应变调控对PEMFC金属有机框架电极活性的影响

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有结构简单、能源转化率高效、产物清洁等优点,但较高的贵金属催化剂成本以及耐用性等问题阻碍了其商业化应用。采用第一性原理计算方法,构建一种氧配位的金属有机框架(MOF)模型,分别研究x方向和y方向不同应变程度对铁基MOF中心原子氧还原催化活性的影响。沿宽度y轴方向压缩应变2%到拉伸应变4%的范围内,应变对Fe-O-MOF的催化活性有较大的调节作用。沿金属原子结构长度x轴方向在压缩应变2%到拉伸应变6%的范围内,应变对Fe-O-MOF的催化活性有较大的调节作用。

五边形石墨烯负载Pt单原子稳定性能的应变调控

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了Pt原子在五边形石墨烯(PG)上的吸附与动力学行为.研究结果表明,单个Pt原子在PG上虽然具有较大的吸附能及较高的扩散势垒,却不能够在衬底形成均匀分散的单原子.这是因为,随Pt原子数增加,Pt_(n)(n=1,2,3)在PG上的平均结合能也逐渐增加,更倾向于形成团簇,该发现有效否定了之前的报道称Pt能在PG上形成稳定的单原子催化剂这一结论(Phys.Chem.Chem.Phys.21,12201(2019)).基于此,我们考虑对PG施加双轴应变,随着拉伸应力增加,Pt金属原子间的平均结合能逐渐降低,当拉伸应变施加至12%左右时,单个Pt在衬底上的结合能与Pt_(2)在衬底上的平均结合能相等,从而实现PG上均匀分散的Pt单原子催化剂.该结果对五边形石墨烯基材料应变调控实现单原子催化剂提供理论借鉴.

下丘脑垂体肾上腺轴应变调控与脑缺血再灌流相关性的研究

建立了脑缺血动物模型，测试有关激素的变化，为缺血性脑血管病临床整体防治研究工作提供实验理论依据。用家兔，以３％戊巴比妥钠麻醉，分为不全脑缺血组、全脑缺血组、再灌流组和对照组。实验过程中同步监测血压、心率、呼吸，各组于结扎动脉后即刻、３０分钟、６０分钟和１２０分钟各取血１次，于１２０分钟后迅速解剖取大脑皮层颞叶、海马、下丘脑和中脑，测试脑缺血及再灌流等各组血浆、脑匀浆促肾上腺皮质激素（ＡＣＴＨ）、皮质醇与外周血嗜酸粒细胞绝对值（ＥＣ值）的变化。结果：全脑缺血组及其再灌流组血浆、脑匀浆ＡＣＴＨ、皮质醇含量显著增高，其活性变化反应敏感、活跃；不全脑缺血组ＡＣＴＨ及皮质醇变化相对不明显。脑匀浆ＡＣＴＨ、皮质醇均以下丘脑含量为最高。以上３组外周血ＥＣ值同期显著降低。实验结果表明：在急性脑血循环障碍、脑缺血、缺氧特定条件下，动物机体内环境应变调控功能同时受到干扰，ＡＣＴＨ、皮质醇和ＣＥ值三者自身活动变化敏感。充分提示神经内分泌系统在脑缺血、再灌流过程中应变调控的总体效应，且反应强度与中枢神经系统损害严重程度紧密相关。作者认为。

金属有机框架材料力学、电学及其应变调控特性的第一原理研究

本文利用基于密度泛函理论的第一原理方法研究了典型金属有机框架材料——MOF-5的力学、电学性质及其应变调控特性.通过对MOF-5材料施加不同类型的应变,系统地研究了MOF-5材料的力学特性,获得了MOF-5的弹性常数、杨氏模量等基本力学参数.另一方面,通过分析能带结构等特征得到了MOF-5的本征电学特性,计算得到的MOF-5的禁带带宽为3.49 eV,属于宽禁带半导体.对MOF-5电学性质的应变调控特性研究发现,外界应变会显著降低MOF-5的禁带带宽,提高其导电性.通过进一步分析其电子态密度、共价键键长等的变化,发现外界应变会引起MOF-5有机配体中共价键强度的降低,继而导致材料禁带带宽的减小.研究从理论上定量揭示了外部应变对MOF-5电学性质的调控行为,为基于MOF-5的气氛传感器优化设计和性能评估等提供了重要的理论依据.

边修饰Net-Y纳米带的电子结构及机械开关特性的应变调控效应

利用密度泛函理论和非平衡态格林函数相结合的方法,系统地研究了边修饰Net-Y纳米带的电子结构和器件特性的应变调控效应.计算表明:本征纳米带为金属,但边缘的氢或氧原子端接能使其转变为半导体.应变能有效地调控纳米带带隙的大小,适当的应变使能带结构从间接带隙转变为较小的直接带隙,这有利于光的吸收.应变也能改变纳米带的功函数,压缩应变能明显减小功函数,这有利于纳米带实现场发射功能.特别是应变能有效地调控纳米带相关器件的I-V特性,能使其开关比(I_(on)/I_(off))达到10^(6),据此,可设计一个机械开关,通过拉伸及压缩纳米带使其可逆地工作在“开”和“关”态之间.这种高开关比器件也许对于制备柔性可穿戴电子设备具有重要意义.

应变对硒化锡和硫化锡拉胀材料力学性质和能带结构的调控

硒化锡(Sn Se)和硫化锡(Sn S)是具有广泛应用前景的热电材料和光电材料。通过应用第一性原理方法,系统地研究硒化锡和硫化锡的力学性质和能带结构,探讨应变对其性质的影响。发现这些性质是各向异性的。计算应变-应变曲线、杨氏模量、声子谱、声速和应变下的能带结构。发现硒化锡和硫化锡是具有负泊松率的拉胀材料,它们可用于传感器和生物医学等领域;在Z方向施加单轴-5%到5%的应变时,硒化锡的带隙从0.7 e V变到1.03 e V,硫化锡的带隙从0.85 e V变到1.41 e V,表明应变是调控硒化锡和硫化锡太阳能转换效率的一种有效方法。

钙钛矿型铁电薄膜结构及性能的应变调控

铁电薄膜具有铁电、压电、热释电、光伏效应等多种特性,在换能器、驱动器、传感器、能量收集器、太阳能电池等功能器件中具有广阔的应用前景.铁电薄膜沉积在衬底上,其性能与衬底的约束引起的应变密切相关.如何利用衬底调控铁电薄膜的应变,进而调控其极化状态,是显著提高其性能的关键.综述了近年来利用应变工程调控铁电薄膜性能的研究进展及需要解决的问题.

刍议体操教师课堂教学的应变调控

体操教学内容复杂,技术动体多样,且部分动作具有一定的危险性,加之教学中的师生会产生一定的冲突,所以体操教师在教学突发事件(如师生对立、运动损伤等)发生时,常伴有强烈的愤慨,恐惧等情绪状态。而课堂应变是体操教师处理教学信息的一项复杂的运动过程,其能力的强弱与教师的自身心理素质有着必然的内在联系,有着它们的交融点——制定和运用应变策略的心理活动。在制定和运用应变策略的过程中,始终要受到教师心理活动的支配和制约,故体操教师自身的心理特征影响应变策略的制定和运用。

α-In_(2)Se_(3)基光电晶体管的^(60)Co γ射线辐射效应及应变调控

利用微机械剥离法制备了α-In_(2)Se_(3)基柔性晶体管,本文研究了该晶体管在60Coγ射线辐照至吸收剂量为100 krad(Si)时的光电性能,基于对α-In_(2)Se_(3)纳米片元素组成、表面形貌、声子模式及畴结构的精细表征,分析了γ射线辐照该晶体管的损伤机制,并研究了通过弯曲引入的面内应变对光电性能的调控作用,通过计算载流子浓度的变化,探讨了应变调控光电性能的机理。结果表明,γ射线辐照诱导产生的缺陷可能是导致α-In_(2)Se_(3)基柔性光电晶体管性能退化的主要原因;在压缩应变为-0.402%、光功率密度为14.34 mW·cm^(-2)时,辐照后α-In_(2)Se_(3)基柔性晶体管的光响应性为辐照后无应变时的8.26倍,证明静态应变调控是提高辐照环境下基于2维铁电材料光电探测器光响应性能的有效途径。

低维材料物性的非均匀应变调控

探索低维材料的新奇物性是当前凝聚态物理和材料科学基础研究的一个重要前沿.应变是调控低维材料物性的一个重要手段.相比于块体材料,低维材料通常具有良好的力学柔韧性,并表现出敏锐的结构-电子响应关系,因此可以通过结构变形对材料电子性质进行有效调控.本文主要目的是介绍二维材料中通过非均匀应变获得新奇物性的研究进展.主要讨论两个效应,即赝磁场效应和挠曲电效应.具体来说,通过解析理论、实验进展、计算模拟以及围绕这些效应的应用等方面介绍相关研究进展.从计算模拟的角度看,由于非均匀应变破坏了晶体的平移对称性,基于周期性边界条件的量子力学计算方法如第一性原理不再适用.本文将介绍一个专门用来模拟非均匀应变的原子级计算方法,即广义布洛赫方法,并简要介绍该方法的一些具体应用.

科学调控,有效应变——初中体育课堂教学有效性探析

本文就体育课堂教学中的突发问题与调控应变进行分析,着重探讨了教师对教学过程中出现的各类问题应该如何及时、正确、科学地进行控制、调整与解决,目的在于不断地改进教学方法,提高体育课堂教学有效性。

压缩应变载荷下氮化镓隧道结微观压电特性及其巨压电电阻效应

电子器件可控性研究在日益追求器件智能化和可控化的当今社会至关重要.基于第一性原理和量子输运计算,本文研究了压缩应变载荷对氮化镓(Ga N)隧道结基态电学性质和电流输运的影响,在原子尺度上窥视了氮化镓隧道结的微观压电性,验证了其内在的巨压电电阻(GPR)效应.计算结果表明,压缩应变载荷可以调节隧道结内氮化镓势垒层的电势能降、内建电场、电荷密度和极化强度,进而实现对隧道结电流输运和隧穿电阻的调控.在-1.0 V的偏置电压下,-5%的压缩应变载荷将使氮化镓隧道结的隧穿电阻增至4倍.本研究展现了氮化镓隧道结在可控电子器件中的应用潜力,也展现了应变工程在调控电子器件性能方面的光明前景.

m-DABDT金属有机骨架电子性质和应变调控效应的第一性原理研究

金属有机骨架材料具有低密度,高孔隙率和充分暴露的活性位点等结构特点,在光电探测、分子识别和分离以及催化等等领域具有良好的应用前景.合理地选择金属中心是新型金属有机骨架材料设计及性能调控的有效策略.本文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了五种不同金属中心的一维链状金属有机骨架m-2,5-二氨基-1,4-苯二硫醇(DABDT)(m=Fe,Co,Ni,Cu,Zn)的电子性质.计算结果表明:考虑自旋极化条件下的HSE06杂化泛函计算的带隙值与实验值最为符合;随着金属中心d轨道占据数增加,能带结构呈现直接-间接-直接带隙的转变过程;当金属中心为Ni和Zn时,应变可诱导m-DABDT发生直接-间接带隙转变且带隙呈单调变化,同时其电子迁移率均大于空穴迁移率;当金属中心为Fe时,外加应变下m-DABDT保持直接带隙且带隙呈非单调变化,同时其空穴迁移率大于电子迁移率.这些研究结果揭示了m-DABDT金属有机骨架电子性质的调控机制,为光电器件的设计提供理论指导.

S型异质结MoSi_(2)N_(4)/GeC电子及光学特性的第一性原理研究

采用第一性原理计算方法研究了MoSi_(2)N_(4)/GeC异质结,对其进行结构、电子及光学特性的计算,并探究施加不同双轴应变和垂直电场对异质结能带结构及光吸收特性的影响,研究表明:MoSi_(2)N_(4)/GeC异质结是一种带隙为1.25 eV的间接带隙半导体,具有由GeC层指向MoSi_(2)N_(4)层的内建电场.此外,其光生载流子转移机制符合S型异质结机理,从而提高了光催化水分解的氧化还原电位,使其满足pH=0—14范围内的光催化水分解要求.双轴应变下,带隙随压缩应变的增加而先增大再减小,且在紫外区域的光吸收性能随压缩应变的增加而增强.带隙随拉伸应变的增大而减小,且可见光区域的光吸收性能较压缩应变时增强.垂直电场下,带隙随正电场的的增加而增大,随负电场的增大而减小.综上,MoSi_(2)N_(4)/GeC异质结可以作为一种高效的光催化材料应用于光电器件及光催化等领域.

小学数学课堂教学的弹性与优化

新课程理念下的数学课堂是一个动态生成的课堂、一个充满生命活力的课堂,需要教师在围绕课程目标精心预设教案的基础上,依循学生认知的曲线、思维的张弛以及情感的波涛,以灵动的教育机智随时处理生成性的信息,恰当地施以有效的问题引导,自如地驾驭课堂,真正实现课堂教学的弹性与优化。这一创造的过程充分体现了教师智慧的结晶。

关于小学数学课堂教学弹性设计的研究

在新课程理念的影响下,小学数学课堂教学向着以学生学习为主的教学方向发展,更加充满活力。要想使小学数学课堂更加生动、丰富而高效,教师需要运用自己的智慧,根据课程目标对教案进行精心预设,对生成性信息进行及时处理,使得课堂教学更加具有弹性,得到更好的优化。

广义布洛赫方法的应用:低维材料物性的非均匀应变调控

低维材料的结构灵活性以及它们的电子性质对应变灵敏的响应,使得应变调控成为优化低维材料物性的一个重要手段.本文主要介绍了非均匀结构变形下低维材料物性调控的量子力学模拟方法,即广义布洛赫方法.通过考虑螺旋和旋转对称性,广义布洛赫方法能够以较小的计算代价处理扭曲和弯曲两种基本的非均匀结构变形.本文还介绍了该方法的一些具体应用.由于扭曲和弯曲涉及低维材料在多方面的应用,如挠曲电、柔性电子学、自旋电子学等,广义布洛赫方法在这些方面能发挥重要作用.

反思教学过程促进教师专业成长

教学前反思，有助于提高教师智慧技能；教学中反思，有助于提高教师的教学调控和应变能力；教学后反思，有助于提高教师的教学总结能力和评价能力。只有让反思成为一种习惯，做到知与行的和谐统一，才能在反思中实现专业成长。

反思课堂教学 促进专业发展

教学前反思，有助于提高教师智慧技能；教学中反思，有助于提高教师的教学调控和应变能力；教学后反思。有助于提高教师的教学总结能力和评价能力。只有让反思成为一种习惯，做到知与行的和谐统一，我们才能在反思中实现专业化成长。