三维层状双金属氢氧化物(3D-LDHs)的制备及应用概述

三维层状双金属氢氧化物简称3D-LDHs,是在制备普通二维层状金属氢氧化物(2D-LDHs)的过程中,改变反应条件得到的三维结构产物.它的组成单元与二维产物相同为完整LDHs纳米片,基本保留了LDHs具有的碱性、阴离子可交换性和记忆效应等特点,同时又因三维结构获得了更大的比表面积、丰富的孔隙结构以及形成复合材料的能力,在吸附、催化和电化学等方面的应用性能得以增强.本文概述了3D-LDHs的组成结构、主要制备方法及产物形貌,并对未来的研究方向进行了展望.     

限域量子态调控研究

电子、激子和声子等量子态在固体中的行为早已被人们所熟知. 然而，当体系的尺寸只有纳米量级的时候，已有的固体理论常常不能适用，需要新的低维物理理论的建立. 我们系统研究了低维体系限域量子态（包括电子、激子和声子）的行为对环境、应力、压力及光的响应和性质的调控. 较早认识到低维体系之显著的表面-体积比对量子态性质调控之有效性，系统地揭示了低维体系的一系列由表面和应力决定的新颖性质，证明了低维体系的表面和应力效应同量子限域效应同等重要. 本文概况了如下五个方面的结果：（1）一种使用应力效应调控电子能带结构的方法和（2）一种使用表面效应调控电子能带结构的方法（这两个方法都可将低维体系能带从间接能隙调控至直接能隙能带结构）；（3）一种低维体系表面掺杂方法，该方法将在低维体系掺杂中取代传统方法；（4）量子点表面诱导的光致异构现象；（5）基于表面自催化半导体低维结构的形成机理. 希望我们的研究工作有助于促进低维体系在光电子、纳电子、环境、能源、生物和医学等领域的应用.     

A molecular fluorophore in citric acid/ethylenediamine carbon dots identified and quantified by multinuclear solid-state nuclear magnetic resonance

The composition of fluorescent polymer nanoparticles, commonly referred to as carbon dots, synthesized by microwave-assisted reaction of citric acid and ethylenediamine was investigated by ¹³C, ¹³C{¹H}, ¹H─¹³C, ¹³C{¹⁴N}, and ¹⁵N solid-state nuclear magnetic resonance (NMR) experiments. ¹³C NMR with spectral editing provided no evidence for significant condensed aromatic or diamondoid carbon phases. ¹⁵N NMR showed that the nanoparticle matrix has been polymerized by amide and some imide formation. Five small, resolved ¹³C NMR peaks, including an unusual ═CH signal at 84 ppm (¹H chemical shift of 5.8 ppm) and ═CN₂ at 155 ppm, and two distinctive ¹⁵N NMR resonances near 80 and 160 ppm proved the presence of 5-oxo-1,2,3,5-tetrahydroimidazo[1,2-a]pyridine-7-carboxylic acid (IPCA) or its derivatives. This molecular fluorophore with conjugated double bonds, formed by a double cyclization reaction of citric acid and ethylenediamine as first shown by Y. Song, B. Yang, and coworkers in 2015, accounts for the fluorescence of the carbon dots. Cross-peaks in a ¹H─¹³C HETCOR spectrum with brief ¹H spin diffusion proved that IPCA is finely dispersed in the polyamide matrix. From quantitative ¹³C and ¹⁵N NMR spectra, a high concentration (18 ± 2 wt%) of IPCA in the carbon dots was determined. A pronounced gradient in ¹³C chemical-shift perturbations and peak widths, with the broadest lines near the COO group of IPCA, indicated at least partial transformation of the carboxylic acid of IPCA by amide or ester formation.     

EAST装置上W波段多道极向相关反射仪的研制

在EAST装置上安装了X模极化W波段多道相关反射仪，用于测量等离子体芯部密度涨落。该诊断利用低损耗(<3dB)多工器将4个不同频率(79.2GHz，85.2GHz，91.8GHz和96GHz)的微波耦合在一起，通过同一个天线发射。反射波由两个极向分离(~5cm)的天线接收，通过下变频技术实现外差测量。通过对两个极向天线接收的信号进行相关分析，获得芯部湍流垂直速度。对2018年低约束模式(L模)放电进行分析发现，在电子回旋共振加热(ECRH)等离子体中，芯部湍流垂直速度在电子逆磁漂移方向。而在注入同向中性束(co-NBI)后，芯部湍流垂直速度变为离子逆磁漂移方向。     

某型电动飞机螺旋桨振动特性实验研究

某型电动飞机采用螺旋桨产生拉力,为了防止螺旋桨工作时共振,利用ES-2-150振动实验系统进行了两叶木质螺旋桨和碳纤维螺旋桨的振动特性实验,采用谐振搜索与驻留方法测量出木质螺旋桨的第一阶固有频率为36.07Hz,碳纤维螺旋桨的第一阶固有频率为73.58Hz。螺旋桨爬升状态转频为39Hz,这与木质螺旋桨的第一阶固有频率非常接近,导致木质螺旋桨在爬升状态出现比较严重的振动故障。因此,某型电动飞机最终选择两叶碳纤维螺旋桨作为其拉力产生装置。     

Lipase‐Supported Metal–Organic Framework Bioreactor Catalyzes Warfarin Synthesis

A green and sustainable strategy synthesizes clinical medicine warfarin anticoagulant by using lipase‐supported metal–organic framework (MOF) bioreactors (see scheme). These findings may be beneficial for future studies in the industrial production of chemical, pharmaceutical, and agrochemical precursors.     

Polymer nanoparticles with a sensitive CO2‐responsive hydrophilic/hydrophobic surface

Poly(methyl methacrylate) (PMMA) nanoparticles with a sensitive CO₂‐responsive hydrophilic/hydrophobic surface that confers controlled dispersion and aggregation in water were prepared by emulsion polymerization at 50 °C under CO₂ bubbling using amphiphilic diblock copolymers of 2‐dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) and N‐isopropyl acrylamide (NIPAAm) as an emulsifier. The amphiphilicity of the hydrophobic–hydrophilic diblock copolymer at 50 °C was triggered by CO₂ bubbling in water and enabled the copolymer to serve as an emulsifier. The resulting PMMA nanoparticles were spherical, approximately 100 nm in diameter and exhibited sensitive CO₂/N₂‐responsive dispersion/aggregation in water. Using copolymers with a longer PNIPAAm block length as an emulsifier resulted in smaller particles. A higher concentration of copolymer emulsifier led to particles with a stickier surface. Given its simple preparation and reversible CO₂‐triggered amphiphilic behavior, this newly developed block copolymer emulsifier offers a highly efficient route toward the fabrication of sensitive CO₂‐stimuli responsive polymeric nanoparticle dispersions. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2019, 57, 2149–2156     

均匀磁场下碳离子笔形束的剂量变化分析及位置修正方法

分析外加均匀磁场对于碳离子笔形束剂量分布的影响,并考虑修正这种影响,为磁共振成像引导碳离子放射治疗的临床应用提供指导。本文利用蒙特卡罗方法模拟计算了不同能量碳离子笔形束在不同强度磁场下的剂量分布情况,发现垂直于碳离子束入射方向的均匀磁场对于碳离子笔形束射程缩短的影响很小,磁场对碳离子束的主要影响是引起束流横向偏转,特别是碳离子束布拉格峰位置的横向侧移。横向侧移程度与碳离子束的能量和磁场强度相关,根据模拟结果,得到了一个计算碳离子束布拉格峰在磁场中相对横向偏转的方程,并提出一种校正外加磁场引起的碳离子束布拉格峰横移的角度修正方法。这些结果可用于指导磁共振图像引导碳离子放射治疗计划系统的研发。     

D*-度量空间广义弱压缩映射的不动点定理

介绍了D^*-度量空间中的相关知识, 并基于D^*-度量空间, 将度量空间中与两种距离控制函数(ψ,?)有关的广义弱压缩映射推广到D^*-度量空间, 通过构造迭代序列，讨论了广义弱压缩条件下映射不动点的存在性和唯一性, 给出了几个不动点定理, 所得结果丰富了D^*-度量空间的不动点理论。     

一种新的岩石非线性黏弹塑性蠕变模型研究

为了克服传统元件组合模型不能描述岩石蠕变过程中非线性特征的缺陷，首先根据加速蠕变阶段的应变和应变率随蠕变时间急剧增大的特点，建立黏塑性应变与蠕变时间的指数函数关系并提出非线性黏塑性体．将该非线性黏塑性体与广义Burgers蠕变模型串联，建立可以描述岩石全蠕变过程的非线性黏弹塑性蠕变模型，根据叠加原理得到一维应力状态下的轴向蠕变方程．然后基于塑性力学理论指出岩石三维蠕变本构方程建立过程中的不足之处，并给出非线性黏弹塑性蠕变模型合理的三维蠕变方程．最后采用不同应力水平下砂岩轴向蠕变试验对模型合理性进行验证，结果表明：拟合曲线与试验曲线吻合度较高，所建蠕变模型能够很好地描述砂岩在不同应力水平下的蠕变变形规律，尤其对加速蠕变阶段的非线性特征描述效果很好，验证了模型的合理性．