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利用自学习系统实现逼近理论极限的光学手性材料设计
随着纳米光子学的发展，具有超颖性质的人工微结构吸引了众多研究。针对日益增长的研究和设计需求，北京大学物理学院方哲宇及其研究团队实现了一种自洽的框架——BoNet，其结合了贝叶斯优化（Bayesian optimization）和卷积神经网络（convolutional neural network），实现了纳米结构对于超强光学手性的自学习。基于此框架，他们将纳米结构设计表示为图形，并输入卷积神经网络进行电场分布和反射光谱的学习，此过程不需要将纳米结构参数化为向量，因此最大化的保留了其几何信息和边界条件。同时，利用贝叶斯优化以实现对纳米结构远场光学手性的优化，并运用其采样样本反复训练神经网络实现自学习。利用BoNet，他们针对远场反射光谱的圆二色性进行优化并逼近了其理论极限(CD = 1)，同时利用神经网络匹配预测的近场电场分布，对获得的强光学手性进行分析解释。 此框架能够被直接推广用于其他光学性质的自学习优化，例如实现反常透射，偏振态调制和相位调制。更进一步的，此方法论能够帮助设计更多的，具有良好光学性质和运用价值的纳米光子学器件，比如消色差超透镜，超灵敏的微传感器以及智能超表面等。此研究同时能够启发更多数据驱动的研究，通过利用人工神经网络和其他机器学习的方法，实现对传统科学研究的新探索，在制药，引物设计，固体结构分析上启发新突破。 该工作于2019年11月19日在线发表于学术期刊《PHYSICAL REVIEW LETTERS》上，题为“Self-Learning Perfect Optical Chirality via a Deep Neural Network”(DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.213902)。北京大学物理学院方哲宇研究员是本文的通讯作者，李瑜，徐优俊，姜美玲为该文的共同第一作者，北京大学定量生物学中心来鲁华教授为合作者，北京大学为唯一通讯作者单位。该工作得到得到了科技部、教育部、国家自然科学基金委、北京大学人工微结构和介观物理国家重点实验室、北京大学纳光电子前沿科学中心、量子物质科学协同创新中心、北京大学高性能校级计算平台、北京大学生命科学中心高性能计算平台等单位的支持。用于近远场计算的神经网络结构表征实现了逼近理论极限的高手性，并利用神经网络对近场分布进行分析
北京大学
2021-04-11
二氧化碳电还原反应高效催化材料的研究
本研究设计并合成了无定型 Ag-Bi-S-O 修饰的 Bi 0 纳米颗粒，将其应用于二氧化碳电还原反应中 （图 1 ） 。 该研究工作首先通过溶剂热法制备了 AgBiS 2 纳米棒，并将其在空气中煅烧处理，得到了组成为 Ag 0.95 BiS 0.75 O 3.1 的双金属硫氧复合物纳米棒。在进一步电化学还原预处理后，该复合物被转化为无定型 Ag-Bi-S-O 修饰的 Bi 0 纳米颗粒。这种新型二氧化碳电还原催化剂在仅有 450 mV 的过电位下，实现了高达 94.3% 的甲酸法拉第效率和 12.52 m A/ cm 2 的甲酸部分电流密度。通过与 AgBiS 2 、 Bi 硫氧复合物及 Bi 2 S 3 参比样品进行对比，发现在电化学还原预处理过程中，金属硫化物中的 -2 价硫会转化为 H 2 S 并离开电极表面，只有金属硫氧复合物中被氧化为 +6 价的硫能保留在催化剂中。后续实验表明 ，这一部分硫能促进水的解离，而甲酸形成过程中所需的 H + 正是来自于 H 2 O 。因此，甲酸的生成被极大程度地促进。另一方面， Ag-Bi-S-O 修饰 Bi 0 纳米颗粒中的 Ag ，有利于电荷在电极中传递，提高了催化剂的电流密度。在过电位为 450 mV 时，更大的电流密度可以提高阴极附近的局域 pH ，而更大的局域 pH 能进一步提升硫促进水解离的效用，同时抑制氢析出反应的发生。因此，无定型 Ag-Bi-S-O 修饰的 Bi 0 纳米颗粒可以在极低的过电位下将二氧化碳高活性、高选择性地转化为甲酸。
北京大学
2021-04-11
绝热保温用丁腈橡胶/聚氯乙烯热塑性弹性体泡沫材料
研发阶段/n内容简介：在国内，八十年代以前，绝热保温材料是以天然矿物等纤维质为代表，改革开放后是以聚苯乙烯等塑料泡沫有机质为代表。目前，我国绝热保温热塑性弹性体泡沫材料主要以阿乐斯等几个中外合资公司生产，产品质量存在品种单一,泡孔不均匀,合格率低等缺陷，为西方发达国家九十年代初的水平。本项目以热塑性树脂PVC和橡胶弹性体(如NBR、EVA等)为主体材料共混，得到橡胶弹性体为分散相、热塑性树脂为连续相材料的共混胶，采用挤出发泡技术，制备低密度热塑性弹性体泡沫材料。该泡沫材料不仅强度高、密度低，表面光滑
湖北工业大学
2021-01-12
一种叶片状CuO‑NiO复合结构纳米材料及其制备方法
本发明公开了一种叶片状CuO-NiO复合结构纳米材料及其制备方法。用硝酸镍和碳酸钠(或碳酸氢钠)进行微波反应，得含镍沉淀物，然后煅烧获得NiO纳米粉。称取0.05g?NiO,加入到30mL含一定量醋酸铜水溶液中，超声分散20～30分钟，得分散液A；称取2mmol?NaOH，加入30mL去离子水，溶解得溶液B；将溶液B加入到分散液A中，磁力搅拌15～25分钟，反应混合液置于家用微波炉中，设置低火档加热20分钟；反应结束后，自然冷却，抽滤干燥，即得本发明的叶片状CuO-NiO复合结构纳米材料。叶片状Cu
安徽建筑大学
2021-01-12
纳米羟基磷灰石/海藻酸钠复合材料及其制备方法和应用
研发阶段/n该发明涉及一种纳米羟基磷灰石/海藻酸钠复合材料的制备方法，所得材料可用于污水处理，吸附去除重金属离子，包括有以下步骤：将磷酸氢二铵水溶液迅速倒入硝酸钙的水溶液中，搅拌混合均匀，离心得到沉淀物，用去离子水冲洗后重新分散到去离子水中；所得悬浮液中加入稳定剂，超声分散处理，得到稳定的羟基磷灰石悬浮液；控制羟基磷灰石与海藻酸钠的质量比，将海藻酸钠加入到羟基磷灰石悬浮液中，不断加热搅拌，控制反应时间，蒸发水分，经冷冻干燥，得到产物。
解决的技术问题：针对现有技术，提出一种纳米羟基磷灰石
武汉理工大学
2021-01-12
一种柔性表面增强拉曼基底材料及制备方法和应用
本发明提供一种石墨烯包覆的纳米银阵列柔性表面增强拉曼基 底材料，它由柔性滤膜及组装于其表面的纳米银阵列和紧密包覆于纳 米银阵列表面的石墨烯三部分组成。本发明提供上述材料的制备方法 及其作为表面增强拉曼基底的应用。本发明提供的石墨烯包覆的纳米 银阵列柔性表面增强拉曼基底材料，具有良好的拉曼增强效果和优异 的化学稳定性，同时方便采样测定。因此，本发明提供的高稳定、大 面积均匀的石墨烯包覆的纳米银阵列，它可作为表面增强拉曼
华中科技大学
2021-01-12
一种热塑性纤维素复合材料及其制备方法
本发明公开了一种热塑性纤维素复合材料及其制备方法，复合 材料的组分及含量为：功能性填料在复合材料中的质量百分比含量为 0.03～28.57％，离子液体在复合材料中的质量百分比含量为 14.29～ 69.98％，余量为纤维素；离子液体作为增塑剂，能够破坏纤维素分子 间氢键和增加自由体积，以实现对纤维素的塑化。制备是以离子液体 作为增塑剂实现纤维素的塑化，得到离子液体-纤维素基料，进而与功 能性填料进行熔融复合的方法。热
华中科技大学
2021-01-12
一种非金属碳材料催化剂及其制备方法和应用
本发明涉及一种催化剂领域，具体涉及一种非金属碳材料催化剂的制备方法和应用。其特征是通过将柠檬酸与伯胺盐酸盐混合溶解于水中，并在 160-200℃反应 2 分钟-4 小时得到，该类碳材料目前也被称为碳量子点。此材料可用于亚甲基蓝的还原降解，以治理染料废水。 技术特点：本发明克服了现有传统的金属催化剂的缺点，突破了传统必须有金属参与才能用于实现染料催化降解的瓶颈，所用原料 得，价格便宜，易于大量的生产和工业推广，催化效率与报道的金属 纳米材料的催化能力相当，无需光照，降解速度快，常温下即可实施，具备良好
兰州大学
2021-01-12
生物医学组织工程用三维支架材料的制备方法
组织工程支架是指能与组织活体细胞结合并能植入生物体内的材料，它是组织工程 化组织的最基本构架。聚羟基乙酸（PGA）和聚乳酸（PLA）等聚乳酸类材料是典型的合 成可降解聚合物。它的结构通式为[—OCH（R）CO—]，式中的 R 为 H 时是聚经羟乙酸， R 为 CH3 时是聚乳酸，由于乳酸和羟基乙酸都是三羧酸循环中间代谢物，且吸收和代谢 机理明确并具有可靠的生物安全性。作为组织工程支架材料，PLA，PGA 及其共聚物生物 材料不仅具有良好的生物相容性，生物可降解性和降解可调性，而且可以诱导某些基因 的上调转录。 本组织工程多孔支架材料的制备，通过将聚乳酸共聚物颗粒放在模具中热压成型， 然后在室温下将成型的聚乳酸共聚物放在高压 CO2 气体中机械饱和，所述高压 CO2 气体 的压力为 3.0-30.0MPA，同时从膨胀室上端的液体溶液进口喷入极性溶剂；在足够的机 械饱和时间之后，于 1~100 秒之内将气压迅速降低到大气压水平，所述聚乳酸共聚物中 的 CO2 气体的溶解度迅速下降，产生大量的 CO2 气腔，就形成了多孔泡沫结构，而形成 组织工程用三维支架。 目前，聚乳酸支架材料已被广泛的用于骨，软骨，血管，神经，皮肤等组织的支架 材料，并显示其良好的应用前景。
同济大学
2021-04-13
多孔透水透气性生态材料及其生态修复应用技术
开发了生态修复型多孔混凝土材料，提供了其在生态河岸利用的一揽子方案。 1.研发了修复型多孔混凝土材料的核心配方、配比设计以及力学强度、孔隙率、渗透性、生态适宜性等性能优化技术与成型工艺； 2.研发生态岸线、边坡防护与透水城市下垫面的多构型、模具及其成型关键技术，保障堤岸稳定性，营造植物生成活空间； 3.研究河湖生态岸线、道路边坡、城市透水下垫面的特定生境 植物筛选、群落植建与复合生态修复技术。
东南大学
2021-04-13