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玻璃通孔晶圆中Cu/Ti异质结构纳米级减薄机制的原子尺度研究
Highlight本研究通过分子动力学(MD)模拟揭示了Cu/Ti异质结构在纳米级减薄过程中的独特变形行为:Cu层通过1/6肖克利位错(Shockley dislocations)和堆垛层错(stacking faults)实现塑性流动,而Ti层则表现出有限的塑性能力,其变形主要依赖1/3位错和局部六方密堆(HCP)向面心立方(FCC)的相变。Defect evolution in Cu/Ti heterostructure缺陷分析显示:当减薄深度达到7.5nm时,Cu层开始形成特征性的堆垛层错网络;减薄至17.5nm时,Cu/Ti半共格界面出现明显损伤;40nm深度下Ti层残余应力显著升高。
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-09-01
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调控Cu/CuO异质结构实现高效pH普适性电催化析氢反应
Highlight通过精确调控铜的价态,我们成功构建了具有最佳Cu/CuO比例(约1:1)的肖特基结纳米棒阵列,这种独特的异质结构实现了HER活性的协同增强。Results and Discussion催化剂表征显示,300°C热处理的CuOx-300/CF具有三维多孔结构和均匀分布的纳米棒阵列(图1a)。X射线衍射(XRD)证实了Cu/CuO异质结的形成,X射线光电子能谱(XPS)显示Cu0/Cu2+的最佳比例。电化学测试表明,该催化剂在宽pH范围内表现出色:酸性介质中仅需247 mV过电位即可达到10 mA cm-2的电流密度,碱性条件下为107 mV,中性条件下更是低至80 mV。分子动
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-09-01
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微凹坑织构对CoCrFeNiMoW高熵合金摩擦学性能的调控机制及工程应用研究
Highlight本研究创新性地通过激光表面织构化(LST)技术对CoCrFeNiMoW高熵合金(HEA)涂层进行表面功能化处理,实现了耐磨减摩的双重优化。材料特性99.9%的CoCrFeNiMoW复合粉末,在45钢基体上激光熔覆制备涂层。通过热力学参数计算(包括原子尺寸差δ、价电子浓度VEC等)证实该HEA体系易形成FCC+BCC双相结构,并存在未熔W颗粒的独特微观组织。关键发现1.结构特征:涂层呈现花瓣状枝晶、鱼骨状枝晶和未熔W颗粒的三相组织,平均显微硬度达647.7 HV0.2,是基体的3.9倍2.摩擦优化:在4.9 N载荷和6 m/min速度下,100μm直径微凹坑表现出最佳性能:•4
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-09-01
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深厚砂层中预钻孔灌浆植入桩的安装机制及承载性能提升研究
在黄河冲积平原等深厚砂层地区,预应力高强混凝土(PHC)管桩的应用长期面临三大技术瓶颈:传统锤击法产生的剧烈振动噪声污染、砂层高密实度导致的贯入阻力过大、以及桩身混凝土在反复锤击下的损伤风险。尽管预钻孔植入法(PBP)能降低施工扰动,但钻孔引起的应力释放又会削弱桩侧摩阻力。针对这些矛盾问题,郑州大学张经纬团队在《Soils and Foundations》发表研究,创新性地将灌浆工艺引入预钻孔施工体系,提出了预钻孔灌浆植入法(PBGP)。研究团队在安罗高速原阳段开展全尺寸现场试验,采用PHC600AB110管桩,对比了传统锤击法(DDIP)、PBP和PBGP三种工法。关键技术包括:1)采用ZG
来源:Soils and Foundations
时间:2025-09-01
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椭圆规启发的风力涡轮机压电能量采集器设计与超低频振动能量转换研究
亮点本工作提出的椭圆规启发式压电能量采集器(EGPEH)通过交叉滑轨、永磁体和预屈曲压电梁(PB)的协同设计,在风力涡轮机首阶模态频率范围(0.4–0.7 Hz)内实现水平向振动能量高效采集,峰值功率输出达980.3 µW。工作原理如图1所示,EGPEH由椭圆规轨道末端的固定磁铁、轨道内自由移动磁铁及压电梁(PB)构成。磁力与PB预屈曲状态的几何非线性共同作用,显著降低系统刚度,使其适应超低频大振幅振动环境。机电耦合模型基于能量法和拉格朗日方程建立动力学模型,压电材料本构关系为:T1P = YPS1 − e31E3D3 = e31S1 + ε33SE3其中T1P为机械应力,S1为应变。数值模拟
来源:Sensors and Actuators A: Physical
时间:2025-09-01
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基于深度强化学习的地下储气库注气压缩机启动策略优化研究
Highlight本研究针对地下储气库(UGS)注气压缩系统的模拟精度与运行优化难题取得突破性进展:1.机制模型(Mechanism Model)以压缩机进气压力、温度、排气压力及相对余隙容积为输入,输出排量与功率。通过多层感知器(MLP)学习往复式压缩机运行特性,结合实际排量数据训练模型,显著提升预测精度。Conclusion该研究通过融合机制模型与数据驱动方法,构建了适用于地下储气库的高精度压缩机混合仿真框架,并基于TD3算法实现启动策略的动态优化。创新性提出自适应噪声裁剪机制与延迟目标网络更新方法,在满足安全约束条件下,全周期降低能耗5.18%,为能源装备智能化控制提供新范式。(注:原文
来源:Simulation Modelling Practice and Theory
时间:2025-09-01
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基于聚集诱导发射近红外荧光探针QM-AAN-CPP的曼氏血吸虫病豆蔻蛋白酶活体成像研究
Highlight本研究设计了一种革命性的酶激活式探针QM-AAN-CPP,其核心创新在于:1)采用聚集诱导发射(AIE)特性的奎宁-丙二腈(QM)作为荧光报告基团,在近红外(NIR)区域(650-900 nm)实现深层组织穿透;2)特异性AAN肽段被豆蔻蛋白酶剪切后,触发QM单元从水溶性细胞穿透肽(CPP)载体释放,产生"关-开"式荧光信号放大;3)体外实验证实其对成虫肠道酶活性检测限达0.1 μg/mL,且不受其他蛋白酶干扰。Design of the probe QM-AAN-CPPQM-S-COOH经结构优化后展现出显著AIE特性(图1A):• 游离态量子产率<0.1%,聚集态跃升至3
来源:Sensors and Actuators A: Physical
时间:2025-09-01
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基于Caputo分数阶SAIP模型的COVID-19无症状传播动力学分析与LADM算法验证
新冠疫情暴露出传统传染病模型的局限性——无法量化无症状感染者的"沉默传播"效应,也难以描述病毒传播过程中的记忆特性。这导致早期预测模型严重低估疫情规模,凸显了发展新型建模方法的紧迫性。在此背景下,Hatıra Günerhan团队创新性地将分数阶微积分引入流行病学研究,构建了包含保护人群(P)的SAIP动力学模型,为破解无症状传播难题提供了数学钥匙。研究团队采用Caputo型分数阶导数刻画病毒传播的遗传记忆效应,通过Laplace-Adomian分解法(LADM)这一半解析算法求解非线性方程组。模型参数基于葡萄牙2020年疫情数据校准,包含总人口N=10295909、传播率β=1.492等关键
来源:Scientific African
时间:2025-09-01
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基于Caputo分数阶SAIP模型的COVID-19无症状传播记忆效应分析与LADM数值模拟
COVID-19大流行暴露了传统传染病模型的局限性——它们往往忽视了两个关键因素:无症状感染者的隐蔽传播,以及疫情发展过程中存在的记忆效应(指当前传播率受历史感染情况的影响)。这些缺陷导致模型预测与实际疫情轨迹存在偏差,尤其难以解释为何某些地区会出现"长尾"流行现象。为解决这一难题,Hatıra Günerhan团队在《Scientific African》发表了创新性研究。他们首次将分数阶微积分引入SAIP(易感者-无症状者-确诊者-保护者)模型,通过Caputo导数刻画系统记忆效应,并采用葡萄牙实际疫情数据验证模型有效性。研究采用三大关键技术:1) 构建包含θ修正参数的无症状传播项β(1-
来源:Scientific African
时间:2025-09-01
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局部化学有序对体心立方多主元合金延展性的双重影响机制研究
在材料科学领域,多主元合金(MPEAs)因其独特的成分设计和优异的力学性能成为研究热点。这类合金打破了传统合金的设计理念,通过多种主元元素的协同作用,展现出卓越的强度、韧性和抗辐照性能。然而,随着研究的深入,科学家们发现这些合金中普遍存在的局部化学有序(Local Chemical Order, LCO)现象对性能的影响机制仍不明确,特别是在体心立方(Body-Centered Cubic, BCC)结构的MPEAs中,LCO如何影响延展性这一关键问题亟待解决。传统观点认为,LCO主要通过阻碍位错运动来提高合金强度,但其对延展性的影响却存在争议。有些研究表明LCO能同时提高强度和延展性,而另一
来源:Scripta Materialia
时间:2025-09-01
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空气等离子体表面改性增强钛酸钡陶瓷的挠曲电效应及其机理研究
在智能传感和机电转换领域,挠曲电效应(flexoelectricity)作为一种新型机电耦合现象备受关注。与压电效应不同,挠曲电效应能在非极性晶体中通过应变梯度产生电信号,但其耦合系数普遍较低——例如纯钛酸钡(BaTiO3,BTO)的室温挠曲电系数仅为6-10 μC/m,远低于其压电系数(70 pC/N)。这种性能差距严重制约了该效应的实际应用。传统方法如化学掺杂虽能提升性能,但会改变材料整体特性。因此,如何通过界面调控实现性能突破成为关键科学问题。针对这一挑战,Amei Zhang团队在《Scripta Materialia》发表的研究中,创新性地采用介质阻挡放电(DBD)等离子体技术对BT
来源:Scripta Materialia
时间:2025-09-01
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缺陷-溶质协同调控预变形镁合金时效过程中微观组织与力学性能的演化机制
镁合金作为最轻的金属结构材料,在航空航天和汽车工业中展现出巨大应用潜力。然而其强度-塑性倒置关系始终是制约产业化的瓶颈问题。近年来,通过预变形结合短时时效的"烘烤硬化"技术(Bake-hardening)在Mg-Al-Zn-Mn-Ca系合金中取得突破,2%预变形后20-30分钟时效即可通过Al/Zn/Ca溶质在位错处的共偏聚实现屈服强度提升。但这一强化效应的时效稳定性始终是未解之谜——在铝合金体系中,预变形诱导的位错会加速溶质扩散导致沉淀相粗化,最终引发性能衰退。那么镁合金是否会重蹈覆辙?预变形镁合金在长期时效过程中微观组织如何演化?这些演化又如何影响力学性能?来自河北工业大学的Lu Han团
来源:Scripta Materialia
时间:2025-09-01
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激光粉末床熔融Al-Mg-Sc-Zr合金的断裂韧性与裂纹扩展阻力:析出相与双峰晶粒结构的调控机制
在航空航天和高端装备制造领域,激光粉末床熔融(LPBF)技术因其能制备复杂几何形状的轻量化部件而备受青睐。其中,Al-Mg-Sc-Zr合金(商品名Scalmalloy)因其优异的可打印性和力学性能成为研究热点。然而,这种合金在LPBF过程中形成的独特双峰晶粒结构——由超细等轴晶(UEGs)和粗大柱状晶(CCGs)组成——以及后续热处理产生的Al3(Sc,Zr)析出相,如何协同影响其断裂韧性仍不明确。更关键的是,现有研究多集中于拉伸性能,而断裂韧性这一决定结构件损伤容限的关键参数却鲜有系统研究。为解答这些问题,南京理工大学机械工程学院的Zhiguang Zhu、Yuntian Ning等联合新加
来源:Scripta Materialia
时间:2025-09-01
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应变诱导Al-Li合金AA2099中沉淀与偏析的协同演化机制及其对微观结构优化的启示
在航空航天领域,铝锂(Al-Li)合金因其优异的强度重量比成为关键结构材料,其中AA2099作为2xxx系列代表,其性能主要依赖T1(Al2CuLi)、δ΄(Al3Li)等纳米沉淀相。然而,剧烈塑性变形(SPD)过程中溶质原子的异常扩散行为及其对微观结构的影响机制尚不明确,这限制了材料性能的精准调控。印度科学院的Shavi Agrawal团队在《Scripta Materialia》发表的研究,通过高压扭转(HPT)这一典型SPD技术,首次揭示了应变梯度下Al-Li合金中溶质偏析与沉淀相的动态竞争机制。研究采用溶液处理(ST)后的AA2099合金,通过HPT在6 GPa压力下实现0.25R至5
来源:Scripta Materialia
时间:2025-09-01
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印度加瓦尔喜马拉雅NH 107公路沿线路堑边坡稳定性评估:构造损伤带与滑坡灾害关联研究
喜马拉雅山脉作为全球最活跃的造山带之一,其复杂的地质构造和强烈的构造活动导致该地区公路边坡失稳问题频发。NH 107公路作为印度北阿坎德邦的重要交通干线,穿越加瓦尔喜马拉雅高陡边坡区,常年受滑坡灾害困扰。传统边坡评估方法往往忽视地质构造对边坡稳定性的控制作用,特别是对构造损伤带(由断层、剪切带等引起的岩石破碎带)的系统研究不足。这一科学盲区使得许多边坡治理工程治标不治本,亟需建立地质构造与边坡失稳的定量关联模型。为破解这一难题,Ashish Kumar Kaushik团队选择NH 107公路Kund至Sonprayag段37公里范围作为研究对象。该区域位于Higher Himalayan Cr
来源:Results in Earth Sciences
时间:2025-09-01
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光催化TiO2介导4-乙烯基愈创木酚仿生氧化合成香兰素:基于酒类陈化启发的绿色合成策略
在表观遗传药物研发领域,溴结构域蛋白BRD4因其调控MYC等致癌基因转录的核心作用,已成为肿瘤和炎症性疾病治疗的热门靶点。然而早期泛BET抑制剂因同时抑制BRD2/3/4等家族成员,导致严重的血小板减少等剂量限制性毒性。更棘手的是,肿瘤细胞通过WNT/β-catenin通路代偿激活、BRD4磷酸化修饰等机制产生耐药性,使得包括OTX-015在内的多个临床候选药物折戟沉沙。这促使科学家们转向更具选择性的靶向策略,试图在疗效与安全性间找到平衡点。为突破这些限制,Linlin Deng等研究人员系统梳理了BRD4抑制剂的最新进展。研究团队采用分子对接和动力学模拟优化化合物结构,结合临床队列数据分析(
来源:Results in Chemistry
时间:2025-09-01
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海气耦合模拟下结合吹吸流动控制的海上风机气动性能优化研究
Highlight研究区域选定纽约-新泽西湾(New York–New Jersey Bight),该海域现有South Fork Wind(132 MW)风场运营,另有Empire Wind(810 MW)和Sunrise Wind(924 MW)项目在建(图1a)。该区域丰富的公开数据为海风场研究提供了理想试验场。Model domain and boundary condition dataWRF模型采用三重双向嵌套网格(黑色边框标注),水平分辨率分别为15 km、5 km和1.66 km。最外层网格(d01)覆盖经度86°W–60°W、纬度27.8°N–50.6°N范围,垂直方向分67
来源:Renewable Energy
时间:2025-09-01
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SnO2纳米颗粒在X射线辐照水相有机体系中的自由基生成新机制:化学增强效应的突破性证据
Highlight本研究亮点在于发现小尺寸(5-6 nm)SnO2纳米颗粒在X射线辐照无氧水-甲醇体系中展现出显著的自由基产率提升(kexp = 1.45±0.11),而蒙特卡洛模拟证实物理增强(PE)效应仅贡献1.02倍剂量吸收。这一反常现象揭示了全新的化学增强(CE)机制。Results and Discussion通过自旋捕获-电子顺磁共振(EPR)技术证实,SnO2@8%SiO2纳米颗粒表面会发生Sn(IV)还原反应,生成亚稳态的(SnO2)n•‒‒中间体。该物种能高效催化水辐解产物•H原子的生成,进而与甲醇反应产生额外自由基。尺寸效应实验显示,当NPs粒径增大时效应消失,印证了表面反
来源:Radiation Physics and Chemistry
时间:2025-09-01
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综述:锂离子电池固态电解质的研究进展与挑战
固态电解质的崛起与挑战随着全球对清洁能源需求的激增,锂离子电池(LIBs)虽主导电化学储能领域,但传统有机液态电解质(LEs)的易燃性和窄电化学稳定窗口(ESW)制约了高能量密度发展。固态电解质(SSEs)以其本征安全性、宽ESW(如氧化物基SSEs达5.5 V vs. Li+/Li)和锂枝晶抑制能力,成为全固态锂电池(ASSLBs)的核心材料。氧化物基固态电解质:稳定但高阻抗氧化物基SSEs(如LiPON、NASICON型Li1+xZr2SixP3–xO12)凭借优异热稳定性备受关注,但晶界阻抗导致室温电导率普遍低于0.01 mS cm−1。通过晶格掺杂(如Si4+替换P5+)和低温烧结工艺
来源:Progress in Materials Science
时间:2025-09-01
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综述:环保型介电聚合物材料的化学结构设计
环保型介电聚合物材料传统工程中聚合物介电材料的全生命周期涉及原料、生产、运行和退役四个阶段。为应对资源可持续性挑战,生物基原料正逐步替代不可再生资源。例如,纤维素、木质素和植物油衍生物因其可降解性和丰富来源成为研究热点,但其介电性能(如介电常数εr和击穿强度Eb)需通过化学改性优化。生物可再生介电聚合物材料当前电气系统中常用的商业化介电材料包括交联聚乙烯(XLPE)、环氧树脂(EP)和聚酰亚胺(PI)等。这些材料通常依赖石油基原料,而生物基替代品如聚乳酸(PLA)和聚羟基脂肪酸酯(PHA)虽环保,但热稳定性(Tg)和机械强度不足。通过引入动态共价网络或纳米填料(如SiO2),可显著提升其综合性
来源:Progress in Polymer Science
时间:2025-09-01