人工智能在锂离子电池研发中的应用

锂离子电池已成为解决现代社会储能问题的最佳解决方案之一。然而,电池材料和器件开发都是复杂的多变量问题,传统的依赖研究人员进行实验的试错法在电池性能提升方面遇到了瓶颈。人工智能（AI）具有强大的高速、海量数据处理能力,是上述突破研究瓶颈的最具潜力的技术。其中,机器学习 (ML) 算法在评估多维数据变量和集合之间的组合关联方面的独特优势有望帮助研究人员发现不同因素之间的相互作用规律并阐明材料合成和设备制造的机制。本综述总结了锂离子电池传统研究方法遇到的各种挑战,并详细介绍了人工智能在电池材料研究、电池器件设计与制造、材料与器件表征、电池循环寿命与安全性评估等方面的应用。最重要的是,我们介绍了AI和ML在电池研究中面临的挑战,并讨论了它们应用的缺点和前景。我们相信,未来实验科学家、数学建模专家和AI专家之间更紧密的合作将极大地促进AI和ML方法用以解决传统方法难以克服的电池和材料问题。     

石蜡/膨胀石墨/石墨烯复合相变储热材料的制备及性能

以石蜡(PA)作为相变储热材料、 膨胀石墨(EG)作为主导热材料和支撑材料, 石墨烯气凝胶(GA)作为导热增强材料和辅支撑材料制备了PA/EG/GA复合相变材料, 研究了GA添加量对复合相变材料相变温度、 相变潜热、 导热性能以及循环稳定性的影响. 结果表明, 所制备的80%PA-17%EG-3%GA复合相变材料导热性能良好, 循环稳定性出色. 与80%PA-20%EG复合材料相比, 该材料的相变温度、 相变潜热以及循环稳定性无明显变化, 但导热系数由4.089 W/(m·K)提升到了5.336 W/(m·K), 显示出良好的应用前景.     

空间旋转多光轴平行性校准技术

空间旋转多光轴系统光轴平行性影响系统指向精度且校准难度高、耗时。基于空间旋转多光轴系统光轴校准原理，获得了校准理论模型；结合实验研究，建立了高精度光轴校准方案；以机械回转轴为基准，粗调准和精调准结合，以调整传感器安装面为粗调，借助双光楔实现光学量级的精校准；先校正可见光光轴与机械回转轴的平行性，再保证激光光轴与机械回转轴的平行性，最终保证可见光光轴与激光光轴的平行性。试验结果表明，该校准方案精度高，指标优于0.1 mrad，可用于实际工程装调。     

Mn-Fe_2O_3载氧体作用下CO化学链燃烧特性及动力学研究

采用共沉淀法制备不同物质的量比Mn掺杂的铁基载氧体(Mn-Fe2O3),并进行XRD、BET和TEM表征。开展不同温度下Mn-Fe2O3与CO的化学链燃烧实验,研究载氧体的反应特性,确定较优的掺杂量和反应温度。结果表明,适量的Mn掺杂有助于改善铁基载氧体的反应活性,Fe∶Mn物质的量为50∶1时燃烧反应转化率最高。多循环化学链燃烧实验证实了载氧体稳定性较好。不同升温速率(30、40、50℃/min)下反应动力学分析表明,Mn-Fe2O3与CO的化学链燃烧还原反应均属于随机成核和随后生长的Avrami-Erofeev方程模型,并依据模型分别计算出了该模型的活化能和频率因子。     

YBCO堆叠高温超导磁体的磁悬浮振动传递特性实验研究

在YBCO堆叠磁体与永磁轨道构成的高温超导磁悬浮系统中,永磁轨道的振动通过电磁作用传递给YBCO堆叠磁体.本文通过实验研究了振动在YBCO堆叠磁体磁悬浮系统中的传递效率与基振加速度幅值和基振频率的关系.研究表明:在YBCO堆叠磁体磁悬浮系统中,YBCO堆叠磁体自由振动频率在9 Hz左右;一定低频条件下,振动的传递效率与基振加速度幅值呈正相关趋势,与基振频率呈负相关趋势.     

高效液相色谱法测定地骨皮中18种氨基酸北大核心CSCD

采用高效液相色谱法测定地骨皮中18种氨基酸的含量。地骨皮样品用10-乙基吖啶酮-2-磺酰氯为柱前衍生试剂进行衍生化。以Akasil-C18色谱柱为固定相,用乙腈(5+95)溶液和乙腈(95+5)溶液以不同比例混合的溶液为流动相进行梯度洗脱,用荧光检测器测定。18种氨基酸的线性范围均为32fmol^100pmol,检出限(3S/N)在2.06~8.65fmol之间。加标回收率在96.4%~107%之间,测定值的相对标准偏差(n=6)在均小于4.0%。     

超级电容器石墨烯-聚苯胺复合材料的研究进展

超级电容器具有功率密度高、充放电速度快、循环寿命长和维护成本低的特点,在电动车动力电池领域具有潜在的应用前景。超级电容器性能主要由其电极材料所决定。聚苯胺易合成、理论比容量高,而且导电性能优异,作为超级电容器电极材料有很高的应用价值。但是,在长期使用过程中,它的体积容易发生膨胀或收缩,循环寿命差。为了解决这个问题,将聚苯胺与石墨烯复合可以扬长避短,充分利用两者之间的协同效应,赋予复合材料优异电化学电容性能。本文综述了超级电容器用石墨烯-聚苯胺复合材料的制备方法,包括原位聚合法、油水界面合成法、电化学合成法、层层自组装法等;提出了三维网状石墨烯和对石墨烯-聚苯胺复合材料进行改性来提高复合材料的电化学电容性能的思路。     

高效液相色谱-电喷雾离子阱串联质谱法检测芥子气经皮肤染毒SD大鼠肺中的DNA加合物

运用高效液相色谱-电喷雾离子阱串联质谱(HPLC-ESI-MS/MS)技术,建立了快速、简单、灵敏的SD大鼠肺中N7-(2-羟乙基硫代乙基)鸟嘌呤(N7-HETEG)的检测方法。以N7-苯甲基鸟嘌呤为内标,用甲醇和水为流动相进行梯度洗脱,正离子模式检测,方法的检出限(信噪比(S/N)≥10)为300 pg/mL,定量限(S/N≥20)为850 pg/mL。在300 pg/mL～1.28 μg/mL的质量浓度范围内,N7-HETEG浓度与N7-HETEG和内标的峰面积比呈良好的线性关系(线性相关系数为0.9929)。高、中、低3个添加水平的日内测定精密度(以相对标准偏差(RSD)计)和日间测定精密度均小于10%(n=7),回收率为100%～132%。对SD大鼠背部皮肤染芥子气,剂量分别为5.5、11、22和45 mg/kg,染毒4 d后检测大鼠肺脏中N7-HETEG的含量。各个不同染毒剂量下,每克组织中分别检测到（0.56±0.16）、（0.67±0.12）、（1.36±0.68）和(5.14±0.92) ng N7-HETEG, N7-HETEG的含量随着染毒剂量的增大而增大,表明N7-HETEG可用作芥子气暴露的体内生物标志物。     

W(110)表面反常STM图像的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论的第一性原理方法研究了W(110)p(1×1)表面的STM图像对于衬底偏压的依赖性.计算结果表明:在衬底负偏压条件下,W(110)p(1×1)表面的钨原子在STM图像中显示为暗点而非通常在其它过渡金属中观察到的亮斑,并且暗点随偏压绝对值的减小而逐渐弱化.计算还模拟了恒流模式的STM测量时针尖的起伏变化.当衬底偏压在0～100meV区间时,针尖起伏高度最为明显(～0.006nm).在更高的正偏压下,STM的针尖起伏随偏压改变而线性变化(0.0015～0.0035nm).这些结果说明了W(110)p(1×1)表面是非常平坦的.由于钨原子的价电子为5d态,和3d电子相比具有更为扩展的行为,表面态电子波函数交叠区间集中在原子周围,所以STM测量时亮点突起出现在原子的周围.     

激光击穿光谱检测葡萄糖溶液的实验研究

利用Nd∶YAG脉冲激光器波长为1.064μm的光束诱导葡萄糖溶液产生等离子体,并用光谱仪和ICCD来探测其光谱信号。选取碳(C:247.86 nm)作为葡萄糖的特征谱线,比较浓度为3%,6%,9%的葡萄糖溶液谱线强度的大小,得出谱线强度随浓度增大而增强的规律。在同一浓度下,通过改变ICCD延时采样的时间,获得特征谱线的强度演化曲线,实验结果表明,特征谱线的衰减时间约为300 ns。改变溶液浓度,发现特征谱线的衰减过程不受溶液浓度的影响。