《柔性材料与器件》课程思政初探

高校人才的培养需要将专业课的学习与思想政治教育结合起来,并通过课程思政来强化思想政治教育的效果。《柔性材料与器件》蕴含着丰富的思政教育资源,本文以这一课程为例,在重构教学理念,塑造课程思政形态方面,有效融入思政元素,从抓住课程特点、融合思政元素以及运用改变培育模式三个方面,有针对性的提出了课程思政的实施策略,希望对材料类专业选修课课程思政探索与实践有借鉴和指导意义。

中国主要城市森林对大气PM_(2.5)的削减量及其占大气PM_(2.5)总量比例

空气中的细颗粒物(PM_(2.5))是我国城市空气污染的主要污染物之一,严重威胁着城市居民的健康,限制城市发展的可持续性。PM_(2.5)去除的自然途径有两种,分别是干沉降和湿沉降,其中干沉降占据主导作用,且干沉降的过程和效率与城市森林紧密关联。目前针对城市森林对干沉降作用的研究主要是在小尺度中从不同树种、不同群落结构、不同景观类型等角度来估算并比较其滞尘量,较少关注其占空气污染总量的比率,从而可能影响对城市森林滞尘服务能力的判断。因此,利用城市森林效益(Urban Forest Effect,UFORE)模型中的大气污染干沉降模块的核心算法,以2015年为例,估算了我国主要城市辖区的城市森林一年内对大气中的PM_(2.5)削减量以及其占空气中PM_(2.5)污染总量的比重。结果显示:(1)2015年全国主要城市单位绿地面积日均滞尘量较高地区主要集中在华北地区、华东地区、以及东北地区。其中北京30.47mg/m^(2),苏州24.63mg/m^(2),沈阳28.55mg/m^(2)。(2)城市森林的滞尘效果具有明显的季节效应,冬季滞尘量明显高于夏季,而夏季滞尘率高于冬季。(3)虽然滞尘总量较大,但城市森林对城市空气污染物的滞尘量占空气PM_(2.5)污染总量的最大值不到4%,凸显出客观认识城市森林滞尘作用的必要性。本文的研究结果可为城市大气污染的生态解决方案和生态宜居城市建设提供一定的科学支撑。

有机光催化剂用于太阳能水分解:分子水平和聚集体水平改性

利用太阳能光解水产氢是实现氢能开发最绿色且可持续的理想技术。为了提高太阳能的转换效率,设计和发展高效、稳定、宽/全光谱响应光催化产氢体系成为关键研究课题。相比于无机半导体,有机半导体具有丰富的π电子和结构可修饰性,使其光学吸收和能带结构易剪裁,光催化路径多样。但低的介电常数造成其载流子迁移率低及迁移距离短。通过有目的地改变有机分子结构,可以轻松地设计和调控有机半导体的能带位置、增加摩尔吸光系数,改善材料对于整个太阳光谱中可见光或红外光的利用;通过功能分子微纳组装或集成,可进一步获得不同组分、维度(0维、1维、2维、3维)、尺寸、晶体学取向的有机光催化剂。有机微纳/复合结构的优异的比表面积、分子排布结构或能级排列结构可进一步提高太阳能的利用率和光生电荷的传输/分离效率,从而提高整体光电转换效率和产氢效率。然而,由于复杂的反应过程和设计困难,整个有机半导体的光催化物理化学过程仍不清楚。在这里,光催化的基本原理从光捕获、光激发电荷分离、表面反应的角度进行了讨论。随后详细总结了有机半导体纳米结构的制备方法包括超分子自组装、再沉淀法、气相沉积法以及其他方法。描述了典型的有机半导体材料,包括苝二酰亚胺、四吡咯化合物、富勒烯、g-C3N4及其他共轭聚合物的微纳结构调控,光物理性质调变及其在光解水产氢中的应用,目的是阐明结构-性质-性能之间的构效关系,从而进一步指导光催化剂的合理设计。重点针对有机半导体存在的问题,介绍了其在光催化产氢应用中改性策略:分子水平上引入不同取代基、基团、原子取代;聚集体水平上调整不同形貌和尺寸、组分和维度、设计多孔结构,从而获得更高效的光催化产氢性能。最后,提出了有机纳米材料在光解水产氢中的关键挑战和未来前景展望。

面向粮情决策支持的知识图谱构建研究

我国粮食产后损耗问题亟待解决,减少损耗刻不容缓。课题组利用知识图谱技术含有大量先验知识、便于进行知识推理等特点,通过构建粮情知识图谱,并在其上进行知识推理,从而达到辅助粮情决策的目的。经过实验验证,基于知识图谱的粮情决策支持技术既能为农户提供智能化粮情和减少粮食损耗方法的查询服务,也能为国家储粮安全提供信息支撑。本文首先对当前粮情决策支持技术进行综述分析,指出不足。然后介绍了知识图谱构建及推理方法,最后给出了基于粮情词典和Flat-lattice模型抽取粮情实体用于构建知识图谱的算法。

生物质废弃物合成水玻璃的工艺模型研究

伴随着丰富的粮食产量,我国每年都会产生大量的农作物秸秆废弃物,充分利用该资源,可以变废为宝,提高生物质资源的附加值。以稻秸秆为原料,通过先酸解后热解,再与碱反应成功制备得到生物质基水玻璃。运用X线荧光分析仪(XRF)分析SiO_2质量分数并计算出SiO_2溶出率,并采用Box-behnken设计,以SiO_2溶出率为响应值,反应时间、反应温度和NaOH溶液3因素为变量,建立二次多项线性回归方程模型,对数据进行拟合,预测出最优工艺条件,并对其进行验证性试验。结果表明,SiO_2溶出率随着反应时间、反应温度和NaOH溶液浓度的数值增大而增大,且反应温度和反应时间对SiO_2溶出率的交互作用较为显著;同时,反应时间、反应温度对SiO_2溶出率存在二次影响;由RSM预测得出最优工艺条件为反应时间为4.9h,反应温度为96.02℃,NaOH浓度为4mol·L^(-1),验证性试验表明该工艺条件下SiO_2溶出率为84.54%。

高度灵活可控的多孔MOF膜用于高效药物释放

具有生物力学和生化活性的敷料在伤口护理和皮肤组织再生中起着至关重要的作用.然而,机械失配和药物释放管理所涉及的问题限制了当前敷料的有效使用.在本工作中,我们报道了一种简单的策略,即采用聚偏二氟乙烯(PVDF)作为底物,通过嵌入不同尺寸的沸石咪唑酸盐框架(ZIF-8)种子,以推动具有均匀蜂窝结构的高柔性金属有机框架(MOF)复合膜的受控生长,用于药物负载和释放.以嵌入的种子为控制中心,形成的多孔膜具有约0.7-3μm的宽孔隙.这种可调节的微尺度孔与ZIF-8中的固有纳米孔不仅可以有效地提高抗炎类药物的负载(姜黄素,CCM),而且还能够快速并可控地释放药物,大大提高了抗菌活性,同时促进细胞生长.其中,在40 nm种子上生长的0.7μm多孔膜的表现优于其他蜂窝膜,与2μm多孔膜(相当于裸PVDF基质)相比,细胞增殖能力提高了约2倍,针对金黄色葡萄球菌(S.aureus)和大肠杆菌(E.coli)的抗菌活性分别提高了5倍和2.4倍,是基底抗菌活性的5倍,这是因为这种最佳孔几何结构具有CCM和Zn2+释放特性的平衡效应.这种可控分层孔阵列膜的独特性质有望真正用于伤口愈合,同时也为生物医学设计提供了新的指导.

有机微结构诱导的分级多孔g-C_(3)N_(4)光催化剂

为了保证光催化的高光吸收和电化学动力学,构建分级多孔光催化剂十分必要.类石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))易于合成、理化性质稳定、稳定性好和带隙合适等优点,特别是其可调的微/纳米结构,使其成为分级多孔光催化剂一个很好的选择.然而,具有层次孔的g-C_(3)N_(4)的简易制备仍然是一个难点.本文中,我们首次用均匀的有机微结构作为软模板,用简单方法制备了分级多孔g-C_(3)N_(4).该有机微纳结构模板是在硫脲前驱体溶液中原位形成的,与g-C_(3)N_(4)相似的π共轭结构使其能够有效修饰g-C_(3)N_(4)的分子结构.结果表明,合成的g-C_(3)N_(4)具有分级的中孔和大孔,比表面积为27.34 m^(2)g^(−1),孔体积为0.18 cm^(3)g^(−1),分别是未改性g-C_(3)N_(4)的6.2倍和9.0倍.这种分级多孔结构有利于电荷/质量传输过程,使其光降解有机污染物能力增强了2.4倍.同时,此光催化剂具有良好的光稳定性,长期使用100分钟后效率仅损失20%.

做一名图书管理员

从小学四年级开始，我双休日、寒暑假大部分时间都泡在县图书馆。因为爸爸是图书馆的工作人员，也因为这里有太多的书籍吸引着我。 刚开始，我跟着爸爸去上班，翻翻漫画书，谁知就这样迷上了看书。不知不觉中，我像鱼儿游入了大海，闻着书籍的油墨香味，就精神焕发。每当拿着一本自己喜欢的书籍，我会反复抚摸它的封面，才开始阅读。