摘要：胆甾相液晶微球是空间结构高度对称的三维光子晶体,能够全方位地选择性反射特定波长的圆偏振光,具有无角度依赖性的光子禁带,作为一种新兴的光学材料在全向激光器、反射式显示和微传感器等领域展现出广阔的应用前景。近年来,毛细管微流控技术的蓬勃发展为连续、可控、高通量地制备结构复杂且分子规则取向的单分散胆甾相液晶微球提供了强有力的支持。本综述重点关注利用毛细管微流控技术制备胆甾相液晶微球的相关研究工作,首先分析了毛细管微流控装置在设计微球结构中的决定性作用,阐明了溶液体系的选择与液晶分子取向间的关系以及边界效应对微球尺寸的影响;随后,从胆甾相液晶微球的光学特性切入,介绍了利用温度、溶剂和光等外界刺激调控螺旋结构自组装的原理和策略以及微球之间独有的“光子交叉通讯”现象;最后,总结了现阶段胆甾相液晶微球的潜在应用方向并讨论了该材料体系未来面临的挑战。

摘要：核电新燃料运输容器长期服役寿命主要受限于填充在壳体中起防震和隔热作用且不可更换的硬质聚氨酯泡沫材料。为评估填充在新燃料运输容器中的硬质聚氨酯泡沫材料的老化寿命,分别在不同温度条件下对硬质聚氨酯泡沫材料进行加速热氧老化试验,定期监测其压缩性能、颜色及微观形貌变化规律,分析其热氧老化行为。根据聚氨酯泡沫材料在不同温度下的压缩强度变化规律,获得聚氨酯泡沫材料在不同温度条件下的老化失效时间,采用阿伦尼乌斯方程外推法预测其在实际服役温度条件下的老化寿命。结果表明,聚氨酯泡沫材料适宜的热氧老化试验温度区间为100~120℃。经微观形貌观察,新燃料运输容器聚氨酯泡沫填充材料在热氧老化试验期间发生泡孔塌陷和泡孔壁破裂的现象,导致压缩强度下降。通过计算分析,在新燃料运输容器设计最高使用温度38℃条件下,预测聚氨酯泡沫材料服役寿命为54 a,能够满足30 a的设计要求。

摘要：在全球致力于实现碳中和的大背景下,生物质和废弃塑料的高值化利用已成为科研领域的研究热点.加氢脱氧反应(HDO),作为实现这一目标的重要途径之一,通过精准解离C-O/C-C键,为生产燃料和化学品提供了有效方法.在HDO过程中,C-O键的氢解及不饱和键的氢化是主要步骤,而C-C键的氢解则是需要避免的副反应.与简单的氢化反应相比,HDO过程需要具有双功能特性的催化剂,特别是当目标产物为含氧化合物时,催化剂的区域选择性至关重要.近年来,双金属催化剂在生物质及其衍生物以及含氧塑料废弃物和聚合物的HDO过程中的应用受到广泛关注.通过深入理解金属纳米颗粒与金属氧化物之间的协同作用和强相互作用,双金属催化剂的理性设计取得了显著进展.特别是,部分金属氧化物(如ReO_(x),WO_(x),MoO_(x),FeO_(x))与贵金属(如Ir,Pt,Ru)之间存在的强相互作用,不仅促进了C-O键的断裂,还有效保留了C-C键,为催化剂的高活性和高选择性奠定了基础.通过调整催化剂组成、使用小比表面积的载体等方法,可以进一步优化催化剂性能.本综述聚焦于金属氧化物改性的贵金属催化剂在HDO反应中的最新研究进展,特别是总结了Ir、Pt和Ru基催化剂在HDO反应中的应用.由于这类催化剂的结构和性能能够精确控制,并且每种催化剂都具备独特的选择性,因此被广泛应用于生物质衍生物和塑料废弃物的HDO过程中.本文总结了双金属催化剂的结构特点、HDO反应机制、催化剂结构与催化性能之间的关联,以及这些催化剂在高附加值化学品生产中的实际应用.我们以甘油和1,2-丙二醇的氢解为模型反应,深入探讨了基于Ir、Pt和Ru的双金属催化剂的催化性能、结构特点和催化机理.这些催化剂在温和条件下实现了高效的氢脱氧反应,有效抑制了C-C键的断裂,并优化了化学选择性和区域选择性.双金属催化剂在生物质精炼和塑料/聚合物转化方面展现出广泛的适用性.本文还介绍了其在木质纤维素衍生原料、羰基化合物以及聚碳酸酯等塑料中的应用.然而,双金属催化剂的稳定性在实际应用中仍面临挑战,如金属烧结、浸出、积碳及金属-金属氧化物界面的重构等问题.因此,未来的研究重点是开发高效的再生方法和高度稳定的催化剂.综上所述,金属氧化物改性的贵金属催化剂在HDO反应中展现出巨大潜力.通过深入研究和优化,有望为生物质和塑料的高值化利用提供有效解决方案.本文旨在为双金属催化剂的理性设计和优化提供参考,以期推动生物质和塑料的高值化利用技术的进一步发展和应用.

摘要：金属锂因具有极高的理论比容量(3860 mAh/g)和最低的电化学势(相对于标准氢电极为-3.04 V),被认为是下一代高比能锂离子电池的首选负极材料。然而,金属锂负极在电池循环过程中发生的刺状枝晶生长和体积变化等问题严重阻碍了其产业化应用进程。近年来研究表明,通过在金属锂中引入具有三维(3D)结构的宿主骨架,不但能有效抑制锂枝晶的生长,而且可以缓解金属锂负极的体积变化,从而提高金属锂电池的循环性能与安全性。因此,设计3D骨架/金属锂复合负极被认为是一种能有效解决金属锂问题的新兴策略。本文综述了热熔灌输法制备3D骨架/金属锂复合负极的研究进展。首先讨论了当前基于3D骨架的预存金属锂技术,然后着重分析了热熔灌输策略中3D骨架锂润湿性的影响因素,以及不同3D骨架修饰特征和改性方法。最后对3D骨架/金属锂复合负极和热熔灌输策略现存问题进行了总结并提出未来的发展方向。

摘要：炔碳材料是一种新兴的二维碳同素异形体,具有一定的导电性和较高的比表面积,其sp~2和sp型杂化碳组成的多孔结构,拓展了离子输运通道,提升了电荷转移能力,在能量储存与转化领域展现出广阔的应用前景。γ-石墨单炔(γ-GY)是理论上结构最稳定的单炔类炔碳材料,具有稳定的共轭体系、独特的三角孔结构,有助于离子的脱嵌和迁移;同时γ-GY还具有良好的半导体性能,在光电催化方面也具有很大的应用潜力。另外,通过异原子掺杂或前驱体分子结构设计调控γ-GY的构型和电子排布,有利于拓展γ-GY在能源领域的应用。本文重点总结了γ-GY的制备方法及其在锂(钠、钾)离子电池和光电催化方面的应用研究进展,提出了γ-GY类材料面临的挑战与机遇,并展望其在能源领域的发展趋势。

摘要：本文围绕光纤拉曼放大器的偏振敏感性展开研究,从已有的拉曼放大器传输理论入手,基于拉曼增益系数和偏振相关系数,引入椭圆偏振光的椭圆率角和椭圆长轴方位角评判偏振态变化量,定义了基于拉曼开关增益的偏振相关增益波动系数评判拉曼偏振相关增益,然后分析了在单向泵浦和单芯反馈式结构中应用拉曼放大器前后的输出光偏振态变化情况,得到单芯反馈式结构中的工作光输出偏振态几乎不会发生改变的推论,并设计相关实验予以证明。实验结果证实了在单芯反馈式结构中工作光的输出偏振态基本不受拉曼增益影响,且工作光增益受偏振影响显著低于单向泵浦,即单芯反馈式结构中的拉曼增益对偏振敏感性低,增益更稳定。

摘要：ZnO纳米材料异质结是构筑高性能紫外光电探测器的有力候选之一。本工作中,设计并制备了一种新型ZnO纳米棒/ZnCo2O4纳米片异质结,研究了其电学性能及光电探测性能。使用油水界面自组装,将ZnCo2O4纳米片在ITO玻璃上组装为均匀的薄膜;通过调控ZnO种子层厚度,在ZnCo2O4纳米片薄膜上水热生长了取向一致、密度适中的ZnO纳米棒阵列,获得了高质量的ZnO纳米棒/ZnCo2O4纳米片异质结。该异质结具有优良的整流特性,整流比达到673.7;其工作在反偏状态时,光暗电流比超过2个量级,紫外-可见判别比为29.4,在光电探测中有良好的波长选择特性。研究表明,该异质结有潜力应用于构筑高性能紫外光电探测器。

摘要：针对目前地下综合管廊的安全防控需求,设计研制了一种基于分布式光纤振动传感技术的地下管廊入侵监测系统。系统采用分布式光纤马赫曾德尔-萨格纳克混合干涉结构,结合振动传递装置将井盖开关行为转化成对光缆的振动冲击,再利用一维卷积神经网络算法对振动冲击信号做模式识别,通过监测井盖开关实现对地下管廊人为入侵行为的监测。对所设计的系统进行实地测试,采集1573组扰动数据进行模式识别,模式识别正确率在99%以上,识别实时性高,表明该系统能够满足地下综合管廊实际应用的需求,有利于拓展光纤传感技术在地下管廊领域的应用。

摘要：全光纤可测量任意反射面的速度干涉仪,对强动载下的界面运动速度测量具有重要意义。基于传统光纤速度干涉仪的特点,设计了一种新型全光纤速度测量系统。该系统不仅能消除延迟线圈的分布式相位调制噪声,还能得到高条纹对比度的干涉信号。采用偏振分束器替代耦合器,应用琼斯矩阵法分析推导了偏振分束器能够消除系统中的非相干光束原理。振动台表面速度测量的实验结果表明,该系统能得到89.1%条纹对比度的干涉信号,大幅提高系统信号噪声比,并且相比Levin结构的传统干涉仪能抑制延迟光纤线圈的相位噪声超过30 dB。

摘要：锂离子电池是一种能量密度高、安全稳定和使用寿命长的储能器件,已广泛应用于移动电子设备和电动汽车等领域。二氧化钛(TiO_(2))具有无毒害、价格低廉、储量大和化学结构稳定等优点,是一种具有应用前景的负极材料。然而,TiO_(2)的实际应用受限于自身较低电子电导率和锂离子(Li^(+))扩散系数。本文总结了TiO_(2)三种常见晶型的储锂机制(锐钛矿TiO_(2)两相固溶储锂机制、TiO_(2)(B)本征赝电容储锂机制和金红石TiO_(2)电位控制相变过程);针对其电子传导和Li+扩散能力的不足,详细综述了纳米结构维度设计、本征/非本征电子结构调控(元素掺杂、Ti^(3+)自掺杂和高导电材料修饰)和异相结优化改性三方面的研究进展。最后展望了TiO_(2)材料在锂离子电池及其他二次电池领域的发展趋势和应用前景。