超低温摩擦学研究进展

近年来，随着深空探测、超导和量子计算等技术的发展，越来越多的装备需要在极端低温工况下服役，超低温引起的润滑问题日益显现.目前超低温摩擦学研究相对较少，主要集中在材料摩擦学性能的变化研究方面，对其背后作用机制的研究并不深入.超低温下大多数固体润滑材料的耐磨性能变差，难以满足长时间服役需求；材料的摩擦学行为受环境、制备方法以及材料种类等众多因素影响，摩擦学性能变化趋势和程度有所不同，难以形成统一的认识.本文作者从超低温对材料原子和电子运动抑制作用的本质出发，归纳分析了超低温对润滑材料摩擦学性能的影响机制，从超低温引起力学性能变化、摩擦界面间的化学反应活性变化、相结构及界面结构变化以及电子-声子耦合等微观能量耗散形式等4个方面的影响机制进行了介绍，并对未来超低温摩擦学的发展方向和亟需解决的问题进行了展望.     

拉曼Mapping研究霓石型稀土独居石矿物分布特征和取向相位

在地球科学等研究领域自动化分析，逐步取代了传统的光学观察法。然而，这些方法获得结果，过于依赖元素组成到矿物组成的转换。同时，也会破坏掉完整描述矿物材料来源和蚀变历史所需的重要信息。因此，利用合适的检测手段，对分析矿物成矿规律及成因具有重要现实性意义。研究利用拉曼Mapping、光学显微镜、自动矿物分析仪(TIMA)三种技术做对比。对具有代表性霓石型稀土矿物分布特征、化学成分、矿物结构及晶体取向等方面进行研究。通过TIMA与光学显微镜研究结果分析可知，独居石矿物多呈自形-半自形不等粒结构，粒度大小不均约为100～500μm之间，部分颗粒有被磷酸盐溶液交代痕迹，可初步判断独居石矿物经多期成矿；氟碳铈矿物呈细粒状分布较散以不规则颗粒包裹在其他矿物中，具有明显的早期成矿特征；易解石矿物以不规则团块状或放射状集合体，具有明显方向性与方解石形成时间一致。利用拉曼光谱技术在微区进行Mapping扫描，通过数据分析得到独居石矿物[PO₄]^3-的P—O对称伸缩模式(ν₁)与P—O对称弯曲振动模式(ν₂)所在峰位面积比...     

X光弯晶成像金属薄膜面密度测量技术

针对靶用高Z金属薄膜的无损检测需求，提出了一种通过超环面弯晶聚焦型X光单能成像器件，实现金属薄膜均匀性及面密度等参数精确标定的测量技术。该技术即通过高通量、高单能性成像，定量获取薄膜X光透过率及其空间分布，有效提升了面密度测量的精度，同时实现了对其均匀性的高空间分辨评估。从总体方案设计、元器件制备和测试实验等方面开展了深入研究，并评估了各种可能因素对测量不确定度的影响。所发展的超环面弯晶成像系统针对20 keV级的高能X射线在mm尺度内实现了优于5μm的微区分辨，能谱分辨达到几eV。通过泡沫金样品面密度测量实验证明了技术可行性，相对不确定度优于2%。研究结果为激光惯性约束聚变高Z靶材料的精密无损检测提供了一种新的测量技术，并有望应用于其他需要大视场、高空谱分辨成像的需求领域。     

麦秸秆与黑龙江褐煤共热氧化法制备腐植酸及其结构分析

结合矿源腐植酸(HA)产率高及生化HA活性高的特点，本研究提出将低阶煤与生物质共热氧化制备复合型HA(MIXHA)的想法。将黑龙江褐煤(HL)及麦秸秆(WS)的混合物(MIX)在10%的HNO₃溶液中进行了共热氧化，制备了MIXHA。通过SEM、FT-IR、¹³C NMR等分析，重点从HA的宏观形貌及微观结构对比了MIXHA与HL、WS分别单独制备的矿源HA、生化HA，分析HL与WS在共热氧化过程的协同作用。结果表明，MIXHA含量高于理论值，HNO₃分子的分解产生的活性氧原子、氮氧化物进攻HL与WS的分子结构，由于氢键重排、糖苷键断裂、交联等作用，WS纤维素与半纤维素产生的大量烷基自由基结合在HL缩合芳环上被氧化产生的醌基、羧基的邻对位，从而将芳香环上的质子碳转化为脂肪取代碳。得到的MIXHA含氧官能团丰富、活性高，FT-IR谱图具有明显的特征峰。本研究为低阶煤与农林废弃物的分级、资源化利用提供了一种新思路。     

八配位钇(Ⅲ)-反式-1,2-环己二胺四乙酸配合物NH_4[Y(trans-CYDTA)(H_2O)_2]·4.5H_2O的合成及分子结构

９０Ｙ的化合物常常作为放射性抗肿瘤药物用于各种肿瘤的治疗１。但９０Ｙ对人体往往具有很强的毒副作用如在人体中能以稳定的形式存在发挥治疗作用后迅速地由体内排除是人们所希望的。同时为了避免由于放射性药物的全身分布而造成对人体的伤害应赋予它们对肿瘤细胞的选择性和亲和性这样可以使它们定向地到达肿瘤部位而不伤及正常组织。因此９０Ｙ配合物的结构修饰很有发展潜力２３。由于这个原因Ｙ配合物结构的研究受到了人们的关注。９０Ｙ化合物用于肿瘤的定向治疗一般需要满足两个条件一个是形成稳定的配合物４其稳定性要强于与体内生物…     

Box-Behnken响应面法优化荞麦秸秆中纤维素提取工艺

为了优化荞麦秸秆中纤维素提取工艺，本研究以纤维素含量为评价指标，在单因素试验的基础上，采用Box-Behnken响应面法，考察氢氧化钠浓度、温度和时间对纤维素含量的影响。最佳纤维素提取工艺条件为：氢氧化钠浓度为4.20 g/mL、温度为77.31℃、时间为78.45 min。在此条件下纤维素提取率平均值为69.35%,与预测值相对误差为0.72%。通过扫描电镜、红外光谱和XRD等测试手段对荞麦秸秆和粗纤维素结构进行表征。研究结果表明该工艺准确可靠，且为荞麦秸秆的广泛应用奠定了理论基础。     

基于图像处理的蝌蚪匀速直线游泳运动分析

蝌蚪作为两栖类动物变态发育的水生幼体，针对其生物特性的研究较多，但对其行为运动的关注一直较少。作为典型的非流线型游泳动物代表，蝌蚪游泳行为的运动特征和力学机制对相关仿生应用有重要参考意义。本文利用高速摄影技术记录了不同大小和速度的蝌蚪游泳过程，通过图像处理分析游动过程中蝌蚪身体形态的变化，得到了蝌蚪头部偏转角度和尾部摆动频率、变形波长等运动特征参数，并归纳总结了各运动参数随体型、速度等因素的变化规律。根据蝌蚪的身体形态和运动特征，提出了头部转动与尾部摆动二分量组合的游泳运动描述公式，并基于实验数据拟合得到了表征参数，在此基础上对蝌蚪游泳时的流场和力学特性进行了计算分析。研究结果表明：蝌蚪具有可与鱼类相比的游泳能力；中小蝌蚪偏向于相对高频、头部大幅偏转的运动模式，大蝌蚪偏向于相对低频、头部小幅偏转的运动模式；随着相对游泳速度的增加，蝌蚪摆动频率、头部偏转角、尾部摆幅和波长均呈增加趋势；蝌蚪头部偏转的幅值与尾部摆动的频率、幅值呈正相关关系。     

(Bi2O3)1-x(Sc2O3)x(x=0.01,0.03,0.05)粉末晶体的制备与晶体结构分析

采用固相烧结法制备(Bi2O3)1-x(Sc2O3)x(x=0.01, 0.03, 0.05)粉末晶体,在室温下对几种样品分别进行了X射线衍射实验,并用RIETAN-2000程序中的Rietveld解析法以及VEND、PRIMA和VICS程序分别研究了几种样品的晶体结构、等高电子密度（2D和3D）、原子配位数及原子热振动各向同性因子B等. 结果表明,(Bi2O3)1-x(Sc2O3)x(x=0.01, 0.03, 0.05)的晶胞体积（分别为329.3399Å3、329.5016 Å3、329.3400 Å3、330.3658 Å3）比Bi2O3的晶胞体积（330.3658 Å3）小;(Bi2O3)1-x(Sc2O3)x(x=0.01, 0.03, 0.05)晶体的原子热振动各向同性温度因子B(Sc1)、B(Sc2)、B(Bi1)、B(Bi2)、B(O1)、B(O2)、B(O3)的大小分别为0.42883 Å2、0.54412 Å2、0.609364 Å2、0.502542 Å2、0.4034 Å2、0.61406 Å2、0.74259 Å2;0.43052 Å2、0.52778 Å2、0.51647 Å2、0.382431 Å2、0.320327 Å2、0.516762 Å2、0.76875 Å2和0.42347 Å2、0.61022 Å2、0.514476 Å2、0.302724 Å2、0.34725 Å2、0.56175 Å2、0.72125 Å2. 确定了(Bi2O3)1-x(Sc2O3)x(x=0.01, 0.03, 0.05)粉末晶体属于单斜晶系,实现了二维和三维等高电子密度分布的可视化,进一步确定了晶体结构和原子位置.     

核心素养为本的实验课堂“异常状况”教学策略

结合具体教学实例，阐述了如何利用化学实验课堂中“异常状况”的发生，抓住教学契机，顺“势”而为。通过创设真实且富有价值的问题情境，进一步激发学生学习兴趣，通过师生互动，创造“灵活动态”的化学课堂。在具体教学策略实施分析的案例中，预设课堂可能的“异常状况”,通过“实验探究”,提高学生对复杂情境的认知能力；面对课堂偶发的“异常状况”,通过“多角度辨析”,增强学生对复杂体系的分析能力；基于课堂典型的“异常状况”,通过“进阶式实验探究”,提升学生对复杂问题的处置能力。对“异常状况”处理的过程中，注重化学知识结构化，认识思路结构化，关注学生的认知发展规律，注重情境、活动和问题解决的整体设计，突出学生学习方式的转变，促进学生化学学科核心素养的形成和发展。