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基于分子动力学模拟和实验验证的钠铝磷酸盐玻璃结构研究
摘要 由于磷酸盐玻璃在中等范围的结构复杂性,对其建模面临着重大挑战。本研究致力于开发一种用于模拟钠铝磷酸盐玻璃的经典势能模型,通过在现有的有效两体势能中加入三体项来提高分子动力学(MD)模拟的结构精度。三体项的参数最初是通过拟合密度泛函理论(DFT)得到的晶体磷酸盐数据来确定的,随后通过模拟二元和三元磷酸盐玻璃进行了优化。该势能模型的性能通过模拟六种三元钠铝磷酸盐玻璃来评估,其中三种玻璃是经过实验制备和表征的。计算结果与拉曼光谱以及27Al和31P魔角旋转(MAS)核磁共振(NMR)实验数据进行了验证,并与以往的研究结果进行了比较
来源:Journal of the American Ceramic Society
时间:2025-10-24
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综述:用于纳米电子学和能量收集的二维压电纳米材料
近年来,二维(2D)压电材料因其独特的物理特性和广泛的应用潜力,逐渐成为研究热点。这类材料不仅具备高度的灵活性、易于加工的特性,还具有较大的表面积和丰富的活性位点,这使其在新型电子设备的开发中展现出巨大优势。然而,尽管这些材料在理论上具备优越的性能,其实际应用仍面临一些挑战,例如对高冲击力的稳定性不足、制造工艺尚不成熟等。本文对二维压电材料的研究进展及其在新一代设备中的应用进行了全面综述,从结构与工作机制、合成方法、表征技术、压电催化技术,到具体应用领域,逐一探讨其优势与局限,并展望其未来的发展方向。压电效应是指在某些不具备中心对称性的材料中,机械应力能够引起电极化,从而产生电荷,而电场则能够
来源:ENERGY & ENVIRONMENTAL MATERIALS
时间:2025-10-24
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H13 Cr-Mo钢在UNSMT处理下的疲劳裂纹演化:表面鱼眼裂纹(MSFCs)与内部鱼眼裂纹的对比分析
摘要 本研究探讨了H13 Cr-Mo钢在未经处理和经过超声纳米晶表面改性处理后的疲劳裂纹行为。研究发现存在三种不同的裂纹扩展机制:(1) 表面夹杂物:当表面存在夹杂物时,疲劳裂纹以单一主导裂纹的形式起始并扩展,这与人工坑洞试样中观察到的情况相似。(2) 无表面夹杂物:在没有夹杂物的情况下,疲劳寿命受多个微小疲劳裂纹(MSFCs)的起始、生长和聚合过程控制。这些裂纹表现出沿深度方向的扩展,其扩展受到应力集中区域形成的大型椭圆形裂纹尖端的影响,从而加速了裂纹内部的扩展。(3) 断裂特征:表面裂纹和内部裂纹的最终断裂行为相似,表现为在疲
来源:Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures
时间:2025-10-24
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在系统拓扑变化的情况下,利用GCN-LSTM网络对配备GFM和GFL逆变器的虚拟发电厂进行数据驱动的动态建模
虚拟电厂(Virtual Power Plants, VPPs)作为整合分布式能源资源(Distributed Energy Resources, DERs)的关键手段,正逐步成为现代电力系统的重要组成部分。VPPs通过聚合和协调多种分布式发电资源(DGs),能够像一个可控实体一样运行,支持电网的关键功能,如频率和电压调节,而无需对资产进行物理集中。这种灵活性和可扩展性使得VPPs在应对日益增长的可再生能源渗透率和复杂电网运行条件方面具有显著优势。然而,随着越来越多的逆变器型资源(Inverter-Based Resources, IBRs)取代同步发电机(Synchronous Genera
来源:International Transactions on Electrical Energy Systems
时间:2025-10-24
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采用金纳米颗粒改性的丝网印刷电化学免疫传感器,用于检测前列腺癌生物标志物人激肽释放酶2
在当前癌症诊断与治疗技术不断进步的背景下,前列腺癌(Prostate Cancer, PCa)作为影响老年人群的一种常见疾病,其早期诊断和治疗仍是医学界关注的重点。尽管已有多种检测手段,如PSA(前列腺特异性抗原)测试,但由于PCa在早期阶段通常缺乏明显症状,导致其确诊率较低,严重影响患者的预后。因此,寻找更加特异、灵敏且适用于实际临床环境的生物标志物成为提升诊断准确性的关键。KLK2(组织型凝血酶原激酶2)作为一类与PSA同属kallikrein家族的蛋白质,近年来被广泛关注。研究表明,KLK2在PCa早期阶段的表达水平显著高于正常组织,同时其在前列腺切除术后几乎无法检测到,这使其成为一种具
来源:Electroanalysis
时间:2025-10-24
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一种新型的S型节段控制软管卷盘装置,用于变量施肥灌溉系统
摘要 英语 西班牙语 本研究介绍了一种基于云技术的自动化变量施肥系统的开发过程,该系统通过对现有的软管卷绕灌溉机(HIM)进行改造实现。这台灌溉机的喷灌臂宽度为46米,被划分为四个独立控制的区域;一个容量为300升的肥料罐被安装在喷灌车上,用于将液态肥料直接输送到各个区域。控制系统采用C#语言编程,用于自动控制灌溉水和肥料的施用过程。通过实验室和现场测试进行校准后,系统的施用精度得到了优化。同时,还开发了一个基于云的信息与通信技术平台。LSE01传感器采集的土壤湿度数据通过LoRaWAN传输到现场网关,
来源:Irrigation and Drainage
时间:2025-10-24
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利用LSTM和DT模型预测中国北方半干旱地区不同深度农田土壤湿度
摘要en此链接指向英文版摘要fr此链接指向法文版摘要 准确预测农田土壤湿度对于确定作物需水量和制定有效的灌溉标准至关重要。然而,高昂的成本以及土壤结构可能受到的破坏使得直接测量不同深度的土壤湿度变得具有挑战性。在这项研究中,提出了长短期记忆(LSTM)模型和决策树(DT)模型,利用土壤温度数据来预测3厘米、5厘米、10厘米和20厘米深度的土壤湿度,并评估了这两种模型在半小时和每天时间尺度上预测不同深度土壤湿度的准确性。结果表明,LSTM模型在半小时时间尺度上预测不同深度土壤湿度的准确性优于DT模型。在所有深度上,LSTM模型的准确性都高于DT
来源:Irrigation and Drainage
时间:2025-10-24
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生物磁性铁纳米颗粒:卵巢健康研究的新前沿
摘要 磁性氧化铁纳米颗粒在医学应用中引起了广泛关注,如成像和靶向药物输送。在本研究中,使用尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)和氯化铁合成了生物磁性氧化铁纳米颗粒。通过MTT实验评估了这些纳米颗粒对卵巢癌细胞的细胞毒性,实验分为十个阶段。在第一个阶段,所有处理组均显示出几乎所有的癌细胞死亡。为了评估纳米颗粒的磁响应性,将癌细胞置于钕磁场中(有或没有纳米颗粒存在的情况下),并使用电感耦合等离子体分析(Inductively Coupled Plasma analysis)测量细胞内的铁浓度。在体内评估中,24只大鼠被分
来源:ChemistrySelect
时间:2025-10-24
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用铜配位化合物对分段聚氨酯进行改性
摘要 本文研究了使用CuCl2和N,N′-二乙基羟胺制备的金属复合物(MC)对分段聚氨酯(SPU)超分子结构的影响。首先合成SPU并将其溶解在四氢呋喃中,用于后续实验。在添加0.1 wt.%的CuCl2时,就发生了配位结合,导致改性SPU(MSPU)的颗粒尺寸增加了10倍。与MSPU颗粒尺寸的突然增加相对应,其强度显著提升,电阻率则有所下降。这种改性对MSPU的超分子结构产生了明显影响。即使只加入每百个硬段分子一个CuCl2分子,也能观察到MSPU超分子结构的变化。少量MC对MSPU性能的显著影响无法用传统的配位结合理论来解释。推
来源:ChemistrySelect
时间:2025-10-24
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通过溶胶-凝胶旋涂法制备的Al:SnO2薄膜的结构、光学、介电和电学性质
摘要 采用溶胶-凝胶旋涂技术成功制备了掺铝的氧化锡薄膜。XRD图谱显示该薄膜具有四方金红石结构,平均晶粒尺寸为20 ± 2 nm。FESEM分析表明薄膜的表面形貌中颗粒平均尺寸为22 nm。EDAX分析揭示薄膜的元素组成为锡、氧和铝。AFM分析显示薄膜的表面粗糙度非常低,其值为0.053 µm。紫外-可见光谱分析表明薄膜的透射率较高,光学带隙为3.73 eV。测得的折射率为2.26,与块材值相当。同时计算了介电常数的实部和虚部值。PL发射光谱显示,掺铝的氧化锡薄膜在360 nm至421 nm范围内具有宽且强度高的发射峰,在358
来源:ChemistrySelect
时间:2025-10-24
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通过环转化反应实现高度官能化芪类化合物的无金属合成及其光物理研究
摘要 我们开发了一种高效、亲核试剂诱导、碱介导的环转化策略,用于合成具有优异热稳定性的高功能化荧光芪类化合物。该方法在室温下温和条件下进行,产物纯度高且副产物极少。光学研究表明,不同衍生物的发射光谱存在系统性红移,这取决于供体和受体取代基的性质和强度。所有衍生物均表现出439–489纳米范围内的荧光,其中衍生物25a由于分子内电荷转移(ICT)效应而表现出明显的溶致变色现象。热重分析(TG-DTA)证实该过程为一步蒸发反应,化合物的热稳定性可达450°C。单晶X射线衍射分析显示化合物25b属于三斜晶系P-1空间群。
来源:ChemistrySelect
时间:2025-10-24
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基于双层复合薄膜的光敏执行器,用于软体机器人抓取器
摘要 这种具有光响应特性的智能执行器具有非侵入性、远程可控性、便捷的能量传输能力和丰富的光源,已成为备受关注的驱动技术之一。然而,复杂的制备过程、高昂的成本、较差的便利性、复杂的结构以及较低的灵敏度限制了其进一步的应用。在这项研究中,我们提出了一种双层柔性光驱动复合膜——氧化石墨烯-碳纳米管-聚二甲基硅氧烷/聚乙烯(GO-CNT-PDMS/PE),该复合膜能够高效地将光能转化为热能,再转化为机械能。我们建立了COMSOL有限元仿真模型并对该过程进行了模拟。提出了“光-热-机械能”两阶段转换模型,以验证材料的热响应特性和光驱动机制。
来源:ChemistrySelect
时间:2025-10-24
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利用深度势分子动力学对肼双硼烷热解过程的理论模拟
摘要 肼双硼烷(HBB)分子被认为是交通运输领域氢储存的有希望的候选材料;然而,关于其热解过程及其背后的氢气释放机制知之甚少。在这项研究中,我们利用先进的深度势分子动力学模拟(DP-MD)技术,探究了HBB热解和氢气生成的微观机制。我们训练的DP模型在原子能量和力的计算上达到了从头算(ab initio)水平的精度,并能够定量再现与初始氢气释放相关的能量障碍。通过对温度梯度变化下的DP-MD轨迹进行分析,我们发现直接与硼原子和氮原子结合的氢原子分别负责生成氢气(H₂)和氨气(NH₃)——这一机制与之前提出的氢气释放路径有所不同。这
来源:ChemistrySelect
时间:2025-10-24
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对纯L-谷氨酸盐酸盐单晶以及掺杂琥珀酸后的L-谷氨酸盐酸盐单晶的光学、热学和生物学特性进行研究
摘要 通过缓慢蒸发法制备了非必需氨基酸L-谷氨酸盐酸盐(LGH)及添加琥珀酸(SA)后的L-谷氨酸盐酸盐(LGH)晶体。所制备的LGH和SA:LGH晶体经过多种表征测试,包括X射线衍射(XRD)、紫外-可见光谱(UV–vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)和差热分析(DTA),同时还评估了其抗菌活性。利用X射线衍射确定了这些晶体的结构及空间群。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)验证了晶体的基本官能团。利用紫外-可见光谱(UV–vis)计算了纯LGH和SA:LGH半有机晶体的光学带隙。通过热重分析(TGA)和差
来源:Crystal Research and Technology
时间:2025-10-24
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通过在磷酸介质中氧化莫尔盐(Mohr's Salt),实现Fe3(NH4)H8(PO4)6.6H2O过磷酸盐材料的薄膜电沉积
摘要 采用2 M磷酸的浓缩溶液和莫尔盐前驱体(Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O)通过电沉积法制备了Fe3(NH4)H8(PO4)6.6H2O的超磷酸盐薄膜。通过循环伏安法监测了溶液中Fe(H2PO4)+络合物的电化学氧化过程,结果表明沉积过程是扩散和吸附等多种现象共同作用的结果。电沉积在0.6 V/SCE的电位下进行。所得材料通过X射线衍射(XRD)分析,其结构为六方晶系,属于P31c空间群,晶格参数分别为a = 9.15 Å和c = 16.86 Å;通过扫描电子显微镜结合能量色散X射线光谱(SEM/EDS)研究了其形貌,发
来源:ChemistrySelect
时间:2025-10-24
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羧甲基纤维素与石墨烯填充聚丙烯复合材料的开发:天然填料与纳米填料的协同作用
摘要 由于聚合物复合材料具有优异的性能和广泛的应用潜力,它们在材料工程中变得越来越重要。本研究探讨了用羧甲基纤维素(CMC)这种天然添加剂以及石墨烯(Gr)这种纳米添加剂增强聚丙烯(PP)性能的效果。虽然CMC具有轻质和可生物降解等优点,但石墨烯的主要目标是提高复合材料的机械性能和热性能。使用马来酸酐作为相容剂可以改善填料与基体之间的相容性。对注塑成型复合材料的物理、结构、热性能、机械性能和形态学特性进行分析后发现,其密度和硬度略有增加,同时结晶行为、热稳定性和结晶度也得到了提升。随着填料含量的增加,材料的拉伸和弯曲性能总体上有所
来源:ChemistrySelect
时间:2025-10-24
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综述:木质素、腐殖质及生物质衍生酸对糖类脱水反应过程中催化羟甲基呋喃生成动力学的影响
在当今社会,随着全球人口的迅速增长、能源消耗的增加以及碳足迹的扩大,全球变暖和自然资源的枯竭已成为严峻的挑战。为了寻找可持续的替代方案,生物质作为可再生资源,被广泛用于替代不可再生的原料。然而,由于目前的基础设施和技术尚未完全优化,生物质燃料和生物基化学品的应用仍面临一定困难。因此,开发高效的转化工艺和低成本的原料利用,对于实现生物质的大规模应用至关重要。在过去二十年中,木糖、葡萄糖和果糖等糖类通过脱水反应生成的生物基化合物5-羟甲基糠醛(HMF)展现出了巨大的应用潜力。然而,HMF在工业生产中的转化效率较低,这限制了其高附加值的开发。实验性的动力学研究对于揭示反应机制、优化工艺以及评估生物精
来源:ChemSusChem
时间:2025-10-24
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综述:设计更优的钾离子电池用有机电极
摘要 由于钾离子电池(PIBs)资源丰富且具有潜在的高工作电压,在过去十年中发展迅速。同时,有机材料的可持续性和环保特性使其成为开发低成本、可持续钾离子电池的理想电极候选材料。为了改进钾离子电池的性能,设计出具有高能量密度、快速充放电能力和长循环稳定性的有机电极至关重要。本综述旨在探讨有效的策略,包括分子结构设计、电极材料改性以及电解质工程,以提升有机电极的性能。最后,本文还提出了未来研究的方向和展望,以进一步优化钾离子电池用有机电极的设计。 图形摘要 钾离子电池与有机电极材料相结
来源:ChemSusChem
时间:2025-10-24
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铜箔上的珊瑚状CuO/Cu2O结构:一种无需粘合剂的电极,用于多巴胺检测和超级电容器应用
摘要 本研究采用化学氧化技术,在铜箔上制备了CuO/Cu2O珊瑚状结构,这些结构被设计用于传感器和超级电容器等应用中的电极。通过化学氧化得到的Cu(OH)2纳米带在500°C的氩气氛围中进一步氧化,转化为CuO/Cu2O的混合氧化物。随着退火温度的升高,纳米带的形态逐渐转变为珊瑚状结构,从而提高了电极的性能。通过X射线衍射、拉曼光谱、场发射扫描电子显微镜和能量色散X射线光谱研究了其结构和成分特性。电化学性能则通过循环伏安法、恒电流充放电、线性扫描伏安法、计时电流法和电化学阻抗谱进行了分析。在500°C下烧结的CuO/Cu2O电极能
来源:ChemistrySelect
时间:2025-10-24
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Fe–Ag共掺杂ZnO纳米粒子的合成与表征及其对丙酮气体的传感性能
摘要 通过简单的水热法合成了不同比例掺杂Fe和Ag的ZnO纳米颗粒。形态学分析表明,掺杂样品的颗粒尺寸更小,这改善了材料的性能。颗粒尺寸的减小增加了材料的比表面积,从而提高了其气体传感性能。能量色散X射线光谱(EDS)进一步证实了掺杂材料的均匀性。实验结果表明,基于1.5% Fe-1% Ag-ZnO的传感器在120°C下对100 ppm丙酮的响应值为86.33,是纯ZnO的3.44倍。此外,1.5% Fe-1% Ag-ZnO传感器具有较短的响应/恢复时间(12秒/20秒)、优异的稳定性和选择性。这种增强效果归因于Fe和Ag共掺杂提
来源:ChemistrySelect
时间:2025-10-24