基于5G移动通信技术在医疗设备管理中的研究

目的 为解决现有医疗设备通信技术滞后、设备管理能力欠佳等问题,提出一种基于5G移动通信技术在医疗设备管理中的方法,以提高医疗设备之间的数据信息通信能力。方法 基于5G通信技术,融合安全传输层协议,对传输数据进行加密;结合WebRTC技术,实现远程视频通话和会诊;使用离群检测算法对数据进行处理,提高通信数据的信息检索能力;加入网络波动检测模块,降低在远程访问中网络波动带来的影响。结果 通过记录某医疗机构某年1—10月的远程视频次数及网络波动次数和触发网络加速模块的次数可知,本系统将目标特征误差保持在2%以下,在系统运行过程中非常稳定且适用。结论 本系统大大减轻了系统主机的压力,具有较高的工作效率及较低的误差率和波动率,可达到远程医用和远程急救的要求。

基于信息熵与服务器识别的DoH流量检测

DNS over HTTPS(DoH)协议是一种针对域名系统(DNS)的最新改进方案,然而用户可使用第三方DoH服务规避内网原有的监管,所以异常流量检测方法不再适用于检测DoH流量。针对该问题提出了一种DTESI算法。首先,基于信息熵将DoH流量作为异常流量从全部网络流量中筛选出来;然后,利用DoH服务器与同一客户端建立TLS连接时响应方式总是相同的特性,用指纹识别检测客户端与DoH服务器之间的TLS协商,确定DoH服务器身份;最后,使用Top-K抽样算法选出一定时段内网络中前K台活跃主机着重进行流量检测,使算法能应用于中大型组织的网络。实验结果表明,针对发现的异常流量,DTESI算法检测出的DoH服务提供商准确率超过94%。在此基础上比较了在不同K值下的算法检测时间和对网络中全部DoH流量的检测覆盖率,结果表明合理选择K值可以提升算法的整体效能。

富勒烯吡咯烷衍生物的合成及其在反式钙钛矿太阳能电池中的应用

[目的]由于目前在反式钙钛矿太阳能电池中使用最广泛的富勒烯基电子传输材料[6,6]-苯基-C_(61)-丁酸甲酯(PCBM)存在合成复杂、成本高的问题,因此开发低成本、可溶液处理的新型富勒烯电子传输材料具有非常重要的意义.[方法]采用Prato反应一步合成两种低成本的新型富勒烯吡咯烷衍生物F1和F2,并将其作为电子传输材料应用于反式钙钛矿太阳能电池.通过紫外-可见吸收光谱和循环伏安法研究了这两种富勒烯分子的能级,并研究了由这两种富勒烯吡咯烷衍生物作为电子传输层的反式钙钛矿太阳能电池的光伏性能.[结果]含有苯甲酸酯侧链的F2比含有烷基酸酯侧链的F1具有更高的电子迁移率,因此对应的器件获得了更高的填充因子和光电转换效率.最终,以F2作为电子传输层的反式钙钛矿太阳能电池获得了最高19.86%的光电转换效率,这一结果与同等实验条件下制备的基于PCBM的对照器件的效率基本一致.[结论]本研究采用Prato反应一步合成了两种富勒烯吡咯烷衍生物,并发现侧链对其光伏性能有重大影响.该项工作对于开发兼具高效率和低成本的可溶液处理的富勒烯基电子传输材料的设计具有一定的参考价值.

纳米结构金属氧化物电子传输层研究进展

总结纳米结构金属氧化物在钙钛矿太阳电池中的应用进展,详细介绍纳米结构金属氧化物(包括二氧化钛、氧化锌和二氧化锡等)作为电子传输材料的实例。此外,对纳米结构金属氧化物电子传输层进行掺杂和界面修饰等方面的研究进展加4个介绍。最后,对该类电子传输层的未来发展前景进行展望。

轻量级链式验证的网络传输层安全性增强方法

传输层是网络协议栈的关键组成部分,负责为不同主机间的应用程序提供端到端的服务.已有的传输层协议如TCP等为用户提供了基本的差错控制和确认应答等安全保护机制,在一定程度上保证了不同主机间应用程序收发报文的一致性.但现有的传输层安全保护机制存在严重的缺陷,如TCP报文的序列号容易被猜测推理,报文校验和的计算依赖于有漏洞的补码求和算法等.这导致现有的传输层安全机制并不能保证报文的完整性和安全性,从而允许一个远程的攻击者伪造出一个报文,注入到目标网络流中,对目标网络流形成污染或攻击.针对传输层的攻击发生在网络协议栈的基础层次,可以旁路掉上层应用的安全保护机制,对网络基础设施造成严重的危害.深入研究近年来针对网络协议栈的各种攻击和相关安全漏洞,提出一种基于轻量级链式验证的传输层安全性增强方法LightCTL.所提方法基于哈希验证的方式,使TCP连接双方能够对传输层报文形成彼此可验证的共识,避免攻击者或中间人窃取和伪造敏感信息,从而解决网络协议栈面临的典型安全威胁,包括基于序列号推理的TCP连接重置攻击、TCP劫持攻击、SYN洪泛攻击、中间人攻击、报文重放攻击等.LightCTL不需要修改中间网络设备如路由器等的协议栈,只需对终端协议栈中的校验和相关部分进行修改,因此方法易于部署,同时显著提升了网络系统的安全性.

聚乙烯亚胺包覆氧化锌电子传输材料的制备及其对有机光伏电池空气和紫外稳定性的增强效应

活性层与电极之间的界面层材料对有机太阳能电池(OSCs)至关重要,它直接影响器件的性能和稳定运行。作为一种广泛应用的电子传输材料,氧化锌(ZnO)纳米颗粒(NPs)较高的表面缺陷态易在表面吸附水氧,严重影响OSCs的效率和稳定性。因此,本文设计了一种既能钝化表面缺陷又能调节能级的聚乙烯亚胺(PEI)包覆ZnO NPs的协同策略,采用水热法成功合成了ZnO@PEI NPs,并将其作为电子传输层(ETL)应用于基于PM6∶BO-4Cl∶PC61BM的OSCs中。结果表明,使用ZnO@PEINPs作为ETL制备的光伏器件的光电转换效率(PCE)略有下降,但由于包覆的PEI钝化了ZnO表面缺陷,ZnO@PEI NPs器件展现出更好的空气和紫外稳定性。本研究提出了一个构建多功能、高稳定性ETL的有效策略,为实现高稳定OSCs提供了一条适用的新途径。

钙钛矿太阳能电池纳米纤维改性电子传输层研究

二氧化锡(SnO_(2))由于具有高透光率、高电子迁移率、良好的紫外稳定性以及可低温加工等优势,作为电子传输材料在钙钛矿太阳能电池(PSC)中得到广泛应用。然而,用商业胶体溶液制备的SnO_(2)电子传输层仍然存在易团聚、缺陷多、能级不匹配等问题,限制了器件性能和稳定性。本研究将一种高分子甲壳素纳米纤维(1,2-二苯甲酰氧基苯基甲壳素,DC)引入到SnO_(2)前驱液中来改善SnO_(2)薄膜质量,系统研究了DC对前驱液、薄膜和器件性能的影响。实验结果表明,DC添加剂能够有效抑制纳米颗粒团聚,使前驱液分散得更均匀。改善后的SnO_(2)薄膜的粗糙度更小,能更好地被钙钛矿溶液浸润,有利于SnO_(2)与钙钛矿层形成更紧密的接触。同时,SnO_(2)薄膜中的氧空位缺陷被有效钝化,缺陷占比降低至30%,进一步提升了薄膜质量。改进后SnO_(2)电子传输层与钙钛矿层的能级匹配性更好,载流子提取和传输性能得到优化。DC改性后的PSC性能得到显著提升,最优器件的光电转换效率达到19.11%。本工作不仅解决了SnO_(2)电子传输层在制备过程中的团聚问题,而且为提高PSC能提供了理论指导与方法。

基于水电解制氢的梯度多孔传输层中气液流动可视化实验研究

在电解水制氢的过程中,多孔电极内的孔隙会发生气泡阻塞现象,这会妨碍气体扩散以及电解液在多孔电极内的流动,从而导致电极传质电阻的增加,进而影响电解水制氢的速率和能耗。采用3D金属打印技术制备了LSL-PTL、MMM-PTL和SLS-PTL三种规则的镍铁合金电极扩散层,进行了可视化的水电解实验,定量地记录了不同电流密度下梯度多孔传输层中气液两相流动的变化,包括气泡形态、孔隙含气率和气泡脱离速率等参数,研究扩散层梯度对气液传质过程的影响,并分析了不同电极梯度结构对电解过程中阻抗和过电位的影响。实验结果显示,与SLS-PTL和MMM-PTL相比,LSL-PTL的梯度结构从催化层即逐渐增大孔隙尺寸,始终保持较低的容积含气率,可以加速气泡在扩散层中的迁移,使气液交换更加频繁,有效减小气液传质阻力,并获得更低的传质阻抗和电解过电位,三种梯度电极在相同电流密度下的电解电势关系为ELSL<E_(MMM)<E_(SLS)。因此,在水电解中采用LSL-PTL梯度的扩散层可以提高制氢效率,减少能耗损失。这项研究为水电解制氢中气液传质过程的主动控制和电解池多孔传输层的结构设计提供了直观依据,对电解水制氢技术的进一步发展具有积极推动作用。

基于金刚线切片的钙钛矿/硅叠层太阳电池

提出一种免空穴传输层的策略,将自组装单分子层材料作为钙钛矿活性层的添加剂,通过一步旋涂法直接将钙钛矿薄膜制备在导电基底表面,其中薄膜的质量与均一性都得到改善。进一步地,将该方法应用在低成本的商用金刚线切片上,可在高粗糙度的硅表面制备出覆盖度高、形貌致密、无空洞的钙钛矿薄膜。在光电性能方面,用该方法得到的单结钙钛矿太阳电池的光电转换效率为21%,填充因子高达83%,两端钙钛矿/硅叠层太阳电池的光电转换效率为28%。

考虑温度变化下三层复合衬垫中重金属污染物一维运移理论模型

针对考虑温度变化下由土工膜(geomembrane,简称GM)+土工复合膨润土衬垫(geosynthetic clay liner,简称GCL)+压实黏土衬垫(compacted clay liner,简称CCL)组成的3层复合衬垫中重金属污染物一维运移问题,基于相关假定发展得到了热传导与重金属污染物运移的控制方程,并建立了相应理论模型。通过有限差分,对所建理论模型进行了数值求解。随后,开展了与试验结果、解析解计算结果以及其他数值解计算结果的对比分析,验证了该模型的合理性。最后,以Cd^(2+)为例,分析和讨论了不同因素对运移规律的影响。结果表明,上部温度升高会使复合衬垫中Cd^(2+)的运移通量和底部浓度增大,但会使其上部浓度降低。热扩散效应对运移行为的影响会随Soret系数ST的增大而变显著,当ST为0.001、0.005、0.01、0.05、0.1 K^(-1)时,所定义的击穿时间tb依次为37.9、37.2、36.4、31.2、26.5 a。GCL和CCL最大吸附量的增大均会使t_(b)近似线性增加,且在一定渗沥液水头h_(b)下,t_(b)随GCL和CCL厚度的增大呈线性增大趋势。此外,当h_(b)从0.5m增大到1.0m时,t_(b)平均降低了8.33 a。在工程实践中,可结合GCL和CCL的吸附性能和厚度来设计复合衬垫,同时应考虑温度变化对阻隔效果的影响。

基于GO在Ge-基钙钛矿太阳能电池中的应用研究

采用GO作为空穴传输层,利用SCAPS-1D软件研究了FTO/TiO_(2)/CH_(3)NH_(3)GeI_(3)/IDL/GO/Al结构的钙钛矿太阳能电池的性能。该器件的性能受CH_(3)NH_(3)GeI_(3)/GO界面缺陷、CH_(3)NH_(3)GeI_(3)介电常数等因素的影响。

福州都市圈市域铁路网络架构研究

[目的]为应对福州都市圈的发展要求,需构建与其他轨道交通方式高效融合的市域(郊)铁路网,大幅提升福州市中心城区与外围组团、临近郊县之间的空间效应,缩短福州都市圈内交通出行时间,满足福州都市圈主圈层1 h通勤圈的交通需求。[方法]在阐述福州都市圈社会经济及轨道交通概况的基础上,参考国内外都市圈的发展经验,对福州都市圈圈层尺度进行识别,将福州都市圈分为1个主圈层(含交通半径为40 km的通勤圈、交通半径为70 km的辐射圈)和4个次圈层。采用以“功能层次法”为基础、以“节点锚固法”+“点线面法”为支撑的技术方法,提出了福州都市圈主圈层市域铁路网络规划方案,并对该方案进行了效果评价。[结果及结论]该方案对促进福州都市圈内新型城镇化建设、拓宽中心城市发展空间、扩大城市轨道交通辐射半径、提高福州都市圈1 h通勤圈协同发展水平均具有重要的支撑意义。

埋底界面修饰对钙钛矿太阳能电池的影响

经过十多年的发展,钙钛矿太阳能电池(PSCs)迅速实现了能量转换效率(PCE)从3.8%提高到25.7%的突破,在新一代光伏产业中具有显著的竞争力。钙钛矿太阳能电池的蓬勃发展不仅源于钙钛矿材料具有高光吸收系数、优异的载流子迁移率和可调节的直接带隙,还源于其简便且成本低廉的制造工艺。但是钙钛矿电池内部的缺陷问题,特别是钙钛矿层与底层界面处的缺陷是限制钙钛矿电池效率与稳定性进一步提升的一个瓶颈。通过有效的界面修饰,一方面可以提高钙钛矿的效率,另一方面可以提高器件的稳定性。本文从界面工程对钙钛矿性能的影响出发,着重介绍了埋底界面的修饰工作对钙钛矿电池效率与稳定性的影响,包含电子传输层(ETL)/钙钛矿界面与空穴传输层(HTL)/钙钛矿界面这两部分,通过对这两类埋底界面的有效改性修饰,器件的效率与稳定性显著提高。通过对比分析了各种材料与实验方法对钙钛矿器件整体性能和稳定性的影响,探索了一条有效改善器件性能的路径。最后,本文还对钙钛矿太阳能电池的前景进行了展望。

钙钛矿太阳能电池界面缺陷及其抑制方法

目前,绝大多数高效有机-无机卤化物钙钛矿(OIHP)太阳能电池都是由多晶钙钛矿薄膜构成,这些多晶薄膜表面或晶界往往含有大量的缺陷,将导致光生载流子发生非辐射复合,并诱导OIHP材料分解,从而使器件的光电转换效率(PCE)和稳定性降低。本综述分析了钙钛矿太阳能电池的缺陷类型及缺陷对钙钛矿太阳能电池(PSCs)性能的影响,详细介绍了通过钝化电极与传输层,或传输层与钙钛矿层间的界面缺陷以获得更高效率和高稳定性的钙钛矿太阳能电池方面的研究进展,展望了钝化分子的设计思路及钙钛矿光伏商业化应用所面临的挑战。

BaSnO_(3)电子传输层在量子点太阳能电池中的应用

电子传输层作为新型薄膜太阳电池重要组成部分承担光生电子的传输角色。研究通过简单共沉淀法合成尺寸分布较好的三元BaSnO_(3)(简称BSO)纳米晶,考察了不同热处理温度对BSO相形成影响规律,XRD测试结果表明:升高温度有利于降低纳米晶中碳酸钡等杂质含量,提高BSO纳米晶相纯度。将合成的BSO纳米晶首次作为电子传输层材料应用于PbS胶体量子点太阳能电池中,在1200℃(2 h)条件下合成的BSO纳米晶对应器件性能优于商业TiO2纳米晶对照组,这主要得益于BSO/PbS量子点界面电荷的高效萃取和低复合。对应同批次最佳器件的性能为:Jsc=25.199 mA·cm^(−2)、Voc=0.480 V、FF=0.534及PCE=6.454%,且表现出良好的工作稳定性。该工作证实BaSnO_(3)纳米材料可作为量子点太阳电池电子传输材料使用,为今后进一步提升同类型器件的性能提供参考。

以Spiro-OMeTAD作为空穴传输层的ZnS/SnS太阳能电池模拟研究

硫化亚锡(SnS)因其合适的电学和光学特性而被作为太阳能电池的吸收层进行研究。Spiro-OMeTAD常用作空穴传输层以提高太阳能电池性能。本文采用wxAMPS软件对SnS基太阳能电池ZnS/SnS/Spiro-OMeTAD进行模拟研究。主要研究分析Spiro-OMeTAD空穴传输层对太阳能电池性能的影响,其中包括:开路电压、短路电流密度、填充因子、光电转换效率及量子效率。研究结果表明:在加入Spiro-OMeTAD空穴传输层后,ZnS/SnS/Spiro-OMeTAD太阳能电池的开路电压(V_(OC))增加至0.958 V,短路电流(J_(SC))增加到32.96 mA/cm^(2),填充因子(FF)和光电转换效率(PCE)分别达到了79.26%和25.07%,电池性能取决于电池各层厚度、掺杂浓度、缺陷态密度及工作温度。通过研究表明Spiro-OMeTAD作为空穴传输层,有利于提高太阳能电池的各性能,并且ZnS/SnS/Spiro-OMeTAD是一种十分具有发展潜力的光伏器件结构。

微通道换热器拓扑结构优化与性能研究

换热器结构拓扑优化可将传热强化设计问题转化为数学优化问题进行求解,对于设计新颖高效换热器具有重要价值。然而,拓扑优化数学模型难以直接解释优化结果的几何特征及相应强化机理。以传热量为目标,对微通道换热器进行拓扑优化设计,研究了不同参数对换热器强化结构特征和换热器性能的影响。结果表明,拓扑优化换热器的通道结构呈现多级分叉构型,分叉的数量随着入口Reynolds数、翅片传热效率和流体Prandtl数的增大而增多。在此基础上,采用耗散和边界层理论分析了拓扑优化分叉通道与流体边界层厚度的内在联系,为换热器结构强化设计提供了新的思路。

二碘辛烷热预处理增强PEDOT光伏电池的性能

1,8-二碘辛烷(DIO)常作为添加剂,用于有机光伏电池活性层的形貌调控,以实现高光电转换效率(PCE)。但较高的化学活性,会造成聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)的空穴传输层还原脱掺杂,导致电池性能受损。本文采用热预处理方法,部分脱除DIO碘官能团,以降低其对PEDOT的还原活性,同时保留其对活性层的形貌优化功能,实现有机光伏电池PCE的显著提升。实验结果表明,随着DIO的热预处理时间延长,其对PEDOT还原脱掺杂的效果减弱,PEDOT薄膜面外的电导率由4.75×10^(-6)S·cm^(-1)逐渐提高到5.43×10^(-6)S·cm^(-1),功函数也随之提高,电池的PCE由17.08%提高至17.53%。随着热预处理时间的进一步延长,碘官能团的脱除过多,会导致其调控活性层形貌的功效变弱,电池的PCE回落至17.43%。

基于激光雷达观测的青岛市暖季臭氧污染垂直分布特征

为探究暖季臭氧(O_(3))污染垂直分布特征及其影响因素,利用差分吸收臭氧激光雷达和相干多普勒测风激光雷达等对青岛市沿海地区2023年6−9月大气边界层2000 m以内O_(3)浓度和边界层风场开展长期连续观测,并基于O_(3)输送通量垂直分布揭示可能的污染来源。结果表明:①观测期间共发生O_(3)污染日24 d,O_(3)-8 h浓度(O_(3)日最大8 h平均浓度)平均值为(183±24)μg/m^(3);清洁日共98 d,O_(3)-8 h浓度平均值为(118±30)μg/m^(3)。O_(3)污染过程多与升温过程密切相关,在较强太阳辐射和低相对湿度条件下更容易发生O_(3)污染。②垂直方向上O_(3)主要分布在1000 m以下。清洁日各高度层日间和夜间O_(3)浓度变幅较小,污染日各高度层O_(3)浓度单峰型日变化特征显著,且日变化特征随高度升高而逐渐减弱。清洁日日间、夜间以及污染日夜间O_(3)浓度垂直廓线均存在峰值,峰值浓度分别为(115±3)(112±2)和(130±3)μg/m^(3),峰值高度范围为400~650 m,可能与近地面NO滴定效应等消耗O_(3)有关,也可能是残留层储存的日间高浓度O_(3)或残留层O_(3)水平输送导致,但污染日日间垂直廓线呈随高度上升而O_(3)浓度逐步下降的特征,表明近地面前体物光化学生成是O_(3)污染的主要来源。③当西北风和西南风更替、低空暖平流和较强下沉气流等大气条件发生时,有利于污染物累积和O_(3)生成,从而引发O_(3)污染。清洁日低空(近地面至600 m高度)受较为清洁的海洋气流影响,污染日受内陆方向气流影响。④污染日凌晨至上午受来自偏西、西南或西北上风向O_(3)水平输送影响,高空O_(3)伴随下沉气流向下混合,与本地排放前体物在日间高温、强太阳辐射等气象条件下生成的O_(3)叠加,从而加剧地面O_(3)污染,午后高浓度O_(3)在较高水平风速影响下也可能向下风向地区输送。研究显示,O_(3)污染防治不仅要做好本地前体物的精准管控,还要加强区域联防联控,从而实现空气质量持续改善。

CuSCN复合空穴传输层优化高性能二维钙钛矿太阳能电池

研究了P型材料掺杂材料硫氰化铜(CuSCN)对二维(2D)钙钛矿太阳能电池的聚丙烯酰胺(PTAA)空穴传输层性能的影响,发现添加CuSCN可以提高PTAA的空穴传输能力,从而改善器件的电流密度和填充因子。进一步地,探讨了不同掺杂浓度的CuSCN对器件载流子转移过程的影响,与未掺杂CuSCN的基准二维钙钛矿太阳能电池相比,基于2%CuSCN掺杂的空穴传输层的器件具有最佳的性能(最高光电转换效率从10.5%大幅提高到12.9%)。改善的主要原因是短路电流密度(由16.7到18.3 mA/cm^(2))和填充因子(由59.1%提升至66.3%)的显著提高,这说明掺杂CuSCN有利于提高PTAA的空穴传输能力和二维钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。