水的结构和反常物性

自从Bernal-Fowler-Pauling在1933~1935年间提出氢质子在两个氧原子之间的非对称等价位置以THz的频率自发往复隧穿后,液态水的结构尤其是水分子的近邻配位数目一直是学界关注的焦点。尽管水分子的刚性或柔性偶极子相互作用表述、纳晶非晶混相结构或均相涨落模型等假说已逐渐成为认知主流,但定量破解水在外场作用下所呈现的各种反常物性的进展依然缓慢。譬如,浮冰、复冰、超滑、热水速冻等现象的机理及内在关联仍有待系统深入研究。本文旨在尝试解读当前关注焦点和介绍最新研究进展的同时,融合连续介质论、分子时空论、质子量子论和氢键弛豫极化论并强调从传统的分子“偶极子-偶极子”到“氢键（O：H-O）超短程非对称强耦合”作用以及从源头的“质子隧穿失措”到“氢键受激协同弛豫”的思维转变。证据表明,水中键合质子数目和孤对电子数目和氢键的构型守恒和分子空间取向和质子隧穿规则应为关注焦点;通过氢键作用的静态四配位均相类单晶结构和动态强涨落可能是打破僵局的关键;由于氢键的O：H和H-O分段比热的差异,液态与固态之间存在一个具有冷胀热缩和相边界可调特性的准固态;键序降低导致氢键分段协同弛豫且使低配位水分子形成具有超低密度、强极化、高弹性、高热稳定性的超固态。由于O：H非键无处不在且起主导作用,拓展对于水溶液的认知到其他领域如含能材料的储能-燃爆机理、药物、食品、生命科学等会更加引人入胜,意义深远。     

新型稀磁半导体Mn掺杂LiZnP的电子结构和光学性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对纯LiZnP、Mn掺杂LiZnP、Li过量和不足时Mn掺杂LiZnP体系进行了几何结构优化,计算并分析了体系的电子结构、半金属性、态密度及光学性质。结果表明：LiZnP新型稀磁半导体可以实现自旋和电荷注入机制的分离。Mn的掺入使体系产生自旋极化杂质带,自旋极化率达到100%,表现出半金属铁磁性,且体系性质受Li计量数的影响。当Li不足时杂质带宽度增大,半金属性增强,居里温度提高,形成能最低。进一步比较光学性质发现：Mn掺入后体系光学性质没有明显变化,但随Li的化学计量数的改变,介电函数虚部会在低能区中出现新的介电峰,同时复折射率函数对低频电磁波吸收明显加强,且能量损失在Li过量时最小。     

鼻腔结构异常及其矫正术后气流场改变的数值分析

鼻腔结构的改变将伴随鼻腔空气动力学特性改变,进而促使下鼻甲等发生自适应性变化。选取鼻中隔偏曲患者并行鼻中隔偏曲矫正术,部分行下鼻甲骨折外移术,将术前和术后患者行鼻腔CT扫描,根据CT数据对鼻腔气道进行表面三维重建,运用计算流体动力学方法分析术前和术后鼻腔气道的空气动力学特征。通过研究发现,鼻腔结构矫正手术不是以双侧鼻腔气道容积对称为目的,而是应将整个鼻腔结构看作一个整体,尽可能地保护鼻腔的"绿化带",最终达到重塑鼻腔结构之目的,使鼻腔的生理功能恢复正常。     

网络G(G_0,G_1;M)关于极大连通的点容错度（英文）

我们通常用连通图来模拟互联网络,而图G的连通度是研究网络可靠性和容错性的一个重要参数.如果一个连通图G=(V,E)的连通度达到它的最小度,那么称这个图是极大连通的(简称为最优-κ).如果对于任意的满足|S|≤m的点子集S■V(G),G-S仍然是最优-κ的,那么称图G是m-最优-κ的.图G的关于最优-κ性质的点容错度定义为使得图G是m-最优-κ的最大整数m,记作O_κ(G).本文给出了网络G(G_0,G_1;M)的关于最优-κ性质的点容错度的上下界,并确定了一些著名网络的点容错度.     

核/壳结构ZnS : Mn/CdS纳米粒子的制备及发光

利用溶剂热法制备了Mn离子掺杂的ZnS纳米粒子(ZnS : Mn),利用沉淀法对ZnS ∶ Mn纳米粒子进行了不同厚度的CdS无机壳层包覆。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)及光致发光(PL)光谱等手段对样品进行了表征。TEM显示粒子为球形,直径大约在14~18 nm之间。由XRD结果可以看出CdS壳层的形成过程受到了ZnS ∶ Mn核的影响,导致其结晶较差。XRD和XPS测量证明了ZnS : Mn/CdS的核壳结构。随着CdS壳层的增厚,样品的发光强度呈现一直减弱的现象。     

折/衍混合LWIR凝视成像系统的杂散光分析

本文对一折/衍混合长波红外(LWIR)凝视成像系统进行了杂散光分析,在此LWIR系统中,含有一个用金刚石车削技术制作的衍射光学元件(DOE)。本文中,对DOE的不同衍射级次、光学表面的多次反射、镜筒内壁的反射等主要杂散光源利用LightTools软件进行了分析,对6种二次反射的模拟结果表明,对归一化的光源,理想光路的像面辐照度为100 W/mm2,每种二次反射会给像面带来0.01W/mm2的辐照度;对于反射率为10％的镜筒内壁,带来的像面辐照为0.01W/mm2。并利用该LWIR凝视成像光学系统进行了相关实验,实验结果证明了上述分析的正确性,有利于对LWIR凝视成像系统光学性能的进一步理解和杂散光的抑制。     

蓝光引发丙烯酸水凝胶的聚合交联动力学

研究了聚丙烯酸(PAAc)水凝胶的蓝光聚合性能及实时光流变行为, 并提出了力学性能相关的经验模型. 以樟脑醌/二苯基碘鎓六氟磷酸盐(CQ/DPI)为蓝光引发体系, 丙烯酸(AA)为单体, 聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)为交联剂, 450 nm蓝光为辐照光源, 通过光差示扫描量热法(Photo-DSC)和实时光流变法(Photo-rheology)对不同CQ, DPI, AA浓度及光照强度(I)条件下水凝胶聚合前驱液的蓝光聚合性能及交联特性进行了研究. 结果表明, 水凝胶聚合前驱液的聚合速率(R_p)与CQ, DPI和AA的质量分数(w_CQ, w_DPI和w_AA)以及光照强度(I)的平方根均呈线性关系, 由于量子产率的下降及自由体积效应, 在高浓度CQ及DPI条件下, 聚合速率和双键转化率均出现偏离线性的现象. 通过光流变系统对水凝胶前驱液光聚合交联过程中的凝胶特性及交联动力学进行了研究. 经数据拟合发现, 凝胶时间(t_gel)和弹性模量(G')与相关影响因素(w_CQ, w_DPI和w_AA)分别呈现指数和幂律函数关系, 延迟时间(t_d)及交联速率(R_c)与w_CQ, w_DPI, I和w_AA均呈线性函数关系. 根据上述函数关系提出了描述蓝光聚合交联丙烯酸水凝胶力学性能的经验模型.     

微纳结构富锂锰基层状正极材料的形貌调控与储锂性能

以金属醋酸盐为原料, 尿素为沉淀剂, 采用水热法辅助高温煅烧制备了三维微纳结构富锂锰基层状材料Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂. 通过调整反应溶剂实现了镍钴锰碳酸盐前驱体向球状和纺锤体状的导向性生长. 其中纺锤体状富锂材料在0.1C倍率下首次放电容量接近300 mA·h/g, 在5C大倍率下放电容量能够达到92 mA·h/g, 在0.5C倍率下循环70周容量保留率能够达到85%.     

处理方法对多壁碳纳米管结构及负载Ru催化剂氨分解反应活性的影响

分别用H2O2、强碱（NaOH、KOH）和HNO3处理CNTs。以处理后的CNTs为载体、通过浸渍RuCl3水溶液结合高温H2还原制备Ru/CNTs催化剂,并将其应用在氨分解催化反应中。利用XRD、TPR、TPD-MS表征手段研究了Ru在CNTs表面的分散、还原性能及CNTs表面化学基团,探究催化剂结构-性能间构效关系。结果表明,强碱及双氧水处理CNTs,为其表面引入了数量适宜的羧基、酸酐、酚等官能团,而传统硝酸处理则引入了大量的羧基、酸酐、酯、内酯、酚、醌和羰基等官能团,对CNTs本征结构性质影响很大。经强碱及双氧水处理CNTs上负载Ru后所得催化剂的效果明显优于传统硝酸处理CNTs上负载Ru催化剂。本研究为CNTs的新型处理方法、表面化学官能团分析、提高Ru/CNTs催化分解氨活性提供了新的思路。     

乙醛与亚硫酸氢钠加成实验的研究

亲核加成活性较高的醛、酮与饱和亚硫酸氢钠溶液反应的普遍现象是生成白色沉淀并放热,但亲核加成活性很高的乙醛却是一个例外,部分有机化学实验教材编者却不甚了解这个例外。本文揭示了存在这个例外的主要原因,提出了乙醛与亚硫酸氢钠加成实验的改进方案。