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具有七重物理通道开关的热致变色铁弹体
东南大学国际分子铁电科学与应用研究院暨江苏省“分子铁电科学与应用”重点实验室团队发现了具有七个物理通道开关的热致变色铁弹体。相关工作以题为“The First Chiral Thermochromic Ferroelastic with Seven Physical Channel Switches”的学术论文在化学领域顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表。此外,该论文被选为VIP(Very Important Paper)。据悉,只有不到5%的已接收论文才能获得如此积极的评价。 在信息化时代,电子智能设备的信号处理和加密显得至关重要,具有多重物理通道双稳态开关特性的多功能材料成为后起之秀。众所周知,一把钥匙对应一个锁,假如我们将财产放进保险柜中,我们就又多了一层防护。类似地,每增加一个物理通道,就是增加一层保障。基于此,我们报道了首例具有七个物理通道的手性化合物,可以对信息进行七层加密处理,使信息安全更加可靠。 图1. (a) 消旋晶体结构中的无序的CTA阳离子和手性有序的S-CTA和R-CTA阳离子;(b) (R-CTA)2CuCl4和(c) (S-CTA)2CuCl4的晶体堆积图。 早在1999年,Wataru Fujita等人在《Science》上就已经报道了磁双稳态(Science1999, 286, 261–262)。在1,3,5-trithia-2,4,6-triazapentalenyl(TTTA)分子中观测到一个明显的磁双稳态回线发生在230 K到305 K温度范围内。它的高温相为顺磁相,低温相在二聚作用的影响下具有抗磁性。三年后,M. E. Itkis等人在《Science》上报道了在非那烯基中性自由基产物中发现了电、光、磁三个物理通道的双稳态特性(Science2002, 296, 1443–1445)。直到2014年,熊仁根教授团队在《Advanced Materials》上报道了高碘酸咪唑(IPI)化合物具有介电、压电、SHG和铁电和机电耦合等五个物理通道的双稳态(Adv. Mater.2014, 26, 4515–4520)。由此可见,每增加一个物理通道都面临着巨大的挑战,在分子铁电“似球-非球”原理和手性引入的指导下,我们利用手性配体进行合成,将手性开关引入其中,成功组装得到了(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4(CTA = 3-Chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium) (图1),这两个化合物在介电、电导、二阶非线性、压电、铁弹性,手性和热致变色这七个物理通道上具有开关特性。其中热致变色特征尤为耀眼,区别于传统的相变材料,这为双稳态开关提供了光谱加密的新灵感。 图2. (a) DSC曲线;(b) 介电,电导,压电和二阶非线性光学等多重双稳态示意图。 (Rac-CTA)2CuCl4,(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4的相变点分别在361, 417 和420 K附近(图2),随着温度变化,相变温度以下的低温相和相变温度以上的高温相的介电常数、电导率、压电系数、SHG信号强度均呈现出可切换的两种稳定的状态。 图3. (S-CTA)2CuCl4和(R-CTA)2CuCl4晶体在293 K下的铁弹畴结构。 此外,这对手性化合物还具有铁弹性,铁弹相变往往伴随着铁弹畴的演化。在正交偏振光下,不同取向的铁弹畴具有不同的双折射特性,从而呈现出明暗不同的结构区域。(S-CTA)2CuCl4和(R-CTA)2CuCl4的晶态薄膜在室温下呈现出清晰的三角形铁弹性结构。当温度高于相变点时,铁弹畴迅速消失,呈现出立方对称的消光特性。在随后的冷却中,规则的铁弹畴又很快显现,表现出明显的开关特性。 图4.变温固体紫外-可见吸收光谱。 除了铁弹性外,这一对手性晶体还展示出可转换的热致变色的性质。室温下,(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4晶体对光的吸收均低于540 nm,与它们呈现的黄色外观一致。随着温度的升高,电子吸收带的吸收边缘发生红移。当温度超过相变点达到423 K时,吸收边移动到580 nm,这也与晶体受热变成橙色一致。利用热致变色特征对光谱加密和信号检测进行特定的处理,这为开发新型加密技术带来新的思路。 该工作由博士生陆思祺(第一作者)等人的共同努力下完成,东南大学为第一通讯单位。该成果得到“东南大学十大科学与技术问题”启动培育基金的资助。
东南大学 2021-04-11
一种基于控制系统可信架构的TPCM模块及可信检测技术
本发明提供了一种基于控制系统可信架构的TPCM模块,包括内部总线,以及连接到所述内部总线的TPM处理单元、程序存储器、配置存储器、数据存储器、完整性检测单元,还包括总线仲裁管理单元;本发明还提供了一种基于上述TPCM模块的可信检测技术,包括可信设备的信任链生成和传递,以及可信操作系统中可信进程的基本信息的完整可信检测和可信进程加载的可执行文件的完整性与可信性检测。本发明提出了结合功能安全与信息安全,结合外部防御与内部防范,覆盖硬件配置、软件编程、网络通信、实时运行、工程维护等设计、运行、服务全生命周期的控制系统可信可控架构及可信检测技术,保证了工业控制系统的可靠性、安全性实时性、可用性、可维护性。
浙江大学 2021-04-11
模块化太阳能热泵中央热水系统工程成套装置
世界能源和环境问题的日益严峻使人类对可再生能源和清洁能源的利用空前关注,太阳能的热利用便是可再生能源利用的良好途径。传统的太阳能热利用以家庭方式为主,存在诸多发展限制,因而发展规模化的太阳能热利用技术是未来太阳能利用的趋势。太阳能规模化热利用的最大障碍是其获取受制于气候因素,不能全天候稳定供热,因而必须寻求可靠、经济、环保的辅助能源,以实现热量的稳定供给。燃煤、燃油、燃气、电热等辅助供热方式均存在经济性、环保等限制因素,难以较好地满足使用要求。本项目以高效、环保的空气源热泵技术作为太阳能系统的辅助热源,开发出了『模块化太阳能热泵中央热水系统』成套产品,有效解决了传统太阳能规模化热利用的不稳定及经济性双重瓶颈问题,实现了全天候稳定供热。本产品是一种综合利用太阳能和空气热能,生产和供应50~60℃生活及生产用热水的集中供热成套装置,主要用于宾馆、酒店、健身房、营业性洗浴场所、厂矿和学校集体宿舍、住宅小区等的24小时生活热水集中供应,以及食品、医药、轻纺、化工等生产过程的产品预热或包装洗涤等热水供给。该装置的能量来源约为太阳辐射70%、空气热能20%,电能10%,年综合能效比高达8~12。
西安交通大学 2021-04-11
一种包含参数估计功能滤波模块的连续血糖监测设备
本发明公开了一种包含参数估计功能滤波模块的连续血糖监测设备,该设备针对连续血糖监测信号进行滤波处理,以便进行准确的高低血糖报警。由于不同病人和不同传感器的情况不同,相应的血糖监测信号的噪声水平也不相同,从而需要设置不同的滤波参数进行血糖滤波处理。本发明设备中的滤波参数能够随着不同病人、不同传感器的改变而调整。本发明中所采用的滤波参数的估计方法能及时准确的估计出卡尔曼滤波所需要的滤波参数,从而更好地对血糖信号进行滤波处理,为提高低血糖实时报警的准确性打下了坚实的基础,具有重要的作用。
浙江大学 2021-04-13
一种模块化便携式生物3D打印机
本实用新型公开了一种模块化便携式生物3D打印机。包括基座、支撑结构、用于扫描识别的扫描模块、用于3D打印的打印模块,基础运动模块以及基站模块;所述的基座上设置有方孔;所述方孔用于安装支撑结构的支撑脚;所述的支撑结构上设置有基础运动模块,所述的基础运动模块设有插槽,所述的扫描模块和打印模块上设有与所述插槽配合的统一插头;基站模块控制扫描模块、打印模块和基础运动模块的工作。通过将生物3D打印机打印过程的高度抽象与功能抽离,将不同的功能设计成不同的模块,每个模块只负责一项工作,大大提高了打印机的空间利用率,缩小了打印机的体积,为便携式生物3D打印机设计提供了一种思路。
浙江大学 2021-04-13
基于三电平结构的模块化有源电力滤波器的成果开发
在民用和工业等用电场合,需投入电力电子等 非线性负载,在非线性负载投入后将对电网产生污染,而有源 电力滤波器则是用于这些用电场合以改善电能质量的控制系统 装置。 其主要功能包括:自动检测由非线性负载产生电流中的谐 波电流,并通过自身的调节与控制发出与谐波电流流向相反的 电流,补偿负载电流中的谐波电流分量,改善网侧电流的质量; 在非线性负载突变时,可以做出快速的响应,及时跟踪电流的 变化。项
合肥工业大学 2021-04-14
电力电子模块用关键绝缘材料 (导热绝缘陶瓷覆铜DBC板)
在电力半导体模块的发展中,随着集成度的提高,体积减小,使得单位散热面积上的功耗增加,散热成为模块制造中的一个关键问题,而传统的模块结构(焊接式和压接式)已无法成功地解决散热问题。因此对处于散热底板和芯片之间的导热绝缘材料提出了新要求。目前,国内外电力电子行业所用此种材料一般是陶瓷-金属复合板结构,简称DBC板
西安交通大学 2021-01-12
一种燃料电池一体化单元模块及其电堆
一种燃料电池一体化单元模块及其电池堆,涉及一种燃料电池模块化单元及其电堆。该一体化单元模块主要包括膜电极组件、阳极石墨极板4a、阴极石墨极板4b,所述的膜电极组件被密封材料封装在两块石墨极板的内侧,每块石墨极板与膜电极接触的表面上至少有一条以上的流道,形成具有阳极室、阴极室和膜电极封装的一体化燃料电池单元模块。该燃料电池单元模块外表面还具有散热结构和密封组件,由多块所述燃料电池单元模块紧固叠加串联可形成燃料电池堆,可大大地简化燃料电池电堆的装配过程,并提高电堆组装速度,降低电堆组装成本。同时由于电堆单元模块化的特点,也使得更换电堆单元的操作十分便利,有利于电堆的维护和检修,并具有长寿命的功效。  
清华大学 2021-04-13
新一代模块化积木式可拆装机器人
产品详细介绍    模块化积木式可拆装机器人由六个自由度基本模块组成,按照机器人关节区分,可分为1关节模块—6关节模块,模块从1到6关节逐关节组合。每一模块单独可以控制运行,模块本身末端有旋转运动、回转运动两种形式,六个模块组合之后构成类似工业串联关节是机器人形式。    每一模块采用透明式封装,可以直观的看到内部传动结构,运行情况。模块内部传动结构完全体现工业机器人特点并微缩,而且结构多样化,满足教学要求。设计中采用了工业上常用到的同步带传动、蜗轮蜗杆传动以及齿轮传动等主要结构形式。     
成都正烁科技有限公司 2021-08-23
延边大学李东浩教授课题组:靶型多腔电泳同时分离与制备细胞外囊泡
本研究提出一种基于连续梯度非均匀电场结合梯度凝胶孔径分布的靶型多腔电泳装置(Circular Multicavity Electrophoresis,CME)实现细胞外囊泡的分离制备。
延边大学 2025-02-12
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