摘要：揭示电催化剂本征活性对于量化其构-效关系至关重要.传统的整体表征方法只能提供大量纳米颗粒(NP)的平均性能,并且通常难以排除添加剂的贡献.单颗粒碰撞电化学(SNCE)技术能够有效地在单NP水平上揭示电催化剂活性.尽管SNCE领域已取得了很大的研究进展,但目前人们对其反应中的电子转移过程认识尚不充分,难以提供NPs结构与活性之间的定量关系.本文以铂纳米颗粒(PtNPs)氧还原反应(ORR)作为SNCE过程的模型体系,通过构建功能化锥形碳微米电极(CNE)界面,有效地调控了ORR电催化过程,揭示了SNCE分步电子转移在调节单个PtNP表观ORR活性中的重要作用.分别采用化学刻蚀和元素功能化技术调控CNE界面的表面粗糙度和氮元素掺杂组成,构筑了光滑碳电极(s-CNE)、粗糙碳电极(r-CNE)、光滑氮掺杂碳电极(sN-CNE)和粗糙氮掺杂碳电极(rN-CNE)四种功能化电极界面.实验表明,单个PtNP在s-CNE、r-CNE、sN-CNE和rN-CNE这四种功能化CNE界面上产生的ORR电流强度依次增大(即s-CNE<r-CNE<sN-CNE<rN-CNE),且在rN-CNE表面达到了扩散控制的极限电流.这一发现证明了,通过对电极界面进行功能化处理可以显著提升PtNPs的ORR性能,这是由于单个PtNP的ORR总反应速率受决速步控制.密度泛函理论计算和表征结果表明,对电极界面进行表面粗糙化处理或氮元素掺杂可以分别调控SNCE电催化中的单步电子转移过程,即增强NP与电极间的电子传递速率或NP的异相动力学速率.为深入解析这一复杂过程,构建了一个多物理场理论模型.该模型将NP与电极间的电子转移、NP表面的异相电子转移以及溶液中的物质传递作为SNCE过程中的连续步骤.通过将理论模拟与高分辨电化学测量相结合,成功量化了SNCE分步电子转移步骤的相应参数,包括NP与电极间的接触电阻、NP的异相动力学常数以及NP与电极间的吸附概率,从而明确了提高电催化剂本征活性的决速步.综上所述,本文通过单颗粒电化学测量和多物理场理论模拟,深入探究了SNCE分步电子转移过程,在单NP水平上识别了电催化剂的本征活性.同时,利用分步电子转移模型量化了电催化剂构-效关系,从而为合理设计和开发高效纳米催化剂提供启示.

摘要：混合澄清槽是重要的萃取分离设备,采用计算流体力学(CFD)方法研究了一种新型轴流泵式混合澄清槽内流体流动与剪切力,确定了搅拌桨型对混合室内的平均剪切速率、剪切速率空间分布、剪切速率概率分布的影响,结果表明:与传统泵轮式混合室相比,轴流泵式混合室内锥形泵及双桨叶的搭配可以大幅提高混合室的抽吸力与剪切力,搭配六叶半闭式涡轮桨后抽吸力可提升87%,混合室平均剪切速率提升90%,同时轴流泵式混合室内剪切力的分布更加均匀。

摘要：二维过渡金属硫化物是一种新兴材料,具备多种独特的性能,如最大静电效率、优越的机械强度、可调谐的电子结构、优秀的光学透明度和传感器灵敏度,被认为是潜在的、无处不在的电子、能源和传感器设备。本文综述了二维过渡金属硫化物在电化学传感器、光化学传感器、生物传感器领域的应用及研究进展,阐述了通过设计和调控金属硫化物能带位置和进行原子掺杂等,优化其催化活性,使其具有更优异的灵敏度,从而扩展其应用领域。同时讨论了表面增强拉曼(SERS)技术与现在热门的纳米酶催化技术联用的发展现状及优势。最后,展望了二维过渡金属硫化物在传感器技术面临的挑战和发展前景。

摘要：涡激振动(VIV)是一种典型的流固耦合(FSI)现象,除了在结构安全设计方面有重要意义外,近年来在流体动能俘获方向也展现出巨大潜力。该文采用一种基于尾流振子的低成本降阶模型(ROM),以及一种基于直接模拟的计算流体力学—流固耦合(CFD-FSI)求解器,对圆柱VIV俘能效率的全局优化问题展开研究。通过ROM模型,得到了四组不同质量比和Reynolds数下的高分辨率俘能效率优化数据,其中优化参数为阻尼比和折合速度。将ROM模型的预测结果,与CFD-FSI的高保真模拟结果和已有研究中的实测数据进行对比,验证了ROM的有效性。该文发现了最优俘能效率点受到折合速度和质量—阻尼耦合参数的控制;另外,从ROM模型的内在关键参数推论出VIV俘能设备更适于在相应结构固定绕流升力系数更高的流动条件下工作,由此解释了高Reynolds数条件下VIV俘能效率更高的现象;此外,优化结果表明低质量比条件下的VIV俘能设备工作表现更优,由此证明海流能VIV俘能收益高于风能VIV收益。

摘要：本文构建一个带有移动服务提供方的局部家政市场中在位平台与进入平台竞争模型,研究进入平台如何通过广告策略切入局部市场,而在位平台如何对进入平台的广告行为进行定价策略反应,以及移动服务提供方对竞争平台广告投放和定价策略的影响。结果表明:(1)若进入平台投放高强度广告,在位平台则选择支付高工资进行回应;当局部市场规模较大时,进入平台将会获得大量市场份额,但利润总为负。(2)若进入平台投放低强度广告,在位平台则选择不回应进入平台,即继续收取垄断价格和支付垄断工资。更多的移动服务提供方也会降低在位平台对进入平台的回应动机,这时进入平台的市场份额和利润可能会高于在位平台。(3)当进入平台投放全覆盖式广告时,在位平台是否选择回应进入平台的广告是由服务提供方和买方的切换成本决定的。

摘要：随着全球能源的消耗加剧,热电器件的开发应用成为解决能源消耗问题的有效途径之一,其中,碲化铋(Bi_(2)Te_(3))基柔性热电器件因在可穿戴领域逐步实现应用,得到了学界和业界的广泛关注。然而,受其材料成本较高、刚性结构等多方面因素的限制,Bi_(2)Te_(3)基柔性热电器件难以在保持高效热电性能的同时,实现柔性可穿戴化应用。本文系统地阐述了当前Bi_(2)Te_(3)基柔性热电器件在材料复合与柔性结构设计上的研究进展,特别是在柔性结构设计上,涵盖了块状、膜类及纱线型3种结构。最后,总结分析了Bi_(2)Te_(3)柔性热电器件未来可能面临的挑战与发展趋势,以期促进热电器件在可穿戴领域实现广泛应用。

摘要：深度神经网络可通过训练从大脑图像中预测年龄,作为识别衰老相关疾病的生物标志物.传统的脑龄预测方法往往依赖于单一模态的图像数据,而多模态数据可提供更全面的信息,提高预测精度.然而,现有的多模态融合方法往往不能充分利用不同模态之间的相关性和互补性.为了克服上述问题,文中提出基于多模态模糊特征融合的脑龄协同预测算法(CMFF),设计模糊融合模块和多模态协同卷积模块,可有效利用多模态信息之间的相关信息和互补信息.首先,利用卷积神经网络从多模态脑图中提取特征张量,径向拼接后整合到一个全局特征张量中.然后,利用模糊融合模块学习被模糊化的特征,再将特征应用到多模态协同卷积模块,通过特定的卷积层增强模态间的互补信息.最后,基于性别信息和经过模糊协同处理的特征执行年龄预测回归任务,得到准确的预测年龄.在SRPBS多重障碍MRI数据集上的实验表明,CMFF性能较优.

摘要：针对某型农用单缸柴油机油箱在标定工况下受多源激励作用产生的振动问题,融合傅里叶分解方法(FDM)、同步压缩小波变换法(SWT)以及模态分析技术的优势识别油箱动态特性。采用FDM-SWT方法进行标定工况下油箱半载状态振动响应信号的自适应分解与时频特征提取,消除模式混叠对分解结果的影响,提高时频分辨率,获取油箱表面振动信号的主傅里叶固有频带函数分量及其时频特性。采用模态分析技术识别油箱空载状态与油液作用下油箱半载状态的固有振动特性,在研究油箱振动响应特性与其结构固有特性两者相关性基础上,找到导致油箱结构动态特性变差的薄弱环节。通过下箱体底部采用增加压凹加强筋结构设计措施提高油箱结构刚度,避开结构共振频率,优化油箱的动态特性。

摘要：为了研究海洋飞沫的生成形态,采用光滑粒子法(SPH)的粒子捕捉技术,分析4种常见的船首特征对海洋飞沫轨迹的影响。研究发现,船首的设计在飞沫的生成和运动特性上起着决定性作用。球鼻艏和破冰艏通过镇压波浪减少飞沫的覆盖范围,而飞剪艏和前倾艏则利用其独特的流线型设计有效地对飞沫进行引流,但却导致飞沫的生成高度较高,覆盖范围较广。此外,研究还揭示了不同类型的飞沫(如崩波破碎、卷波和激散波破碎)在船首附近的工况和轨迹模式。研究结果可为船舶设计优化及防除冰技术提供重要理论支持。

摘要：针对足式机器人仅依靠自身腿足式结构获取里程信息难于实现其精确定位这一问题,基于优化思想将双目视觉获取的图像特征信息和惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)的惯性数据进行有效融合,提出一种紧耦合的双目视觉惯性里程计技术,实现四足机器人的室内外精准定位。该技术的突出优势在于,它既能有效缓解机器人移动速度过快导致的图像模糊以及动态场景的错误匹配问题,又能有效抑制惯性测量的漂移。利用实验室的四足机器人搭建物理平台进行实验验证,结果表明,无论是在室内还是室外环境下,设计的视觉惯性里程计都可实现四足机器人的高精度、高鲁棒性定位,即实验结果验证了所提方法的可行性与有效性。