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一维功能纳米材料的控制合成、性能调控及应用研究
半导体纳米线是一种独特的准一维纳米材料。它不仅是电荷的最小载体,也是构建新的复杂体系和新概念纳米器件的基元。在该领域中,新现象和新概念层出不穷,推动着材料、物理、化学等交叉学科的发展,并将对未来电子、光电子、通讯等产业产生重大影响。在这一当今最前沿的研究领域中,国际上尤其是发达国家集中了最精锐的研发力量,以期望在纳米器件的实用化方面有所突破,在未来高科技争夺战中,保持领先并居于主导地位。在纳米研究领域,美国政府仅在2005年就投入10亿美元,而日本在同一年的投入约12亿美元。 我国的《国家中长期科技发展规划纲要》中也已经把纳米科技作为基础研究重大研究计划,列入重点支持范围。其中一维功能纳米材料的控制合成、性能调控及应用研究是目前纳米材料研究的世界热点。 张跃教授承担了973、863、重大国际合作、自然科学基金杰出青年基金和面上项目等各类纳米研究方向的课题,通过创新合成方法、优化合成工艺,实现了多种形貌的一维功能纳米材料的可控制备,利用等多种手段对纳米材料的形貌、结构进行了表征,并对其生长机理、力学性能以及光致发光、场发射、导电性等物理性能进行了系统和深入的研究,特别是在碳纳米管及ZnO纳米阵列的实际应用领域取得了重要突破,其代表性成果包括: 1.改进了ZnO和掺杂ZnO一维纳米材料的制备方法。采用化学气相沉积法,在较低温条件下,通过不同工艺成功制备了纯ZnO及In、Mn、Sn等掺杂ZnO纳米棒、纳米线、纳米带、纳米电缆、纳米阵列、四针状纳米棒、纳米梳、纳米盘等多种形貌结构的纳米材料,实现了一维ZnO纳米材料较低温度条件下形态和尺度控制生长,产物品质纯净、产率高、质量好,易于工业化生产。制备方法受到国际同行的高度评价,认为是半导体制造领域中氧化物纳米结构集成方法的重大进步,不仅对从事纳米材料研究的科学家,而且对半导体产业意义重大。有关双晶ZnO纳米带的论文发表在国际知名期刊Chemical Physics Letters (2003,375:96-101)上,论文被引用60余次,位列该期刊2003至2007年被引用前50名之内。 2.提出了一维氧化锌纳米材料新的生长机理。首次合成四针状纳米氧化锌材料并揭示了该结构的八面体孪晶核生长的理论模型,该研究结果的论文发表在Chemical Physics Letters (2002,358:83-86)上,被他引更是达到了130 余次。首次发现和论证了一维氧化锌纳米结构中的螺旋位错诱导晶体生长机理,观察到了一维氧化锌纳米材料存在的大量螺旋位错、周期性的位错及生长台阶,发现生长是沿着位错进行,且与其伯格斯矢量的方向一致。 3.原位研究单根ZnO和In-ZnO纳米线的力学行为。利用TEM对单根纳米线加载交变电压使其发生共振,原位测量其本征共振频率,通过计算得出氧化锌纳米线的弯曲模量。氧化锌纳米线可以构建纳米悬臂梁和纳米谐振器,通过氧化锌纳米线构建的纳米秤,测量了黏附在纳米线自由端的纳米颗粒质量。该研究论文发表在英国物理协会的期刊J. Phys.: Condens. Matter( 2006, 18 (15), L179-L184)上,被评为该期刊2006年度的顶级论文(Top paper),位列其中第九名,是该年度该期刊22篇Top papers研究论文中唯一由中国研究人员完成的成果。 4.合成了多种ZnS准一维纳米材料,并提出了四针状ZnS纳米结构的生长机理,指出其生长过程由立方相形核和六方相孪晶生长机制共同控制。同时率先报道了ZnS四针状纳米材料的光致发光性能,发光波长相对其它ZnS 纳米材料发生蓝移4.8~32.8nm。该研究论文发表在国际著名期刊Nanotechnology (18 (2007) 475603)上,在发表后的第一个季度内,下载量就超过250次,成为该期刊排名前10%的热点文章。 5.碳纳米管及ZnO纳米阵列的实际应用取得了重要突破。采用涂敷和CVD两种方法成功制备了多种大面积碳纳米管阴极,采用水热合成法制备了大面积一维纳米ZnO阵列阴极。首次研究了纳米阴极的强流脉冲发射性能,其中碳纳米管阴极的发射电流密度高达344 A/cm2,ZnO阴极的发射电流密度达到123A/cm2。系列研究成果发表在Carbon、Appl. Phys. Lett.等国际著名期刊上。研制的多种纳米阴极在线性感应加速器上已经得到成功应用,阴极的发射电流强度及发射电子的均匀性远远高于现有的阴极性能指标。 张跃教授有关纳米材料的研究成果获教育部高等学校科学技术奖(自然科学奖)二等奖1项(2006-052),完成专著1部,另合作出版专著1部,发表论文80 余篇(其中SCI 40余篇、EI 近20 篇),重要成果发表在Appl. Phys. Lett.、Carbon、Advan. Funct. Mater.、 J. Physical Chemistry C、Chemical Physics Letters、J. Phys.: Condens. Matter、J. Physics D: Applied Physics、J. Nanosci. Nanotech.等国际知名期刊上,申报12项发明专利(已授权5项)。发表研究论文中的4 篇代表性论文,已被引用300余次,单篇他引超过130次。
北京科技大学 2021-04-11
一种含有香菇菌丝体多糖的组合物及其应用
本发明涉及一种含有香菇菌丝体多糖的组合物及其应用。采用的技术方案是:按重量百分比组成如下:香菇菌丝体多糖60%-80%,黑米多肽10%-20%,稠李花色苷10%-20%。本发明的含有香菇菌丝体多糖的组合物可用于制备抗疲劳药物、抗疲劳保健品和饲料。
辽宁大学 2021-04-11
一种用于铜绿微囊藻的培养基及其应用
为了探索行之有效的抑制藻类水华暴发的途径,更好的了解藻类水华爆发的自然条件,就需要进行大量的实验室模拟培养。但是作为水华爆发的主要藻类,微囊藻的实验室纯培养比较困难,特别是现有的培养基及培养条件很难达到实验室纯培养铜绿微囊藻的要求。为解决铜绿微囊藻实验室纯培养较困难的问题,本发明提供一种利于铜绿微囊藻生长的培养基及培养条件
辽宁大学 2021-04-11
生活与人工景观水体的超声除藻技术及应用研究
本项目针对处理水藻爆发造成水体污染的超声除藻的作用机制和关键技术,开展包括低频低功率超声对微囊藻细胞作用的生物效应及其作用机理、低频低功率超声除藻方法的效率和经济性和低频低功率超声除藻的水环境生态安全性评价等内容的研究。
东南大学 2021-04-10
自锁连接装置及其在无人艇回收布放中的应用
本发明公开自锁连接装置,包括第一连接件、第二连接件和摇杆定位机构;第一连接件包括锥形凸台和定位槽,锥形凸台侧壁上设有卡孔;第二连接件设有与锥形凸台适配的锥形凹槽和与定位槽适配的定位销;摇杆定位机构包括直线杆和弧线杆;当锥形凸台插入锥形凹槽时,锥形凸台挤压直线杆,摇杆定位机构摆动使得弧线杆插入所述卡孔,定位销插入定位槽,此为自锁连接装置的锁紧状态;当定位销抽离定位槽,锥形凸台抽离锥形凹槽时,弧线杆与定位孔分离,为自锁连接装置的开放状态。本发明的自锁连接装置操作简单方便,对工作人员的技能以及环境要求低,可实现待锁定装置的快速准确锁定,且解除锁定方法简单,通用性强。
东南大学 2021-04-11
基于物联网的多维健康数据智能平台关键技术及应用
深圳大学与中兴网信长期保持深入合作,积极探索产学研新模式,通过在健康大数据领域的持续研究与实践应用,为国家健康医疗战略、医学实践及全民健康管理提供大数据驱动的决策支持。在《基于物联网的多维健康数据智能平台关键技术及应用》项目,中兴网信将深圳大学科研成果进行转换,构建了基于物联网的多维健康数据平台,通过便携式智能医疗终端、移动互联端以及大数据云平台,紧密联结患者与医生、医院,有效地缓解医疗资源紧张等问题,通过多维健康数据分析,有效地保障了高危人群健康。项目构建了基于物联网的多维健康数据平台,通过便携式智能医疗终端、移动互联端以及大数据云平台,紧密联结患者与医生、医院,有效缓解医疗资源紧张等问题,通过多维健康数据分析,有效保障高危人群健康。相关技术内容包括基于协同感知技术的智能移动医疗终端及协同滤波研究、基于移动网络切分优化理论的网络优化及安全研究、基于多维异构医疗大数据的分析诊断云平台构建、应用系统开发及成果产业化。
深圳大学 2021-04-10
应用于黑灯工厂的数控动柱立式机床智能装备
数控立车切削加工作为制造技术的主要基础工艺,随着制造技术的发展,在 20 世纪末也取得了很大的进步,进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。是制造业中重要工业领域,如汽车工业、航空航天工业、能源工业、军事工业和新兴的模具工业、电子工业等行业的主要加工技术,也是这些工业领域迅速发展的重要因素。为了满足市场和科学技术发展的需要,达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求,为适应数控进线、联网、普及型个性化、多品种、小批量、柔性化及数控迅速发展的要求,最重要的发展趋势是体系结构的开放性,数控技术、制造过程技术在快速成型、并联机构机床、机器人化机床、多功能机床等整机方面和高速电主轴、直线电机、软件补偿精度等单元技术方面先后有所突破。 黑灯工厂”是 Dark Factory 的直译,即智慧工厂,因为从原材料到最终成品,所有的加工、运输、检测过程均在空无一人的“黑灯工厂”内完成,无需人工操作,所以可以关灯运行,故而得名。智能化才是支撑企业的核心,智慧工厂中员工对智能化设备的掌控能力的要求大大提高,由原来的纯粹单一“操作为主,设备为辅”的角色演变为“设备为主,操作为辅”,需要员工变身为具备全面技术能力的工程师。技术工程师不仅要保证智能化生产线的正常运行,还要保证快速处理生产过程中产生的异常等,而且成为了智慧工厂的“隐形人”,由其在综合考虑效率、成本等因素的基础上决定哪些工作由机器完成,哪些由人完成,实际的生产仍是一个人机协作的过程。基于数字孪生建模、分析、调试、决策和运维等远程管控来实现和保障的。 本项成果的核心是黑灯模式下的动柱式数控机床智能装备及基于云控远程运维平台的加工产线的开发及其产业化,主要是开发中小型数控动柱立式机床智造装备、基于数字孪生驱动的云管控系统及 APP,研制低时延智能控制器并实现产业化。其关键技术是数字孪生驱动的一体化设计、智能控制AI 算法及其控制器和基于物联网的云控远程运维技术。数控机床与智能数字化+物联网+云平台相结合,因此形成的本成果是特有的数字化智能装备(数智装备)。 技术先进性和独占性在于: (1)基于数字孪生的动柱式数控车床的设计制造方法及精密加工自动化流程智能改进技术; (2)基于数字孪生驱动的自感知、自决策、可预测性运维等于一体的黑灯模式智慧工厂的云管控平台及制造服务 APP; (3)全新的基于区域选择性耦合控制的低时延智能控制技术的开发。创新点在于: (1)基于数字孪生模型的动柱式数控机床及其配套生产线的设计制造方法创新; (2)“倒立式五轴车铣中心”实现 5 面车铣复合加工;“动柱式数控立车”技术,X 轴主导轨、X 轴滚动丝杆、X 轴副导轨三者来定位动立柱技术;8-12 工位伺服液压刀塔,加工时换刀快、精度高、故障少; (3)通过内置 K210 智能芯片、SIM8200/8300 和智能传感等核心模块,实现了智能装备间 NB-ioT 和 mMTC 等 5G 物联通讯和人机交互; (4)将多源数控机床运行数据高效融合以及边缘计算与云端一体化,开发制造服务 APP 模块,构建面向制造服务生命周期的云网端管控平台; (5)基于区域选择性控制的低时延智能控制器实现了智能装备之间的网格化耦合控制,结合云网端管控系统及深度学习,构成智能产线。
浙江大学 2021-05-10
二氧化碳吸附材料的研制及应用开发
二氧化碳吸附材料可应用于 太空工作站、潜艇等密闭空间大 气的净化,是环境控制和生命保 障系统的关键核心技术。大规模 富集烟道气中的二氧化碳,减少 温室气体排放具有重要意义。 本技术成果采用辐照接枝及胺化功能化的方法,合成了一类含胺基的固态胺吸附纤维材料,建立了该 类材料的制备工艺。
中山大学 2021-04-10
面向知识图谱应用的高效图数据库系统gStore
近年来图数据受到越来越多的关注,在海量图数据中进行快速的复杂查询是所有图数据库系统面临的直接问题。本系统首创提出了将复杂条件查询转换成在大图中进行子图匹配的解决方法,该方法抛弃了传统利用关系数据库技术作为底层支持RDF数据的存储和管理,利用基于结构感知的索引和查询优化策略,极大地提高了在海量RDF知识图谱数据和复杂查询环境下的性能和系统可扩展性。 本系统支持W3C提出的RDF文件标准和SPARQL语法标准,提供C++、Java、Python、PHP等API接口,单机版本支持50亿条边秒级响应,分布式版本设计了基于查询日志的分布式图数据划分策略,具有非常好的可扩展性。
北京大学 2021-02-01
以可穿戴计算、传感器网络等为核心的应用系统
在中加国际科技合作、自然科学基金中德基金、总装预研基金等的资助下,开展以可穿戴计算、工业无线传感器网络、身体传感网络、感知计算等前沿技术为核心的研究工作,并面向老年健康、工业物联网、移动增强现实等领域研究实用化技术和产品装置,具体包括: 1) 工业物联网应用:开发了一系列符合IEEE 802.15.4/Zigbee、Wireless HART等无线传感器网络标准的微型化传感节点、模块、网关,以及相关的协议栈源码。 图1 工业物联网 2) 健康应用:主要面向安全、健身、医疗等健康应用,研发超低功耗、无障碍、可长期持续穿戴应用的智能腕带(腕表)、腰带(腰挂、腰带扣)、胸带等各类形态的健康装置,开发运动统计、跌倒预警和检测、睡眠监测、多生理参数监测等产品应用
电子科技大学 2021-04-10
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