二维硒氧化铋材料的制备方法研究进展

硒氧化铋是一种新兴的二维半导体材料,其具有较高的载流子迁移率,优异的热学、化学稳定性,机械柔韧性好等特点。在光电子学、能量存储等领域有着广阔的应用前景。但是目前二维硒氧化铋薄膜的合成一般采用自下而上或自上而下的方法。获得大尺寸、原子级厚度的二维硒氧化铋单晶以及有效的转移薄膜仍是其制备过程中需要进一步研究的关键问题。本文综述了国内外关于二维硒氧化铋材料的制备方法,从前驱体、反应条件等方面介绍了每种制备方法的优缺点以及改进完善之处,为今后高效可控制备特定形貌和尺寸的高性能硒氧化铋材料提供参考。

纳米材料的化学锂化与电活性

基于国内外最新研究进展及本课题组的研究工作,综述了纳米材料的化学锂化与电活性研究进展.首先介绍了钼氧化物、钒氧化物、硒化物等高容量纳米材料的制备和锂化过程的化学问题;然后介绍了单纳米线器件及纳米线锂离子电池的组装、化学锂化与电活性等的最新进展.指出单纳米线(带、管等)器件组装、锂离子迁移原化检测、有序阵列或复杂结构改计构筑以及锂化机理、静电耦合、锂离子迁移与界面作用等相关性的研究将是更深入探索纳米材料化学锂化与电活性的关键问题,对纳米锂离子电池材料研究领域的发展起到促进作用.

新型红外辐射釉及其抑菌功能

制备了Fe2 O3 MnO2 CuO Co2 O3体系及其与天然硅酸盐矿物复合体系红外辐射材料 ,利用该红外辐射材料研制了新型红外辐射釉。测试了釉面的红外辐射性能 ,确定红外辐射材料在釉料中的最佳含量为 5wt%。检测了红外辐射釉的抑菌性能 ,发现由于红外辐射对霉菌及细菌生存环境的影响 ,红外辐射釉具有明显的抑菌功能。

WC基涂层材料和制备工艺对其组织结构与性能的影响

本文采用超音速火焰(HVOF)喷涂工艺制备了二种微米结构WC-10Co-4Cr及一种纳米结构WC-12Co金属陶瓷复合涂层;采用SEM、XRD等分析了涂层的组织结构;测量了涂层的显微硬度、孔隙率及开裂韧性;采用超声振动空蚀装置研究了涂层的抗空蚀性能,探讨了涂层空蚀机理。结果表明:由燃油型HVOF工艺制备的纳米WC-12Co涂层孔隙率最低,组织最细小,开裂韧性明显高于燃油型和燃气型HVOF工艺制备的微米WC-10Co-4Cr涂层;燃油型HVOF工艺制备的微米结构WC-10Co-4Cr涂层显示了最优异的抗空蚀性能,空蚀率仅为纳米WC-12Co涂层的1/3左右。

抗疟疾新药研发的各种策略

疟疾是一种由疟原虫属寄生虫引起的严重威胁人类生命健康的虫媒传染病,其中恶性疟原虫和间日疟原虫是最主要的2种致病疟原虫。全球约一半人口有罹患疟疾的风险,每年新增约2亿感染病例,数十万人因此丧命。目前,对疟疾的防治仍然主要依靠传统的喹啉类、叶酸拮抗剂和青蒿素类药物,而耐药性的产生使得这些药物的疗效逐年下降。近50年来,鲜有抗疟疾新药上市,药物化学家任重道远。尽管如此,科学家通过不懈努力发展了多种抗疟疾新药的研发策略,其中将两个或两个以上药效团糅合到一个分子中的杂合策略引起了药物化学家的普遍关注。通过对该策略进行深入研究,可能会获得可作用于疟原虫不同发展阶段的具有双重或多重作用机制的抗疟疾新药,以从根本上消除此疾病。本文综述了近年来所发展的抗疟疾新药的研发策略,旨在为寻找抗疟疾新候选物提供理论依据。

复杂一维纳米材料的构筑及储钠性能

一维纳米材料因其独特的结构和物化性质而被广泛应用于能源存储与转换等领域.钠离子电池由于钠资源储量丰富和成本低廉等特点而有望用于大规模能源存储.随着能源需求的不断增长和研究的日益深入,一维纳米材料也经历着结构从简单到复杂、性能从一般到优异的演变.因此,构筑结构复杂独特、储钠性能优异的一维纳米材料已成为储能领域的热点之一.结合当前的研究热点和本课题组的研究进展,本文重点阐述了有机酸辅助干燥法、水热法和静电纺丝法制备复杂一维纳米材料的详细机理及其储钠性能,材料包括束状纳米线、介孔纳米管、豌豆状纳米管和离子预嵌入纳米带等,并对它们的结构与储钠性能相关性进行了详细分析.这为一维纳米材料后续的研究和应用提供了一定的指导和帮助.

无机非金属材料创新助力“双碳”目标

基于工业革命以来现代化发展正反两方面的经验教训以及人与自然关系的科学认知,人们逐步认识到依靠以化石能源为主的高碳增长模式,已经改变了人类赖以生存的生态环境,现有的发展方式日益显示出不可持续的态势。2020年,习近平主席在75届联合国大会一般性辩论上宣布:中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。如期实现碳达峰、碳中和的“双碳”目标是以习近平同志为核心的党中央基于推动构建人类命运共同体的责任担当和面向人类可持续发展的内在要求而作出的重大战略决策。我国碳排放总量占全球的1/3,要实现的碳排放减量远远多于其他经济体。

WC尺度对HVOF制备的WC-CoCr涂层抗冲蚀磨损性能的影响

采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备了多峰和纳米结构WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层,采用OM、SEM和XRD方法分析了二种不同结构涂层的组织,测量了涂层的力学性能。研究了多峰和纳米结构涂层的干砂冲蚀磨损试验性能,并探讨了涂层的冲蚀磨损机理。结果表明:在HVOF喷涂过程中多峰WC-10Co4Cr粉末中的WC比纳米粉末脱碳程度低;相比于纳米涂层,多峰涂层在30(°)和90(°)冲蚀时抗干沙冲蚀磨损性能分别提高了35%和15%以上。多峰WC-10Co4C涂层具有优异的抗冲蚀磨损性能的主要原因是涂层具有多尺度组织结构、低孔隙率、高显微硬度和高开裂韧性。

创新人才培养与大学生科技创新活动改革

科技创新活动是大学本科教育改革的重要课题，也是培养创新型人才不可或缺的途径。当前，大学生科技创新活动在取得突出成效的同时，也大都面临着参与面窄、基础设施差、指导教师队伍不力等问题。当务之急是通过改革整合高校资源、创新管理体制、完善创新实践平台等途径提升科技创新活动的质量与成效。

基于二阶RQ-RLC模型的质子交换膜燃料电池水管理故障诊断

水淹和膜干故障严重影响质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的工作性能及使用寿命。为充分刻画高频及低频段电化学反应信息,该文建立宽频PEMFC电化学阻抗谱,提出基于二阶RQ-RLC等效电路模型的水管理故障诊断方法。首先,搭建燃料电池测试台架,进行水管理故障模拟实验,测试得到对应的电化学阻抗谱,辨识二阶RQ-RLC等效电路模型的参数,并获得八维水管理故障数据集。然后,运用线性判别分析方法对高维水管理故障数据集降维得到故障特征样本集,并选取4个模型关键参数作为故障诊断特征量。最后,提出自适应差分进化优化支持向量机算法对故障特征样本集进行分类,在50组、130组和210组样本下测试集分类准确率分别100%、97.44%和95.24%,结果表明所提方法能准确诊断出燃料电池所处的水管理故障类型。

喹诺酮衍生物及其抗革兰阳性菌活性

革兰阳性菌是临床上常见的致病菌,可引发多种系统性疾病。目前,临床上使用的一线抗生素对药敏型革兰阳性菌引起的感染仍不可或缺。但随着抗生素滥用现象不断加剧,新型耐药革兰阳性菌不断涌现,使得包括喹诺酮类药物在内的抗生素的药效不断下降。为克服耐药性,科学家有针对性的设计合成了数以十万计的喹诺酮衍生物,并评价它们的体内外抗革兰阳性菌活性。目前已从中筛选出若干具有潜力的候选物,进一步研究结果值得期待。本文重点介绍了喹诺酮衍生物在抗革兰阳性菌领域的最新研究进展,归纳了这类化合物在该领域的构-效关系。

杂合体在抗真菌、抗结核和抗肿瘤领域的研究进展

杂合体是将两个或多个不同的药效团糅合到一个全新分子中,使其具有抗菌谱更广、对耐药菌活性更强、药代动力学性质更优秀和毒副作用更低等诸多优点。经过20余年的发展,杂合体策略日臻成熟,目前已有多个杂合体进入临床研究阶段,极大地激发了科学家对杂合体的研发热情。本文将综述近年来杂合体在抗真菌、抗结核和抗肿瘤领域的研究进展,并讨论这类化合物的构-效关系,为进一步合理设计新杂合体提供理论支持。

吡啶类化合物在抗耐多药结核领域的研究进展

随着耐药尤其是耐多药结核病的不断出现和在世界范围内的广泛传播,结核病发病率和死亡率不断攀升。因此,研发对耐药特别是对耐多药结核病疗效确切的新型抗结核药物刻不容缓。吡啶类化合物具有广泛的生物活性,其中异烟肼无疑是此类化合物在抗结核领域应用的最杰出代表。尽管结核分枝杆菌已对异烟肼产生耐药性,但通过对此类化合物进行合理的修饰,或许会得到对耐药尤其是耐多药结核分枝杆菌均有效的新候选物。因此,近年来从吡啶类化合物中寻找抗结核药物己成为新药研发的热点方向。药物化学家对这类化合物进行了广泛的研究,发现了若干具有潜在抗耐多药结核活性的化合物。本文归纳了近年来吡啶类化合物在抗耐多药结核领域的最新研究进展,并着重探讨了此类化合物的构-效关系。

HVOF制备方法对纳米结构WC-10Co-4Cr涂层抗空蚀性能的影响

采用液体燃料和气体燃料超音速火焰喷涂工艺(HVOF)分别制备了纳米结构WC-10Co-4Cr金属陶瓷涂层,使用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的组织结构,并比较涂层的显微硬度与开裂韧性。在清水介质中进行了涂层的振动空蚀试验(CE),探讨了不同HVOF工艺方法对涂层抗空蚀性能的影响。结果表明:两种HVOF制备的WC-10Co-4Cr涂层主要由WC相和少量的W2C相组成,气体燃料HVOF制备的WC-10Co-4Cr涂层含有微量金属W;相比于气体燃料HVOF制备的涂层,液体燃料HVOF制备的涂层孔隙率降低了大约75%,显微硬度提高了20%以上;液体燃料HVOF制备的涂层具有更优异的抗空蚀性能,其空蚀率仅为气体燃料HVOF工艺制备的涂层的28%,其主要原因是喷涂过程中粒子速度更快,温度更低。

HVOF制备的微纳米WC-CoCr涂层抗空蚀性能及数学模型

采用不同的超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备了6种微纳米WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层,测量了涂层的显微硬度、孔隙率及断裂韧性,采用超声振动空蚀装置研究了涂层在淡水介质中的抗空蚀性能,探讨了涂层显微硬度、孔隙率及断裂韧性与空蚀量的规律和影响程度。结果表明:液体燃料HVOF喷涂的WC-10Co4Cr涂层的抗空蚀性能明显优于气体燃料HVOF喷涂的WC-10Co4Cr涂层;喷涂工艺相同时,多峰WC-10Co4Cr涂层表现出最优良的抗空蚀性能,纳米WC-10Co4Cr涂层抗空蚀性能最差;涂层断裂韧性对HVOF喷涂的WC-10Co4Cr涂层的抗空蚀性能的影响程度最大。

杂合体在抗疟疾和抗炎领域的研究进展

合理搭配不同的药效团可有效地避免单一药效团药物在吸收、分布、作用机制、代谢、排泄和毒性等方面的缺陷,故杂合体策略引起了科学家的广泛关注。经过二十年余的发展,杂合体策略日臻成熟,目前已有多个杂合体进入临床研究阶段,有望于不久的将来为人类健康服务。本文将综述近年来杂合体在抗疟疾和抗炎领域的研究进展,并讨论这类化合物的构-效关系,为进一步合理设计新杂合体提供理论支持。

靛红衍生物的抗结核活性

结核病(TB)主要是由结核分枝杆菌(MTB)引起的慢性致死性传染病,可侵袭全身各个器官,以肺部为主。目前,临床上使用的一线抗TB药物对TB的防控仍不可或缺。然而,一线抗TB药物需联合给药且疗程长,使得患者的依从性差。更为严峻的是,随着这类药物长时间的广泛使用甚至滥用,新型耐药MTB不断涌现并在世界范围内广泛传播,使得一线抗TB药物的临床疗效不断下降。为克服耐药性,迫切需要开发新型抗TB药物。靛红不仅广泛存在于天然产物中,而且其中的某些化合物已在临床上用于治疗各种疾病,在药物研发领域有广阔的应用前景。研究表明,某些靛红类化合物对药敏型和耐药型MTB具有良好的体内外活性,极具进一步研究价值。本文将重点归纳近年来靛红类化合物在抗TB领域的研究进展,并探讨构-效关系,以启迪药物化学家更合理地设计合成此类化合物。

纳米线电化学储能材料与器件

减少容量衰减、提高能量密度及倍率性能是当前电化学储能器件发展的国际性难题,研发新型高性能纳米储能材料及其器件是解决这一难题和发展高功率密度、高能量密度及高循环稳定性的下一代动力电池的有效途径之一.纳米线电极材料因具有独特的各向异性、快速的轴向电子传输和径向离子扩散等特性使其在纳米线储能器件的组装、原位表征等方面有着块体材料所不具有的独特优势.本文结合当前最新的研究进展和本课题组的研究工作,介绍了通过设计组装单根纳米线全固态电化学储能器件,结合原位表征技术,揭示了电化学储能器件容量衰减与电极材料电导率降低、结构劣化之间的内在规律.基于该规律,一方面从改善纳米线电极材料本征性能入手,提出并实现了纳米线化学预嵌入、拓扑取代、取向有序化等性能优化策略,显著提高了电极材料的电导率及其电化学储能器件的循环稳定性和倍率特性;另一方面从抑制纳米线电极结构劣化入手,设计构筑了纳米线分级结构和一维自缓冲纳米杂化结构,并对其构筑原理进行了研究,显著增加纳米线的比表面积和电化学活性位点,大幅提高了纳米线储能器件的能量密度、功率密度以及器件可靠性,为纳米线电化学储能器件的发展和应用奠定基础.

钒氧化物电极材料晶格呼吸现象原位探测及其反应机制研究

作为锂离子电池正极材料,层状钒氧化物具有优异的物理特性和良好的储锂性能,因此被广泛研究与应用于工业生产与日常生活的各个方面.然而,在脱嵌锂的过程中,V2O5凝胶等层状钒氧化物的层状结构存在"晶格呼吸"现象.这种现象导致了电极材料的钝化,并进一步导致电池容量快速衰减.采用了原位X射线衍射(XRD)来研究一种层状钒氧化物(VOx)在充放电过程中的"晶格呼吸"现象,揭示了其独特的相变过程.在充放电过程中,原位XRD对应的二维衍射图显示出三个不同的阶段,分别对应三个固溶反应.放电过程中,三个阶段的衍射峰都向高角度偏移,表明在锂离子嵌入过程中,VOx的层间距存在持续收缩过程.(001)层间距大小随充放电过程的变化图进一步证明了这三个过程的不连续性.这些发现揭示了这类材料在电极反应过程中的晶体结构变化规律以及造成其容量衰减的原因.

具有类液体行为的无溶剂纳米流体

无溶剂纳米流体是由具有柔性链结构的有机长链分子通过离子键作用以足够高的接枝密度锚定在纳米粒子表面形成的具有类液体行为的纳米材料。它们最显著的特点是能够在室温条件下不借助任何溶剂就表现出液体的流动性。由于这类材料具有特定的离子键作用形式以及室温类液体特性,它们也被称为纳米尺度离子材料或超分子离子液体。由于这类材料能在无溶剂的条件下表现出类液体行为,它们还被称为自悬浮纳米粒子流体或干纳米流体。本文介绍了无溶剂纳米流体的微观结构、基本特性以及流动机理,并对无溶剂纳米流体中零维、一维、二维以及大分子纳米类流体的研究现状及应用进行了综述。