

非线性光机械系统中的弱力探测

从理论上研究了包含光学参量放大器的非线性腔光机械系统的弱力探测性能.一方面,发现通过调节光学参量放大器的非线性增益以及输入光场与腔场之间的有效失谐,可以减小压缩正交中约14 dB的量子噪声,从而将弱力探测灵敏度提高2倍以上.另一方面,分析了非线性腔结合零差测量产生的反作用噪声相消现象并且实现量子非破坏测量的方法.     

C3N4/ZnO复合材料可见光下的甲醛光电气敏性能

以水热法合成的ZnO纳米棒花为载体,将C_3N_4定量负载在其表面,制备C_3N_4/ZnO复合材料.由于C_3N_4与ZnO的能级匹配,可有效促进其光生电荷的分离,降低光生电荷复合率,显著提高载流子浓度,使其光电流明显增加.C_3N_4与ZnO质量比为2%的样品(2%C_3N_4/ZnO)性能最佳,其光电流在370 nm处可达120μA,为纯ZnO的2.4倍.在室温可见光下,2%C_3N_4/ZnO样品对HCHO的光电气敏响应值可达122%,比纯ZnO高4倍左右.结果表明,适量C_3N_4的负载有效延长了光生电荷的寿命,使ZnO材料在可见光区对HCHO气体表现出高效的光电气敏性能.     

高效光能转换新媒介:中空多壳层结构材料

光能的捕获和利用为环境、能源和医学等多个领域的发展提供了广阔的前景.为了实现高效的光能转换,对作为媒介的光功能材料的设计至关重要.作为一种新兴的多级微纳材料,中空多壳层结构(hollow multi-shelled structures, HoMSs)材料在光能转换领域中具有诸多优势,其高效的光捕获能力、增强的光生电荷分离能力和灵活可调的壳壁组成等结构特性都能够有效提高材料对光能的转换效率.本文从HoMSs光功能材料在光能转换过程中的优势出发,总结了其在光催化、太阳能电池和光致发光等光能转换领域中的应用研究进展,并对该领域的发展趋势进行了展望.     

硅基微纳结构薄膜中全向光吸收效应

研究了一种由硅基光子晶体与金属复合微纳结构薄膜中的全向光吸收效应。与完整的硅/金属复合薄膜进行比较研究发现,在硅薄膜厚度相同的条件下硅基微纳结构薄膜能够使吸光度提高近70%。此外,结果显示这种光吸收增强效应对入射角度的变化不敏感。在以0°~60°角度入射的情况下,硅微纳结构薄膜都能够具备接近100%的光吸收。通过对能带以及场构型分析可以发现,这种现象产生的原因归结于金属平板与截断光子晶体中特殊的边界陷光效应和六角晶格的全向带隙。     

一种用于焊缝形貌质量检测的精密线结构光传感器设计

焊接技术广泛用于现代装备制造,焊缝表面形貌质量是保障焊接结构部件加工质量和安全性能的重要指标。针对焊接机器人的在线检测技术需求,本文提出一种可用于微细焊缝面形质量的精密线结构光传感器设计方法,所设计的传感器具有结构紧凑的特点,测量范围是±20mm,分辨率是0.05mm。