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揭示GeSe薄膜的磁控溅射过程:从放电特性到薄膜性能
张文毅|吴海峰|陈家业|于凤娇|徐荣吉|李梦杰|沈青|王瑞祥北京建筑大学建筑能源高效综合利用工程技术研究中心,中国北京100044摘要硒化锗(GeSe)作为一种新型二维半导体材料,展现了优异的光电性能,在薄膜太阳能电池和光电化学水分解应用中具有巨大潜力。磁控溅射(MS)由于其均匀的沉积效果、可调参数和可扩展性,被广泛用于功能性薄膜的制备,但其复杂的放电机制难以仅通过实验来阐明。为了解决这一问题,基于COMSOL建立了一个多物理场耦合模型,系统研究了溅射功率、工作压力和靶材-基底距离对电子密度、氩离子密度和电子温度的影响。通过比较不同功率下沉积的GeSe薄膜的光学吸收和表面形貌,揭示了放电特性与
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-11-07
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在中性pH条件下,赤铁矿与天然腐殖酸之间的相互作用对过一硫酸盐的活化具有依赖性
在环境科学与工程领域,催化剂的表面配位特性对于其反应活性具有决定性作用。然而,关于催化剂与有机质(OM)之间相互作用的研究仍处于探索阶段。本研究通过实验和理论分析,探讨了赤铁矿(α-Fe₂O₃)不同暴露晶面与腐殖酸(HA)之间的相互作用,以及这种相互作用如何影响过硫酸盐(PMS)的活化及三嗪类污染物(如ATZ)的降解效率。实验结果表明,在中性pH条件下,以{100}晶面为主导的赤铁矿纳米棒(HNRs)在与HA协同活化PMS时表现出显著优于以{001}晶面为主导的赤铁矿纳米片(HNPs)的催化性能。HNRs/HA/PMS系统和HNPs/HA/PMS系统中ATZ的去除速率常数分别比单一赤铁矿系统高
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-11-07
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高效的直接Z型结构CuWO₄/g-C₃N₄薄膜用于河水中莫西沙星的光电催化氧化
随着抗生素在废水中的频繁出现,其对生态系统和公共健康的威胁日益加剧,成为全球抗菌耐药性(AMR)上升的重要原因之一。为应对这一挑战,开发高效且可持续的水处理技术显得尤为迫切。本研究聚焦于构建一种新型的光催化材料——直接Z型CuWO₄/g-C₃N₄异质结构,并通过实验评估其在去除摩西福喹啉(MOX)方面的性能。该材料在超纯水和实际废水(河流水)中均展现出良好的降解效果,尤其是在使用多色光照射和较低的施加电位(0.7 V vs. Ag/AgCl)条件下,进一步验证了其在实际环境中的应用潜力。抗生素污染已成为水体污染中的重要问题,尤其在地表水体中,诸如染料、农药、微塑料和药品残留等有害污染物的出现引
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-11-07
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高活性且结构稳定的有序铂(Pt)2FeNi/C电催化剂在氧还原反应中的应用:局部结构研究
这项研究围绕一种新型的铂-铁-镍(Pt-Fe-Ni)三元合金电催化剂的开发展开,旨在解决氧还原反应(ORR)在燃料电池中反应动力学缓慢的问题。ORR是燃料电池中关键的电化学反应之一,特别是在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中,其效率直接决定了整个系统的性能。目前,铂基催化剂仍然是ORR的首选材料,但其高昂的成本和有限的资源使得寻找替代方案或优化现有催化剂成为迫切需求。因此,研究者致力于开发具有更高催化活性和稳定性的铂基合金催化剂,以减少铂的使用量并提升其性能。在本研究中,科学家们采用了一种创新的“一锅法”熔盐辅助合成技术,成功制备出一种碳支持的有序Pt-Fe-Ni三元合金电催化剂(S-Pt₂F
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-11-07
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在过程模拟课程中加入“展厅参观”环节的效果
过程模拟在化学工程教育中扮演着至关重要的角色,它不仅帮助学生理解复杂的工程系统,还能在实际工程设计中发挥关键作用。随着技术的进步和教学方法的演变,教育者正在探索更加互动和主动的学习方式,以提升学生的知识掌握、问题解决能力和整体学习体验。本研究探讨了“画廊漫步”(Gallery-Walk)这种主动学习策略在第三年过程模拟课程中的应用效果,并分析了其对不同学习层次学生的潜在影响。### 教育背景与研究意义在工程教育领域,传统的讲座式教学虽然在知识传递方面有其优势,但往往难以满足现代工程教育对创新教学方法的需求。近年来,越来越多的研究指出,主动学习策略能够显著提升学生的学习兴趣、参与度和成绩。这些策
来源:South African Journal of Chemical Engineering
时间:2025-11-07
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用于Ti-6Al-4V合金微铣削的HiPIMS沉积硬涂层的微裂纹韧性及耐久性
本研究聚焦于两种基于AlTiN的硬质涂层结构,即双层结构(AlTiN/TiSiN)和梯度结构(AlTiSiN),这些涂层通过高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术进行沉积。研究的核心目标在于系统评估这两种涂层的断裂韧性以及在微加工中的表现。研究团队采用了高(I_HD)和低(I_LD)电流密度的沉积条件,以探究其对涂层微观结构和性能的影响。通过对涂层进行微机械测试,包括纳米压痕和原位扫描电子显微镜(SEM)微断裂测试,研究发现双层结构AlTiN/TiSiN在硬度和断裂韧性方面均优于梯度结构AlTiSiN。具体而言,双层结构的硬度为41 GPa,断裂韧性为2.8 MPa·m^0.5,而梯度结构的硬
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-11-07
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热退火与金属-脂肪酸配位协同作用在超疏水、耐腐蚀表面形成中的作用
铜及其合金因其优异的导电性、导热性和机械强度,广泛应用于海水淡化系统、热交换器、医疗设备、电子产品和船舶制造等领域。然而,这些材料在潮湿和盐分较高的环境中仍面临严重的腐蚀问题。当相对湿度超过70%时,铜表面会形成一层薄薄的吸附水膜,从而启动腐蚀过程。此外,盐分如氯化钠(NaCl)会增加这层水膜的离子导电性,进一步加速腐蚀反应。这种材料降解不仅影响了铜基组件的效率,还可能缩短工程系统的整体使用寿命。因此,开发能够有效抑制腐蚀同时保留铜本体物理性能的耐久性保护涂层显得尤为重要。为了应对这一挑战,研究者们探索了多种表面保护策略,其中超级疏水(SHP)涂层因其多重功能特性而受到广泛关注。超级疏水表面能
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-11-07
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FinnAffect:一个用于自然芬兰语情感表达的语料库
本研究旨在探讨芬兰语使用者在日常口语和书面交流中如何表达情感,以及如何构建一个适合用于情感识别研究的自发性语音语料库。情感表达在语言交流中占据着至关重要的位置,它不仅体现在语音的语调、节奏和音高变化上,还反映在词汇选择、语法结构以及语言的整体表达方式中。然而,由于情感表达具有高度的主观性和文化依赖性,对于自发性语音中情感特征的研究仍然存在一定的挑战。为了更好地理解和分析情感在日常交流中的表现形式,研究团队开发了一个名为FinnAffect的语音语料库。该语料库包含12,000个自发性语音样本,并由五位母语芬兰语的注释者对其情感维度进行标注,具体包括持续值的情感(valence)和唤醒度(aro
来源:Speech Communication
时间:2025-11-07
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富磷水碳化合物通过磷转化和微生物群落调节提高大豆产量:一种减少钙质盐碱土中磷酸盐肥料施用的新策略
磷肥在钙质盐碱土壤中的广泛使用,旨在提高大豆的产量。然而,磷肥的利用效率依然较低,这不仅限制了作物产量的提升,也导致了大量磷资源的浪费。针对这一问题,本研究提出了一种创新的磷肥应用策略,即磷富集水炭(P-HC)。通过合成P-HC并探究其在低磷肥投入条件下对钙质盐碱土壤中磷转化、微生物活性及大豆生长的影响,研究发现P-HC具有多种磷形态,结构上呈现出发达的孔隙、较大的比表面积、丰富的官能团以及良好的亲水性。这些特性使得P-HC在改善土壤性质和促进磷的释放方面展现出显著优势。与传统磷肥相比,P-HC的应用在降低土壤pH值和交换性钠(ESP)含量的同时,提高了有机质和阳离子交换容量(CEC)的水平,
来源:Soils and Foundations
时间:2025-11-07
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土壤压实作用及季节性冻融循环对黑钙土微观结构演变及团聚体稳定性的影响
土壤健康是农业生态系统中一个重要的议题,尤其是在现代农业高度集约化发展的背景下。土壤压实作为农业生产中常见的问题,对土壤结构和生态功能产生深远影响。同时,季节性的冻融循环作为一种自然机制,能够有效缓解土壤压实带来的负面效应。然而,目前对于土壤压实与冻融循环共同作用下土壤微结构演变及其对土壤团聚体稳定性的影响,仍缺乏系统的分析和理解。因此,有必要深入探讨这两种因素在实际农业环境中的交互作用,以期为土壤退化管理提供科学依据。本研究选取了中国东北地区典型的黑土区域作为实验地点,该区域是中国重要的粮食生产基地之一,同时也是生态安全的重要组成部分。黑土因其高自然肥力而具有重要的农业价值,但随着过度耕作和
来源:Soils and Foundations
时间:2025-11-07
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提升法、装袋法和深度学习在土壤-水分特性曲线预测中的应用:一项大规模数据库研究
本文探讨了利用机器学习(ML)技术预测土壤-水特性曲线(SWCC)的新方法。SWCC 是描述土壤在不同含水率下所承受的基质吸力(suction)关系的重要曲线,广泛应用于土壤水力学和土壤工程领域。传统的预测方法通常依赖于实验数据,而随着机器学习技术的不断发展,研究者开始尝试使用统计工具和算法,如人工神经网络(ANN)和梯度提升(GB),来建立更高效的预测模型。本文的创新之处在于构建了一个涵盖多种土壤类型和多个大洲数据的大型综合数据库,并在此基础上开发了基于机器学习的预测模型,从而提升了预测的准确性和泛化能力。为了实现这一目标,本文整合了来自五个大洲的六个不同数据库,涵盖了丰富的SWCC数据。这
来源:Soils and Foundations
时间:2025-11-07
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能源资源综合配电网络中用于电压提升的模型识别
在现代电力系统中,随着可再生能源技术的迅速发展,尤其是分布式光伏发电(PV)和电池储能系统(BESS)的广泛应用,对配电网(DN)的电压调节和稳定性评估提出了新的挑战。传统的电力系统模型和控制策略在面对这些新兴技术带来的动态变化时,往往表现出一定的局限性。因此,研究如何有效建模和分析这些系统的动态特性,成为当前电力工程领域的重要课题。本文旨在探讨一种新的模型识别方法,以更准确地捕捉由逆变器控制输入变化引起的电压波动,并评估其在提高配电网电压稳定性和调节能力方面的有效性。### 研究背景与意义随着大规模分布式光伏系统和电池储能系统的集成,配电网的运行特性变得更加复杂。这些可再生能源设备的接入,使
来源:Smart Energy
时间:2025-11-07
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基于周期性和双周期性结构的振动能量收集优化研究
Shakiba Dowlati|Najib Kacem|Noureddine Bouhaddi玛丽-路易-巴斯德大学,法国国家科学研究中心(CNRS),FEMTO-ST研究所,应用力学系,24 Rue de l’Épitaphe,贝桑松,25000,法国摘要本文对电磁振动能量采集(VEH)设备的设计优化进行了全面的数值和实验研究。通过利用周期性和双周期性结构,该研究利用能量局部化现象来提高能量采集效率。在周期性结构中引入最优失谐,可以使振动能量集中在特定的失谐区域,从而实现从这些区域而不是整个系统进行有针对性的能量采集。开发了一个优化框架来确定最优失谐参数,包括失谐元素的总数、幅度和位置,以最
来源:Sensors and Actuators A: Physical
时间:2025-11-07
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使用变压器建模一种可机缝的应变-应力传感器
在现代科技迅速发展的背景下,振动能量收集技术正逐渐成为一种有效的替代方案,以减少对传统电池和外部电源的依赖。这一技术的核心在于将机械振动转化为可用的电能,从而为无线传感器、物联网设备以及其他低功耗电子系统提供持续的动力来源。电磁振动能量收集器作为一种广泛应用的解决方案,因其成本低廉、结构坚固且易于制造而受到关注。本文介绍了一种基于矩形铁制悬臂梁、结合Galfenol层和两个立方磁铁的电磁振动能量收集装置,旨在实现一维振动能量的高效收集。该设计通过有限元模拟和实验测试进行了优化,最终在40 Hz共振频率下实现了2.12 mW/cm³的峰值功率密度,其性能与复杂设计相当,展现了其在实际应用中的潜力
来源:Sensors and Actuators A: Physical
时间:2025-11-07
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基于MoS2/石墨烯纳米结构的传感器用于检测NO2气体
高明阳|张文|郭军|田志涵|刘玲中国西安西北大学电子信息学院,邮编710100摘要在这项研究中,我们提出了一个基于MoS2/石墨烯异质结构的NO2检测平台。与纯MoS2传感器相比,该MoS2/石墨烯传感器表现出显著更高的响应性能,并且具有优异的稳定性、选择性和耐湿性。性能的提升源于MoS2和石墨烯的协同效应:石墨烯提供了快速的电荷传输能力,而异质结则促进了电荷转移和气体吸附。这种策略为使用二维纳米级异质结构设计高性能气体传感器提供了可行的途径。引言二氧化氮(NO2)是一种典型的空气污染物,来源于车辆尾气、化石燃料燃烧和工业排放,即使在微量浓度下也会对人类呼吸系统和生态平衡造成严重威胁[1]、[
来源:Sensors and Actuators A: Physical
时间:2025-11-07
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在固态发酵和液态发酵条件下,Beauveria bassiana 秘书组(secretome)动态的比较研究
本文围绕一种名为 *Beauveria bassiana*(简称Bb)的真菌展开,探讨其在不同发酵条件下(即固态发酵SSF和液态发酵SF)的分泌蛋白组差异。作为一种常见的昆虫病原真菌,Bb在生物防治领域有着广泛的应用。然而,近年来的研究发现,某些Bb菌株还具有降解木质纤维素的能力,这使其在生物过程领域展现出巨大的潜力。本文首次通过液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)方法对Bb在SSF和SF条件下的分泌蛋白组进行比较分析,揭示了其在不同发酵模式下的代谢特性与蛋白表达差异。### 研究背景与意义Bb作为真菌界的重要成员,其在生态系统中扮演着有机物质循环的重要角色。其基因组中富含编码蛋白的基因,这
来源:Scientific African
时间:2025-11-07
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利用遥感和土地利用类型(LULC)分析评估埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴的城市热岛效应:对可持续发展的启示
### 解读:城市热岛效应在埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴的研究在快速城市化和土地利用与土地覆盖(LULC)变化日益加剧的背景下,城市热岛效应(Urban Heat Island, UHI)已成为全球城市环境研究中的一个重要议题。这一现象不仅影响城市的微气候,还对能源消耗、空气污染和公共健康产生深远影响。本文探讨了亚的斯亚贝巴的城市热岛效应,分析了土地利用变化对地表温度(Land Surface Temperature, LST)的影响,并利用先进的遥感技术和空间分析方法,为制定有效的城市热岛缓解策略提供了科学依据。亚的斯亚贝巴位于埃塞俄比亚中央高原,海拔范围在2300至2900米之间,其气候具有
来源:Scientific African
时间:2025-11-07
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一种用于处理橄榄油生产过程中产生的富含多酚废水的新型混合香根草系统
在当前全球环境问题日益严峻的背景下,废水处理技术的创新与优化成为解决污染问题的重要方向之一。特别是针对含有高浓度有机物和多环芳烃等复杂污染物的废水,传统处理方式往往面临效率低下、成本高昂和生态风险等问题。本研究聚焦于一种具有潜力的植物修复技术—— Vetiveria zizanioides(香附子草)的使用,通过构建一种结合生物处理与植物修复的混合系统,对富含多酚类物质的橄榄油厂废水进行高效净化。这一技术不仅展现出卓越的污染物去除能力,还能够在高污染负荷下维持植物的健康生长,为环境治理提供了新的思路。### 1. 研究背景与问题的重要性随着工业化和城市化的快速发展,废水排放量不断增加,给生态环
来源:Scientific African
时间:2025-11-07
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综述:了解血吸虫病的传播机制:数学模型的系统综述
在本研究中,我们系统回顾了关于血吸虫病的数学模型,并将它们按照研究重点和建模方法进行了分类。这一系统性的回顾揭示了在建模疾病传播过程中存在的多种实质性挑战,包括流行病学异质性、疾病系统的内在复杂性、数据准确性方面的不确定性,以及跨学科研究合作的必要性。此外,我们的回顾还指出,许多模型采用了常微分方程(ODEs),而另一些则结合了偏微分方程(PDEs)、随机微分方程(SDEs)、时滞微分方程(DDEs)以及机器学习技术,这反映了在捕捉传染病传播多维性质时所采用的方法论多样性。一些模型还纳入了人口结构以及环境因素,如季节性条件和水接触模式。我们还发现,许多模型存在局限性,并强调了未来研究需要关注的
来源:Scientific African
时间:2025-11-07
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高铬含量对镍基单晶超合金中γ'析出物粗化行为的影响:与含铼超合金的对比研究
Muchun Hou|Fan Lu|Longfei Li|Song Lu|Siliang He|Dong Wang|Jian Zhang|Qiang Feng北京科技大学先进金属与材料国家重点实验室,北京,100083,中国摘要10,000小时)热处理过程中,不含Re的高Cr镍基单晶(SX)超合金(0Re13Cr)的微观结构稳定性,并将其与两种含Cr量较低且分别含有/不含Re的超合金(0Re10Cr和2Re10Cr)进行了比较。结果表明,0Re13Cr合金的γ'相粗化速率低于2Re10Cr合金,而0Re10Cr合金的γ'相粗化速率最高。这凸显了Re和Cr在沉淀物稳定中的作用。原子探针断层扫描分
来源:Scripta Materialia
时间:2025-11-07