摘要：电流响应催化剂是一类可在电场诱导作用下产生电流的新型催化材料,以其为介质的催化反应过程可突破热力学局限,在温和条件下即可发生,具有显著节能减碳潜力。本文综述了近年来电流响应催化剂强化合成氨、甲烷高值利用、丙烷脱氢三个典型反应的研究进展,总结了所开发系列电流响应催化剂,其中以负载型金属催化剂为主,其由载体(半导体型或钙钛矿型金属氧化物)和活性金属(单一金属或合金)组成,对比了不同催化剂的催化性能,分析了“质子跳跃”在强化上述反应过程的作用。最后,分析了电流强化技术未来发展方向及面临挑战,提出开发适于电流作用下的原位表征技术及分子模拟方法,这对从微观层面深入揭示反应机理具有重要意义,可反向指导催化剂设计,推动相关领域发展,助力化工行业低碳转型。

摘要：数据驱动新材料产业发展是第四研究范式促进材料创新,加快材料应用的多学科多领域交叉融合的技术热点.机器学习(machine learning, ML)作为一种重要的数据驱动方法,其结合第一性原理计算在材料科学、化学、物理学和计算机等跨学科领域展现出巨大的优势,为储能电池新材料的快速发展带来了新的机遇.为帮助研究人员了解这一新兴领域,本文系统地详述了高通量计算筛选和ML在储能电池材料研究中的最新进展,概括和总结了目前国内外应用较为广泛的在线材料数据库,举例介绍了新数据库的多层次构建,分析了目前数据采集方面的一些难点.论文进一步介绍了ML方法在高通量计算筛选、材料性质预测、材料结构与电化学性能构效关系研究和材料设计方面的应用实例,最后分析讨论了当前ML在储能电池领域面临的一些挑战,并展望了该领域的前沿研究.

摘要：羟肟酸作为传统的阴离子型螯合捕收剂,被广泛用于氧化矿物、稀土矿物的浮选。近年来,随着浮选药剂分子设计理论的发展和对浮选药剂作用原理的深入研究,越来越多的新型羟肟酸捕收剂被开发并用于矿物浮选。羟肟酸捕收剂由极性基团和非极性基团组成,通过优化这2种基团的结构可强化捕收剂浮选性能。对于极性基团,可以通过引入羟肟基团、含氮基团以及硫醚基团进行优化;对于非极性基团,可以通过选择合适的烃链结构、引入亲电子或送电子基团进行优化。金属基羟肟酸配合物与矿物表面有2种作用模型,分别是预先吸附活化浮选模型、金属离子界面预组装模型。

摘要：传统供应链模式中的大型企业一般通过设置前置仓的方式将库存备货在距离客户更近的位置,以尽可能快地满足顾客订单需求,然而这种方式无法适应于定制的个性化产品。3D打印技术可以提升产品的复杂性,更加适应客户的定制化要求,为定制化产品在供应链中的生产配送问题提供了新的解决途径。本文旨在研究安装车载3D打印机的多车辆调度问题,即在“边打边送”模式下的订单生产-配送同步一体化问题。首先,以顾客访问顺序为基础建立了一体化问题的混合整数规划数学模型,并基于Dantzig-Wolfe分解原理将所建模型重构为主问题和子问题模型。其次,利用列生成的思想对线性松弛模型进行迭代求解,其中主问题采用线性规划软件求解,子问题采用动态规划算法求解。然后,在求得松弛最优解的基础上,设计了启发式方法获得原问题的整数解。最后,通过多组算例的数据结果验证了所提算法的有效性,分析了顾客的分布半径和打印时间对企业成本的影响,并提出了相应的运营管理策略,为3D打印配送的实际应用提供了决策支持。

摘要：针对需求高峰期乘客以红包或调度费等形式激励网约车司机以实现网约车自我调度这一问题,研究了乘客-网约车匹配决策与激励策略选择间的交互关系。基于网约车合乘模式下的均衡匹配状态,以乘客总剩余最大化为目标,考虑匹配、均衡、成本等约束条件,构建了考虑奖励策略的乘客-网约车均衡匹配模型,从乘客视角设计了乘客激励策略、网约车激励策略、乘客和网约车激励策略,并将3种激励策略嵌入到列生成算法对模型进行求解,以实现匹配均衡和价格均衡。以大连市出租车数据为对象进行实证分析,研究结果表明,相比于仅以随机调度费等形式从供给侧激励司机,同时从需求侧和供给侧实施激励策略可以促成更多合乘出行,乘客剩余可提高12.6%;当需求大于供给时,26%的激励在乘客间转移以实现更多的合乘出行;合乘折扣系数也会影响激励流向,同时使用激励策略和合乘折扣策略调节供需可以避免司机恶意竞争和乘客无效激励,在降低乘客出行成本的同时提高司机收益,促成更多合乘出行。

摘要：实现锂离子电池的快速充电是促进电动汽车普及、解决环境和能源问题的有效途径。然而,常规锂离子电池体系在快速充电条件下的缓慢动力学和安全风险的增加严重阻碍了该技术的实际应用。本文综述了快充型锂离子电池电极材料和电解液在结构调控与设计方面的研究进展。首先,详细介绍了通过电极材料的结构调控来提高锂离子在电极材料中扩散速度的方法。然后,阐述了通过对锂离子溶剂化结构的调控来提高锂离子在电解液中的传输和相界面处转移速度的方法。最后,对快充型锂离子电池所面临的关键科学问题进行了总结以及对未来的研究方向进行了展望。

摘要：固体浮力材料是深海开发中普遍应用的一种功能材料,利用其密度小于海水的特点,实现往返式深潜器的无动力上浮和海底生产系统的浮力补偿与保温.随着海洋资源开发及科考向深海的挺进,装备作业模式向长时间坐底、连续往返方向发展,因此对固体浮力材料提出了更为苛刻的要求.低密度、抗高静水压的能力以及长时间深水服役环境下的可靠性是固体浮力材料的核心目标.文章以这三方面要素为牵引,分类阐述了两相、三相和混杂强化浮力材料的微结构与性能之间的关系.同时结合深远海探测装备长期服役的需求,从物理老化、吸水和降解等方面着重论述了浮力材料在不同环境中的耐久性研究.最后文章就浮力材料和构件设计中的问题和挑战以及固体浮力材料技术的未来发展提供了建议和讨论.

摘要：针对边界表示模型生成的面网格模型存在的误差大、分辨率高和不水密的问题,提出针对计算机辅助设计(CAD)实体模型的保精度网格生成算法.算法通过同步生成对齐共边点对保证网格的水密性;利用连续表征设计网格目标边长,以生成高精度、低分辨率的网格.与现有的开源网格生成软件相比,算法能用更少的网格面片数生成精度更高的网格,且网格质量与其相当.

摘要：河口悬沙输运对于最大浑浊带形成发育、地貌演变、港口航道安全、水质以及生态系统健康至关重要。本文基于2017年洪季长江口南槽拦门沙海域4站位同步观测的沉积动力数据,采用Scully和Sommerfield改进的通量机制分解法来获取垂向各层平流通量和潮泵通量及累积动态变化,以确定平流和潮汐泵送对悬沙净通量的相对贡献,探讨纵向和横向的水沙输运时空格局和动力机制,弥补了传统通量机制分解法仅限计算时空平均值的缺陷。研究发现:(1)洪季长江口南槽拦门沙海域大潮期间存在横向余环流,小潮期间出现表层向海、底层向陆的纵向余环流;(2)平流和潮泵作用是影响净输运的关键因素,南槽拦门沙海域由平流作用主导、悬沙向海净输运,横向上向西南边滩输运,为南汇边滩围垦区向海淤长提供物源,且靠近主槽区域横向悬沙通量对沉积过程的贡献与纵向通量相当;(3)潮泵输运在河口滞流点和拦门沙海域均较显著,泵送的大小和方向与径潮流相互作用和底床物源有关,纵向上由大潮期间向陆泵送占优转为小潮期间的向海净输运占优。综上,南槽拦门沙海域近底层悬沙呈现由浅滩向主槽辐聚的格局,浅滩区域的近底层悬沙净输运受潮泵作用控制,且对整个水柱悬沙输运贡献显著,可能是拦门沙形成和最大浑浊带发育的重要机制。

摘要：微流控芯片技术在疾病模型、药物筛选和个性化医疗领域显示出巨大的应用潜力。针对传统二维微流控芯片在模拟复杂生物环境方面存在局限性的问题,开发了一种新型的适用于挤出式3D打印的高分子共混材料,该混合材料由聚L-丙交酯-己内酯(PLCL)和聚乙二醇(PEG)组成。测试了PLCL和PEG质量比分别为7∶3、6∶4、5∶5的三种混合材料的流变性能,筛选最佳配比材料,优化打印工艺参数,实现了复杂三维结构的高精度打印,并且打印件具备明显的抗塌陷能力和飞线断丝的可控性。提出了一种创新的微流控芯片分区设计与打印方法,将芯片结构分为4个区域并单独优化打印轨迹,有效减少了悬空结构产生的塌陷。实验结果显示,PLCL和PEG质量比为7∶3的混合材料具有良好的可打印性能,在3 mm/s的打印速度、20 mm/s的飞线速度下,成功实现了无需溶芯材料的三维微流控芯片的打印,微通道截面显示了良好的形状。细胞实验显示,PLCL/PEG材料支架对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)具有良好的细胞相容性,并且具有调节巨噬细胞极化、促进M2型表型形成的能力,显示了其在抗炎和免疫调节方面的功能。研究结果为微流控芯片的制造提供了新的材料和制备技术,拓展了3D打印在生物医学领域的应用范围,并为未来器官芯片技术的临床转化提供了实验基础。