等离子体电化学法制备金、银纳米颗粒与碳量子点的研究进展及关键问题

通过高电压击穿气体可产生大量的自由电子和离子,形成对外大致呈电中性的气体放电等离子体,同时荷能粒子引发的各种过程会在等离子体中产生种类丰富的反应性物质.大气压低温等离子体具有非平衡特性,因此在低气体温度下可保持高反应活性.当大气压低温等离子体与溶液接触时,可形成等离子体电化学系统.在等离子体−液体界面存在电荷和物质转移,可引发一系列物理化学及电化学过程,从而使得等离子体电化学系统可广泛应用于多种领域,纳米材料合成即是其众多应用之一.当前,已有大量的研究利用等离子体电化学法合成纳米材料,也存在相关的综述文章,但缺乏聚焦于金、银纳米颗粒与碳量子点相关的综述,因此我们在此综述了近年来采用等离子体电化学方法制备金、银纳米颗粒与碳量子点的研究成果.首先介绍了等离子体电化学方法,接着考察了制备金、银纳米颗粒与碳量子点的实验结果及其应用的进展,最后讨论了当前研究中遇到的问题与挑战,并提出了解决方案.

基于残差网络结构的对抗图像分类模型

[目的]对抗样本的出现,导致深度神经网络以高置信度输出错误结果,为了提高深度神经网络的安全性,需对对抗样本进行区分.[方法]基于残差网络结构提出一种用于正确分类对抗攻击样本的分类模型,命名为RC-Net.RC-Net分类模型包含残差网络特征提取模块和分类模块.使用对抗训练方式对RC-Net分类模型进行迭代训练,改进当前流行的三种对抗攻击方法,对Mini-ImageNet数据集进行对抗处理,生成相应对抗样本.随后,用处理过的样本攻击EfficientNet分类模型和RC-Net分类模型,并对攻击效果进行对比.[结果]从攻击结果上可以得知,本文所提出的RC-Net分类模型在Mini-ImageNet对抗样本上具有较高的分类准确率.[结论]对深度神经网络进行对抗训练,可有效增强深度神经网络模型的鲁棒性.

完美吸收体、电磁“黑洞”以及内置完美匹配层的吸收特性

完美匹配层在电磁学仿真中具有关键作用,它可以用有限空间模拟无限空间,使得电磁波传播至边界和传播至无限远处无异.内置完美匹配层具有类似的概念,一般以柱体或者球体的形式置于物理场内部,能够匹配边界上的电磁场,使得电磁波传播在其凸面上如同传播至无限远处一样,没有任何散射.平面的吸收体除了完美匹配层,还可以通过多种方式实现,如Kramers-Kronig关系、光子晶体、超构材料等.而内置曲面的吸收体常用到的有传统的完美吸收体、电磁“黑洞”等.变换光学一直以来不断激发着研究者浓厚的研究兴趣,因其能够通过坐标变换任意操控电磁波走向,且具有非常广泛的应用,也时常被用作设计吸收体的理论工具.而就本文作者所知,目前还没有非常有效的方式能够实现内置曲面吸收体的完美吸收、无反射,且不依赖于入射角度和频率.本文运用变换光学理论设计了一个内置完美匹配层,该匹配层的材料参数由一个复平面的径向坐标变换得到.通过平面波的电场图及二维远场图直观地一一对比分析匹配或不匹配的完美吸收体、电磁“黑洞”和该内置完美匹配层的吸收特性,发现匹配的完美吸收体吸收效果较好,电磁“黑洞”具有较大散射,而内置完美匹配层具有相对最好的吸收效果,且无后向散射,可作为吸收内核用于电磁仿真以及相关实验中.

等离子体电解液化生物质的发展及展望

生物质能源具有储量丰富、可再生、碳中性等特点,有望成为化石能源的替代品,解决化石能源使用所带来的能源危机和温室效应等问题。通过电能/等离子体能将生物质能转化为化学能是实现碳移除和负排放重要途径,其中电能-等离子体-生物质能-化学能之间的闭环转化(零损耗)显得尤为重要。将低价值、可再生、生物质能转化为更高价值的形式(化学能),为燃料和化学品生产提供了可行的机会,在生物质能转化为化学能过程中实现了碳中和与零排放,为未来生物质能在技术、环境和经济上投入应用铺平道路。系统阐述了等离子体电解液化生物质的原理以及产物应用方面的研究进展,同时针对等离子体电解液化的缺点,提出相应的策略,为未来的研究和转化提供参考。

速度-压力岩石物理模型及其在页岩孔隙压力预测中的应用

针对现有基于声波速度的经验公式进行地层压力预测时影响因素复杂的问题,应用弹性岩石物理模型来定量分析研究速度-压力关系的各种控制因素,提出孔构参数(γ)与压差之间的解析关系,并揭示压力对岩石体积模量和纵波速度等弹性性质的主控作用,进而准确预测孔隙压力。含气页岩中微裂缝及断裂发育时,异常高压下(高γ值)细小裂缝及扁平孔隙张开,岩石体积模量远低于其在静水压力下(低γ值)平均孔隙结构偏圆时的状态。结合岩心、测井及地震数据,利用此岩石物理压力关系刻画四川盆地丁山地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩的孔隙压力三维空间分布变化,压力系数与含气量呈正相关,该预测结果与现场实测数据吻合较好。岩石物理压力关系的分析和方法的提出对非常规和常规油气田的勘探、生产和钻井安全都具有重要借鉴价值。

X波段阶梯阻抗微带带通滤波器设计

设计了一款X波段的多模带通滤波器,并给出了仿真与实验结果。采用恒定阻抗枝节加载3个阶梯阻抗枝节的方式,构成滤波器的主体;利用表面电流分布图获得影响带内极点分布的枝节参数,通过调整阶梯阻抗枝节参数优化滤波性能。为实现更好的带外抑制能力,滤波器两端各串联一对平行耦合线,在14 GHz引入一个传输零点。实验测试结果显示,所设计滤波器的中心频率为9.76 GHz,带宽为2.4 GHz,30 dB/3 dB矩形系数为1.63,相对带宽为25%,带内插入损耗大部分小于1 dB,大部分回波损耗高于15 dB,与仿真结果较为吻合。

用有限元方法求解界面特征值问题

用有限元方法计算椭圆型界面特征值问题,实验数据显示近似特征值的变化规律:界面特征值问题中系数的间断性对协调和非协调Crouzeix-Raviart有限元特征值的收敛性并无影响,而且对协调有限元特征值外推以后得到高精度的解,相应的外推值还提供特征值下界;Crouzeix-Raviart元特征值提供特征值下界,这对一般有界区域如"镂空"型区域也成立.另外,还展示近似特征函数的图形.

基于谱元区域分解法中频域弹性波问题的求解技术

文章提出一种基于谱元法的区域分解算法(DDM-SEM),并将其用于频域弹性波问题的计算.该方法结合了谱元法的高精度以及区域分解法的高并行特性,适合于大尺度弹性波问题的高精度和高效率计算.在DDMSEM算法中,原始的大尺度问题被分解为若干个子区域,每个子区域采用谱元法独立求解,子区域之间的交界面通过频域黎曼传输条件连接.本文提出的区域分解方法在不同的子区域不仅可采用非匹配网格,而且还可以选取不同的插值阶数,实现计算效率最大化.通过对每个子区域的内部自由度和边界自由度进行分离,结合高效和天然并行性的分块LDU直接求解器能快速求解系统矩阵.数值结果验证了该方法的精度和效率,同时也表明DDMSEM算法在计算大规模、多尺度的弹性波模型中展现出数值方法的优越性.同时,本文提出的方法对于频域下多源地震波反问题的计算具有潜在的应用价值.