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基于微拉曼光谱与多尺度模拟的Al离子注入4H-SiC同质外延片界面损伤与应力无损分析
Highlight本研究通过多尺度模拟与实验相结合,首次实现了对Al离子注入4H-SiC界面损伤与应力的动态无损解析。分子动力学(MD)模拟捕捉到表面粗糙度随剂量增加而加剧(Sa/Sq值上升),蒙特卡洛(MC)模拟则精准预测了损伤层深度扩展至500 nm的演变趋势。拉曼光谱验证了注入区净压应力的饱和现象,揭示了缺陷相互作用对应力积累的调控机制。Atomic/nano-scale simulation of Al ion implantation effects分子动力学(MD)模拟显示,Al离子束注入会引发表面溅射效应,形成明显凹坑(图1a)。随着剂量增加,硅(Si)和碳(C)原子迁移堆积导致
来源:Applied Surface Science
时间:2025-08-05
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镍源工程调控MnCrNi催化剂低温脱硝窗口:镍前驱体对活性的影响机制研究
Highlight通过镍源工程调控MnCrNi催化剂的低温脱硝窗口:镍前驱体对活性的影响Materials and preparation methods采用无溶剂掺杂法合成MnCrxNi1-x系列催化剂,以KMnO4为添加剂,Mn(CH3COO)2·4H2O为锰源,Cr(NO3)3·9H2O为铬源,并分别选用Ni(NO3)2·6H2O(标记为-n)和Ni(CH3COO)2·4H2O(标记为-c)作为镍前驱体。具体制备流程以MnCr为模型:将金属盐前驱体与KMnO4按化学计量比混合研磨,经焙烧后获得目标催化剂。Research instruments采用多种表征手段(详见表S2)系统研究镍含量
来源:Applied Surface Science
时间:2025-08-05
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泡沫镍基底富氧空位MnO2的原位生长及其低温甲烷高效催化氧化性能研究
Highlight本研究开发了一种通过氧化还原介导策略在泡沫镍(NF)上构建富氧空位MnO2催化剂(MnO2-Ov/NF)的创新方法。该催化剂在低温甲烷(CH4)氧化中展现出卓越性能,其核心突破在于:1)利用K2NiFe(CN)6(NiFePBA)模板的双重功能——既作为MnO2三维生长的骨架,又作为氧空位(Ov)的诱导剂;2)通过精确调控锰负载量(0.01M KMnO4)获得最佳氧缺陷密度,使CH4在325℃即可实现90%转化;3)首次通过原位红外-质谱联用(DRIFTS-MS)捕捉到关键中间体单齿碳酸盐的低温分解行为,揭示了氧空位对反应路径的调控机制。Physical phasesX射线衍
来源:Applied Catalysis A: General
时间:2025-08-05
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通过前驱体相变诱导强金属-载体相互作用增强Ru/CeO2催化剂的CO氧化稳定性
Highlight在异相催化领域,通过强金属-载体相互作用(SMSI)实现高分散、高活性贵金属/载体催化剂仍面临挑战。传统高温还原或氧化诱导SMSI常导致贵金属纳米颗粒(NPs)团聚,而本研究通过Ru4+/Ce(OH)CO3前驱体相变构建Ru/CeO2-S催化剂的SMSI效应,有效阻止Ru NPs烧结。Results and discussion通过设计载体相变路径,Ce(OH)CO3纳米棒在600℃ H2还原中转化为多孔CeO2,同时形成包覆Ru NPs的CeO2薄层(几何封装)。表征显示该结构具有更高的氧空位浓度和优化的CO吸附行为,使Ru/CeO2-S在CO氧化中展现卓越稳定性,700℃
来源:Applied Catalysis A: General
时间:2025-08-05
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基于EEM-PARAFAC-SOM的成熟垃圾渗滤液优化处理模式研究:MBR-催化臭氧耦合系统的效能与微生物群落演化机制
Highlight亮点• 新型连续处理反应器设计弥补了内循环反应器处理量小的缺陷,显著提升臭氧利用率• 模式1(内循环阶段)实现NH4+80%• 模式3(臭氧-MBR联用)COD去除率高达96.6%,出水全面达标主要发现在内部循环操作模式(模式1)中,NH4+-N、浊度和色度均达到排放标准,COD降低超过80%。COD去除率在模式2(MBR-臭氧催化)和模式3(臭氧催化-MBR)中分别达到92.4%和96.6%,其中模式3的出水完全符合排放标准。五类有机物的荧光区域积分(FRI)去除率均超过95%。微生物群落演变变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度从37.95%显著提升至75.2
来源:Waste Management
时间:2025-08-05
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跨学科协作式问题导向学习(CPBL)对大学生整合性思维能力的结构化促进机制研究
Highlight结构化CPBL的整合力量定量研究结果有力证实:参与结构化的跨学科CPBL环境能显著提升本科生整合性思维能力,其效果远超传统协作模式。虽然两组学生在前后测中均显示进步,表明跨学科项目本身具有学习价值,但实验组(CPBL)的标准化均值差(d=0.82,p<0.001)展现出中等偏大的效应量。这种优势主要体现在三个方面:系统性连接能力:CPBL组更擅长识别学科概念间的非线性关系批判性权衡能力:能更精准评估不同学科观点的适用边界创新性重构能力:表现出更强的跨域知识重组创造力关键设计要素解析深入分析发现,CPBL组的优势源于三个精心设计的教学要素协同作用:强制性整合框架要求学生在
来源:Thinking Skills and Creativity
时间:2025-08-05
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综述:木质素回收与功能化的最新进展:面向可持续材料应用
木质素:从工业副产物到可持续材料的华丽转身引言化石燃料衍生的合成聚合物虽性能优异,但其不可降解性导致的微塑料污染问题日益严峻。木质素作为植物细胞壁中含量第二的天然聚合物(仅次于纤维素),凭借其三维网状结构和丰富苯丙烷单元,正成为替代石油基材料的明星选手。到2030年,随着生物燃料产量提升,全球木质素年产量预计达2.25亿吨——如何将这种造纸工业的"废弃物"转化为高值材料,成为研究者们的攻坚方向。木质素的结构密码木质素由三种苯丙醇单体(对香豆醇、松柏醇、芥子醇)通过C-O-C和C-C键复杂交联而成,其分子量分布广且含大量羟基、甲氧基等活性基团。这种"顽固分子"的化学复杂性,恰是其功能化改造的潜力
来源:Sustainable Materials and Technologies
时间:2025-08-05
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综述:自支撑析氢电极表面结构工程:多尺度微纳结构调控及其在析氢反应中的作用
HER反应机制析氢反应(HER)作为双电子转移的电化学过程,其机制随电解质环境(酸性/中性/碱性)差异显著。酸性条件下,H2生成依赖质子(H+)还原,经历Volmer-Tafel或Volmer-Heyrovsky路径;碱性介质中则需水分子解离提供质子,动力学更为复杂。反应能垒与电极表面氢吸附自由能(ΔGH*)直接相关,理想值应趋近于0 eV。微纳结构分类与功能自支撑HER电极表面结构可分为五类:纳米颗粒:通过增大比表面积暴露更多活性位点,但易发生团聚;微纳锥体:尖端效应促进局部电场集中,加速电荷转移;纳米片:边缘位点富含不饱和配位原子,显著降低ΔGH*;纳米棒:一维结构提供定向电子传输通道;分
来源:Sustainable Materials and Technologies
时间:2025-08-05
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微胶囊化废豆油再生剂在老化沥青中的扩散行为:实验验证与模型构建
Highlight本研究通过傅里叶变换红外光谱-衰减全反射(FTIR-ATR)系统分析了微胶囊化废豆油(WSCO)在老化沥青中的扩散特性。研究聚焦不同核壳比微胶囊的制备及其在沥青基质中的扩散动力学,为理解可控释放机制奠定基础。Materials微胶囊壳层采用六甲氧基甲基三聚氰胺(HMMM)预聚物(98.0 wt%)通过原位聚合构建,废豆油(WSCO)经杂质过滤后作为核心材料,苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)作为分散剂。Morphology of microWSCOs particles图4展示了通过优化界面聚合协议制备微胶囊化WSCO的多阶段过程:高剪切分散(2500 rpm)形成多分散油滴,
来源:Sustainable Materials and Technologies
时间:2025-08-05
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混合动力车队模型在最后一公里配送中的能源与CO2效率优化研究
随着电子商务爆发式增长,城市最后一公里配送已成为物流链中能源消耗和碳排放的"重灾区"。传统柴油卡车配送不仅面临交通拥堵导致的效率低下问题,其尾气排放更是占城市交通碳排放的30%以上。虽然电动自行车、小型电动车等替代方案不断涌现,但在配送范围、载重能力等方面存在明显局限。与此同时,新兴的遥控驾驶航空系统(RPAS)技术虽然能规避地面交通瓶颈,却受限于航程短、载重小的先天不足。如何在复杂城市环境中平衡配送效率、能源消耗和碳排放,成为摆在物流研究者面前的重大课题。加拿大卡尔顿大学机械与航空航天工程系的Armin Mahmoodi博士团队在《Sustainable Futures》发表的研究,创新性地
来源:Sustainable Futures
时间:2025-08-05
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基于空间分布的共享单车早高峰潮汐出行调度策略优化研究
随着共享单车成为城市低碳出行的重要选择,其早高峰潮汐现象导致的供需区域错配问题日益突出。部分区域车辆堆积闲置,另一些区域却"一车难求",不仅降低用户体验,还加剧了城市交通管理难度。这一矛盾的核心在于传统调度模型难以动态响应需求波动,尤其缺乏对时空分布特征的精准捕捉。武汉理工大学交通与物流工程学院的研究人员针对这一难题,开展了基于空间分布的共享单车早高峰潮汐出行调度策略研究。通过整合骑行订单和电子围栏数据,结合KD-Tree算法实现自行车状态精准匹配,识别出潮汐现象的时空特征;构建XGBoost需求预测模型和基于贪婪算法的分层调度模型,形成"宏观区域协调+微观单元平衡"的动态优化框架。实证研究表
来源:Sustainable Futures
时间:2025-08-05
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BQD与L-半胱氨酸协同抑制N80钢在HEDP酸性环境中的腐蚀机制研究
HighlightBQD与L-CYS的协同缓蚀作用在15% HEDP酸性环境中表现卓越:当两者质量比为1:1时,腐蚀速率降至1.66 g·m-2·h-1,缓蚀效率高达99.51%。电化学测试表明该复合缓蚀剂能同步抑制阴阳极反应。表面分析场发射扫描电镜(FESEM)和原子力显微镜(AFM)显示:铁表面因BQD和L-CYS吸附出现N、S元素,腐蚀钢表面粗糙度从237.1 nm(空白组)降至19.79 nm(接近原始钢的15.59 nm)。XPS证实Fe-S键形成增强了吸附稳定性,接触角测量表明表面从亲水性(23°)转变为疏水性(117°),有效阻隔酸液直接接触金属。分子机制通过分子动力学模拟和量子
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-08-05
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Y2O3改性激光定向能量沉积AlCoCrFeNi高熵合金的循环氧化行为机制研究
Highlight本研究通过激光3D打印制备了AlCoCrFeNi高熵合金,重点探究了微量Y2O3添加对其在1000℃空气中循环氧化行为的影响。主要发现如下:Deposition of the HEA alloysAlCoCrFeNi粉末呈球形(平均粒径约30μm),通过激光定向能量沉积(LDED)技术制备。该工艺采用同轴和侧向喷嘴输送粉末,在计算机辅助设计(CAD)控制下进行逐层材料沉积。Microstructure of the as-deposited alloys图2展示了含/不含Y2O3的LDED AlCoCrFeNi EHEAs的背散射电子(BSE)图像。两种合金均呈现等轴晶形态,
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-08-05
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环氧基/MoS2-石墨复合涂层:通过少层二硫化钼改性实现油润滑失效下的持续摩擦学性能
Highlight少层MoS2改性环氧/MoS2-石墨涂层:在油润滑失效时仍能保持强劲固体润滑性能的持久摩擦学表现Conclusions本研究通过超声剥离法(ultrasonic exfoliation)制备少层MoS2,并探究其对环氧/MoS2-石墨复合涂层的增强作用。在油润滑和无油润滑等多种条件下评估涂层的减摩抗磨性能,主要发现如下:少层MoS2呈现典型的2H相(2H phase)特征峰,其层间弱范德华力(van der Waals force)赋予优异的剪切滑移特性;在200 N高载荷下,改性涂层的平均摩擦系数分别降至0.031(油润滑)和0.041(无油润滑),磨损率最大降低96%;M
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-08-05
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ZnTiO3/Cu/3D-g-C3N4异质结协同光催化:高效驱动CO2还原制甲醇的突破性研究
Highlight本研究成功构建了ZnTiO3/Cu/3D-g-C3N4三元异质结光催化剂,通过调控ZnTiO3煅烧温度优化晶体结构,最终在含1 wt% Cu的复合体系中实现6039.02 μmol·gcat−1·h−1的甲醇产率。紫外-可见漫反射光谱(DRS)和光致发光(PL)分析证实,该体系通过Z-型电子传递路径显著提升电荷分离效率。Results and discussionsX射线衍射(XRD)显示(图S1),3D-g-C3N4在2θ=26.50°处出现典型(002)晶面衍射峰(d=3.36 Å),与石墨材料层间距特征匹配。透射电镜(TEM)证实Cu纳米颗粒均匀分布于ZnTiO3与3D
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-08-05
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基于自组织临界性的多主体投机博弈中羊群效应、典型事实与信息级联的关联机制研究
HighlightCO2相变爆破管作为一种新型岩石爆破技术,其三维裂缝网络演化机制尚不明确。本研究通过现场爆破试验结合三维离散元(DEM)数值模拟,首次揭示了膨胀率与加载时长对裂缝分形特征(维度1.578)的动态调控规律。Test Materials爆破装置核心部件为可重复使用的相变管,经迭代优化后第二代产品实现轻量化(重量降低37%)与成本控制。通过液态CO2瞬时气化产生膨胀能,其安全性与CCUS(碳捕集利用封存)理念高度契合。Numerical Simulation of Rock Blasting采用三维颗粒流代码(PFC3D)构建平行键模型(PBM),成功复现岩石非连续介质特性。模型通
来源:Simulation Modelling Practice and Theory
时间:2025-08-05
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基于纵向-弯曲-弯曲压电驱动器的二维跨尺度轻量化云台及其在自由空间光通信中的应用研究
亮点这项研究提出了一种创新的纵向-弯曲-弯曲压电驱动器(LBB-PEA)驱动的二维云台,巧妙地将大角度运动(±436毫弧度)与超高分辨率(176纳弧度)集成于单一紧凑结构中。其断电自锁功能通过驱动器的纵向单元实现,而弯曲单元则基于粘滑-直接驱动混合原理实现跨尺度运动——就像用同一把钥匙既打开保险箱又调整显微镜般精妙。动态模型研究团队建立了融合蒂莫申科梁理论和伪刚体法的多尺度动力学模型,这个模型就像给云台装上了"数字孪生大脑",能精准预测不同驱动频率(0.1-1000 Hz)下的动态响应。特别值得注意的是,模型揭示了接触面摩擦系数与步进效率的非线性关系——当摩擦系数从0.1增至0.3时,步长会像
来源:Sensors and Actuators A: Physical
时间:2025-08-05
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综述:基于仿捕蝇草结构的致动器:最新进展与展望
Abstract水下机器人的环境感知能力对其操作性能至关重要。受海獭触须毛囊结构启发,本文开发了一种基于液态金属的摩擦电触须传感器(LTWS)。该传感器由碳纤维触须、硅胶囊盖、触发机构、记忆合金弹簧等组成,当触须受外力偏转时,驱动传感单元内的液态金属(铟锡合金,熔点−19°C)与介电层接触分离,通过摩擦起电效应产生电信号。实验显示,LTWS对触须位移变化具有高灵敏度(7.9 mV/mm),且输出信号不受触摸频率影响,在低能见度水域中可实现流速测量与碰撞检测。Introduction自主水下航行器(AUV)在海底测绘、管道检测等任务中面临光学与声呐技术的局限性。海獭通过触须在浑浊水域中追踪物体的
来源:Sensors and Actuators A: Physical
时间:2025-08-05
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微流控芯片中大肠杆菌与血细胞分离的有限元分析及其在脓毒症早期诊断中的应用
脓毒症作为感染引发的全身炎症反应,每年导致全球数百万人死亡,其早期诊断面临两大挑战:传统微生物检测需3-6小时,而经验性抗生素治疗易引发耐药性。马来西亚理工大学(Universiti Teknologi Malaysia)控制与机电工程系的研究团队创新性地将微流控技术与有限元分析(FEA)结合,开发出能同步实现白细胞计数和病原体分离的诊断芯片,相关成果发表于《Results in Engineering》。研究采用COMSOL Multiphysics® 5.3a软件建立二维模型,通过流体动力学模拟优化了聚碳酸酯材质微通道设计。关键技术包括:(1)基于剪切稀化效应的非牛顿流体模拟,实现WBCs
来源:Results in Engineering
时间:2025-08-05
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全球聚合物需求减排潜力评估:基于高分辨率模型的未来需求与回收策略分析
合成聚合物的广泛应用带来了前所未有的环境挑战——每年约4%的全球温室气体排放源自其生产和处置过程,微塑料甚至已侵入极地冰雪和人体血液。面对这一紧迫问题,中国科学院上海高等研究院低碳转化科学与工程中心的研究人员Yunhu Gao和André Cabrera Serrenho在《Review of Materials Research》发表研究,首次构建了涵盖14种聚合物在8个区域动态流动的高分辨率模型,揭示了控制需求与强化回收的双轨减排路径。研究团队整合了1978-2020年ICIS数据库的26种聚合物生产数据,通过联合国商品贸易统计数据库(Comtrade)追踪1197种含聚合物商品的跨境流动
来源:Review of Materials Research
时间:2025-08-05