众所周知，盐放入水中会发生溶解，溶解的离子与水分子结合在一起形成的团簇称为水合离子或离子水合物。水合离子的微观结构和动力学一直是学术界争论的焦点。早在19世纪末，人们就意识到离子水合作用的存在并开始了系统的研究，最早的实验研究可以追溯到1900年德国著名物理化学家Walther Nernst的迁移实验（Transference experiments）。虽然经过了一百多年的努力，离子的水合壳层数、各个水合层中水分子的数目和构型、水合离子对水氢键结构的影响、决定水合离子输运性质的微观因素等诸多问题，至今仍没有定论。究其原因，关键在于缺乏原子尺度的实验表征手段，以及精准可靠的计算模拟方法。传统的谱学和衍射技术空间分辨能力较差，只能得到平均效应，无法探测局域环境的影响，实验数据的解释异常困难，甚至得出完全矛盾的结论，因此受到很大的限制。另一方面，由于水分子具有全量子化效应，且水分子与离子相互作用也非常微弱，这对理论计算也是巨大的挑战。图2 钠离子水合物的原子级分辨成像。从左至右，依次为五种离子水合物的原子结构图、扫描隧道显微镜图、原子力显微镜图和原子力成像模拟图。图像尺寸：1.5 nm ×1.5 nm。 为了突破实验上的瓶颈，研究人员基于扫描隧道显微镜发展了一套独特的离子操控技术，在氯化钠表面上可控的制备出了单个水合钠离子，水分子的数目精确可调，为高分辨成像创造了条件。在此基础上，他们利用之前发展起来的非侵扰式原子力显微镜成像技术，依靠及其微弱的高阶静电力，克服了针尖对弱键合水合离子的扰动并首次实现了原子级分辨表征，精确确定了其微观吸附构型（图2）。这也是水合离子的概念提出一百多年来，首次在实验中直接“看到”水合离子的原子级图像。 进一步，研究人员利用带电的针尖作为电极，控制单个水合离子在氯化钠表面上的定向输运，发现了一种有趣的幻数效应：包含有特定数目水分子的钠离子水合物具有异常高的扩散能力，迁移率比其他水合物要高1-2个量级，甚至远高于体相离子的迁移率（图3）。结合第一性原理计算和经典分子动力学模拟，他们发现这种幻数效应来源于离子水合物与表面晶格的对称性匹配程度，而且可以在很大一个温度范围内存在（包括室温）。此外，研究人员还发现这种幻数效应具有一定的普适性，适用于相当一部分盐离子体系。图3 钠离子水合物在NaCl表面输运的幻数效应。a，效果图：包含3个水分子的水合物具有异常强的扩散能力。 b，分子动力学模拟得到的不同离子水合物在225K-300K下1ns时间内扩散的均方位移。 水溶液中的离子输运研究长期以来都是基于连续介质模型，而忽略了离子与水相互作用以及离子水合物和界面相互作用的微观细节。该工作首次建立了离子水合物的微观结构和输运性质之间的直接关联，刷新了人们对于受限体系中离子输运的传统认识。该项研究的结果表明，可以通过改变表面晶格的对称性和周期性来控制受限环境或纳米流体中离子的输运，从而达到选择性增强或减弱某种离子输运能力的目的，这对很多相关的应用领域都具有重要的潜在意义，比如：离子电池、防腐蚀、电化学反应、海水淡化、生物离子通道等等。此外，该工作发展的实验技术也首次将水合相互作用的研究精度推向了原子层次，未来有望应用到更多更广泛的水合物体系，开辟全新的研究领域。 该工作得到了Nature三个不同领域审稿人的一致好评和欣赏（Overall, I enjoyed reading this manuscript），认为该工作“会马上引起理论和应用表面科学领域的广泛兴趣”（The results presented in this manuscript are of immediate interest to the communities dealing with theoretical and applied surface science），“为在纳米尺度控制表面上的水合离子输运提供了新的途径并可以拓展到其他水合体系”（This result may open a venue for controlling diffusion transport on nano-engineered crystal surfaces and it may be also extended to other hydration systems）。

本发明属于结构优化技术领域，公开了一种面向多种微观结构 的材料结构一体化构建方法，针对传统变密度法得到的连续变化的材 料分布以及单元密度，基于后处理机制对材料区域进行划分与单元密 度分组，实现对宏观结构内具有不同材料属性的区域进行定义与划分， 实现对宏观结构内的多种微观结构进行定义;其次基于参数化水平集 拓扑优化方法与均匀化理论建立材料结构一体化设计模型，即针对定 义的多种微观结构与宏观结构进行一体化设计，实现宏观结构与多种 微观结构并行化设计，在给定约束条件下，实现整体结构的性能达到 最优。

基于光纤传感的工程结构长期监测技术方法，解决了长大线状结构全寿命周期的长期、实时、在线监测

本实用新型属于机械工程密封技术领域，特别适用于磁性液体密封。 大多数磁性液体密封装置采用强磁铁铷铁硼为磁源，在实际安装中经常发生磁性液体密封装置吸附在设备导磁轴上的情况，密封极靴的极齿宽度很小，大多数在 0.2~0.5mm 之间，因此极齿在装配过程中经常损坏，致使密封件的耐压能力下降，甚至失效。 本实用新型所要解决的技术问题是，现有磁性液体密封的极齿在装配过程中经常损坏，致使密封件的耐压能力下降，甚至失效，因此，提供一种具有导向结构的磁性液体密封装置。 本实用新型的技术方案：在现有密封结构的基础上，在左端的轴承和极靴之间，安装一个非磁性导向环，并且非磁性导向环与轴的间隙等于极靴的极齿与轴的间隙。这样在安装时，非磁性导向环能保护极齿，密封不致于发生破坏，保证了密封效果。 具有导向结构的磁性液体密封装置包括：套、轴承、导向环、橡胶密封圈、永磁铁、极靴、磁性液体、螺钉、调节垫片、法兰盘。安装时先将橡胶密封圈嵌入极靴中，然后依次将轴承、导向环、嵌完橡胶密封圈的极靴和永磁铁安装到套的内凸台右侧，将磁性液体均匀地注入极靴的极齿之间，装入另一极靴，再向此极靴的极齿之间注入磁性液体，装上另一个轴承。最后，安装上调节垫片和法兰盘，用螺钉固定，将以上零件压紧。磁性液体在磁场的作用下吸附在极靴的极齿间隙中，形成可靠密封。 本实用新型的有益效果是，采用导向环的磁性液体密封，泄漏率低于 10-11pal·m3/s，使用寿命长，至少十年，而且装配方法简单。

本实用新型公开一种带有防咬手结构的水貂饲养装置，包括网格状的外壳，外壳围成饲养水貂的空间，外壳上安装门结构，所述门结构包括门框和门体，门体安装在门框上，门框的周边形成防咬面，门体和门框之间的控制门体开合的连接部安装在防咬面上，在外壳上设置一独立的门框，该门框带有防咬面，门体的开合的连接部安装在防咬面上，因为防咬面可以阻挡水貂的嘴部伸出，人手操控的连接部又安装在防咬面上，水貂的嘴部无法接触人手，所以避免了打开或关闭门体时，人手遭受水貂突然袭击的风险。

由于高温下催化剂的聚集和失活，无法获得高密度碳管水平阵列，就提出了“特洛伊”催化剂的概念，解决了催化剂聚集的难题，实现了密度高达 130 根 / 微米（局部大于 170 ）碳管水平阵列的生长（ Nat. Commun. , 2015, 6, 6099 ）。为了进一步实现碳纳米管的结构控制，他们发展了双金属催化剂（ J. Am. Chem. Soc. ,  2015, 137, 1012 ）、半导体氧化物催化剂（ Nano Lett. ,  2015, 15, 403 ）和碳化物催化剂（ J. Am. Chem. Soc. ,  2015, 137, 8904 ），实现了不同结构碳纳米管的控制生长。通过对生长的过程的调控，实现了密度大于 100 根 / 微米半导体含量大于 90% 的碳管阵列的生长（ J. Am. Chem. Soc. ,  2016, 138, 6727 ）和小管径阵列单壁碳纳米管的生长（ J. Am. Chem. Soc. ,  2016, 138, 12723 ）。

成果简介： 传统的活性染料在应用的过程中常常需要加入电解质进行促染，并且上染率不高（75%左右），这不仅增加了应用成本，而且提高了印染废水处理难度。 阳离子活性染料的研发是纤维素纤维无盐染色的一个重要方向。现有的阳离子活性染料仅限于蒽醌结构分散染料的季铵化改性，这种该有有个弊端：1是染料颜色

包括高纯度不同石墨片层大小石墨烯的可控制备及分离技术，石墨烯的立体 组装技术，如大尺寸石墨烯薄膜、石墨烯气凝胶、褶皱团状石墨烯等。

本发明公开了基于双层透镜结构的风速传感器，涉及MEMS器件，属于测量测试的技术领域。该风速传感器为柔性透镜和硅基上的固定透镜组成的双层透镜结构，柔性透镜与硅基上固定透镜之间留有足够空气腔，当有风流过时,根据伯努利效应,柔性透镜向固定透镜移动,自柔性透镜上方垂直照射宽波长光波,可根据反射波的波长测量风速大小。本发明依据伯努利效应及光学效应实现了非侵入式测量，无需引线，同时也降低了传感器的功率。