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基于机器学习的北阿坎德邦皮托拉加尔地区雾水收集潜力评估:气候情景与地理空间影响因素分析
在全球水资源危机日益严峻的背景下,雾水收集(Fog Water Harvesting, FWH)作为一种可持续的水资源补充方式,正受到越来越多关注。特别是在印度北阿坎德邦的皮托拉加尔地区,由于气候变化和人口增长,当地水资源短缺问题日趋严重。传统水源如地下水、河流和湖泊面临过度开采和污染威胁,而山区特殊的地形和气候条件为雾水收集提供了天然优势。然而,如何准确识别雾水收集的潜力区域,并预测未来气候变化对其影响,成为摆在研究人员面前的关键难题。为了系统解决这一问题,研究人员开展了一项综合机器学习与地理信息系统的雾水收集潜力测绘研究。论文发表在《Physics and Chemistry of the
来源:Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C
时间:2025-10-19
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面向双波段热管理的透明多波段隐身薄膜:光学透明、红外隐身与高效散热的协同实现
Film structure图1展示了光学透明多波段隐身薄膜的理想光谱透射率与发射率特性。该薄膜需在红外大气窗口波段——包括短波红外(SWIR, 1.4~2.5 μm)、中波红外(MWIR, 3~5 μm)和长波红外(LWIR, 8~14 μm)——保持低发射率,而在两个非大气窗口波段(NAW1: 2.5~3 μm 与 NAW2: 5~8 μm)则利用高发射率实现高效热耗散。Radiative properties of the stealth film图3展示了隐身薄膜的光谱法向(a)透射率与(b)吸收率。在可见光波段,该薄膜透射率显著,金属态总透射率达0.588,绝缘态为0.553。光谱透
来源:Photonics and Nanostructures - Fundamentals and Applications
时间:2025-10-19
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光学自旋电子学:实现无能量传递的光通信新范式
亮点光学自旋流电磁场的角动量可表示为与光束空间分布相关的轨道角动量(OAM),以及与光偏振相关的自旋角动量(SAM)之和。由于本研究仅关注SAM,此处不对OAM物理原理展开介绍。与电磁能量和线性动量类似,SAM满足连续性方程。非互易光学自旋电子器件公式(4)表明,在自由空间中光学自旋流的传播方向不受限制,但这种限制可通过各类光学器件实现。最简示例是光学自旋隔离器——一种双端口光学网络,其中光学自旋流仅能单向传输。考虑一个支持电磁波两种正交偏振模式的双端口网络,其输入输出端口可通过控制手性材料特性实现自旋流的非互易调控。光学自旋二极管众多光学结构和器件具有固有或工程化的非零圆二色性(CD):光学
来源:Photonics and Nanostructures - Fundamentals and Applications
时间:2025-10-19
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飞秒激光诱导玻璃表面金属化:机理、工艺优化与应用前景
Highlight这项研究就像给玻璃穿上了金属"铠甲"!我们利用飞秒激光这把"超精密手术刀",通过激光诱导等离子体辅助烧蚀(LIPAA)技术,在玻璃表面成功制备出铜金属化层。更妙的是,我们还通过氢化还原来了个"点铜成金",把氧化铜变回了纯铜。通过系统调节激光参数,我们找到了制备高质量金属化层的最佳配方——扫描速度100mm/s、单脉冲能量40μJ、扫描5层时,得到的金属层不仅厚度均匀、表面光滑,铜含量还特别高!Experimental setup and materials实验在25°C的恒温实验室中进行,我们请来了Newport公司的SPRIT 16 HE SHG飞秒激光器当"主厨"——它的
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-10-19
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连续体束缚态与平带融合增强铝基激光增材制造中光-物质相互作用的研究
亮点理论与方法我们考虑一个由两个非正交模式组成的非厄米光子系统,其频率分别为(w1, w2),辐射衰减率为(γ1, γ2)。在强带间耦合机制下,近场耦合强度为κ,基于耦合模理论的有效哈密顿量可表示为:H = [w1, κ; κ, w2] - i [γ1, γ; γ, γ2],其中γ是通过辐射通道的远场耦合强度。这种情况下的特征值为:w± = (w1 + w2)/2 - i (γ1 + γ2)/2 ± (1/2) √{ [(w1 - w2) - i (γ1 - γ2)]² + 4 (κ - i γ)² }。根据公式(2),模式的色散关系得以确定。结果与讨论图1(b)展示了在平板厚度t = 109
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-10-19
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基于⁸⁷Rb双Λ系统的亚光速-超光速光转换:磁场与椭圆偏振调控研究
理论模型本研究聚焦⁸⁷Rb原子D₂线的超精细跃迁(5S₁/₂(Fg=1) → 5P₃/₂(Fe=0)),构建了双Λ(tripod)能级系统(图1a)。系统由一束强π偏振耦合光(驱动Fg=1, mFg=0 → Fe=0, mFe=0跃迁,拉比频率Ωc)和一束弱σ±偏振探测光(作用于Fg=1, mFg=±1 → Fe=0, mFe=0跃迁,拉比频率Ωp)共同驱动。在外加磁场B⃗作用下...原子布居数的时间演化及耦合光强度对EIT线宽与峰值透射率的影响在简并条件(B=0)下,我们模拟了原子布居数随时间的变化(图1b)。初始假设基态磁子能级布居均匀分布,通过π偏振耦合光的光泵浦作用及激发态|3⟩(mF
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屏蔽气体对INCOLOY 908激光焊接气孔形成的影响机制研究:氮气保护的孔隙抑制效应
研究亮点 (Highlight)焊缝形貌与气孔 (Weld profile and porosity)在确保完全焊透的前提下,我们使用不同激光功率和焊接速度参数,以氩气(Ar)作为保护气体对多块INCOLOY 908板材进行了激光深熔焊接。焊缝成形和气孔情况如图2所示。从图中可以看出,随着激光功率和焊接速度的增加,焊缝形貌从低功率、低焊速时的光滑状态逐渐恶化、变得粗糙,同时我们可以观察到气孔数量逐渐增多。结论 (Conclusions)本研究详细分析了保护气体对INCOLOY 908激光焊接气孔形成的影响。然而,这些实验仅在本研究探讨的特定激光功率和扫描速度范围内进行。在未来工作中扩展参数空间
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-10-19
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基于归一化焓框架的激光粉末床融合多熔化机制参数预测研究
单道实验实验在定制开发的开放式架构激光粉末床融合装置上进行(图1(a)-(b)),该装置包含一个50-500 W的IPG连续波光纤激光源和一个CNC控制的x-y轴工作台用于控制扫描路径。激光束通过准直器(光束扩展器)调节焦距以控制光斑尺寸。提供惰性气体(氩气)保护,流量为7 L/min。激光功率对焊道几何形状的影响使用3D轮廓仪在1 μm/s扫描速度下对125 W至375 W激光功率处理的单道进行表面轮廓测量,通过Mx ZYGO软件获取表面形貌。绘制切片线研究焊道高度轮廓,图3展示了3D表面轮廓测量结果及对应高度轮廓。在低激光功率下观察到球化现象,而高功率导致匙孔形成和材料蒸发。结论本研究成功
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-10-19
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基于633纳米波长溯源链的铬原子光栅计量验证研究
亮点原子光栅一维原子光刻(Atom Lithography)基于原子与激光驻波场的相互作用。当原子处于空间电场强度梯度场时,原子势的梯度会调制原子空间分布。本研究使用的铬原子光栅(Cr ALG)其原子过渡频率7S3→7P4对应真空波长425.55302纳米,自然线宽Γ/2π ≈ 5兆赫兹。紫外衍射仪构建紫外衍射仪的光路设计如图6所示(示意图)。系统主要由两个腔镜(M1和M2)、分束窗(布儒斯特窗)、增益管、会聚透镜(L1)和倍频晶体(BBO晶体)组成。左侧镜M1在632.8纳米和316.4纳米波长处的反射率均大于99.99%,曲率半径为2米。右侧镜M2在632.8纳米处反射率大于99.99%,
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-10-19
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1064 nm泵浦BaGa2GeS6光学参量振荡器实现中红外3.4-12.5 μm宽调谐输出
亮点我们首次成功演示了基于BGGS晶体的低阈值纳秒光学参量振荡器(OPO),采用1.064 μm泵浦光源。在6.5 μm波长处实现了最大闲频光能量0.73 mJ,线宽测量为36 nm(8.5 cm-1)。所开发的OPO系统展现出高效的中红外产生能力,在6.5 μm处的最大泵浦-闲频光转换效率约为4.7%,量子转换效率约为29%。该系统在远低于BGGS晶体损伤阈值的条件下稳定运行,显示出显著的能量提升空间。结论我们首次成功实现了1.064 μm泵浦的低阈值BGGS纳秒OPO。该系统在6.5 μm波长处获得的最大闲频光能量达到0.73 mJ,线宽为36 nm(8.5 cm-1)。研发的OPO展现出
来源:Optical Materials
时间:2025-10-19
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阴离子溶液温度对三氧化二铁薄膜电子结构及线性/非线性光学特性的调控机制研究
沉积Fe2O3薄膜采用氢氧化钠(NaOH)和三氯化铁六水合物(FeCl3·6H2O)沉积Fe2O3薄膜。该盐类因水溶性高、易制备均质溶液、成本低且化学稳定性好而被优选。此外,三氯化铁的水解动力学为SILAR方法的层层沉积机制提供了适宜环境。文献表明该盐类广泛用于Fe2O3薄膜合成。Fe2O3薄膜的电子特性3d过渡金属氧化物的电子特性深受其3d电子与邻近原子价电子间复杂相互作用的调控。这些电子相互作用对晶格内短程局部原子环境高度敏感。X射线吸收谱(XAS)中,K边吸收过程源于1s核电子向费米能级以上未占据态的激发。对铁而言,所有...结论通过SILAR方法在阴离子溶液温度(50°C、60°C和7
来源:Optical Materials
时间:2025-10-19
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混合热注入法制备高效高色纯度蓝色量子点的突破性研究
结果与讨论将Te引入ZnSe量子点已被证实是将发射光从紫色调至蓝色的有效策略。然而在非混合注射法中,由于Te和Se反应活性差异,交替注入阴离子前驱体会导致元素分布不均甚至相分离。这种不均匀分布会不可逆地改变每个量子点的能带排列,从而加宽发射光谱并降低颜色纯度。本研究开发的混合热注入法通过平衡Se/Te前驱体化学活性,实现了晶体域内元素的均匀分布。结论本研究开发了一种能平衡Se/Te前驱体化学活性的新方法,成功避免了双阴离子不均匀分布和Te相关量子点的自成核现象。基于优化的ZnTeSe核量子点,构建的ZnTeSe/ZnSe/ZnS核/壳/壳量子点表现出高性能纯蓝光发射。该方法通过"混合注射"调控
来源:Optical Materials
时间:2025-10-19
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巨型上部组块双驳船浮托安装中对接作业的数值模拟与作业性评估研究
研究亮点数值建模在双驳船浮托安装的载荷转移阶段,两艘驳船通过甲板支撑单元(DSUs)与上部组块连接,而上部组块则通过支腿对接单元(LMUs)与导管架相连。本研究将LMUs/DSUs简化为三个弹簧模型,忽略对接单元的阻尼与扭转效应。上部组块通过多个对接单元与双驳船连接,详见图1。Li(i=1,2,3)和Ri(i=1,2,3)代表DSUs,Ai(i=1,2,3)和Bi(i=1,2,3)代表LMUs。实验建模双驳船浮托安装的实验研究在天津大学港口与海洋工程实验室完成。该水池长55米、宽40米、深1.5米,具备模拟风、浪、流海洋环境的能力。实验采用1:40的缩尺比,水深0.55米,对应原型水深22米。
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-19
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压剪耦合与湿度变化下泥质粉砂岩蠕变行为的数值模拟研究
接触模型本研究采用PFC2D中的三种内置接触模型来模拟压剪耦合试验和蠕变试验,如图1所示。其中,线性模型(Linear)和线性平行粘结模型(PBM)相结合用于模拟压剪耦合试验。在此基础上,通过引入伯格斯模型(Burgers model)进一步细化模型,以捕捉压剪耦合下的蠕变行为。剪切应力-位移曲线图9展示了各实验组的强度包络线,而图10则呈现了剪切应力-位移曲线。实验与模拟结果对比显示,在0 MPa围压下,模拟的剪切强度与实验值高度吻合。然而,在轴向和侧向位移方面存在显著差异。在3 MPa和6 MPa围压下,剪切强度和剪切位移的偏差更为明显。时间依赖性剪切位移曲线图12比较了四个实验组通过模拟
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-19
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基于FASnI3的无铅钙钛矿太阳能电池性能优化计算研究
Section snippetsDevice Structure and Simulation本研究采用SCAPS-1D(太阳能电池电容模拟器)软件进行数值模拟,在AM 1.5G标准光照条件、300K温度下进行仿真计算。通过求解泊松方程和载流子连续性方程,我们可以精准获取器件的关键光电参数:光电转换效率(PCE)、填充因子(FF)、开路电压(Voc)、短路电流密度(Jsc)、量子效率(QE)以及J-V特性曲线等。这些仿真数据为我们深入理解器件物理机制提供了有力支撑。Optimization of Charge Transport Layer在钙钛矿太阳能电池中,电荷传输层(CTL)犹如细胞的"
来源:Nonlinear Science
时间:2025-10-19
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甘蔗渣源无蜡绝缘纸板的可持续开发:基于组分多糖的热稳定与电绝缘性能研究
随着全球对可再生能源和绿色材料需求的日益增长,利用农业废弃物开发高附加值产品已成为可持续材料科学的重要方向。在电气工程领域,变压器和电动机等设备的核心部件——绕组,需要依赖绝缘纸板(Pressboards, PBs)来保证其热稳定性和电绝缘性能。传统上,这些绝缘材料主要来源于木材纤维素(Cellulose, CEL),然而,纤维素基材料在高温、高湿环境下易发生水解降解,导致其绝缘性能下降,甚至引发设备故障。特别是在工作温度超过200°C时,纤维素材料中的水分含量若超过5%(重量百分比),会通过自催化机制产生羧酸,加速聚合物链断裂,从而显著缩短绝缘材料的使用寿命。因此,开发新型、可持续且具有优异
来源:Next Materials
时间:2025-10-19
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Au/Ru双金属纳米颗粒与氮掺杂碳纳米管协同调控实现高效锌空气电池双功能氧电催化
随着全球能源需求的不断增长和对环境可持续性的日益关注,开发高效、清洁的能源存储与转换技术显得尤为重要。锌空气电池(Zinc-Air Batteries, ZABs)因其理论能量密度高、成本低廉、环境友好及安全性好等优点,被视为极具潜力的下一代能源存储器件。然而,其商业化进程却受到两大“拦路虎”的严重制约:一是空气电极上发生的氧还原反应(Oxygen Reduction Reaction, ORR)和析氧反应(Oxygen Evolution Reaction, OER)动力学过程缓慢,这“一慢”直接导致了电池充放电效率低下;二是缺乏高效、稳定且成本合理的双功能电催化剂来同时催化这两个关键反应。
来源:Nano Materials Science
时间:2025-10-19
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激光定向能量沉积Ni3Al基合金在800°C下的氧化机理与微观结构演变的多尺度研究
在高温工业领域如热轧工艺中,轧辊长期承受严苛的热机械载荷,表面氧化、磨损和热疲劳导致的失效严重制约设备寿命。其中高温氧化引发的氧化皮形成、剥落等问题不仅影响轧制产品尺寸精度,更导致频繁更换轧辊,显著增加维护成本。传统铸造Ni3Al基合金存在组织粗大、枝晶偏析等缺陷,而激光定向能量沉积(L-DED)作为增材制造技术,可实现微观结构精细调控,为开发高性能高温合金提供新途径。本研究通过多尺度表征技术结合热力学计算,系统揭示L-DED制备IC-221M合金在800°C空气中的氧化机制与微观结构演化规律。研究发现该合金形成致密Al2O3-Cr2O3内层氧化膜,有效阻隔氧离子扩散,其抗氧化性能显著优于商用
来源:Nano Materials Science
时间:2025-10-19
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Ti(C,N)-(W,Ti)C-TiSi2梯度金属陶瓷刀具材料的裂纹自愈合性能及其机理研究
在机械加工领域,金属陶瓷刀具因其高硬度、耐磨损和化学稳定性等优异性能而广泛应用。然而,在高速切削过程中,刀具表面易产生微裂纹,这些裂纹逐渐扩展会导致刀具断裂失效,缩短使用寿命。传统解决方案主要通过材料复合或涂层技术延缓裂纹扩展,但无法实现裂纹的自发修复。因此,开发具备自愈合能力的金属陶瓷材料成为提升刀具可靠性和耐久性的关键挑战。近期发表于《Materials Characterization》的一项研究针对这一问题展开了深入探索。该研究通过真空热压烧结技术制备了Ti(C,N)-(W,Ti)C-TiSi2五层梯度金属陶瓷材料(简称GT5),并系统分析了其在空气和真空不同热处理条件下的裂纹愈合行为
来源:Materials Characterization
时间:2025-10-19
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镍改性TiAlN涂层中Ni3Ti纳米晶析出及其对力学性能的强化机制研究
在高温防护涂层领域,TiAlN(氮化钛铝)涂层因其高硬度和优良的抗氧化性能被广泛应用于切削工具和航空航天部件。然而,传统TiAlN涂层存在固有脆性,其较低的断裂韧性易导致涂层在机械应力作用下发生裂纹扩展和早期失效,严重限制其在高负荷环境下的使用寿命。这一瓶颈问题促使研究人员探索通过微观结构改性提升涂层韧性的新途径。近期发表于《Materials Characterization》的一项研究通过创新性地引入金属Ni(镍)对TiAlN涂层进行改性,系统揭示了Ni3Ti(三钛化镍)纳米晶析出行为及其对涂层力学性能的调控机制。该研究由东北大学材料科学与工程学院Tianyu Ma、Li Xin等学者合作
来源:Materials Characterization
时间:2025-10-19