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电化学沉积制备单原子催化剂的普适性方法
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心和化学物理系曾杰教授、周仕明副教授研究团队发展出了一套利用电化学沉积制备单原子催化剂的普适性方法，利用该方法研究人员成功制备出了34种单原子催化剂，覆盖了多种过渡金属和多种衬底。相关成果发表在《自然·通讯》上。发展对衬底和金属无选择性的普适性单原子合成方法具有重要意义。研究人员在电化学三电极体系下进行电化学沉积，并通过阴极沉积和阳极沉积获得了两种Ir1/Co(OH)2单原子催化剂。此外，研究人员又探究了沉积条件（前驱体浓度、沉积圈数和沉积速率）对单原子形成的影响，发现当金属的负载量低于某一限度时，可以获得单原子；高于这一限度时则有金属团簇或颗粒形成，这一变化类似于液相中晶体生长中的成核过程（图1）。电化学沉积制备单原子的机理研究。(a)阴极沉积示意图；(b)阳极沉积示意图；(c)在阴极沉积中，前驱体浓度、沉积量和单原子形成的关系；(d)在阳极沉积中，前驱体浓度、沉积量和单原子形成的关系。为了证明该方法的普适性，研究人员又在氢氧化钴、硫化钼、氧化锰、氮掺杂的碳等衬底上成功获得覆盖3d、4d、5d金属的单原子催化剂，并且对所制备的单原子催化剂的结构表征后发现，阴极和阳极沉积获得的同一单原子催化剂具有不同的电子结构，这为其在不同催化反应中的应用提供了可能。研究人员还对所得单原子催化剂在电催化水分解反应中的性能进行了探究。实验结果表明，阴极沉积所得的一些催化剂在电催化析氢反应中表现出了优异的性能，同时，阳极沉积所得的一些催化剂在电催化析氧反应中也表现出了良好的性能。该制备单原子催化剂的普适性方法不仅为单原子催化领域注入了新的活力，而且为今后系统性研究催化剂结构和性能之间的关系提供了新的思路。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-14917-6.pdf详细阅读：http://news.ustc.edu.cn/2020/0313/c15884a414545/page.htm
中国科学技术大学
2021-04-10
一维原子链缺陷两端零能束缚态的发现
在二维铁基高温超导体中的一维原子缺陷链两端发现马约拉纳零能模，为实现较高温度下、无外加磁场的拓扑零能激发态提供了一种可行性平台。王健研究组通过分子束外延（MBE）技术在钛酸锶衬底上成功制备出大尺度、高质量的单层FeTe0.5Se0.5高温超导薄膜，其超导转变温度T_c≈62 K，远高于块材Fe(Te,Se) (T_c≈14.5 K)。利用原位低温（4.2 K）扫描隧道显微镜（STM）和扫描隧道谱（STS）技术，研究组在薄膜表面发现了一种由最上层Te/Se原子缺失形成的一维原子链缺陷。在这种一维原子链缺陷两端，同时观测到了零能束缚态（图1），而在一维原子链缺陷的非端点处，依然是超导带隙的谱形。随着温度升高，零能束缚态的峰高逐渐降低，最终在远低于T_c时消失（约20 K）。随着针尖逐渐逼近薄膜表面，即隧穿势垒电导变大，零能束缚态峰迅速升高且没有发生劈裂，展现出良好的抗干扰性。此外，研究组发现在较短的一维原子链缺陷两端的零能束缚态发生了一定程度的耦合（图2），其峰高随缺陷长度的依赖关系在统计中展现出正相关关系。这些零能束缚态的谱学特性，如峰值高度与半高宽随温度的演化，消失的温度，针尖逼近隧穿谱与难劈裂的特性等，都与马约拉纳零能模的解释相符合，可以基本上排除Kondo效应、杂质缺陷束缚态或有节点的高温超导体中Andreev零能束缚态等其它可能性。波士顿学院的汪自强教授团队基于肖克利缺陷态的能带理论在超导体中的表现提出了可能的理论解释。在强自旋轨道耦合作用下，单层FeTe0.5Se0.5薄膜表面的一维原子链缺陷可以是衍生一维拓扑超导体，其端点处会产生受时间反演对称性保护的一对马约拉纳零能模。时间反演对称性破缺下也可产生一维原子链缺陷拓扑超导体，其两个端点各产生一个马约拉纳零能模。这一工作首次揭示了二维高温超导体FeTe0.5Se0.5单层薄膜中的一类拓扑线缺陷端点处的零能激发，具备单一材料、较高工作温度和零外加磁场等优势，为进一步实现可应用的拓扑量子比特提供了一种可能的方案。
北京大学
2021-04-11
一种用于制作原子层沉积膜的可拆卸喷头及装置
本发明公开了一种用于制作原子层沉积膜的可拆卸喷头及装置。用于制作原子层沉积膜的喷头，包括进气管路、进气口和出气口；所述进气口内部为空腔；所述出气口内部形成空腔，分为上半部分和下半部分，其上半部分与下半部分之间设有漏斗形结构；进气管路与进气口固定连接，进气口与出气口可拆卸密闭连接。用于制作原子层沉积膜的装置，包括所述喷头、腔体支撑架、基片承载台和运动平台，腔体支撑架中间形成长条状镂空，可顺序设置多个可拆卸喷头，基片承载台设置在墙体支撑架下方，运动平台带动基片承载台。本发明能适应不同的原子层沉积反应，通
华中科技大学
2021-04-14
一种基于原子力显微镜的多功能组合探针系统
本发明公开了一种基于原子力显微镜的多功能组合探针系统。该系统能在各种设定的工作环境中通过程序控制原位切换具有不同功能的探针，从而在同一实验区域原位实现微观摩擦磨损实验、表面形貌扫描、晶体结构演变探测和摩擦能量耗散测量等功能。该系统在原位切换探针时，无需破坏工作环境，有效避免外界环境对样品表面的污染。
西南交通大学
2016-10-19
基于 PSO 改进的原子分解法的雷击干扰与故障识别方法
本发明涉及一种雷击干扰与雷击故障识别方法，尤其是涉及一种基于 PSO 改进的原子分解法的雷 击干扰与故障识别方法。本发明利用原子分解法对故障线路保护安装处的电压电流信号进行频率成分分 析，提出基于零序电流稳态工频分量有无的雷击干扰识别方法;提出基于电流线模分量原子分解能量比 值与基于故障相电流电磁暂态特征的双重故障类型识别判据，提高了故障识别的准确率。本发明在过完 备冗余原子库的基础上自适应地寻找信号的最佳匹配原子及其参数，从而使信号的自适应表达简洁，分 解结果稀疏，极大地提高了
武汉大学
2021-04-14
超精萘高端试剂的研制及应用
目前精萘的工业生产法，一般采用箱式分步结晶、似精馏原理的区域熔融结晶方法，工 艺包括工业萘的溶解、冷却、发汗、结晶等重复性的五级或七级分步结晶。在“萘”的结晶 过程中，由于杂质硫茚与萘会形成共熔体，也会在结晶中析出，降低纯化能力。为达到所需 的纯度，需多次重复这样的结晶操作。但受分离推动力的限制，获得的产品精萘仍含有硫茚 0.2～0.5%，甚至0.9%，它是影响“萘”制四氢化萘、十氢化萘 (萘满) 催化剂寿命以及碳纤维 质量的关键因素之一。 本项目通过加入化学添加剂增加分离推动力，研制的无硫超精萘、,其结晶点、灰分、不 挥发物、比色等达到高端化学试剂的程度，可有效应用于萘加氢产品四氢化萘、十氢化萘及碳 纤维等新能源及新材料领域。
华东理工大学
2021-04-11
关于在超强超快物理领域的研究
随着激光技术的不断发展，超快超强激光可以在飞秒的时间尺度（1飞秒=10-15 秒）内作用于电子使电子产生约0.1纳米（1纳米=10-9米）量级的空间位移。利用超短超强激光脉冲，人们将可以实现分子尺度下的电子位置的超快及超高精度的位置控制。然而现有的探测技术，却无法实现对电子如此微小位移的精确测量。隧道扫描显微镜（STM）利用的电子量子隧穿信号能以0.1纳米的横向和0.01纳米的纵向分辨率对静止的原子进行成像，却无法对运动中的电子进行成像。光电子显微镜（PEEM）成像系统虽然可以测量运动电子的位置，但是其最好的分辨率仅能达到约3纳米，无法在0.1纳米的尺度进行位移测量。日前，该团队利用强场电离中的时间双缝干涉图样，提出对电子在激光脉冲下的微小位移进行了测量的新方案，该方案的分辨率可达0.01纳米。为了测量电子在超短脉冲作用下的位移，他们把导致电子位移的超短脉冲置于两束较长反向旋转的圆偏振光之间。两束反旋向的圆偏振光先后分别电离电子，构成时间上的电子波包双缝干涉，这在电子动量谱中产生涡旋结构。在没有中间的超短脉冲时，该涡旋结构角向是均匀分布的。当中间加入了一束任意的被测超短脉冲，它将作用于前一圆偏光电离的电子使之产生微小位移，这个微小位移使得电子波包获得一个额外相位，从而导致先后两个电子波包的干涉结构在角方向产生了非均匀性。他们提出通过测量这个非均匀的角向分布，可以准确地提取出电子在超短脉冲作用下产生的亚纳米量级的微小位移。他们的方案对激光的焦斑效应以及两束圆偏振光的相位抖动具有很好的抗干扰能力。左图：新方案示意图；右图：测量方案给出的理论预测结果。 理论提出并在实验上实现了对椭圆偏振强激光椭偏率的原位测量新方案。他们利用两束其它参数相同而旋向相反的椭偏光来电离惰性气体氙（Xe）原子，强场电离得到的电子阈上电离谱和单电离离子总产率谱敏感地依赖于两束光脉冲之间的延时。这些能谱和产率随延时的周期性调制，能够准确反映一个光学周期之中椭圆偏振光的电场强度的最小和最大值间的比值，因此可以用来准确提取每一束椭偏光的椭偏率。研究表明，这一椭偏率测量方案在很大的激光参数范围内普遍适用，这一工作在准确表征超快强激光场的性质方面迈出了重要一步，将对强场物理研究中精细操控原子分子内的超快过程起到重要推动作用。
北京大学
2021-04-11
单层钎焊超硬磨料砂轮高效磨削技术
针对钛合金、高温合金、树脂基/陶瓷基/金属基复合材料等航天装备用难加工材料及其复杂构件磨削加工效率低、质量稳定性差、工具寿命短、加工成本高的技术瓶颈难题，长期开展了单层钎焊金刚石与立方氮化硼（CBN）超硬磨料砂轮高效磨削技术研究。
创新成果
单层钎焊金刚石与CBN超硬磨料砂轮通过钎焊方法实现砂轮对超硬磨料的牢固把持，具有磨粒把持强度高、有序排布、锋利度高、寿命长、绿色环保等优势，突破了常规超硬磨料砂轮主要通过电镀、烧结等机械界面作用把持磨粒、强度低，导致重负荷工况下磨粒易脱落、砂轮寿命短、锋利度差。通过开发钎焊砂轮与磨削工艺的匹配技术，实现了航天装备难加工材料及构件的高效高品质加工。
南京航空航天大学
2021-05-11
单层钎焊超硬磨料砂轮高效磨削技术
针对钛合金、高温合金、树脂基/陶瓷基/金属基复合材料等航天装备用难加工材料及其复杂构件磨削加工效率低、质量稳定性差、工具寿命短、加工成本高的技术瓶颈难题，长期开展了单层钎焊金刚石与立方氮化硼（CBN）超硬磨料砂轮高效磨削技术研究。创新成果单层钎焊金刚石与CBN超硬磨料砂轮通过钎焊方法实现砂轮对超硬磨料的牢固把持，具有磨粒把持强度高、有序排布、锋利度高、寿命长、绿色环保等优势，突破了常规超硬磨料砂轮主要通过电镀、烧结等机械界面作用把持磨粒、强度低，导致重负荷工况下磨粒易脱落、砂轮寿命短、锋利度差。通过开发钎焊砂轮与磨削工艺的匹配技术，实现了航天装备难加工材料及构件的高效高品质加工。应用范围:成果已成功应用于航天科工南京晨光导弹液压伺服系统钛合金作动筒壳体与高温合金阀体、航天三院钛合金弹翼、航天八院树脂基复材构件的高效精密加工。后续拟向航天系统进一步扩大应用推广。
南京航空航天大学
2021-04-10
油相中超细金属粉分散剂
润滑油是四大石油产品之一，是关系国计民生的重要商品，被称为机械运转的血液。各种润滑油添加剂在润滑油生产中起到非常重要的作用，润滑油性能的好坏直接取决于添加剂的选用，两者有着密不可分的关系。近几年来纳米微粒作为润滑油添加剂的研究进入到一个比较活跃的阶段。纳米微粒作为润滑油添加剂和传统润滑油添加剂相比有许多优势。纳米金属微粒粒径小，在油中分散稳定，因此在
南京工业大学
2021-01-12