摘要：碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)导电性差,无法满足飞机航行过程中的雷击防护需求。金属化碳纳米管薄膜具备轻质、高导电、高载流的特点,可应用于复合材料雷击防护。采用电化学沉积工艺成功制备了一种碳纳米管(CNT)/Cu复合薄膜,并对其微观结构、电学性能及载流失效行为进行了表征分析。结果表明,CNT/Cu复合薄膜柔性较好,具有明显的梯度结构,铜的含量在薄膜厚度方向上逐渐递减。复合薄膜电导率与Cu同一量级,比电导率为Cu的2倍,载流量及比载流量分别为商用铜网的1.4倍和7倍。复合薄膜中的CNT抑制了Cu在大载流作用下电迁移的发生,进而延长其载流失效时间。基于CNT/Cu复合薄膜制备了CFRP雷击防护试样,进行人工模拟雷击试验及高精度损伤分析,评估雷击防护效果。与商用铜网雷击防护材料相比,CNT/Cu复合薄膜质量减轻61%,且表现出更为优异的雷击防护性能。

摘要：针对传统原子力显微镜(AFM)探针和关键尺寸原子力显微镜(CD-AFM)探针受限于针尖有效扫描高度较低,无法对深沟槽和大悬垂侧壁结构进行精准扫描成像的问题,提出了一种大高宽比针尖结构的新型CDAFM探针设计与制备方案。开发的新型CD-AFM探针针尖有效高度为5.1~5.8μm,高宽比达到14,相较于传统硅基CD-AFM探针,其有效高度提升了约4倍。利用开发的探针完成了标称深度为2.3μm、深宽比为4.6的深沟槽样品测试。

摘要：近耦合喷淋MOCVD在硅衬底GaN基LED外延生长中优势显著。外延中反应室内颗粒物污染直接影响着晶体质量。通过自主设计加工全316L不锈钢近耦合MOCVD喷头,在近耦合喷淋MOCVD上首次实现了在线氯气清洗并完成工艺优化。利用激光尘埃粒子计数器对硅衬底GaN基LED外延过程中,不同工艺、反应室不同位置颗粒物数量随时间变化、粒径分布进行研究。验证了近耦合喷淋MOCVD在线氯气清洗可行且效果良好。发现抹灰工艺会产生大量颗粒物,10min颗粒物难以稳定。颗粒物污染主要来自加热器,且加热器处颗粒物粒径较大。该结果可为外延工艺优化及相关设备开发提供参考。

摘要：针对个性化人脸动漫自动生成的应用背景,提出了在单幅人脸图像中提取头发区域的方法.首先用手工标记训练图像中的头发区域,计算头发位置分布图像和头发颜色的概率分布函数;其次对于测试人脸图像结合头发位置和头发颜色的先验分布构建能量函数,采用割图法对该能量函数进行优化得到初始头发区域;最后利用K-均值算法对初始头发区域进行精细分割,并结合图像后处理算法得到最终的头发区域.实验结果表明,文中方法运算复杂度较低,处理一幅图像的平均时间为300ms左右,头发区域的平均检测准确率超过90%,基本满足个性化人脸动漫自动生成的需求.

摘要：高含量纳米碳复合材料能够更好地体现碳纳米管等纳米材料自身的性质.借助自然材料的结构设计和整合思想,使得高含量的纳米碳组装结构体及其复合材料具有结构的合理化、性能的优异化、材料的可控化和应用的高效化,这种方法也将成为未来纳米复合材料发展的重要方向.本文主要介绍了高含量仿生纳米碳复合材料加工过程、结构和界面的仿生设计思想,以及其在仿生智能驱动中的应用进展.

摘要：金属元素常见于天然蛋白质分子中,并扮演着不可或缺的重要角色。对金属与氨基酸的配位方式的不断深入理解,有助于人工设计新型的金属-多肽配位模式,并在多肽结构功能优化、分子组装、标记与成像以及药物设计等领域获得更广泛的研究和应用。本文首先简要介绍蛋白质中的不同基团与金属离子之间的配位模式以及具体的研究案例,进而介绍了金属配位在多肽分子的二级结构调控、超分子结构组装、多肽及蛋白质的荧(磷)光标记、蛋白质折叠方式分析等基础研究中的应用。最后,对上述研究领域为金属-多肽类分子探针或药物的设计优化所提供的发展潜力进行展望。

摘要：气凝胶是一类兼具重要科学研究意义和巨大工程化应用价值的纳米多孔材料,其制备过程涉及溶胶-凝胶化学转变、结构调控、界面张力消除等基础科学问题,在理化性能方面同时具有超低密度和超低热导率特性,是一类理想的轻量化超级隔热保温材料,在航空航天、交通运输等对重量要求严苛的应用领域极具吸引力.此外,得益于气凝胶的高比表面积、高孔隙率、连续开孔等结构特征,其在吸附、催化、药物载体、能源和环境修复等领域也具有重要应用潜力.因此,近年来气凝胶及其应用获得国内外学术和产业界的极大研究兴趣.本综述调研了自气凝胶首次报道以来相关文献与知识产权的概况,而后以制备方法、气凝胶种类、维度结构设计、新型应用为轴,系统概括了气凝胶的制备方法,新型气凝胶的种类,以维度为特色的气凝胶材料,以及气凝胶的独特应用.如近五年来涌现的新型超分子气凝胶、智能响应气凝胶、气凝胶纤维、气凝胶的增材制造等,都在一定程度上颠覆了传统材料、突破了传统制备方法的局限.最后对气凝胶近年来的发展做了简要总结和展望.

摘要：由于其高含量的面内氮元素、优异的化学和热力学稳定性、可调的电子能带结构和环境友好的特点,石墨相结构的氮化碳(g-C_(3)N_(4))材料作为一种非金属催化剂在光电催化领域已引起广泛关注。相较于光催化领域能带结构的调控,gC_(3)N_(4)在电催化领域的设计主要集中在活性位点的构筑和电子转移能力的调节。本文报道了一种三价Al^(3+)离子电化学插层超快制备超细g-C_(3)N_(4)量子点(QDs)的剥离策略,与传统的碱金属离子相比,Al^(3+)带电荷量大、冲击能力强,易于得到粒径和厚度更小的均一量子点材料。相应的透射电镜(TEM),原子力显微镜(AFM)和紫外吸收光谱仪(UV-vis)表征证实了所制g-C_(3)N_(4) QDs的平均粒径只有3.5 nm,厚度只有3个C―N原子层(~1 nm),并且富含C/N缺陷。这种超细且富含缺陷的量子点材料在0.5 mol L^(-1)H_(2)SO_(4)电解液中具有接近0 V的电催化析氢(HER)开口电位、优异的过电位(η_(10)=208 mV)和较低的塔菲尔斜率(b=52 mV·dec^(-1))。这项工作提出的快速制备富含C/N缺陷g-C_(3)N_(4) QDs的策略也为研究其它二维层状材料的剥离及其在电催化领域的应用提供了一条有趣的研究思路,有利于发掘二维材料更多丰富的物化性质。

摘要：人体微环境调控可以通过材料本身性能的调控实现穿着凉爽舒适,对提高生活品质、减少碳排放具有重要价值.然而传统材料仅能单向地实现致冷或保温,同一材料实现致冷、保温双向功能,依然是本领域重要挑战和值得及时探索的方向.本文采用冷冻-解冻制备水凝胶与冷冻干燥技术,设计合成系列以聚乙烯醇和相变微胶囊为骨架的相变气凝胶.此类相变气凝胶同时具有优异的压缩和拉伸性能,能够压缩55%以上或拉伸达25%,突破了气凝胶不可拉伸、相变材料硬脆不可拉伸的特征.比表面积最高达14.4 m2/g,密度和热导率分别低至0.11 g/cm3和0.040 W/(m·K),相变焓可进行调控,最高达到46.1 J/g.进一步的实验证明,相变气凝胶较于热导率更佳的聚乙烯醇气凝胶具有更加优异的温度调控能力,温度维持能力最高可达纯气凝胶的2.6倍.因此相变气凝胶同时具有优异的绝热和调温性能,在微环境调控领域具有重要应用价值.

摘要：设计具有丰富活性位点的低成本且稳定的电催化剂对于提高析氧反应效率仍然具有挑战性。本文采用电化学沉积的方法,在铜箔上制备了非晶-结晶共存的三元Ni-Co-Mo金属氧化物薄膜催化剂.实验结果表明,Ni-Co-Mo催化剂具有非晶-结晶异质结构,经过表面重构后,发生了显著的Mo离子析出,从而导致稳定后的催化剂中富含大量的氧空位.具有丰富氧空位的非晶-结晶异质结催化剂,能够暴露更多的催化活性位点并降低电子转移阻抗,显著提升催化剂析氧反应性能.在1mmolKOH中的电化学测试表明,重构后的催化剂驱动20mA/cm^(2)电流密度的过电位仅为308mV,塔菲尔斜率为90mV/dec.同时,该催化剂可以在20mA/cm^(2)的电流密度下连续工作超过24小时,显示出良好的稳定性.