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  • 基于马赫-曾德尔干涉的高灵敏度光纤传感器在丙酮气体浓度监测中的应用及其生物医学潜力

    Section snippetsFabrication of SMS sensor structure图1展示了拉锥前后SMS传感器结构示意图。该结构由两段单模光纤(SMF)中间熔接无芯光纤(NCF)段构成。为优化VOC气体传感器参数,研究选取了5种不同长度(2-6 cm)的NCF作为传感区域,使用富士通FSM-60S熔接机将其分别熔接于两段SMF之间。通过精准的热拉锥工艺调控NCF直径,增强了光与待测物的相互作用。Results and discussion在密闭腔室内对丙酮蒸气(浓度35%-95%)的检测实验中,最佳响应结构的传输光谱如图4所示。随着丙酮浓度升高,波长吸收峰出现红移现象。波

    来源:Optical Fiber Technology

    时间:2025-09-29

  • 基于海藻酸钙水凝胶膜受限膨胀与游标效应协同增强的光纤法布里-珀罗湿度传感器

    HighlightSensor principle analysis传感器原理如图1所示,由单模光纤(SMF)、空芯毛细管光纤(HCF)以及涂覆在HCF端面的海藻酸钙(CaAlg)水凝胶薄膜构成。CaAlg是通过钠藻酸盐与二价钙离子(Ca2+)发生离子交联形成的复合水凝胶,其三维网络结构中分布着均匀互联的纳米通道,赋予材料优异的湿度响应特性。Sensor fabrication传感器显微结构如图4所示。未涂覆的FPI空腔通过将单模光纤(SMF,纤芯/包层:9 μm/125 μm)与空芯毛细管光纤(HCF,内径/外径:75 μm/125 μm)熔接而成。使用商用熔接机(Fujikura FSM-

    来源:Optical Fiber Technology

    时间:2025-09-29

  • 基于壳聚糖涂层塑料光纤的高灵敏度镉离子检测技术开发与环境应用研究

    随着工业化的快速发展,环境污染问题日益严重,特别是含有有毒重金属的工业废水被随意排放到环境中,造成了严重的生态和健康威胁。在众多重金属污染物中,镉(Cd2+)因其高毒性而备受关注。它曾被美国《综合环境反应、赔偿和责任法》列为275种有害物质中的第七位,其毒性仅次于汞。镉离子可通过消化系统和呼吸系统进入人体,积累在内脏器官中,导致生殖损害、贫血等多种健康问题。工业废水中的镉污染来源广泛,包括颜料、塑料稳定剂、电池、太阳能电池板、防腐钢材涂层、磷肥及农业用杀菌剂等。世界卫生组织和美国环境保护署规定饮用水中镉的限值为0.003 mg/L,印度尼西亚国家标准也采用了相同的限值。目前,检测镉离子的常规方

    来源:Next Materials

    时间:2025-09-29

  • 植被-水相互作用-扩散模型中的新型模式动态

    植被与水的反应扩散模型是生态学中研究植被空间分布模式的重要工具,它通过数学建模的方式揭示了植被在自然环境和人类活动影响下的动态演化过程。该模型不仅考虑了植被本身的生长与消亡,还引入了抑制因子和促进因子,从而更全面地描述了植被与环境之间的相互作用机制。植被模式通常表现为规则的几何形态,如条纹、斑点、迷宫状或六边形结构,这些模式的形成与环境条件、扩散速率、资源分配及生物间的相互作用密切相关。植被模式的形成机制一直是生态学研究中的热点和难点。随着研究的深入,科学家们发现植被的分布不仅受到自然因素的影响,如降水、土壤水分、温度等,还受到人类活动的显著影响,如放牧、土地利用变化、水资源管理等。为了更准确

    来源:Mathematics and Computers in Simulation

    时间:2025-09-29

  • 综述:日盲深紫外光电化学探测器:材料、机制与应用

    光学环形谐振器凭借其优异的光场局域能力和高灵敏度,已成为集成光子传感系统的核心元件。品质因子(Q因子)作为衡量谐振器性能的关键指标,直接决定了传感器的检测极限和分辨率。本综述从基本原理、材料体系、结构设计、应用场景及现存挑战等方面全面梳理了高Q环形谐振器的最新研究进展。基本原理与性能指标环形谐振器通过闭合波导结构中的循环干涉形成谐振,其共振条件满足mλ = neffL。当外界环境如折射率发生变化时,有效折射率neff发生改变,导致共振波长偏移,从而实现传感功能。Q因子定义为Q = λres/Δλ,越高代表谐振峰越窄、光子寿命越长,灵敏度也相应提升。此外,灵敏度(S = Δλ/Δn)、检测限(L

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-09-29

  • 高性能光学环形谐振腔传感器:超高品质因子与先进传感应用的融合与突破

    在集成光子学和传感技术快速发展的今天,光学环形谐振腔(microring resonator, MRR)因其紧凑的尺寸、高灵敏度以及与芯片级系统集成的兼容性,已成为现代光子传感系统的核心组件。光学谐振腔通过多次内反射或循环将光限制在腔内,形成驻波或共振模式,从而增强光与物质的相互作用,被广泛应用于激光器、滤波器和传感器等领域。其中,回音壁模式(whispering gallery mode, WGM)谐振腔和法布里-珀罗(Fabry–Pérot)腔是操纵光学信号的重要平台。然而,实现高精度传感仍面临诸多挑战,如如何进一步提升器件的品质因子(Q-factor)、如何克服制备过程中的损耗和噪声干扰

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-09-29

  • 综述:超越检测极限:高Q值光学环形谐振腔传感器综述

    高Q光学环形谐振腔传感器:原理与应用前沿1. 引言光学环形谐振腔通过闭合波导结构实现光场局域与共振增强,其品质因子(Q因子)直接决定传感器的检测极限与灵敏度。近年来,随着微纳加工技术的进步,Q因子已达106–109量级,为单分子检测和痕量分析开辟了新途径。2. 基本原理与性能指标环形谐振腔的共振条件满足公式mλ = neffL,其中环境折射率变化Δn会引起共振波长漂移Δλ。关键性能参数包括灵敏度S = Δλ/Δn、检测极限(LoD)和品质因子Q = λres/Δλ。高Q值对应窄线宽和长光子寿命,显著提升检测分辨率。3. 材料与加工技术•硅基平台(SOI):CMOS兼容性强,但受双光子吸收(TP

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-09-29

  • 综述:用于生产微藻生物燃料的绿色异质纳米催化剂及其载体材料

    随着全球人口的持续增长,对能源的需求也在迅速上升,这进一步加剧了对化石燃料的依赖,导致温室气体排放增加,成为全球变暖的重要驱动力。面对这一严峻挑战,生物燃料作为一种可持续、环保且可再生的替代能源,正逐渐成为研究和应用的热点。生物燃料的生产依赖于多种生物资源,其中微藻因其高效的生物质生产能力和二氧化碳的固定能力,成为第三代生物燃料的优选原料。微藻能够将阳光和二氧化碳转化为多种有价值的生物分子,包括脂质、蛋白质、碳水化合物、类胡萝卜素、多酚和维生素。因此,如何有效提升微藻生物质的转化效率和产物质量,成为推动生物燃料发展的关键。微藻作为第三代生物燃料原料,具有独特的高面积生产能力和自然的二氧化碳捕获

    来源:Materials Today Sustainability

    时间:2025-09-29

  • 高能球磨法直接合成(TiVTaNbW)C高熵碳化物的机理研究:结构、化学与光谱学分析

    Highlight材料(Materials)实验采用钛(Ti, 纯度>99%)、钒(V, >99%)、钽(Ta, >99%)、铌(Nb, >99%)、钨(W, >99%)金属粉末及石墨(C, >99%)作为原料。图1(a, d, g, j, m, p)展示了各金属粉末的颗粒形态,通过X射线衍射(XRD)对纯度进行验证,图1(c, f, i, l, o, r)中的衍射峰均与相应物相标定匹配。高熵合金(TiVTaNbW)的形态与结构特征演化(Evolution of morphological and structural characteristics of high entropy alloy

    来源:Materials Science and Engineering: B

    时间:2025-09-29

  • 基于堆叠集成学习的数据驱动模型预测再生砖骨料混凝土抗压强度研究及其可持续性应用

    Stacking ensemble learning嘿,研究者们!本文采用了一种超酷的“堆叠集成学习”(Stacking Ensemble Learning)方法来预测再生砖骨料混凝土(RBAC)的抗压强度(CS)。整个模型分为两层:第一层是各种算法组成的基学习器(Base Learners),第二层则是一个元学习器(Meta-learner),它利用基学习器的输出做出最终预测——就像团队合作中的“终极决策者”!Tuning the hyperparameters of base learners调参时间到!基学习器的超参数优化可是提升模型表现的关键。这些外部控制变量直接决定了机器学习(ML)

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-09-29

  • 模板活化耦合合成石油沥青基活性炭强化氨吸附性能研究

    Promotion of adsorption performance by modification金属卤化物可与NH3反应形成稳定络合物,从而有效增强材料吸附能力。由于活性炭表面可能含有碱性官能团(降低氨吸附容量),通过铜盐浸渍可创造新的布朗斯特和路易斯酸位点。这些位点与碱性氨分子形成更强键合,同时保持活性炭的多孔结构,进一步提升了氨吸附性能。在我们前期研究中...Conclusion本研究采用低成本石油沥青作为碳前驱体,开发出高性能氨吸附剂。通过氢氧化钾活化剂与氧化锌纳米颗粒模板的协同策略,成功合成了富含微孔和介孔的多孔碳基质。系统研究多种合成参数实现了对孔结构的精准调控,为优化吸附性能

    来源:Materials Science and Engineering: B

    时间:2025-09-29

  • 载银硅酸锌/聚乳酸复合材料的制备及其高效抗菌与长效性能研究

    材料表征与抗菌活性分析锌硅酸盐玻璃粉(ZS)此前已被本课题组研究证实可在聚丙烯(PP)复合材料中赋予抗菌性能[30]。本研究首次将ZS引入聚乳酸(PLA)复合材料体系。为增强ZS的抗菌效能,将银纳米粒子(AgNPs)固载于未经修饰的ZS以及经3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)修饰的ZS上,分别得到Ag@ZS与Ag@aZS(图1)。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对填料的化学键结构进行了分析。从图2a可见,所有样品中均可见到归属于Zn–O和Si–O–Si骨架振动的特征吸收峰。在经APTES修饰的ZS(即aZS)和Ag@aZS中,观察到位于2930 cm−1和2870 cm−1处的C–H伸缩

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-09-29

  • 四价钛掺杂钴铁氧体纳米颗粒的光催化应用研究:机制、性能与降解效能

    HighlightMaterial采用高纯度硝酸盐前体:六水合硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)、九水合硝酸铁(Fe(NO3)3·9H2O)及钛酸正丁酯(Ti[O(CH2)3CH3]4),以甘氨酸为燃料,通过溶胶-凝胶自燃烧法合成钛掺杂钴铁氧体纳米颗粒。氨水溶液用于调节反应体系酸碱度(pH),最终获得具有光催化潜力的功能性纳米材料。XRD analysisX射线衍射(XRD)图谱显示,钛掺杂钴铁氧体(Co1+xFe2-2xTixO4)在2θ范围为10°–80°内呈现典型立方尖晶石结构特征衍射峰:(220)、(311)、(400)、(422)、(511)及(440)晶面。衍射峰强度高且略宽,表

    来源:Materials Science and Engineering: B

    时间:2025-09-29

  • Nb4N3Tx MXene修饰Bi2WO6/NbSe2 S型异质结的光电与光电化学性能提升:实验与计算研究

    随着全球对清洁环境和可持续能源的需求日益迫切,太阳能光催化技术被视为解决能源与环境挑战的有效途径。然而,传统光催化剂存在光生电荷载流子复合率高、光吸收范围窄以及氧化还原能力有限等问题,严重制约了其实际应用。例如,虽然Bi2WO6在可见光下具有较高的光催化活性,但其快速电荷复合限制了环境应用潜力;而NbSe2虽具有窄带隙和高导电性,但单独使用时效率不高。因此,构建高效的异质结系统以促进电荷分离和拓宽光吸收范围成为研究重点。在这项发表于《Materials Today Advances》的研究中,Antony Okinyi Onjwaya等人通过水热法和超声合成路线,成功设计了一种Nb4N3Tx

    来源:Materials Today Advances

    时间:2025-09-29

  • BiVO4/g-C3N4异质结光催化剂在LED光照下增强多西环素降解的合成与性能研究

    HighlightsBiVO4/g-C3N4异质结通过燃烧法合成,展现卓越的多西环素(DOX)降解能力。5BiVO4/g-C3N4复合材料在LED光照下实现78%的DOX去除率,远超单一组分。复合材料显著提升比表面积(10→70 m2/g)并缩小带隙至∼2.7 eV,增强可见光捕获。超氧自由基(O2•−)和电子是主导降解过程的关键活性物种。复合材料循环4次后仍保持66%以上活性,结构稳定性优异。QSAR(定量构效关系)分析揭示了DOX及其降解中间体的环境毒性风险。材料五水合硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)、氨水(NH3)和偏钒酸铵(NH4VO3)购自西陇科学有限公司,多西环素盐酸盐(DOX

    来源:Materials Science and Engineering: B

    时间:2025-09-29

  • (Mn, Tc)共掺杂HfS2单层的磁光特性:第一性原理研究及其在生物医学成像中的应用潜力

    亮点通过燃烧法成功构建了具有增强界面接触的BiVO4/g-C3N4异质结,该结构显著促进了光生电荷载流子的分离与迁移。材料五水合硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)、氨水(NH3)和偏钒酸铵(NH4VO3)购自西陇科学有限公司,而多西环素盐酸盐(DOX)和硫脲来自Sigma Aldrich。异丙醇(isoPrOH)、草酸钠(Na2C2O4)、苯醌(BQ)和重铬酸钾(K2Cr2O7)购自西陇化学。所有化学品均为分析纯,直接使用无需进一步纯化。BiVO4的制备(具体制备方法原文未提供详细描述)BVO-CN异质结复合材料的表征通过扫描电子显微镜(SEM)对合成样品的表面形貌进行了观察,结果如图1所示

    来源:Materials Science and Engineering: B

    时间:2025-09-29

  • 对粘结剂喷射钨重合金的静态、动态及极端动态应变率特性的研究

    在当前环境问题日益严峻的背景下,水体污染已成为全球关注的焦点。随着工业和农业活动的扩张,大量含有有机污染物的废水被排放到自然水体中,其中包括抗生素、药物、合成染料、酚类化合物以及农业化学品等。这些污染物具有较强的稳定性,难以通过传统处理方法有效去除,因此对生态环境和人类健康构成了潜在威胁。在此背景下,研究开发高效的污染物降解技术显得尤为重要。近年来,半导体基的光催化降解技术因其环保性、高效性和可持续性而受到广泛关注。光催化降解不仅可以高效地将有机污染物转化为无害产物,如水、二氧化碳和非毒性无机酸,还能在一定程度上减少对环境的二次污染。本研究中,研究人员采用燃烧法合成了一种新型的BiVO₄/g-

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-09-29

  • 地下水调控低盐度盐沼潮沟营养盐动态:对河口富营养化风险的新启示

    Highlight潮汐泵吸驱动下,大潮期间地下水排放(SGD)通量(12±5.9 cm d−1)显著高于小潮(0.77±0.42 cm d−1),并伴随营养盐输运通量的相应差异。SGD是潮沟系统溶解无机氮(DIN)和溶解硅(DSi)的源,其中NH4-N约占输出通量的93%,而SGD驱动的DSi输出占DSi总输出的31–36%。相反,SGD是溶解磷(无机+有机)的汇,能够移除潮沟水体中的磷。更重要的是,由于SGD输入氮而截留磷,地下水和退潮水体的氮磷比(N/P)均显著超过Redfield比值。尽管盐沼在输出过程中部分缓解了高N/P比,但SGD驱动的不平衡N/P比仍可能诱发海岸富营养化和有害藻华风

    来源:Marine Chemistry

    时间:2025-09-29

  • 超临界水氧化技术降解顽固性氯化有机溶剂的动力学与氯平衡研究:揭示反应机理与优化处理策略

    Reagents and chemicals实验所用二氯甲烷、三氯甲烷、氯苯、2-氯酚、2-氯苯甲酸和1-氯-2-硝基苯均为分析纯级别(购自Sigma Aldrich)。使用去离子水配制浓度为10 mg/L的储备溶液(远低于其水溶解度限)。采用过氧化氢(H2O2)或空气源氧气作为氧化剂。当使用H2O2时,将50 wt.%的H2O2水溶液(Sigma Aldrich)与样品混合,使最终H2O2浓度达到200%化学计量需氧量。Chloride recovery from chloride standard氯离子在SCWO反应器中具有高反应活性。为评估系统中氯离子的回收率,在实验相关温度(T=500

    来源:The Journal of Supercritical Fluids

    时间:2025-09-29

  • 绘制利益相关者动态图谱:量化评估墨累-达令流域水资源治理中的知识体系、价值立场与参与网络

    在澳大利亚广袤的墨累-达令流域(Murray-Darling Basin, MDB),蜿蜒的河流滋养着占全国农业产值40%的沃土,却也见证着长达数十年的水资源争夺战。随着千年干旱(1990年代末至2000年代末)的爆发,流域生态系统濒临崩溃:库荣湖(Lower Lakes)盐度飙升,国际重要湿地生态特征退化,地表水使用量已占可用水量的近一半,导致河口出流量较欧洲殖民前减少61%。2007年《水法》应运而生,墨累-达令流域管理局(MDBA)随之成立,并启动了旨在平衡环境、经济和社会需求的《流域计划》(Basin Plan)。然而,当2010年草案提出削减3000-4000吉升(GL)水分配以恢复

    来源:Journal of Rural Studies

    时间:2025-09-29


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