基于Noradamantane的高能量密度富氮笼型含能分子设计与性能预估

研究提出一种通过化学键键能差进行能量密度快速估算的方法,和一种利用拉普拉斯键级和分子片段键离解能相结合快速判断笼型结构稳定性的方法。通过穷举法构建了基于Noradamantane的所有富氮骨架及其435种硝基衍生物,应用上述计算方法筛选兼具高能量密度和稳定性的分子结构,并采用量子化学能量计算和过渡态反应势垒计算验证筛选结果的可靠性。计算发现了两种兼顾高能量密度和结构稳定性的硝基化合物,其爆热、爆速、爆压和金属加速能力的理论计算最大值分别达到7.77 k J·g^(-1)、10.1 km·s^(-1)、47 GPa和1.14倍HMX的金属加速能力,且结构分解反应势垒≥96 k J·mol^(-1)。本研究所建立的含能分子能量密度和稳定性快速筛选方法,可为高能稳定的含能分子设计提供参考。

高能量密度氮的研究进展

氮在常压下是非常稳定的元素,以氮气分子形式存在。研究发现,氮在高温高压下能够形成聚合结构,这种结构具有极高的能量密度,而且分解产物为无污染的氮气,从应用角度上看,它能够作为新型环保高能量密度材料。随后,人们对其进行了大量的研究,得到了氮在高压条件下的相图,并且合成出立方偏转氮、层状聚合氮等结构。然而,纯氮聚合结构的合成条件比较严苛,在常压下很难保存。人们又转向分子结构氮和惰性气体氮化物等,希望能够得到常压下稳定的高能量密度氮结构。为此,针对目前高能量密度氮的理论和实验进展进行了简要的介绍,并对未来高能量密度氮的发展方向进行了探讨。

高能量密度低功耗一体化机器人动力轮模组技术研究

针对传统自动引导车(AGV)和自主移动机器人(AMR)传动链存在的低能量密度、高能耗、大尺寸等问题,提出了一种集成电机、减速机、抱闸和编码器的一体化机器人动力轮模组设计。该设计采用大中空电机内嵌减速机的一体化设计技术,显著减少了传动链占用的空间,从而提升了AGV/AMR的底盘空间利用率和整车性能。与传统设计方案相比,该动力轮模组实现了12%的能量密度提升和23%的效率增加,有效降低了功耗损失,为AGV/AMR的传动链设计提供了一种高效、紧凑的解决方案。

高能量密度配方奶粉联合营养包对生长发育迟缓婴幼儿追赶生长的作用观察

目的:探讨高能量密度配方奶粉联合营养包对生长发育迟缓婴幼儿追赶生长的作用。方法:选取2020年1月—2022年12月经我院确诊的生长发育迟缓婴幼儿97例作为观察对象,采取随机数字表法分为两组,对照组48例予以足月儿常规配方奶粉喂养,观察组49例另予以高能量密度配方奶粉+营养包喂养。干预前、干预3个月、干预6个月测量身高、体重;干预前、干预6个月评估骨密度、智能发育情况;另随访6个月记录婴幼儿生长发育迟缓情况及并发症情况。结果:随访6个月期间,观察组中3例出现喂养困难情况,最终纳入随访统计46例;对照组中2例出现喂养困难情况,最终纳入随访统计46例。干预3个月、干预6个月,观察组各月龄段婴幼儿身高及体重均高于对照组(P<0.05)。干预6个月,两组骨密度均有所改善,且观察组骨密度明显高于对照组(P<0.05)。干预6个月,观察组PDI评分、MDI评分均比对照组高(P<0.05)。随访6个月,观察组生长发育迟缓率及并发症总发生率均较对照组低(P<0.05)。结论:高能量密度配方奶粉联合营养包治疗能够提高骨密度,促进生长发育迟缓婴幼儿生长发育及智能发育,改善生长发育迟缓情况同时还能降低贫血、营养不良等并发症发生率。

西安交大在高能量密度锂金属电池电解液领域取得重要进展

局部高浓度电解液振兴了二次电池的发展。然而,现有局部高浓电解液所使用的氟化稀释剂通常具有毒性高、环境污染严重、合成困难和成本高等缺点。针对这一问题,西安交大化工学院李明涛课题组以苯(PhH)为稀释剂,开发了一种低成本、环境友好的局部高浓度电解液(PhH-LHCE),同时实现了锂金属负极和单晶NCM811正极的长期稳定循环。

高能量密度高安全性锂金属电池的制备及性能调控

项目编号:52102307项目主持人:焦钰,女,西昌学院理学院副教授。主持四川省教育厅质量工程项目“高分子应用示范课程建设”“高分子一流课程建设”等教学项目2项;主持有国家自然科学基金1项,国家重点实验室开放课题1项,州厅级项目6项。发表多篇论文被SCI收录。

高能量密度锂离子电芯的研发与应用前景

本研究旨在探讨高能量密度锂离子电池的研发及其在电动汽车、可再生能源存储系统和便携式电子产品中的应用前 景。通过采用创新的电极材料、电解质和隔膜技术,以及优化电池结构设计和电池管理系统,本研究系统地分析了提高锂离子电 池能量密度、循环寿命和安全性能的方法。结果表明,通过硅负极表面改性技术和开发人工固体电解质界面(SEI)膜,显著提高 了电池的循环稳定性和安全性。同时,采用高分子材料优化了电池性能,进一步提升了电池的快充能力和能量效率。结论指出,持 续的材料创新和技术优化是提高锂离子电池性能的关键,而高能量密度锂离子电池的发展将为实现低碳经济和促进可持续发展 目标提供重要支持。

高能量密度磷酸铁锂正极设计

磷酸铁锂(LiFePO_(4))是锂离子动力和储能电池中应用最广泛的正极材料,为了满足市场对锂离子电池更高能量密度的要求,必须开发具有更高能量密度的LiFePO_(4)材料。根据能量密度的定义,本文从LiFePO_(4)的电压平台、粉体压实密度和质量比容量三个方面展开论述,通过电化学和材料学方面的机理分析,指出提高粉体压实密度和质量比容量是具有潜力的改进方向。结合研发经验、市场调研和国内外的研究成果,在提高材料粉体压实密度方面,本文总结了原料种类选择、烧结制度改善、大小颗粒级配这三类最有效的方法,具体介绍了制备LiFePO_(4)的磷酸铁路线,烧结制度伴随的杂质问题,以及大小颗粒级配的流程差异;在提高质量比容量方面,从LiFePO_(4)的本征特性出发,介绍了纳米化、碳包覆、元素掺杂、缺陷控制以及晶体择优取向五种策略,指出纳米化、碳包覆、元素掺杂是目前最有效的提高质量比容量的改性方法。上述方法都已经应用于市场上的LiFePO_(4)产品之中,其提高能量密度的有效性得到了国内多家电池厂的认证。目前LiFePO_(4)正极材料的能量密度还未被完全开发,仍需要继续开展材料改性的研究和生产工艺的优化。

等离子体聚集装置下的高能量密度单晶金刚石快速生长研究

单晶金刚石是一种性能优异的晶体材料,在先进科学领域具有重要的应用价值。在微波等离子体化学气相沉积(Microwave plasma chemical vapor deposition,MPCVD)单晶金刚石生长中,如何提高晶体的生长速率一直是研究者们关注的重点问题之一,而采用高能量密度的等离子体是提高单晶金刚石生长速率的有效手段。在本研究中,首先通过磁流体动力学(Magnetohydrodynamic,MHD)模型仿真计算,优化设计了特殊的等离子体聚集装置;随后基于模拟结果进行生长实验,采用光谱分析和等离子体成像对等离子体性状进行了研究,制备了单晶金刚石生长样品;并通过光学显微镜、拉曼光谱对生长样品进行测试。模拟结果显示,聚集条件下的核心电场和电子密度是普通条件下的3倍;生长实验结果显示,在常规的微波功率(3500 W)、生长气压(18 kPa)下得到的高能量密度(793.7 W/cm^(3))的等离子体与模型计算结果吻合。高能量密度生长条件并不会对生长形貌产生较大影响,但加入一定量氮气能够显著改变生长形貌,并对晶体质量产生影响。采用这种方法,成功制备了高速率(97.5μm/h)单晶金刚石。不同于通过增大生长气压来获得高能量密度的途径,本研究在常规的生长气压和微波功率下也可以生长高能量密度单晶金刚石。

基于咪唑并[4,5-d]哒嗪设计潜在高能量密度化合物

为了开发新型高能量密度材料,以咪唑并[4,5-d]哒嗪为环骨架结构设计出10种咪唑并[4,5-d]哒嗪衍生物,采用密度泛函理论(DFT)在B3PW91/6-31G(d, p)水平下,对咪唑并[4,5-d]哒嗪衍生物的分子结构稳定性和爆轰性能进行了系统的理论研究。结果表明:分子结构稳定性由密度修饰基团和能量修饰基团共同作用;-OH和-CF(NO2)2对目标化合物的密度提升效果最显著;-NH_(2)对目标化合物的生成焓提升效果最为显著;-C(NO_(2))_(3)能够最大限度的提高目标化合物的爆轰性能,但同时会显著降低最弱键键离解能。咪唑并[4,5-d]哒嗪衍生物的理论密度为1.8~2.1 g·cm^(-3),固相生成焓为-310~410 kJ·mol^(-1),爆速为8.0~9.5 km·s^(-1),爆压为29.5~42.5 GPa,最弱键离解能为100~270 kJ·mol^(-1)。综合考虑爆轰性能和分子结构稳定性,推荐B3和C3为潜在高能量密度化合物候选物。

早期高能量密度肠内营养对ICU重度颅脑损伤术后患者的影响

颅脑损伤患者常出现水电解质紊乱,多由于脑性肺水肿、意识障碍等转入重症医学科(ICU)。目前临床上多采用常规肠内营养(EN)制剂鼻饲进行干预,可改善重度颅脑损伤术后患者的营养状态,但可能引起反流误吸等并发症[1]。有研究表明[2],高能量密度EN制剂鼻饲可调节重症颅脑损伤术后患者的免疫功能,增强机体营养。为此,本研究将其进行了临床应用,观察其对ICU重度颅脑损伤术后患者营养状态及炎症反应的影响。

基于噁三唑设计潜在高能量密度化合物

以1,2,3,4-噁三唑和1,2,3,5-噁三唑为框架,引入硝基、硝氨基、三硝基甲基等含能基团,设计了A、B两组噁三唑类含能化合物,以三唑设计C组对照组化合物进行对比;采用密度泛函方法B3PW91/6-31G(d,p)基组,优化了化合物的几何结构,计算了化合物的密度、生成焓、氧平衡、爆速、爆压和感度等相关性能参数。计算结果表明,噁三唑类化合物的爆轰性能优良,密度、爆速、爆压等均超过三唑类含能化合物,有6种化合物的密度在1.90g/cm^(3)以上,爆速在9.0km/s以上,爆压在40GPa以上;基团—CNF_(2)(NO_(2))_(2)、—CF(NO_(2))_(2)、—C(NO_(2))_(3)对密度、爆速和爆压贡献大,以噁三唑为框架加以—CNF_(2)(NO_(2))_(2)、—CF(NO_(2))_(2)、—C(NO_(2))_(3)构建的化合物均达到了高能量密度化合物的要求,有望成为性能优良的高能量密度化合物。

第九届高能量密度物理青年科学家论坛在北京成功召开

2023年8月24日至27日,第九届高能量密度物理青年科学家论坛在北京怀柔成功举办。本次论坛由中国物理学会高能量密度物理专业委员会和中国物理学会粒子加速器分会主办,北京大学、中国科学院物理研究所、中国科学院高能物理研究所承办,广东省新兴激光等离子体技术研究院、《强激光与粒子束》编辑部、《MRE》编辑部协办。会议吸引了来自全国38个高校和科研单位的400余人参加。

地下空间高安全要求高能量密度电池防爆技术应用研究

地下空间电源应用场景特殊,民用方面一般是矿山、特别研究机构、地铁设施、海底隧道、地下建筑等;国防方面如军用地下掩体、地下防空设施等。这些地方对电池能量密度和使用安全要求非常高,本研究从隔离材料、防爆安全模组、防滥用电路设计以及故障临界熔断机制等方面进行了防爆冗余设计研究。

长循环寿命、高能量密度的铅碳电池构建与研究

随着科技的不断进步,新能源电池技术迎来突破和创新,各种新能源电池不断问世。但是,各种新能源电池在面对新的使用要求时都表现出了一定的不足与缺陷。长循环寿命、高能量密度的铅碳电池具有极大的发展空间,也有着更高的安全性、稳定性和经济性,研究攻关和应用推广此项技术及产品是我国实施新能源战略的主要方向。文章总结了国内铅酸电池的发展情况,分析长循环寿命高能量密度铅酸电池的关键技术问题,并对新型铅酸电池未来的发展做了展望。

基于高能量密度负极焦生产工艺分析

近年来新能源电动汽车得到了快速的应用与发展,但续航里程是制约其普及发展的关键因素。电池能量密度的提升是帮助其延长续航的必要条件,而负极材料作为电动汽车动力电池组的最主要成分之一,其性能的好坏将直接影响到电池组能否正常的工作。文章针对现有针状焦产品克容量在353 mAh/g以下的技术问题,提供一种高能量密度负极焦生产工艺,利用原料油与中间相成核剂混合,可得到高克容量的锂电池负极材料,以供参考。

高能量密度材料3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱性能及应用研究

3 ,4 二硝基呋咱基氧化呋咱 (DNTF)是一种新型高能量密度材料 ,通过对其理化、爆轰性能研究 ,证明其各项性能优于奥克托今 (HMX)而接近六硝基六氮杂异全兹烷 (CL - 2 0 ) .DNTF能量高、熔点低、热安定性良好、感度适中 ,适于在推进剂、战斗部装药及爆炸网络中应用。另外 ,DNTF能与梯恩梯 (TNT)形成低共熔物 ,可以调配成不同熔点、不同能量要求的液相载体 。

部分新型高能量密度材料的国内研究进展

综述了DNTF、ADN、TNAZ、FOX-12、FOX-7五种新型高能量密度材料的国内研究现状,介绍了它们的合成路线、物理化学与爆轰性能、相容性以及在火炸药配方中应用,为促进上述典型高能量密度材料的应用提供了必要的参考数据。指出DNTF在混合炸药、爆炸网络中有较好的性能,可用作推进剂的氧化剂;ADN可用作低特征信号推进剂的高能氧化剂;TNAZ可用于熔铸炸药和发射药中;FOX-12、FOX-7是不敏感弹药的候选组分。附参考文献24篇。

新型高能量密度材料DNTF的热分解特性

通过DSC、TG研究了DNTF及DNTF与催化剂体系的热分解,分析了不同压力条件下DNTF的分解特性及分解规律。结果表明,在压力升高时,DNTF的熔融吸热峰温几乎不变,但其主要放热分解峰温在2M Pa以后向高温方向移动,分解反应变得较为剧烈,与常压相比,分解放热明显增加,且随着压力增加,主分解峰后的二次分解渐渐明显。在压力作用下,分解气相产物加强了对凝聚相产物的催化作用,出现了二次分解。计算了分解过程的动力学参数,DNTF在常压与2M Pa压力下分解动力学参数变化很大,常压下Ea=58.8 kJ/m o l,lnA=1.08-s 1;2M Pa下Ea=205.1 kJ/m o l,lnA=33.64 s-1;说明高压下的分解规律发生了变化。讨论了压力及催化剂对DNTF热分解过程的影响。

高能量密度化合物CL-20、DNTF和ADN在高能发射药中的应用

为将高能量密度化合物在高能高燃速发射药中得到更好地应用，通过密闭爆发器、真空安定性试验，研究了3种高能量密度化合物CL-20、DNTF和ADN对高能硝胺发射药RGD7A相容性、能量、燃烧行为的影响。结果表明，CL-20和DNTF与硝胺发射药的相容性良好，能使硝胺发射药能量和密度提高；40～240MPa下，含CL-20、DNTF硝胺发射药的燃速加快，燃速压力指数增大。