摘要：电催化水分解产生绿色氢气是发展可持续能源体系的重要途径之一。由过渡金属Ni、Mo组成的具有高活性、低成本的非晶态合金被广泛认为是一种有效的制氢催化剂。重点关注以镍钼(NiMo)基非晶合金为代表的催化剂,总结非晶态合金的制备方法及其在催化领域的应用,分别叙述NiMo合金、NiMo基中熵合金和NiMo基高熵合金在电催化析氢反应(HER)中的应用。结果表明,在合理的功能导向设计下,通过对关键科学及技术问题的解决,NiMo基非晶态合金催化剂能够表现出良好的析氢性能,最后提出在制备技术、组分调控、纳米化、电子结构以及活化机理5个方面还有待解决的问题。这对于催化剂的设计、制备、构效关系及催化机理的研究具有一定的参考价值。

摘要：针对大断面隧道初期支护拱架在承载时易发生平面外失稳的问题,本文通过开展单拱架全比尺试验和考虑纵向连接的拱框架结构的数值试验以及现场对比试验,对纵向连接与拱架组成的拱框架结构进行优化研究,使其横向上有足够承载能力、纵向上有较高稳定性。研究结果表明,单个拱架的破坏模式是局部面外失稳导致整体承载力丧失,考虑纵向连接的拱框架结构的平面内承载力和平面外稳定性都得到增强。通过调整纵向连接间距和拱架间距也可以调整初期支护拱框架结构和喷射混凝土的内力分担比,以充分发挥初期支护的承载能力,但纵向连接间距应小于1500 mm,拱架间距也应小于1200 mm。因而,在不改变初期支护现有结构形式的前提下,通过合理地布设纵向连接与拱架形成的具有空间承载效应的拱框架结构,不仅可以保证初期支护的承载能力,而且还提高施工效率和经济效益。研究成果可指导大断面隧道初期支护结构设计。

摘要：近年来,光催化产氢与有机物氧化的偶联反应备受关注,如何设计高效双功能光催化剂实现偶联反应成为研究重点.在众多光催化剂中,ZnIn_(2)S_(4)以其优异的可见光吸收能力、本征的极化电场以及较强的氧化还原能力成为双功能催化剂的热点备选材料.然而,电子空穴分离效率低以及光生电子空穴复合率高的问题限制了ZnIn_(2)S_(4)光电转化效率的进一步提高.针对这一问题,我们采用了具有较高导电性和独特结构的金属相1T-MoS_(2)作为助催化剂与花状ZnIn_(2)S_(4)复合形成“海胆状”的1T-MoS_(2)/ZnIn_(2)S_(4)欧姆结复合材料.理论计算结合XPS数据揭示了欧姆结与内建电场的形成,一系列光谱表征表明由欧姆结所形成的强内建电场促进了ZnIn_(2)S_(4)体内光生电子快速向1T-MoS_(2)转移,同时活性测试与EPR表征证明了苯甲醇的氧化反应可以作为光生空穴的有效捕获剂.最终,1T-MoS_(2)/ZnIn_(2)S_(4)复合光催化剂实现了4.6倍光催化性能的提高,420 nm波长下表光量子效率达6.75%.本项工作通过精确调节电荷转移机制,实现了ZnIn_(2)S_(4)双功能催化剂光电效率的进一步提高,为光催化剂载流子调控设计提供了新思路.

摘要：由于环境相容性好、分子结构可定制和有机物资源丰富等优势,水系锌-有机物电池(AZOBs)成为构建新一代大规模储能系统的关键技术.然而,电导率差、有机物溶解和单一活性基团等问题严重限制了有机物正极材料的倍率性能、稳定性和比容量.因此,具备多氧化还原中心和稳定骨架的有机物正极材料对于实现高性能有机物正极材料至关重要.这些多官能团有机物可协同作用并激发基于多电子转移的氧化还原反应,进而促进H^(+)/Zn^(2+)共嵌以显著提升电池性能.本文探索了多官能团有机物电极的分子结构与其氧化还原反应机理之间的构效关系.本文综述了多官能团有机正极材料在提高氧化还原电位、比容量、动力学以及稳定性等方面面临的挑战和解决策略,为进一步开发先进AZOBs的关键正极材料提供了重要基础.

摘要：岩体强度与裂隙参数是反映工程岩体质量的基本参数,其准确获取是进行地下工程围岩分级与支护合理设计优化的前提。传统的岩体强度测试方法需要对现场围岩取芯并运至实验室测试,测试结果难以反映工程现场环境下的岩体力学性质,而对于岩体强度与裂隙参数的原位测试方法研究较少。本文基于能量守恒定律,建立了岩石切削能密度与随钻参数的关系式,构建了岩体等效强度随钻反演模型(ES-DP模型),系统开展了岩体数字钻进试验。结果表明,相对于传统测试方法,岩体等效强度随钻测试结果平均差异率为2.4%,验证了ES-DP模型对岩体等效强度测试的有效性。在此基础上,建立了岩体裂隙参数随钻识别模型,与实际测量结果相比,该模型测得的岩体裂隙位置与宽度平均精度分别为1.8和1.6 mm,测试精度较高。基于上述研究,本文提出了一种岩体强度-裂隙随钻识别方法,为实现地下工程围岩强度参数与结构特征的原位实时测试提供了新方法。

摘要：热源模型的选取对数值模拟增材制造过程中准确预测温度场分布和熔池形貌至关重要。本文选取面热源模型、体热源模型和双椭圆热源模型进行对比分析。3种热源模型被汇编成用户自定义子程序嵌入Abaqus/Standard仿真软件中用于镍基高温合金IN625选区激光熔化过程中最高温度和熔池形貌的预测。仿真与实验结果对比表明,双椭圆模型可以较好地预测熔池几何形貌,而体热源模型在预测最高温度值时准确度更好。相比之下,面热源模型在预测最高温度和熔池形貌时准确度最差。研究结果表明,在开展深入研究之前,热源模型的校准修正是提高效率和模拟准确性的前提。

摘要：电子皮肤、人机交互和健康监测等领域推动了柔性压力传感器的快速发展.然而,同时满足耐用和瞬态的需求对柔性压力传感器是一个巨大的挑战.本文开发了一种用于柔性瞬态压阻传感器的安全、耐受的聚吡咯/蛭石/海藻酸盐半导体框架.将带负电荷的蛭石纳米片插层到可生物降解的海藻酸盐织物中,进一步用高灵敏度的导电聚吡咯修饰.由此产生的多维框架实现了柔性传感器的稳定性,并且在使用寿命结束后可以在不留下电子垃圾的情况下逐渐降解.所获得的瞬态压阻传感器显示出了快速的响应时间(81/99 ms)和出色的抗疲劳性能.此外,我们开发了一种有效的机器学习模型用于人体动作识别和预测,准确率为100%.本工作为柔性瞬态电子学中有机-无机界面的设计提供了一种有前景的策略,并在基于舒适生物纤维的柔性平台中展现了广阔的应用前景.

摘要：虹膜验证因其独特性、稳定性和非侵入性而受到广泛关注。深度学习技术在虹膜验证领域取得了重要的进展,通过使用卷积神经网络(Convolutional neural network,CNN),可以自动提取和学习虹膜图像的特征,实现高精度的身份验证。然而,类内变异性和有限的数据规模等挑战可能会影响验证准确性。为了解决这些问题,我们提出了一种基于动态数据增强和对比学习的虹膜验证方法。设计了四种数据增强策略,用于在线虹膜增强和数据集扩展,通过使用数据增强概率调度器(Data augmentation probability scheduler,DAPS),进一步提高了虹膜验证的准确性。采用MobileNetV3作为骨干网络,并通过对比学习对其进行优化,用于处理3通道的虹膜对。提出的方法在两个基准虹膜数据库,CASIA-V4-Interval和CASIA-V4-Thousand上进行了评估,准确性分别达到了99.85%和98.82%。实验结果表明,在训练样本数量较少的情况下,该方法可获得具有竞争性的性能。

摘要：层状无机材料的弱层间耦合和大面积表面为构建低导热性无机固体材料提供了基本框架.合成具有足够散射和非谐波性的稳定层状材料,从而降低热导率,仍是一项挑战.本文在层状无机FeOCl材料体系中,通过一步氧化还原反应成功获得了一种结构稳定的富含Fe^(2+)的层状材料,实现了表面和界面的同步改性,并实现了超低的热导率.具体而言,系统的X射线吸收精细结构(XAFS)分析和电子能量损失光谱(EELS)分析表明,碱金属原子的层间插层和表面缺陷的引入诱导了大量Fe^(2+)的存在,从而增强了其非谐波性和声子散射.此外,声子态密度(PDOS)分布也提供了确凿的证据,证明了散射概率的提高和声子模式整体的软化.所制得的层状无机材料Fe(III)_(1−n)Fe(II)_(n)O_(1−x)Cl[K^(+)]_(m)不仅结构稳定,而且在298 K时的热导率比原始FeOCl降低了近60%,低至0.29 W m^(−1) K^(−1),这在层状无机材料中是极低的.这项研究为低导热层状材料的设计提供了新的视角.

摘要：Backgrou nd Dense titanium(Ti)fusion cages have been commonly used in transforaminal lumbar interbody ***,the stiffness mismatch between cages and adjacent bone endplates increases the risk of stress shielding and cage *** The current study presents a multiscale optimization approach for porous Ti fusion cage development,including microscale topology optimization based on homogenization theory that obtains a unit cell with prescribed mechanical properties,and macroscale topology optimization that determines the layout of framework structure over the porous cage while maintaining the desired *** biomechanical performance of the designed porous cage is assessed using numerical simulations of fusion *** laser melting is employed to assists with fabricating the designed porous structure and porous *** The simulations demonstrate that the designed porous cage increases the strain energy density of bone grafts and decreases the peak stress on bone *** mechanical and morphological discrepancies between the as-designed and fabricated porous structures are also *** From the perspective of biomechanics,it is demonstrated that the designed porous cage contributes to reducing the risk of stress shielding and cage *** optimization of processing parameters and post-treatments are required to fabricate the designed porous *** present multiscale optimization approach can be extended to the development of cages with other shapes or materials and further types of orthopedic implants.