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宽温度范围连续可调控固态非线性光学开关材料的研究
非线性光学开关材料是非线性光学材料的一个重要分支,指的是在某种外界条件(如:光、热、化学环境变化等)变化下,能够在非线性光学 “开”、“关”两种状态间切换的物质。先前的大多数研究主要集中于液态材料,但其易失谐以及不稳定等特点,使得液态开关材料难以获得实际应用。而固态非线性开关材料具备非线性性质优良、性能稳定、易于调控等优势;但是目前具备固态非线性开关特性的材料却还很匮乏,这是因为其不仅要求其结构构筑基元是强响应非线性活性基团,而且环境变化下具备基元间对称性的可逆重排特性。目前,已经报道的固态非线性开关材料在状态间切换依赖于材料本身的相变温度Tc,正因如此,已报道材料只能在一个固定温度点下使用,这严重限制了固态非线性材料在温度响应方面的应用。 2018年吴立明课题组从理论上预测具不对称性的单氟磷酸根PO3F2-有望成为新的DUV NLO功能基团,并提出氟磷酸盐可作为深紫外非线性光学材料;进而通过实验合成获得(NH4)2PO3F,NaNH4PO3F∙H2O,(C(NH2)3)2PO3F等新型单氟磷酸盐深紫外非线性光学材料,并对其非线性光学性能进行了系统研究。(Chem. Mater. 2018, 30, 7823-7830.)。对其中非线性晶体材料(NH4)2PO3F相变特性深入研究发现:该化合物可在温度变化下发生低温相(P21/n、无非线性信号)和高温相(Pna21、有非线性信号)的相互转变。通过单晶结构表征分析证实,该相转变需要克服氢键网络重排的能垒。基于此,该工作提出,如果能调控(NH4)2PO3F中的氢键结构,有望实现对该化合物相变能垒和相变温度的调控。据此,该工作利用K+与NH4+的半径相似但不存在氢键环境的特点,设计合成了一系列化合物Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0.0 – 2.0)。研究表明,随着K+含量x的增加,由于Kx(NH4)2-xPO3F结构中氢键网络不断被削弱,发生相转变所需克服的能垒也逐步降低,在材料性能上则表现为非线性开关激发温度Tc的不断降低。因此,通过调控材料中K+离子的含量,固态非线性开关材料Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0 – 0.3)可实现激发温度Tc在270–150 K大温度范围内的连续可调。这是首次实现对固态非线性开关材料激发温度的调控,并且根据K+离子含量的控制,可实现在120摄氏度范围内的宽温度连续可调。通过理论计算高温相与低温相的自由能证实当K+含量高于30%时,由于氢键结构的过度削弱,该相转变消失,这与实验结果相符。该工作系统深入地探究了内部微观结构与宏观非线性光学开关性质之间的内在机制,不仅打破了传统非线性开关局限在特定温度的壁垒,而且为今后研究氢键机制作用下调控宏观性质提供了有益的参考。
北京师范大学 2021-02-01
一种全固态T1离子选择电极及其制备方法
本发明涉及一种全固态Tl离子选择电极及制法,它是由树脂管,Tl离子小体柱敏感材料的树脂管底,树脂顶盖组成.用光谱纯Tl2S,Ag2S和AgI,按50:25:25摩尔比经充分混合研磨后,压制成小长方体,放进石英瓶中,在干燥氮气的条件下,加热至350℃,保持4小时;然后自然退火,再把小长方体研磨碎,制成高/宽比为0.25~4的小柱体,放进真空石英瓶中,加热至350℃,保持4小时,然后自然退火,取出抛光,制得Tl离子选择敏感柱形材料;用导电银浆在小柱体一侧焊接并引出一铜导线,将小柱体封装在树脂管底,管顶用树脂盖封死,制得全固态Tl离子选择电极,携带方便,快速准确检测水,水果和蔬菜等中的Tl离子.
东北电力大学 2021-04-30
宽温度范围连续可调控固态非线性光学开关材料的研究
非线性光学开关材料是非线性光学材料的一个重要分支,指的是在某种外界条件(如:光、热、化学环境变化等)变化下,能够在非线性光学 “开”、“关”两种状态间切换的物质。先前的大多数研究主要集中于液态材料,但其易失谐以及不稳定等特点,使得液态开关材料难以获得实际应用。而固态非线性开关材料具备非线性性质优良、性能稳定、易于调控等优势;但是目前具备固态非线性开关特性的材料却还很匮乏,这是因为其不仅要求其结构构筑基元是强响应非线性活性基团,而且环境变化下具备基元间对称性的可逆重排特性。目前,已经报道的固态非线性开关材料在状态间切换依赖于材料本身的相变温度Tc,正因如此,已报道材料只能在一个固定温度点下使用,这严重限制了固态非线性材料在温度响应方面的应用。 2018年吴立明课题组从理论上预测具不对称性的单氟磷酸根PO3F2-有望成为新的DUV NLO功能基团,并提出氟磷酸盐可作为深紫外非线性光学材料;进而通过实验合成获得(NH4)2PO3F,NaNH4PO3F∙H2O,(C(NH2)3)2PO3F等新型单氟磷酸盐深紫外非线性光学材料,并对其非线性光学性能进行了系统研究。(Chem. Mater. 2018, 30, 7823-7830.)。对其中非线性晶体材料(NH4)2PO3F相变特性深入研究发现:该化合物可在温度变化下发生低温相(P21/n、无非线性信号)和高温相(Pna21、有非线性信号)的相互转变。通过单晶结构表征分析证实,该相转变需要克服氢键网络重排的能垒。基于此,该工作提出,如果能调控(NH4)2PO3F中的氢键结构,有望实现对该化合物相变能垒和相变温度的调控。据此,该工作利用K+与NH4+的半径相似但不存在氢键环境的特点,设计合成了一系列化合物Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0.0 – 2.0)。研究表明,随着K+含量x的增加,由于Kx(NH4)2-xPO3F结构中氢键网络不断被削弱,发生相转变所需克服的能垒也逐步降低,在材料性能上则表现为非线性开关激发温度Tc的不断降低。因此,通过调控材料中K+离子的含量,固态非线性开关材料Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0 – 0.3)可实现激发温度Tc在270–150 K大温度范围内的连续可调。这是首次实现对固态非线性开关材料激发温度的调控,并且根据K+离子含量的控制,可实现在120摄氏度范围内的宽温度连续可调。通过理论计算高温相与低温相的自由能证实当K+含量高于30%时,由于氢键结构的过度削弱,该相转变消失,这与实验结果相符。该工作系统深入地探究了内部微观结构与宏观非线性光学开关性质之间的内在机制,不仅打破了传统非线性开关局限在特定温度的壁垒,而且为今后研究氢键机制作用下调控宏观性质提供了有益的参考。
北京师范大学 2021-04-10
大容量、长寿命的柔性可穿戴全固态锂硫电池
本项目开发质量体积小、续航时间长、循环寿命高、安全性好、更适合柔性穿戴应用的新型全固态锂硫电池系统。该电池系统充分结合锂硫电池的高容量特性和全固态电池的高安全特性,在性能上具有显著的优势
南京大学 2021-04-10
一种固态微生物饲料添加剂复配装置
本实用新型提供了一种固态微生物饲料添加剂复配装置,包括底座、第一支撑架和固定板,第一支撑架两端分别垂直固定在底座和固定板上,所述第一支撑架中部垂直固定有固定架,所述固定架上固定有椭球形搅拌桶,所述搅拌桶底部一侧设有第二排料口,所述搅拌桶内设有搅拌装置,所述底座上镶嵌固定有第一电机,所述第一电机的输出轴顶端贯穿搅拌桶底部并延伸至搅拌桶内部固定连接在搅拌装置上,所述固定板底面上固定有导料箱。本实用新型能够对饲料添加剂辅料进行预先研磨粉碎,使得微生物菌剂颗粒与饲料添加剂辅料的混合更加均匀。
青岛农业大学 2021-04-13
一种基于隔离型存储阵列结构的固态存储器
本发明公开了一种基于隔离型存储阵列结构的固态存储器,包 括 M×N 个上电极、N 个下电极以及 M×N 个存储单元;每个上电极 只与一个功能层相连;功能层位于上电极与所述下电极之间;通过外 部的控制信号选择 X 方向的第 i 个上电极和 Y 方向的第 j 个下电极, 使得由第 i 个上电极、功能层和第 j 个下电极构成的存储单元工作;沿 着上电极的方向定义为 X 方向,沿着下电极的方向定义为 Y 方向。本 发明中的隔离型crossbar阵列结构通过一定程度降低单元阵列集成度, 提高了阵列各存储单元的
华中科技大学 2021-04-14
一种基于隔离型存储阵列结构的固态存储器
本发明公开了一种基于隔离型存储阵列结构的固态存储器,包 括 M×N 个上电极、N 个下电极以及 M×N 个存储单元;每个上电极 只与一个功能层相连;功能层位于上电极与所述下电极之间;通过外 部的控制信号选择 X 方向的第 i 个上电极和 Y 方向的第 j 个下电极, 使得由第 i 个上电极、功能层和第 j 个下电极构成的存储单元工作;沿 着上电极的方向定义为 X 方向,沿着下电极的方向定义为 Y 方向。本 发明中的隔离型crossbar阵列结构通过一定程度降低单元阵列集成度, 提高了阵列各存储单元的
华中科技大学 2021-04-14
金属微生物防腐
已有样品/n研究发现SRB在厌氧条件下大量繁殖,产生粘液物质,加速垢的形成,造成注水管道的堵塞,且管道设施在SRB菌落下发生局部腐蚀,以致出现穿孔,造成巨大的经济损失。微生物腐蚀并非是其本身对金属的侵蚀作用,而是微生物生命活动的结果间接地对金属腐蚀的电化学过程产生影响,其关键在于生物膜内及其与金属基体间的相互作用。生物膜是环境中的微生物附着在物体表面, 并以非常复杂的方式相互作用而形成的, 从而在生物膜/金属界面上产生一个不同于本体溶液的特殊环境。市场预期:目前主要采用化学试剂抑制微生物引起的金属腐
中国科学院大学 2021-01-12
轻量化液态金属物质
常温液态金属通常是指一大类熔点接近室温的低熔点金属。与传统认知中的金属不同,此类物质通常情况下呈液态,既具有液体良好的流动性,又拥有金属材料优异的导电性与导热性,且易于通过温度调控使其在固液相之间快速切换,即表现出刚柔相济的特点。由于这些因素,液态金属在柔性电子、3D打印、芯片冷却、生物医学以及可变形机器人等领域得到了日益增长的应用。然而,常规的液态金属材料自身密度通常很高,这会给由此制成的器件与装备平添额外重量,造成相应能量消耗,也削弱了使用的灵活性。为改变上述现状,刘静课题组提出了旨在制造轻质液态金属的基本思想,他们特别以共晶镓铟合金及中空玻璃微珠为典型代表(图2),制备出了密度仅为水的一半以至可漂浮于水面的轻量化液态金属复合材料(图3)。这种材料除保留了纯液态金属良好的导电性、导热性、力学强度及固液相变特性(图4)外,还拥有可塑性、可变形性乃至磁性等行为,作者们为此设计了系列平面及三维应用场景,并引入不同封装方式实现了对材料漂浮行为的调控,展示了水面电路及水中机器人的潜在应用。图2. 典型轻量化液态金属复合物微观结构的SEM与EDS图图3. 基于液态金属-中空玻璃微珠制成的轻量化复合材料及对应密度图4. 基于GaIn与玻璃微珠的轻量化液态金属复合材料的力学与温度断裂行为轻质液态金属物质概念的提出具有基础科学意义和普适应用价值,由此开启了一条研制新型液态金属功能材料的基本途径。原则上,结合各类液态金属与对应的轻质改性物质,可赋予终端材料更多目标功能,从而能以一种材料形式同时将许多尖端材料的功能如电、磁、声、光、热、力学、流体、化学等集于一体,这是已有材料体系不易具备的,因而在许多场合十分有用,比如作为印刷电子墨水、3D打印材料、可注射金属骨骼与牙科修复、血管栓塞及造影剂、水中机械电子设备、刚柔相济型可穿戴外骨骼以及可变形柔性机器人等。此项研究中,论文第一作者为清华大学医学院生物医学工程系博士生袁博,通讯作者为清华大学医学院生物医学工程系教授刘静。相应研究得到国家自然科学基金重点项目及中科院前沿项目的资助。论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201910709
清华大学 2021-04-11
金属圆管爆炸复合技术
成果创新点 主要技术创新路径:申请人依据经典爆炸复合理论, 利用水下爆炸手段研发了多金属管水下爆炸复合技术。利 用水作为传压介质和约束材料,将水下爆炸产生的冲击波 和气泡脉动能量渐变加载于覆管(内管),使覆管发生塑性 变形同时基管产生弹性变形来实现管坯的复合相结合。 关键技术指标:基复管精确定位、爆炸参数的合理选 择以及金属爆炸索的制备。 核心解决问题、核心优势等: 1) 降
中国科学技术大学 2021-04-14
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