摘要：随着经济社会的高速发展,水资源短缺、环境污染、能源危机等是当前世界各国面临的难题。利用丰富的太阳能从海水、污水中蒸馏分离获得纯净水,是一种绿色、可持续的解决方案。然而,传统的太阳能蒸馏提纯原理是加热整体待分离液体,光热转换效率只能达到30%~45%,并且需要昂贵的设备和频繁的维护,这些因素极大地限制了太阳能在水净化领域中的实际应用。近年来出现的界面太阳能蒸发技术通过高效的光热转换材料将吸收的太阳能局限在蒸发层表面,大幅提高了光热转换效率,是一种高效、低成本、环保的水净化技术,在海水淡化、蒸馏分离、发电等领域具有广阔的应用前景,被认为是未来解决水资源危机的一种潜在策略。本文介绍了界面太阳能蒸发技术中的光热转换机理,简述了光热转换材料、蒸发器结构设计和热能工程管理在太阳能蒸发技术中取得的进展,概述了界面太阳能蒸发技术的应用研究现状,包括海水淡化、污水处理、太阳能蒸馏-发电联产、灭菌以及其他能源转换应用等,总结了当前该技术在实际应用中遇到的瓶颈问题,并展望了界面太阳能蒸发技术的发展趋势。界面太阳能蒸发技术对解决水资源短缺和能源危机具有重要的意义。

摘要：毫米波段因其较高的数据传输速率和较大的容量而备受关注。为满足现代通信系统对宽带、波束偏转和高辐射效率等天线需求,本文提出了一种工作在88.5~94.6 GHz频带范围内的石墨烯-金属复合结构超表面。该超表面通过调节石墨烯的费米能级,对超表面单元的反射相位进行实时调控编码。调整金属层结构尺寸,可以调制不同编码状态下超表面单元的相位、幅度响应以及编码频段范围。经优化设计,在石墨烯费米能级分别为0 eV和1 eV时,编码超表面单元在88.5~94.6 GHz的宽频带内具有180°±20°的反射相位差,并且反射幅度均大于0.7。利用该单元设计了7×7的超表面,通过合理排布编码单元,可对毫米波段波束进行偏转和多波束切换等动态调控。实验结果显示,单波束最大偏转角度可达105°(-55°~50°),且可实现1~5个波束的切换。该超表面为多功能天线设计提供了新的解决方案,在高速无线局域网、车载雷达、卫星通信等领域具有潜在的应用价值,对毫米波段通信技术的发展具有重要意义。

摘要：高密度储氢材料的加速研发对于我国能源经济转型、早日实现双碳目标至关重要.集成高通量计算、数据库及机器学习预测的数据驱动材料研发新范式有望缩短研发周期并降低研发成本.由于组分、结构、工艺及形貌等多重复杂性,目前储氢材料相关的数据驱动性能预测研究较少,尚缺乏一个较为系统的性质性能数据库.因此,本文中我们开发了智能化的数据挖掘引擎,通过已发表的学术论文中发掘储氢材料热力学、动力学储氢性能数据,以及现有的材料基因工程数据库数据中获取含氢材料物理化学性质,并结合高通量第一性原理计算数据,构建了储氢材料性质性能数据集.基于所构建的数据集进一步建立了储氢材料数据库,并应用晶体图形神经网络等机器学习方法对储氢材料的吸放氢质量、吸放氢温度进行预测.相关工作将数据驱动的材料研发新模式与储氢材料相结合,为发展实用高效的新型储氢材料提供有效的平台支持、数据支撑、方法指引.

摘要：采用多巴胺(DA)对氧化石墨烯(GO)进行改性得到聚多巴胺改性石墨烯(PDA-rGO),通过溶液共混法制备PDA-rGO/溴化丁基橡胶(BIIR)复合材料,研究PDA-rGO用量对复合材料性能的影响。结果表明:DA的改性抑制了GO在BIIR基体中的堆叠团聚,并增强GO与BIIR基体间的界面相互作用;与BIIR胶料相比,PDA-rGO(用量0.5份)/BIIR复合材料的交联密度增大58%,对于甲苯的溶胀指数减小14%,拉伸强度增大40%,其综合性能最佳;在频率1 kHz下,PDArGO(用量0.5份)/BIIR复合材料的相对介电常数增大26%,其液敏元件对甲醇和丁酮的电容响应度显著增大,分别达到10.7和79.4,PDA-rGO/BIIR复合材料有望用于某些有机溶剂的鉴别。