一种高精度保界的守恒重映方法

Lagrange方法中，当流场发生大变形时，跟踪流体运动的Lagrange网格发生扭曲，使计算无法进行下去，此时必须重分网格，把网格修复成较好的形状。另外，网格自适应技术中的重构、合并与加密，以及同一问题不同程序相继计算的连接，并行计算中相邻块边界区域的数据传递等，这些情况都需要利用旧网格上的物理量来确定新网格上的物理量，是一个物理量重映过程。质点重映方法是基于物理上守恒规律的一种离散的物理量守恒映射方法，既可实现分片常数分布的一阶精度重映计算，又可实现分片线性分布的二阶精度重映计算。这种方法可严格保证守恒量的守恒性，且可以实现任意多边形网格以及节点上物理量的守恒重映。但是，基于分片线性分布的二阶精度重映方法，如果新网格的守恒量没有进行保界调整，那么相应的强度量有可能在其局部的限制范围之外，破坏了原网格物理量的单调性。因而，对二阶精度的质点重映方法进行了进一步研究。在分片线性分布的基础上，将基于结构网格的保界算法扩展到非结构网格上，给出了二阶保界的质点守恒重映方法。     

C36填充单壁碳纳米管的结构和电子性质

The structures and electronic properties for C36 encapsulated in four single-wall armchair carbon nanotubes (C36@(n,n), n=6-9) were calculated using ab initio self-consistent field crystal orbital method based on density functional theory. The calculations show that the interwall spacing between the carbon nanotube and C36 plays an important role in the stabilities of resultant structures. The optimum interwall spacing is about 0.30 nm and the tubes can be considered as inert containers for the encapsulated C36. The Fermi levels and relative position of energy bands also have something to do with the interwall spacing. The shifts of Fermi level and C36-derived electron states modulate the electron properties of these structures. The extra electrons fill the bands of C36@(8,8) with the optimum interwall spacing almost in a rigid-band manner.     

用分子轨道理论研究NO气体在TiO2表面吸附

根据一氧化氮(NO)气体在二氧化钛(TiO₂)表面吸附和脱附的实验结果, 揭示了气体脱附量的变化规律. 利用MOPAC 和GAUSSIAN分子轨道理论计算了在TiO₂(110)表面上吸附NO分子的原子簇模型, 电荷分布以及原子簇的能级, 推断了NO在TiO₂(110)表面吸附的稳定性.     

金纳米粒子在氨基表面上的组装-pH值的影响

用原子力显微镜（AFM）和表面增强喇曼光谱（SERS）研究了pH值对金纳米粒子在Au／巯基苯胺自组装膜表面上组装效果的影响．AFM结果表明，金纳米粒子在表面上的覆盖度随pH值表现出规律性的变化，巯基苯胺自组装膜的SERS强度随pH值的变化也有类似的趋势．在磁性环境下，氨基未质子化，金粒子难以组装上，而在酸性条件下，氨基质子化带正电，金粒子与基底容易结合．我们认为金纳米粒子和氨基之间的作用属于静电力，pH值同时影响膜表面氨基的质子化程度和金纳米粒子表面的带电量．     

18-冠-6与Eu(fod)3+在CCl4中的化学平衡及其配合物的结构

在室温下测定了CCl_4溶液中,18-冠-6的亚甲基、Eu(fod)的t—丁基质子的PMR化学位移与溶液组成的相互关系。提出了生成配合物RS,R_2S,R_2,R_3(S为18-冠-6,R为Eu(fod)_3)的模式。求得了平衡常数值(升/摩):K_1=[RS]/([R][S])=2.O×10~5,K_2=[R_2S]/([R][RS])=1.0×10~3,Q_1=[R_2]/[R]~2=4.2×10~2,Q_2=[R_3]/([R_2][R])=4.0×10~1。并测得在配合物RS,R_2S中18-冠-6质子的平均化学位移分别为4.90,10.84(ppm,相对于纯18-冠-6); 在配合物R,R_2,R_3,RS,R_2中t-丁基质子平均化学位移分别为1.53,2.33,0.54,1.02,2.42(ppm,相对于TMS)。 根据配合物的化学位移值,并考虑分子及分子轨道的对称性、位阻等因素提出了配合物R_2,RS,R_2S的可能的结构模型。     

Controlling a sine wave gating single-photon detector by exploiting its filtering loophole

GHz single-photon detector(SPD) is a crucial part in the practical high speed quantum key distribution(QKD) system.However, any imperfections in a practical QKD system may be exploited by an eavesdropper(Eve) to collect information about the key without being discovered. The sine wave gating SPD(SG-SPD) based on InGaAs/InP avalanche photodiode,one kind of practical high speed SPD, may also contain loopholes. In this paper, we study the principle and characteristic of the SG-SPD and find out the filtering loophole of the SG-SPD for the first time. What is more, the proof-of-principle experiment shows that Eve could blind and control Bob's SG-SPD by exploiting this loophole. We believe that giving enough attention to this loophole can improve the practical security of the existing QKD system.     

高振实密度圆饼状LiFePO4/C的制备及电化学性能

以乙二醇为溶剂,采用溶剂热法一步合成圆饼状LiFePO₄,然后以葡萄糖为碳源与合成的LiFePO₄前躯体高温烧结得到碳包覆的LiFePO₄/C复合材料,其振实密度高达1.3 g·cm^-3。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对LiFePO₄/C复合材料进行了物相和形貌表征,研究结果表明制备得到的LiFePO₄呈圆饼状,且生成的圆饼是由单晶LiFePO₄纳米片堆积而成。此外,LiFePO₄颗粒表面碳层包覆均匀。将制备的LiFePO₄/C用作锂离子电池正极材料,电化学性能测试表明其具有高的充放电比容量(在0.1C时放电,其初始放电比容量为157.7 mAh·g^-1)与良好的循环性能(500次循环后容量保持率为82.4%)。     

Medical applications of biopolyesters polyhydroxyalkanoates

Microbial polyhydroxyalkanoates(PHAs) are a family of biopolyesters produced by many wild type and engineered bacteria.PHAs have diverse structures accompanied by flexible thermal and mechanical properties.Combined with their in vitro biodegradation,cell and tissue compatibility,PHAs have been studied for medical applications,especially medical implants applications,including heart valve tissue engineering,vascular tissue engineering,bone tissue engineering,cartilage tissue engineering,nerve conduit tissue engineering as well as esophagus tissue engineering.Most studies have been conducted in the authors’ lab in the past 20+ years.Recently,mechanism on PHA promoted tissue regeneration was revealed to relate to cell responses to PHA biodegradation products and cell-material interactions mediated by microRNA.Very importantly,PHA implants were found not to cause carcinogenesis during long-term implantation.Thus,PHAs should have a bright future in biomedical areas.     

高温氟化盐对熔盐堆用材料的腐蚀行为研究进展

氟化物熔盐在熔盐堆(MSR)中可用作为核燃料载体和冷却剂,其独特热物理化学性质能极大提高MSR的传热效率。但MSR高温和强腐蚀条件对材料的选择使用要求非常苛刻,特别是氟化物熔盐在高温下对结构材料的腐蚀直接关系到MSR的安全运行和使用寿命,成为制约MSR应用发展的关键。本文综述了LiF-NaF-KF(Flinak)和LiF-BeF2(Flibe)熔盐与金属合金材料、碳材料及陶瓷材料腐蚀行为方面的研究进展,对材料在不同条件下腐蚀行为的机理进行了分析。研究发现,应用于MSR的高镍基合金及石墨材料存在着高温腐蚀性及机械性能差等弱点。未来新型高镍基合金、C/C复合材料及新型陶瓷材料(SiC及其复合材料、其他陶瓷材料)有望在氟化物熔盐体系中获得应用,并最终解决MSR用材料的困惑,实现MSR快速工业化发展。     

V掺杂二维MoS_2体系气体吸附性能的第一性原理研究

以芥子气和沙林为代表的毒剂具有毒性强、扩散快的特点,是一类杀伤力强、难以防护的化学战剂,对其快速高效检测是一项具有挑战性的课题.本文基于第一性原理计算方法研究了V掺杂对二维MoS_2气敏性能影响的机理,发现V原子向二维MoS_2的掺杂过程为自发的放热反应, V原子可以稳定掺杂于二维MoS_2超胞结构中的S空位上.掺杂进入二维MoS_2体系的V原子作为施主中心向周围Mo原子给出电子,从而提高了材料的导电能力.吸附能、吸附距离和吸附过程中的电子转移计算结果表明V的掺杂提高了二维MoS_2对气体分子的吸附能力,增强了吸附质分子与基底表面的电子相互作用,从而提高了二维MoS_2的气敏性能.