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一维功能纳米材料的控制合成、性能调控及应用研究
半导体纳米线是一种独特的准一维纳米材料。它不仅是电荷的最小载体,也是构建新的复杂体系和新概念纳米器件的基元。在该领域中,新现象和新概念层出不穷,推动着材料、物理、化学等交叉学科的发展,并将对未来电子、光电子、通讯等产业产生重大影响。在这一当今最前沿的研究领域中,国际上尤其是发达国家集中了最精锐的研发力量,以期望在纳米器件的实用化方面有所突破,在未来高科技争夺战中,保持领先并居于主导地位。在纳米研究领域,美国政府仅在2005年就投入10亿美元,而日本在同一年的投入约12亿美元。 我国的《国家中长期科技发展规划纲要》中也已经把纳米科技作为基础研究重大研究计划,列入重点支持范围。其中一维功能纳米材料的控制合成、性能调控及应用研究是目前纳米材料研究的世界热点。 张跃教授承担了973、863、重大国际合作、自然科学基金杰出青年基金和面上项目等各类纳米研究方向的课题,通过创新合成方法、优化合成工艺,实现了多种形貌的一维功能纳米材料的可控制备,利用等多种手段对纳米材料的形貌、结构进行了表征,并对其生长机理、力学性能以及光致发光、场发射、导电性等物理性能进行了系统和深入的研究,特别是在碳纳米管及ZnO纳米阵列的实际应用领域取得了重要突破,其代表性成果包括: 1.改进了ZnO和掺杂ZnO一维纳米材料的制备方法。采用化学气相沉积法,在较低温条件下,通过不同工艺成功制备了纯ZnO及In、Mn、Sn等掺杂ZnO纳米棒、纳米线、纳米带、纳米电缆、纳米阵列、四针状纳米棒、纳米梳、纳米盘等多种形貌结构的纳米材料,实现了一维ZnO纳米材料较低温度条件下形态和尺度控制生长,产物品质纯净、产率高、质量好,易于工业化生产。制备方法受到国际同行的高度评价,认为是半导体制造领域中氧化物纳米结构集成方法的重大进步,不仅对从事纳米材料研究的科学家,而且对半导体产业意义重大。有关双晶ZnO纳米带的论文发表在国际知名期刊Chemical Physics Letters (2003,375:96-101)上,论文被引用60余次,位列该期刊2003至2007年被引用前50名之内。 2.提出了一维氧化锌纳米材料新的生长机理。首次合成四针状纳米氧化锌材料并揭示了该结构的八面体孪晶核生长的理论模型,该研究结果的论文发表在Chemical Physics Letters (2002,358:83-86)上,被他引更是达到了130 余次。首次发现和论证了一维氧化锌纳米结构中的螺旋位错诱导晶体生长机理,观察到了一维氧化锌纳米材料存在的大量螺旋位错、周期性的位错及生长台阶,发现生长是沿着位错进行,且与其伯格斯矢量的方向一致。 3.原位研究单根ZnO和In-ZnO纳米线的力学行为。利用TEM对单根纳米线加载交变电压使其发生共振,原位测量其本征共振频率,通过计算得出氧化锌纳米线的弯曲模量。氧化锌纳米线可以构建纳米悬臂梁和纳米谐振器,通过氧化锌纳米线构建的纳米秤,测量了黏附在纳米线自由端的纳米颗粒质量。该研究论文发表在英国物理协会的期刊J. Phys.: Condens. Matter( 2006, 18 (15), L179-L184)上,被评为该期刊2006年度的顶级论文(Top paper),位列其中第九名,是该年度该期刊22篇Top papers研究论文中唯一由中国研究人员完成的成果。 4.合成了多种ZnS准一维纳米材料,并提出了四针状ZnS纳米结构的生长机理,指出其生长过程由立方相形核和六方相孪晶生长机制共同控制。同时率先报道了ZnS四针状纳米材料的光致发光性能,发光波长相对其它ZnS 纳米材料发生蓝移4.8~32.8nm。该研究论文发表在国际著名期刊Nanotechnology (18 (2007) 475603)上,在发表后的第一个季度内,下载量就超过250次,成为该期刊排名前10%的热点文章。 5.碳纳米管及ZnO纳米阵列的实际应用取得了重要突破。采用涂敷和CVD两种方法成功制备了多种大面积碳纳米管阴极,采用水热合成法制备了大面积一维纳米ZnO阵列阴极。首次研究了纳米阴极的强流脉冲发射性能,其中碳纳米管阴极的发射电流密度高达344 A/cm2,ZnO阴极的发射电流密度达到123A/cm2。系列研究成果发表在Carbon、Appl. Phys. Lett.等国际著名期刊上。研制的多种纳米阴极在线性感应加速器上已经得到成功应用,阴极的发射电流强度及发射电子的均匀性远远高于现有的阴极性能指标。 张跃教授有关纳米材料的研究成果获教育部高等学校科学技术奖(自然科学奖)二等奖1项(2006-052),完成专著1部,另合作出版专著1部,发表论文80 余篇(其中SCI 40余篇、EI 近20 篇),重要成果发表在Appl. Phys. Lett.、Carbon、Advan. Funct. Mater.、 J. Physical Chemistry C、Chemical Physics Letters、J. Phys.: Condens. Matter、J. Physics D: Applied Physics、J. Nanosci. Nanotech.等国际知名期刊上,申报12项发明专利(已授权5项)。发表研究论文中的4 篇代表性论文,已被引用300余次,单篇他引超过130次。
北京科技大学 2021-04-11
一种喷射沉积成形制备大块非晶合金的方法
雾化喷射沉积成形技术近年来被广泛用于研究和发展高性能的快速凝固材料。该技术最突出的创新点在于,将液态金属的雾化和雾化熔滴的沉积自然地结合在一起,是一种短流程快速凝固体材料制备新技术。喷射沉积成形块体致密件的形成,是在特定条件下的凝固过程。其基本特点是在沉积表面形成一层极薄的液膜,块体致密件的形成则是这一液膜不断凝固、推进的过程。在多年研究喷射成形技术的基础上,杨滨教授及其课题组成员近年利用喷射沉积成形技术成功地制备出了最大直径为380mm、最大厚度12~13mm的La62Al15.7(Cu, Ni)22.3大块非晶合金,这是国际上迄今报导的最大尺寸的镧基非晶合金样品。DSC测试结果表明,沉积态La62Al15.7(Cu, Ni)22.3非晶合金的过冷液相区宽度DTx和约化玻璃转变温度Trg均高于单辊旋转熔体快淬或铜模铸造法制备的同成分非晶合金。 已获得中国发明专利,杨滨,刘宗峰,张勇,张济山,陈国良,一种喷射沉积成形制备镧基大块非晶合金的方法,专利号:ZL200510086239.6。“高熔点高合金化材料快速凝固气雾化制备技术”,获中国有色金属工业科学技术奖一等奖(2003.12)。
北京科技大学 2021-04-11
一种含有香菇菌丝体多糖的组合物及其应用
本发明涉及一种含有香菇菌丝体多糖的组合物及其应用。采用的技术方案是:按重量百分比组成如下:香菇菌丝体多糖60%-80%,黑米多肽10%-20%,稠李花色苷10%-20%。本发明的含有香菇菌丝体多糖的组合物可用于制备抗疲劳药物、抗疲劳保健品和饲料。
辽宁大学 2021-04-11
一种面向视觉监控的自动导航巡逻机器人
随着社会经济的发展,医院、车站、机场等大型场所的规模和数量不断扩大,其保安巡逻 自动化需求将日趋迫切。目前依赖于人力巡逻或CCD定位监控已不能满足夜间保安的要求, 采用保安巡逻机器人实行定时、定点监控巡逻与不间断流动巡逻结合将是目前最佳的解决方 案。 为了实现保安巡逻的各项功能,使系统在总体性能上满足实时性、可靠性和方便性的要 求。远程操作计算机远离移动机器人的工作现场,操作者通过这台计算机实现对机器人的远程 操作控制,其实现的功能有:网络通信、视频的解压缩和显示、非视觉传感器信息的可视化显 示、移动机器人工作状态的显示和接收操作者通过控制设备对移动机器人下达的控制命令。 移动机器人平台由移动机器人信息处理及操作系统、道路识别系统、视频采集系统、非视 觉传感器信息采集系统和伺服驱动系统组成,其中移动机器人上位机系统实现的功能有:网络 通信、视频信息压缩、视频信息识别、非视觉传感器信息的处理、移动机器人的运动规划和运 动控制。本项目创新点如下: (1) 基于区域矢量化道路识别 对车道线进行区域矢量化,并对获取的车道线进行数学分析及建模,用以后续的自动导航 控制。 (2) 基于多信息融合的自动导航 本巡逻机器人自动导航系统采用多信息融合,结合视觉信息和GPS定位。视觉信息用来识 别车道线进行导航,而GPS可以提供必要的导航信息,对视觉信息的不足进行补充。 (3) 巡逻机器人组网及远程控制 巡逻机器人控制系统接入无线网络,可以通过控制端PC对机器人发送指令,使其按所发 送的指令自动到达指定站点。机器人之间应该也能够互相通信,这样才能够及时的避免冲撞以 及交换信息。
华东理工大学 2021-04-11
一种基于离子液体的FCC汽油电化学脱硫方法
本发明属于化工催化及汽、柴油脱硫领域,尤其涉及一种以离子液体进行催化氧化脱硫的方法。本发明提供一种方法简单,无污染,催化剂易于分离且易于降解,可将FCC汽油中的硫含量降至10ppm以下,达到欧洲五号标准,而不影响其他质量指标的绿色脱硫工艺。
辽宁大学 2021-04-11
一种基于棘轮机构的多功能爬楼旅行箱
一种基于棘轮机构的多功能爬楼旅行箱,同时又有具有防盗报警、跟随和家居安防等功能。 该旅行箱具有以下主要指标: 1、在旅行箱内部设置有控制系统,能够控制底部的电机驱动轮按照不同方向做相应的运动,实现自动控制,使旅行箱使用更方便。 2、棘轮机构仅有非工作和工作状态,并且通过旅行箱上的开关来直接控制,简单的控制方式能够保证爬楼功能的稳定性。 3、本旅行箱中设置有蓝牙模块,用于实现旅行箱的跟随和防盗功能。 4、本旅行箱中设置有wifi模块,用于实现旅行箱的家居安防功能。 5、本旅行箱的功能可根据需要随意裁剪,从而满足不同人群的需要。 本旅行箱适用于公务出差、上学、旅游、探亲访友等人
辽宁大学 2021-04-11
一种用于铜绿微囊藻的培养基及其应用
为了探索行之有效的抑制藻类水华暴发的途径,更好的了解藻类水华爆发的自然条件,就需要进行大量的实验室模拟培养。但是作为水华爆发的主要藻类,微囊藻的实验室纯培养比较困难,特别是现有的培养基及培养条件很难达到实验室纯培养铜绿微囊藻的要求。为解决铜绿微囊藻实验室纯培养较困难的问题,本发明提供一种利于铜绿微囊藻生长的培养基及培养条件
辽宁大学 2021-04-11
宽温度范围连续可调控固态非线性光学开关材料的研究
非线性光学开关材料是非线性光学材料的一个重要分支,指的是在某种外界条件(如:光、热、化学环境变化等)变化下,能够在非线性光学 “开”、“关”两种状态间切换的物质。先前的大多数研究主要集中于液态材料,但其易失谐以及不稳定等特点,使得液态开关材料难以获得实际应用。而固态非线性开关材料具备非线性性质优良、性能稳定、易于调控等优势;但是目前具备固态非线性开关特性的材料却还很匮乏,这是因为其不仅要求其结构构筑基元是强响应非线性活性基团,而且环境变化下具备基元间对称性的可逆重排特性。目前,已经报道的固态非线性开关材料在状态间切换依赖于材料本身的相变温度Tc,正因如此,已报道材料只能在一个固定温度点下使用,这严重限制了固态非线性材料在温度响应方面的应用。 2018年吴立明课题组从理论上预测具不对称性的单氟磷酸根PO3F2-有望成为新的DUV NLO功能基团,并提出氟磷酸盐可作为深紫外非线性光学材料;进而通过实验合成获得(NH4)2PO3F,NaNH4PO3F∙H2O,(C(NH2)3)2PO3F等新型单氟磷酸盐深紫外非线性光学材料,并对其非线性光学性能进行了系统研究。(Chem. Mater. 2018, 30, 7823-7830.)。对其中非线性晶体材料(NH4)2PO3F相变特性深入研究发现:该化合物可在温度变化下发生低温相(P21/n、无非线性信号)和高温相(Pna21、有非线性信号)的相互转变。通过单晶结构表征分析证实,该相转变需要克服氢键网络重排的能垒。基于此,该工作提出,如果能调控(NH4)2PO3F中的氢键结构,有望实现对该化合物相变能垒和相变温度的调控。据此,该工作利用K+与NH4+的半径相似但不存在氢键环境的特点,设计合成了一系列化合物Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0.0 – 2.0)。研究表明,随着K+含量x的增加,由于Kx(NH4)2-xPO3F结构中氢键网络不断被削弱,发生相转变所需克服的能垒也逐步降低,在材料性能上则表现为非线性开关激发温度Tc的不断降低。因此,通过调控材料中K+离子的含量,固态非线性开关材料Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0 – 0.3)可实现激发温度Tc在270–150 K大温度范围内的连续可调。这是首次实现对固态非线性开关材料激发温度的调控,并且根据K+离子含量的控制,可实现在120摄氏度范围内的宽温度连续可调。通过理论计算高温相与低温相的自由能证实当K+含量高于30%时,由于氢键结构的过度削弱,该相转变消失,这与实验结果相符。该工作系统深入地探究了内部微观结构与宏观非线性光学开关性质之间的内在机制,不仅打破了传统非线性开关局限在特定温度的壁垒,而且为今后研究氢键机制作用下调控宏观性质提供了有益的参考。
北京师范大学 2021-04-10
含有稠李花色苷的预防老年痴呆保健品
本发明涉及一种含有稠李花色苷的预防老年痴呆保健品。按重量百分比组成如下:稠李花色苷30%-50%,稠李多糖10%-30%,高粱米多肽5%-15%,板栗多肽5%-15%,山药提取物5%-10%、茯苓提取物5%-10%、川芎提取物5%-10%、麦门冬提取物5%-10%。对其所具有的预防老年痴呆功能进行体外实验和动物实验研究,发现该保健品具有预防老年痴呆的活性与功能,可以代替化学合成药物,避免过多的化学合成药物毒副作用,使得稠李花色苷组合物具有更广阔的发展前景,并且成为可以应用于保健品中的新兴成分。本发明前期投入约10万元,属于保健品领域,具体的涉及一种预防老年痴呆保健品,市场前景广阔。
辽宁大学 2021-04-10
一种学龄前儿童专用的座椅安全带
成果描述:本实用新型公开了一种学龄前儿童专用的座椅安全带,包括肩带和腰带,左固定带和右固定带的固定端均配置有固定连接件;调节带与腰带长度调节器连接;前肩带连接件的下端与调节带连接;左肩带和右肩带分别配置有用于固定在汽车座椅上端的肩带固定器,左肩带和右肩带分别穿过肩带固定器后与后肩带连接件连接为一体;后肩带连接件的下端与卷收器连接。本实用新型通过腰带长度调节器来调节腰带长度,可以将儿童约束在一般的儿童座椅上,让儿童的腰部和肩部都能够得到舒适的防护,使得儿童在汽车碰撞过程中受到的冲击力得到很好的分散,不会对儿童产生局部损伤;同时也可以避免发生下潜现象。市场前景分析:本实用新型通过腰带长度调节器来调节腰带长度,可以将儿童约束在一般的儿童座椅上,让儿童的腰部和肩部都能够得到舒适的防护,使得儿童在汽车碰撞过程中受到的冲击力得到很好的分散,不会对儿童产生局部损伤;同时也可以避免发生下潜现象。与同类成果相比的优势分析:国内领先
成都大学 2021-04-10
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