项目成果/简介:近日，天津大学赵广久教授团队在钙钛矿材料的激发态化学机制研究方面取得突破性进展。相关研究成果发表在《Chemical Engineering Journal》（IF: 10.65）上。该团队首次合成了一种新型非铅双钙钛矿材料，并调控晶格畸变，调控了激发态载流子动力学，从而显著促进了光致发光量子产率的提升，对进一步的材料开发和应用有很强的指导意义。 研究背景 在过去的十年中，关于钙钛矿材料的开发和应用一直在光伏电池和发光领域得到了极大的发展。钙钛矿纳米晶体的与其块状材料相比，具有许多优势，例如钙钛矿纳米晶具有高的光致发光量子产率，颜色可调，同时易于大规模制备柔性器件。因此，卤化钙钛矿纳米晶体已成为研究人员的重要研究对象。 不幸的是，铅的毒性限制了卤化铅的进一步应用钙钛矿纳米晶体。最近报道了一些无铅钙钛矿纳米晶体的合成，但是其很难构造3D的钙钛矿结构，导致性能不佳。铅基钙钛矿的出色光学性能NC由独特的3D钙钛矿结构和ns2电子轨道，使其具有优异的电荷载流子行为。同时，几种双钙钛矿纳米晶体 3D结构取得了一些进展。但是有两个问题仍然存在。一种是开发更新颖的双纳米晶体来配合设备的应用；另一种是使用高精度光谱探索更深层次的激发态动力学。因此，更有效的合成技术改造和更深刻的载流子动力学研究是目前最有效的方法，这可提高无铅钙钛矿纳米晶体的应用前景。 研究基础 在前期的研究中，团队在钙钛矿光电材料设计与机理研究方面取得了一系列的原创性成果。前期我们团队通过离子掺杂诱导相转变，从非活性相转变为活性相，使得发光效率得到大幅度提高 (Angew. Chemie. Int. Ed. 2019, 58, 11642.) ; 在认识到晶型对发光调控的重要影响后，我们进一步地通过离子掺杂控制晶格变形程度进而调控发光峰的宽度，可以在实现高发光效率的同时随意控制发光峰宽度的窄化和拓宽(Chem. Eng. J. 2020, 125367; J. Lumin. 2020, 117045; 2D Mater. 2020, 7, 031008.)；最后我们为了开发多手段实现构象调控，我们通过引入不同的左右旋手性基团，从而实现手性的传递和放大(J. Mater. Chem. C. 2020, 8, 5673. Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 22, 17299.)。 研究进展 在这项工作中，赵广久团队创新地开发了高效光致发光钠铋双钙钛矿Cs2NaBiX6（X = Cl，Br）纳米晶体。该团队通过离子掺杂控制晶格畸变，促进自陷态激子的捕获，实现了超快的热载流子弛豫；同时，DFT理论计算分析表明离子掺杂后的晶体的能带结构从间接带隙转变为直接带隙，促进了电子空穴的辐射复合；此外离子掺杂也降低了晶体的体相缺陷，减少了缺陷产生的非辐射复合。以上三者的贡献综合作用从而大幅度促进了光致发光产率的提升，结果离子掺杂后的双钙钛矿Cs2NaBiCl6 NCs可显示约16％的明亮宽带光致发光PLQY，高于迄今为止报告的单组分钙钛矿发光材料（2-10％）。我们的研究为未来的新材料的开发和应用提供了指导。

项目成果/简介:中国科学技术大学中科院近地空间环境重点实验室陆全明、王荣生研究团队，联合美国加州大学洛杉矶分校卢三博士和其他多家欧美科研机构，在地球磁尾磁场重联触发机制方面取得重要进展。他们结合MMS卫星高分辨率观测资料和数值模拟，发现了地球磁尾磁场重联由电子动力学触发的证据。相关结果10月7日在线发表在《Nature Communications》上。 磁场重联是等离子体中的一种基本物理过程。该过程中，磁能会爆发式地释放、转化为等离子体的动能和热能。日地空间环境中许多爆发式能量释放事件，例如：太阳耀斑、日冕物质抛射、磁层亚暴等，都是由磁场重联导致的。地球磁尾发生的磁场重联，其触发时间只有几秒到几十秒，卫星很难直接地探测到触发阶段的粒子动力学行为。因此，磁场重联触发机制的研究主要来源于理论和数值模拟。 依据理论和数值模拟的研究，地球磁尾的磁场重联触发有两种可能的机制。第一种机制是强驱动环境中电子动力学触发磁场重联。第二种是离子动力学驱动磁场重联。关于两种机制的争论持续了长达半个世纪。研究团队结合高时间分辨率卫星数据和数值模拟，发现地球磁尾位型下的磁场重联触发过程起始于小尺度的电子尺度区域的证据，由该区域内电子动力学行为主导，并导致了进一步的爆发式能量释放过程。这为长达半个世纪的地球磁尾磁场重联触发问题的解决提供了新思路。

本发明提供了一种基于仿射摄动的区间不确定性结构能量响应预示方法，建立各子系统的确定性结构的统计能量控制方程，进而引入区间因素，获取区间不确定性结构的区间统计能量控制方程，设定不确定性参数的区间参数，基于仿射摄动算法得到各区间变量的仿射区间表达式，设定各变量的摄动分析表达式，进而基于区间仿射算法的运算法则，推导得到考虑区间不确定性结构的子系统区间能量表达式，给定初始边界参数和求解频率后，计算得到区间不确定性结构的区间能量响应。通过本发明方法使得区间不确定性结构区间能量响应的区间宽度大大缩小、区间能量响应的预示精度大大提高，从而可以更加精确地评估区间不确定性结构的高频动力学特性，具有重要的工程应用价值。

本发明公开了一种基于扫描电化学显微镜的光电化学动力学测 试系统及方法，系统包括扫描电化学显微镜装置、Pt 超微电极、样品 固定装置、光源装置和转台控制装置，扫描电化学显微镜装置包括三 维控制仪和电化学工作站；样品固定装置包括聚四氟化学池和固定件； 光源装置包括散热器、直流电源以及依次排列在散热器圆盘边沿上的 红、黄、蓝、白 LED 光源；转台控制装置包括中央处理器、带有通光 孔的圆盘、驱动器、控制器和步进电机。实施

AR实践探究实验室，综合应用AI和AR技术，通过3D建模虚拟再现真实的实验场景，借助先进的体感交互设备Kinect进行虚实互动，将真实的老师与虚拟仿真的实验器材结合到一个画面里，老师实现无需佩戴任何体感设备，纯手势就可以进行实验互动教学。AR实践探究实验室覆盖物理、化学、生物等学科，适用于中学物理实验室、化学实验室、生物实验室等。 软件资源： AR探究实验资源库，按照国家课程标准实验要求，将中学难懂的抽象的复杂的实验运用3D建模及AR技术营造虚实合一的实验场景。老师无需佩戴任何体感设备即可进行手势操作，通过手势可以实现抓取、移动、添加、减少、旋转、拆除、组合等动作，从而进行探究实验操作。 AR探究实验资源库包含AR物理探究实验资源库、AR生物探究实验资源库、AR化学探究实验资源库 方案优势： 1、 纯手势虚实互动操作，便捷简单，真实有效。 云幻科教应用AR创新融合AI技术，精准识别动作互动，人体工学的手势操作，便捷简单，真实有效。学生及老师无需佩戴任何体感设备，就可以通过简单的手势操控虚拟的器材，以互动操作的方式探索、研究更深层次的知识。AR与AI技术的融合，提升了实验的互动性、内容的有趣性、视觉的创新性。 2、 智能记录实验数据，以便进行实验数据验证。 AR实践探究实验室中，老师进行实验操作的数据均可智能记录形成实验数据表格。通过实验数据的总结分析，老师能分析实验数据的正确与否，偏差与否，通过系列数据进行总结验证实验原理，能有效辅助老师进行实验操作和实验原理讲解。AR直观立体的画面，放大化的实验操作，让学生更容易进行理解实验原理。 3、 显示虚拟辅助线，弥补真实实验中无法观察的信息。 AR技术添加虚拟辅助线功能，提供正确的实验参考标准，协助老师轻松讲解实验原理。如探究杠杆的平衡条件课程中，常规教学中，杠杆的平衡只能通过肉眼观察，或会存在些许的误差，AR添加辅助线后，可以通过水平线检查杠杆是否平衡，力与力臂的辅助线标识，方便学生理解杠杆平衡的条件及公式。 4、 虚拟仿真特性使老师可以多次重复进行实验。 AR呈现的内容是将现实与虚拟相融合，虚拟素材的展示非常的生动、形象、直观，如电波、磁场、原子等那些抽象或肉眼不可见的内容，AR可以形象可视化立体化的展示出来，有助于教师知识讲解与学生知识理解。学生与老师可以通过手势识别操作虚拟的器材，课堂体验从2D平面跃升至3D立体，同时每个实验可以反复操作，操作数据可记录多次，教师可以根据学生的操作数据进行对比、点评等， 活跃学生课堂参与程度。

云幻科教初中化学虚拟学科资源库是根据国家课程标准实验要求，依据人教版初中化学实验课程设置，综合应用3D影像、虚拟仿真技术构建高度仿真的虚拟实验环境，供学生进行模拟化学实验。资源库包含一氧化碳还原氧化铁、浓硫酸的腐蚀性与稀释、粉尘爆炸实验、甲烷燃烧等化学实验内容。 初中化学虚拟实验资源库特点 1.    交互式操作，培养实践动手能力 学生通过动手操作完成实验，让学生在实践过程中发现问题，解决问题，鼓励学生“手脑并用”，提高学生实际操作能力。 2.    虚拟实验器材，节省资源损耗 虚拟的实验器材与实验材料可节省实验成本，即使多次操作也无需担心实验资源浪费和消耗问题。 3.    与教材重点实验100%匹配，实验素材丰富全面 化学虚拟实验资源均为人教版初中化学教材中的重点实验内容，根据国家课程标准的教学要求研发，分章节、分知识点制作，针对性强。 4.    正确操作指引，规避实验风险 明确的实验步骤提示，实验操作注意事项提示以及实验知识点总结指引学生正确操作实验，虚拟的实验环境可确保实验安全，不存在实验风险。 5.    打破时间与空间限制，方便学生多次尝试操作 为化学实验教学高效提供便捷安全的平台，耗时长、难演示的实验也能在课堂上展示，并且能无限次练习操作。 6.    虚拟实验环境逼真，提高学生求知欲 通过3D影像、虚拟仿真技术构建的虚拟实验环境调动学生多感官参与，真实感强，给学生身临其境的感受，从而达到体验式教学效果，提高学生的学习兴趣。   初中化学虚拟实验资源库的应用     初中化学虚拟资源库适用于各类3D智能展示硬件设备，结合3D投影机、交互一体机使用效果尤佳。在实验教学中可以进行如下应用。 1.    实验教学活动 教师可运用资源库向学生演示实验操作过程，结合课本知识讲解，总结实验要点，与学生进行互动，活跃课堂气氛。 2.    虚拟实验操作 学生可随时练习化学实验操作，知识点提示可加强学生学习记忆，让学生对实验原理更容易理解，提高学生对化学学科的学习兴趣。 3.    实验知识检测 教师可通过对学生虚拟实验操作的检测，了解学生对化学实验知识点的掌握程度与实验操作的熟练程度。 4、其他应用     与老师一起在教学实践中探讨更多应用方式。

    讲座与授课化学实验室独特之处：革新的顶装式集成系统使空间变得简单、灵活。实验桌可根据需求自由移动和组合，轻松实现各种模式的转换。做到“你的教室你做主”。     升降臂：化学升降臂可供应实验室以光、电、气、给排水、通风等系统

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