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我国超重力领域基础科研的“国之重器”取得重要进展
7月16日凌晨1时28分,全球容量最大超重力离心模拟与实验装置的实验大楼,在杭州城西科创大走廊正式结顶,这意味着我国超重力领域基础科研的“国之重器”取得重要进展。
科技日报 2023-07-16
或存在会“二重唱”的新型引力波天体
从天体物理动力学理论出发,阐释一类新的引力波天体的形成和演化过程。和此前已知的其他引力波源不同,这类新的天体同时辐射毫赫兹和百赫兹两种频率的引力波,因此可能被空间和地面引力波探测器同时观测到。 爱因斯坦的广义相对论预言引力能够在时空中激起涟漪,并且这种“引力波”以光的速度传播。自2015年9月14日美国的激光干涉引力波天文台(Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory,简称LIGO)首次探测到两个黑洞合并所激发的引力波后,引力波天文学立刻升级成为一门新兴的实测科学。目前LIGO和欧洲的另一台地面探测器Virgo协同观测,已经探测到了五起双黑洞并合事件和一起双中子星绕进事件。 传统的天体物理动力学理论预言:一个数百万倍太阳质量的超大质量黑洞和一个数十倍太阳质量的恒星级黑洞会形成“极端质量比旋进系统”,即extreme-mass-ratio inspiral,简称“EMRI”。这种系统会辐射0.001赫兹左右的低频引力波。这种引力波是未来的空间引力波探测器,比如欧美的激光干涉空间天线(Laser Interferometer Space Antenna,简称“LISA”)和中国提出的“太极”、“天琴”等计划,最重要的探测目标之一。图一:双星极端质量比旋进系统想象图。图二:b-EMRI系统的形成(i)、圆化(ii)、和终结(iii)示意图。 陈弦和韩文标的研究发现,EMRI系统中的“小家伙”其实可能是由两个恒星级黑洞组成的双星(binary)。他们把这种恒星级双黑洞和超大质量黑洞组成的三体系统称作“双星极端质量比旋进系统”,即binary extreme-mass-ratio inspiral,简称“b-EMRI”(如图一所示)。 在文章中,陈弦和韩文标系统阐述了恒星级双黑洞如何被超大质量黑洞潮汐捕获(图二中i过程),又是如何旋进(inspiral)到超大质量黑洞几十倍视界半径处,从而可能被空间低频引力波探测器观测到(见图二中ii过程)。 这项工作的独到之处在于作者引入了先进的相对论三体数值模拟技术,用于追踪恒星级双黑洞在超大质量黑洞附近的动力学演化。因此他们发现两个恒星级黑洞有较高的概率并合,从而辐射地面天文台也能够探测到的高频引力波(见图二中iii过程)。 因为b-EMRI同时辐射低、高频两种引力波,就像高、低两声部同时进行演唱,所以作者形象的称之为“二重唱”引力波天体。未来联合地、空探测器寻找到这类天体,将有助于人们进一步理解引力波的产生、传播、以及强引力场所造成的多种非线性动力学过程。
北京大学 2021-04-11
一种养殖场重污无害化处理装置
本实用新型公开了一种养殖场重污无害化处理装置,包括液体处理箱,所述液体处理箱的上端固定有第一进料斗,所述液体处理箱的一侧固定有第二进料斗,所述液体处理箱内设有空腔,所述空腔内的相对侧壁上共同固定有第一过滤板,所述空腔内的底部设有混合装置,所述空腔内的一端侧壁上设有传输装置,所述传输装置上设有固体处理箱,所述固体处理箱内设有挤压腔。本实用新型能将粪便和污水分离后分别处理,方便将粪便内的水分排干并挤压成型,便于存储、燃烧和添加入肥料,同时通过混凝剂和过滤网除去污水内的颗粒状杂质,通过钙离子试剂除去污水内的磷酸盐,便于将污水进行处理并排放,提高了处理效率。
青岛农业大学 2021-04-13
一种提高外包加密数据共享功能的代理重加密方法
本发明公开了一种提高外包加密数据共享功能的代理重加密方 法,其应用在包括多个用户、云端以及 KGC 的存云存储系统中,该方 法包括:根据预先确定的安全级别构建对应的双丝性映射,并根据该 双线性映射和系统中的用户数量计算主公共密钥 PK 和主秘密参数 MK,根据生成的主秘密参数 MK 和每个用户所具有的身份 ID,为每 个用户生成私钥 SK,并将该私钥发送给对应的用户,接收由接收方集 合向数据拥有者发送的数据请求,并根
华中科技大学 2021-04-14
一种基于双角度排序优化的行人重识别方法
本发明公开了一种基于双角度排序优化的行人重识别方法,属于监控视频检索技术领域。本发明首 先通过基于全局特征和局部特征的方法得到初始的排序结果;然后通过取两者排序结果的前 k 个结果的 交集作为初始查询更可靠的最近邻;再然后对里的每一个目标作为新的查询进行交叉的反向查询,通过 加权融合反向查询的排序列表得到整个优化的排序列表;最后再对里的每个去构建一个双层图,计算图 的近邻相似性去对进行进一步的重排,进而得到更好的重识别效果。
武汉大学 2021-04-14
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 ImportantPaper)。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。 (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 (c) (S-CTA)2CuCl4的晶体堆积图 图为变温固体紫外-可见吸收光谱 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
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
质子/重离子治疗仪具有 360°旋转机架的治疗室
质子治疗肿瘤已被全世界评估为疗效最好、副作用最少的治疗方法,质子放射治疗肿瘤需要质子重离子治疗设备,质子重离子治疗设备价格昂贵,目前国际上也只有少数的医院具有,高昂的成本设备成本是质子重离子治疗推广应用的最主要瓶颈,质子重离子治疗设备要实现适形治疗,需要高效地控制束流的横向位置、纵向的能量分布,以精准地匹配病灶的形状,这就需要能够360°旋转、等中心点的旋转机架,上海理工大学与其他单位利用在航天领域的合作成果和相关的自主技术,破解了质子重离子束用于实体瘤的精准治疗的核心技术和工程难题,成功研发质子重离子治疗仪360°旋转机架,位置精度达到了<1mm,为质子重粒子治疗设备小型化、降低成本、更普及推广打下了坚实的基础。质子重离子治疗仪360°旋转机架是质子重离子治疗仪的重要组成部分,它能将粒子束按照最优路径准确打到患者的肿瘤位置,减少对健康部位的损害,更有效的杀死癌细胞。
上海理工大学 2021-01-12
特效抗静电剂
聚烯烃制品在生产和使用过程中极易因摩擦而产生静电,给生产和使用带来极大不 便.如一般塑料包装膜因为静电吸附而不易机械灌装. 特效抗静电剂是具有特殊结构的极性聚合物型高效抗静电剂,其极性基团的强离子 特性导致了表面膜结合湿气的高导电性。在低湿度环境下(湿度 30%)也有优良抗静电 效果。 由于特效抗静电剂绝佳抗静电效果,只需用在表层。加入量 1%左右可使塑料制品的 表面电阻降到 109Ω。在节约成本的同时也扩大了聚烯烃薄膜的应用范围。 不必加入产品芯层,然后等待迁移到表层,再形成极性导电层。从而缩短抗静电效果响 应时间。标准环境下(25℃,湿度 65%),一周内可达抗静电效果峰值。
同济大学 2021-04-11
固氮催化剂
元素是构成生物的最主要元素之一。尽管大气中氮气的含量高达78[%],但是氮气的活化十分困难。目前工业上广泛采用Haber�Bosch法将氮气还原成氨气,然而这一过程需要在高温高压下进行,因此能耗高。据统计,每年用于合成氨的能耗超过全球年能耗的1[%]。光/电催化固氮是合成氨的一种新途径,能够在常温常压下实现氮气的还原,因此引起了广泛关注。核心问题就是寻找和设计高效、稳定、低廉的催化剂。目前,高效的固氮催化剂主要是基于过渡金属(TM)化合物,而关于非金属催化剂的报道很少。这是由于过渡金属中空的d轨道和占据d电子的共存,既能够容纳氮气分子中N原子的孤电子对,又能够提供电子到氮气分子的反键轨道,从而活化N≡N三键、增强N‒TM键。通过分析硼原子的核外电子结构,王金兰教授团队发现sp3杂化的硼原子与过渡金属类似,也同时具有空轨道和占据轨道,因此有望用于氮气的活化与还原。通过结构、性能等多方面的分析,他们最终选择g-C3N4作为衬底来负载sp3­杂化的硼原子,设计了首个不含金属的单原子催化剂,B/g-C3N4。理论计算表明,B/g-C3N4可以在极低的起始电位(0.20 V)下,通过酶促机理有效地将氮气还原为氨气。此外,硼的修饰可以显著增强g-C3N4的可见光吸收,因此有望实现太阳能驱动的固氮反应。此外,该催化剂也具有很大的合成前景以及极高的稳定性。
东南大学 2021-04-11
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