-
基于OpenFOAM多网格化学求解器的点火延迟时间与点火概率密度预测数值工具包开发及应用
在航空航天推进系统和内燃机设计中,点火延迟时间(Ignition Delay Time, IDT)是衡量燃料自燃特性的关键参数。传统IDT预测工具如CHEMKIN、Cantera和OpenFOAM内置chemFoam存在显著局限:或受商业软件版权限制,或仅支持单网格计算,难以处理实际复杂流场中空间分布高度不规则的热力学状态。特别是在超音速燃烧室等高速流动系统中,燃料驻留时间极短,准确预测全域IDT分布对优化燃烧效率、抑制爆震具有重要工程意义。为解决这一技术瓶颈,研究人员开发了基于OpenFOAM的数值工具包,包含三大核心求解器:multiMeshChemFoam通过扩展chemFoam实现多网
-
温拌沥青流变特性演化规律及胶浆粘弹性行为多尺度预测模型研究
在全球道路工程领域低碳技术需求迫切的背景下,温拌沥青(WMA)因其可降低生产温度20-50℃、减少碳排放20-40%的优势,成为传统热拌沥青(HMA)的重要替代方案。然而,WMA复杂的流变行为及其胶浆长期性能预测仍是限制其大规模应用的关键挑战。现有研究多聚焦单一因素(如特定温拌添加剂类型或温度)对WMA流变特性的独立影响,未能充分反映实际工程中多因素协同作用的复杂机制。此外,当前用于预测WMA胶浆性能的模型(如广义自洽方案GSCS、Mori-Tanaka模型等)存在校准材料单一、未考虑添加剂-填料-沥青多相交互作用等问题,导致高填料体积分数下预测偏差显著。针对这些科学难题,中国的研究团队开展了
-
单原子Pt修饰CdS/TiO2纳米管异质结的可见光催化产氢性能优化研究
在能源危机和环境污染的双重压力下,太阳能驱动的光催化水分解制氢技术被视为实现绿色能源转型的重要途径。然而,传统光催化剂普遍面临两大瓶颈:一是半导体材料(如TiO2)的宽带隙特性导致其仅能利用占太阳光谱3-5%的紫外光;二是光生电子-空穴对的快速复合严重制约量子效率。更棘手的是,作为助催化剂的贵金属(如Pt)通常以纳米颗粒形式存在,不仅原子利用率低,还容易因团聚而失活。针对这些挑战,某研究机构团队在《Fuel》发表了一项突破性研究。他们创新性地将单原子催化技术(Single-Atom Catalysts, SACs)与半导体异质结设计相结合,通过精确调控Pt单原子在CdS敏化TiO2纳米管(TN
-
物理三叶结的扭转形变机制及其对称性破缺研究
论文解读在自然界和工程领域,从DNA分子到船舶缆绳,结结构普遍存在并展现出独特的力学特性。三叶结作为最简单的非平凡拓扑结构,其物理形态与理想数学模型的差异长期困扰着研究者。传统研究多聚焦松散结的力学行为,而紧密结在接触、摩擦和截面变形等多因素耦合下的响应机制仍不明确。更关键的是,当这类结构承受扭转载荷时,弯曲能与扭转能的复杂相互作用可能引发突发性失稳,但相关理论框架尚未建立。为解决这一难题,日本的研究团队在《Extreme Mechanics Letters》发表研究,通过μCT(微计算机断层扫描)和离散模拟相结合的方法,系统分析了弹性杆三叶结在扭转作用下的形态演变。研究发现,正向扭转会促使结
来源:Extreme Mechanics Letters
时间:2025-06-24
-
基于LED调制与注意力-超像素引导的物理对抗攻击模型研究
在人工智能视觉系统广泛应用的今天,一个令人不安的漏洞逐渐浮出水面:只需对摄像头前的物体施加微妙的干扰,就能让最先进的深度学习模型彻底"失明"。这种被称为"物理对抗攻击"的技术,正从实验室走向现实世界——从误导自动驾驶的交通标志到欺骗人脸识别门禁,其潜在威胁引发广泛担忧。然而,现有光学物理攻击方法面临两难困境:要么扰动明显易被察觉,要么迁移性差难以泛化。针对这一挑战,国内研究团队在《Expert Systems with Applications》发表的研究中,创新性地将LED照明调制与注意力机制相结合,开发出ASLIM攻击模型。该研究首先通过超像素分割(SLIC)和类激活映射(Grad-CAM
来源:Expert Systems with Applications
时间:2025-06-24
-
氮硫共掺杂碳纳米片的空位与缺陷工程:从废弃物增值到膜电容去离子高效脱盐
土壤盐渍化是干旱半干旱地区农业可持续发展的重大威胁,而传统排水处理技术(如蒸发池、冷冻脱盐)存在能耗高、气候依赖性强的缺陷。膜电容去离子(Membrane Capacitive Deionization, MCDI)因其高效、环保和操作简便的特点成为新兴水处理技术,但其性能受限于电极材料。碳基材料虽具有高比表面积和可调孔隙结构,但如何进一步提升离子吸附与传输效率仍是挑战。针对这一问题,重庆大学的研究团队创新性地利用废弃反渗透膜(EROM)与有机钾盐PIPES-K2共热解,制备了氮硫共掺杂碳纳米片(NS-EROMC3),相关成果发表于《Desalination》。研究通过调控PIPES-K2与E
来源:Desalination
时间:2025-06-24
-
协同Na+/S2−双离子掺杂提升Li1.6Mn1.6O4型吸附剂锂提取动力学性能
论文解读背景与挑战全球约65%的锂资源赋存于盐湖和油气田卤水中,随着新能源产业爆发式增长,高效提取这些低品位资源成为关键。Li1.6Mn1.6O4型尖晶石吸附剂虽具备72.3 mg g−1的理论容量和优异选择性,却因Mn3+的Jahn-Teller效应(晶体场理论中的几何畸变现象)引发结构畸变,导致HCl洗脱时锰溶解率高达5.4%,且吸附动力学缓慢。传统单元素掺杂虽能部分缓解问题,但难以兼顾结构稳定性和动力学提升。研究设计与方法四川科研团队首次采用Na2S协同掺杂策略,通过水热-煅烧法制备Li1.6Mn1.6O4-x% Na2S(x=0-10)系列材料。利用原位XRD追踪结构演变,结合XPS分
来源:Desalination
时间:2025-06-24
-
不同储热材料对被动式太阳能蒸馏器性能提升的对比研究及其经济性分析
在全球水资源危机背景下,太阳能蒸馏技术因其零能耗、环境友好等优势,成为解决偏远地区饮用水问题的关键方案。然而传统被动式太阳能蒸馏器(SS)存在产水效率低、夜间性能骤降等瓶颈。如何通过材料优化突破热效率限制,同时兼顾经济可行性,成为该领域亟待解决的核心问题。针对这一挑战,来自Sushila Devi Bansal College的研究团队在《Desalination and Water Treatment》发表创新性研究,系统评估黑石与硅砂两种储热材料(TESMs)对SS性能的影响。研究通过构建三组对照实验(传统SS、硅砂SS、黑石SS),采用热力学参数监测、经济模型分析等方法,首次揭示了黑石材
来源:Desalination and Water Treatment
时间:2025-06-24
-
波兰水资源现状与循环经济视角下的水资源再利用潜力分析
水资源是支撑社会经济发展和生态系统平衡的核心要素,但全球气候变化、人口增长和城市化进程正加剧其稀缺性。波兰作为欧盟成员国,其水资源总量仅为欧洲平均水平的30%,且时空分布极不均衡——年均降水量从不足500毫米到超过1000毫米不等,而90%的河流水质未达到欧盟《水框架指令》(WFD)的“良好状态”标准。更严峻的是,2018-2021年波兰遭遇历史性干旱,农业损失高达40%,工业用水缺口达69%,暴露出传统水资源管理模式的脆弱性。在此背景下,波兰科学院矿物与能源经济研究所的Dominika Szołdrowska和Marzena Smol团队在《Desalination and Water Tr
来源:Desalination and Water Treatment
时间:2025-06-24
-
土耳其护士报告儿童虐待意向的影响因素及理论模型分析
儿童虐待是全球公共卫生领域的严峻挑战。世界卫生组织数据显示,每年约有10亿2-17岁儿童遭受不同形式的虐待,其中76%涉及忽视,16%涉及身体虐待。尽管土耳其《儿童保护法》和《刑法》第280条明确规定医护人员必须报告疑似案例,但实际执行中存在知识缺乏、制度信任不足等障碍。这种"法律完备但执行薄弱"的矛盾局面,促使科奇大学护理教育与实践研究中心团队开展此项研究。研究采用横断面设计,通过儿童虐待报告意向量表(CARIS)对315名土耳其护士进行调查。运用Pearson相关分析和线性回归模型,验证计划行为理论(TPB)三要素(态度、主观规范、感知行为控制)与报告意向的关系。样本覆盖土耳其马尔马拉地区
来源:Child Abuse & Neglect
时间:2025-06-24
-
铬掺杂诱导相变构建自生长镍硫化物高效双功能电解水催化剂
随着化石燃料污染加剧,开发高效、低成本的可再生能源技术成为迫切需求。电解水制氢因其清洁特性备受关注,但依赖贵金属催化剂(如Pt/C、IrO2)的高成本制约其应用。镍基硫化物虽具潜力,但传统制备需高温惰性环境,且活性相(如Ni3S2)催化性能有限。如何通过简易方法调控材料相结构与电子态以提升催化效率,成为关键科学问题。中国国家自然科学基金等项目支持的研究团队在《Applied Surface Science》发表论文,提出一种低温熔盐法制备铬掺杂镍硫化物(Cr-NiS/NF)的策略。该方法以KSCN为熔盐介质和硫源,在250 ℃下30分钟即可实现镍泡沫上催化剂的定向生长,无需粘结剂或惰性气体保护
来源:Applied Surface Science
时间:2025-06-24
-
原位转化铋板制备高活性铋纳米薄膜用于光电催化CO2还原制甲酸盐
随着全球碳中和目标的推进,光电催化CO2还原(PEC CO2RR)技术因其能模拟植物光合作用、将CO2转化为高附加值化学品而备受关注。然而,铋基光催化剂在实际应用中面临两大瓶颈:一是光腐蚀导致活性组分Bi3+被还原为金属Bi0,催化性能急剧下降;二是传统制备方法难以兼顾高活性与长周期稳定性。山西大学的研究团队在《Applied Surface Science》发表的研究中,创新性地提出了一种原位合成策略,通过阳极氧化-电还原两步法将铋板直接转化为高活性铋纳米薄膜,为解决上述问题提供了突破性方案。研究团队首先以铋板为基底和铋源,通过电化学阳极氧化制备铋氧卤化物(BiOX, X = Cl, Br,
来源:Applied Surface Science
时间:2025-06-24
-
镁氟化物基质中石墨相氮化碳量子点的嵌入:实现蓝紫色室温磷光用于信息加密与指纹检测
研究背景与意义室温磷光(RTP)材料因其长寿命发光特性,在生物成像、防伪加密等领域备受关注。然而,现有RTP材料多依赖稀土掺杂或复杂有机合成,存在毒性高、成本昂贵等问题。石墨相氮化碳(g-C3N4)作为非金属半导体,虽具有低成本、无毒等优势,但其体相材料发光效率低,而量子点化(g-CNQDs)可显著提升荧光性能,但磷光机制研究仍属空白。如何通过简单方法实现g-CNQDs的高效RTP,成为突破现有技术瓶颈的关键。宁波大学的研究团队创新性地提出将g-CNQDs嵌入刚性MgF2基质的策略,通过高温煅烧制备出g-CNQDs@MgF2复合材料。该材料在400°C优化条件下展现出214 ms的超长磷光寿命
来源:Applied Surface Science
时间:2025-06-24
-
捷克西部Ohře裂谷区岩石圈温度响应与上地幔-地壳岩浆底侵作用的热演化模拟
捷克西部Ohře(Eger)裂谷是欧洲大陆内部最活跃的地震与火山活动区之一,频繁的地震群、高CO2通量以及更新世火山作用长期困扰着地质学家。这些现象背后是否存在统一的深部动力学机制?尤其令人困惑的是,尽管地震群沿Nový Kostel断裂带集中发生,但地表缺乏明显断裂痕迹,而CO2排放又与地震活动同步波动。更引人深思的是,传统认为稳定的克拉通内部为何会出现持续的岩浆活动?这些谜团亟需从岩石圈热演化的角度寻找答案。为破解这一难题,捷克科学院地球物理研究所联合查理大学、捷克地质调查所的科研团队,在《Tectonophysics》发表了一项创新性研究。他们通过构建高精度地热模型,首次量化了软流圈上涌
来源:Tectonophysics
时间:2025-06-24
-
Sb2Se3太阳能电池中声子弛豫寿命与有效热导率的微观结构调控机制研究
随着全球对可再生能源需求的增长,Sb2Se3因其理想的光电特性成为太阳能电池吸热层材料的研究热点。然而,多晶薄膜中复杂的晶界结构会形成热流屏障,导致器件热稳定性下降。传统研究多聚焦于晶粒尺寸效应,却忽视了晶界错配角、局部化学组成等微观参数对热输运的调控作用。为揭示这一科学问题,研究人员采用位错动力学与声子输运理论相结合的方法,建立了包含晶界错配角、杂质分布和间距等参数的频率依赖型声子散射模型。通过理论计算系统分析了Sb2Se3薄膜中微观结构对热导率的影响机制。主要技术方法研究通过建立位错基动力学模型,整合了晶界错配角、杂质浓度等参数,采用玻尔兹曼输运方程计算频率依赖的声子散射率。通过第一性原理
来源:Sustainable Materials and Technologies
时间:2025-06-24
-
数字经济对城市绿色发展效率的空间溢出效应及地理边界研究
在全球气候变化和资源约束日益严峻的背景下,如何平衡经济增长与环境保护成为各国面临的重大挑战。中国作为世界第二大经济体,正积极推进高质量发展,但同时也面临着生态破坏、温室气体排放等环境问题。数字经济(Diec)的崛起为绿色转型提供了新机遇,2023年中国数字经济规模已达50.2万亿元,占GDP比重41.5%。然而,数字经济发展是否必然带来绿色效益?其空间溢出效应是否存在边界?这些问题亟待科学解答。中国的研究团队通过系统分析2011-2020年中国280个城市的面板数据,在《Sustainable Futures》发表了这项开创性研究。研究采用超效率SBM模型测算城市绿色发展效率(Gde),运用社
来源:Sustainable Futures
时间:2025-06-24
-
原位透射电镜与密度泛函理论模拟揭示氢化钇(YHx)的热力学相变机制
研究背景随着核能微型反应堆的发展,氢化钇(YHx)因其优异的热稳定性和高中子慢化效率成为理想慢化材料。然而,其高温下的热力学行为始终成谜——此前研究发现,300-700°C区间会出现热容异常跃迁,但传统表征手段无法揭示微观机制。这种认知空白直接制约了材料在极端环境下的可靠性评估。美国能源部(DOE)的微型反应堆计划中,氢化钇的相变失控曾导致材料开裂风险,而中国科学院的团队发现,氢原子比(x值)的微小差异会显著影响相变起始温度。这些矛盾现象暗示,氢化钇的"热力学黑箱"亟待打开。技术方法中国科学院上海应用物理研究所团队采用火花等离子烧结(SPS)制备H/Y=1.66的氢化钇块体,通过差示扫描量热法
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-06-24
-
石墨烯嵌入深度对高熵合金复合涂层力学与摩擦学性能的调控机制
在航空航天和核能装备领域,高熵合金(HEA)因其独特的高熵效应和晶格畸变效应展现出巨大应用潜力。然而,面心立方(FCC)结构的CoNiCrFeMn HEA存在屈服强度低的缺陷,严重制约其在摩擦磨损场景的应用。虽然石墨烯(Gr)作为二维纳米材料能通过界面强化提升复合材料性能,但其空间分布对增强效率的影响机制尚不明确,且传统实验方法难以观测纳米尺度的界面动态行为。贵州大学的研究团队在《Surface and Coatings Technology》发表研究,采用分子动力学(MD)模拟系统探究了Gr嵌入深度(d=10-50 Å)对HEA/Gr复合材料力学性能的调控规律。通过构建单晶CoNiCrFeM
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-06-24
-
稳态磁场辅助激光熔覆SDSS 2507对SS 420耐磨性与微观结构的影响及反常弹性模量行为研究
在塑料注射模具和医疗器械等领域,马氏体不锈钢SS 420因其高强度与耐腐蚀性被广泛应用,但长期服役中面临热应力开裂和磨损的严峻挑战。传统表面处理如渗氮或碳化易形成铬碳化物(Cr23C6),导致基体铬贫化并降低耐蚀性。为此,印度理工学院的研究团队创新性地采用稳态磁场(MF)辅助激光熔覆技术,将超双相不锈钢SDSS 2507熔覆于SS 420表面,通过磁致伸缩效应调控材料性能,相关成果发表于《Surface and Coatings Technology》。研究采用Taguchi L27正交实验设计,在0–6 mT磁场下进行激光熔覆,结合扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)分析微观结构,
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-06-24
-
Cu、Mn、Al、Mo元素掺杂对FeCrNiCoX高熵合金涂层力学与摩擦学性能的调控机制研究
高熵合金(HEA)作为材料科学领域的新秀,因其多主元特性带来的“鸡尾酒效应”展现出卓越的力学性能。然而,作为典型代表的FeCoCrNi合金虽具备优异塑性,却因硬度不足(仅323 HV0.1)限制了其在耐磨领域的应用。传统熔炼法制备HEA成本高昂,而热喷涂技术(如HVOF)因其高效、低成本成为优选方案。但如何通过元素掺杂精准调控涂层性能仍存在矛盾:例如Al提升硬度却增加孔隙率,Mo增强耐磨性但可能引发脆性。这些问题的核心在于缺乏对元素作用机制的电子层面认知。安徽高校研究团队在《Surface and Coatings Technology》发表的研究中,采用HVOF技术在TC11钛合金基体上制备
来源:Surface and Coatings Technology
时间:2025-06-24