基于苝二酰亚胺类非富勒烯受体共混体系凝聚态结构调控

非富勒烯太阳能电池具有给受体能级可调、吸收范围宽及可溶液加工等优势,已经成为太阳能电池领域发展趋势。在高性能材料开发及器件结构优化的推动下,能量转换效率已经突破11%。其中,苝二酰亚胺(PDI)类分子价格低廉且具有良好的稳定性及较高的电子迁移率,已经发展成为重要的非富勒烯受体材料。然而,PDI类材料刚性稠环结构使得分子间具有强烈的π-π相互作用(受体-受体分子间及给体-受体分子间),导致共混体系相分离尺寸可控性差,给受体分子间共混程度难于调控,从而发生严重的成对以及非成对电荷复合。本文从分子间作用力入手(溶剂-溶质、给体-受体分子间作用力)详述了非富勒烯共混体系相分离结构、相区尺寸及共混相含量调节的相关原理及方法。研究表明基于PDI共混体系,固-液相分离及分子扩散能力是决定相分离结构的本质因素,通过调控给受体比例及热退火温度实现了孤岛及互穿网络结构的构筑。同时,通过平衡受体分子间π-π作用及给受体间电荷转移,实现了低相容性及高相容性共混体系相区尺寸的可控调节。在此基础上,利用添加剂手段通过调节溶剂与溶质分子间的溶度参数差值,实现了薄膜内共混相的可控调节,并针对具有不同相容性共混体系给出了添加剂的选择原则。     

非冻结水对微球复合水凝胶机械性能的影响

本文旨在用DSC的方法研究水凝胶结合水的能力与韧性的关系。 分别以甲基丙烯酸丁酯(BMA)或甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)和烯丙基胺为单体,制备了2种核壳纳米微球(BMA微球和HFBMA微球)。 再以其作为大分子引发剂和交联剂,制备了微球交联复合水凝胶(BMA-H凝胶和HFBMA-H凝胶)。 通过差示扫描量热仪(DSC)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和透射电子显微镜(TEM)等技术手段研究凝胶的结构和性能。 结果表明,HFBMA-H凝胶具有更好的机械性能,其拉伸强度和断裂伸长率分别可达280 kPa和3960%,远高于BMA-H凝胶(101 kPa,2700%)。 通过对2种复合凝胶体系内不同状态的水进行分析,发现HFBMA-H凝胶的非冻结水的质量分数明显高于BMA-H凝胶,这种非冻结水的增塑作用对于凝胶机械强度的提升具有重要影响。     

AISI 4340钢干滑动摩擦磨损特性研究

室温条件下,采用CFT-Ⅰ型多功能材料表面综合性能测试仪对AISI 4340钢进行了往复干摩擦磨损试验,研究了其摩擦磨损特性.采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对磨痕和亚表层进行了观察和检测,分析了磨损表面微观形貌、亚表层塑性变形和碳氧元素含量演化.结果表明:磨损形式以磨粒磨损为主,并伴随轻微黏着磨损和剥落磨损;磨损表面分布着长度、宽度、深度不一的划痕以及鳞片状和颗粒状磨屑;磨损表面出现轻微氧化,磨屑呈现不同程度的碳富集和氧化;亚表层出现明显摩擦影响层,距表层越近,塑性变形越明显,晶界角逐渐汇聚于表面,在表面处趋于平行;往复运动导致塑性变形方向不一致,磨痕中部,塑性变形向某位置聚集.     

亲水相互作用色谱-串联质谱法测定液体食品中14种甜味剂

建立了亲水相互作用色谱-三重四极杆质谱（HILIC-MS/MS）同时测定液体食品中6种人工合成甜味剂和8种甜菊糖苷类天然甜味剂的分析方法。样品经Waters Xbridge Amide色谱柱（150 mm×5.0 mm,3.5 μm）分离,以乙腈-10 mmol/L甲酸铵溶液（65：35,v/v）为流动相,流速为0.4 mL/min,柱温为35℃,然后以电喷雾电离（ESI）源,在多反应监测（MRM）、负离子模式下进行三重四极杆质谱检测。14种甜味剂在各自的范围内线性关系良好,相关系数均大于0.995,检出限为0.03~0.7 mg/kg,定量限为0.1~2.2 mg/kg。在2、5和20 mg/kg添加水平下,14种甜味剂的平均回收率为80.8%~108.7%,相对标准偏差为1.5%~7.7%（n=6）。该方法样品前处理操作简单,准确度高,灵敏度高,可用于液体食品中14种甜味剂的同时测定。     

超高效液相色谱-串联质谱法测定红薯叶中15种功效成分

建立了超高效液相色谱-串联质谱（UHPLC-MS/MS）快速测定红薯叶中15种功效成分的分析方法。样品用80%（v/v）甲醇水溶液提取后,采用C₁₈色谱柱（100 mm×2.1 mm,1.8 μm）进行分离,以乙腈-0.15%（v/v）甲酸水溶液为流动相进行梯度洗脱,在电喷雾电离（ESI）源、负离子扫描模式下,通过多反应监测（MRM）模式检测各物质分子的离子峰。在各自的范围内15种功效成分线性关系良好,相关系数（r）为0.9995~0.9998;在3个加标水平下,15种化合物的回收率为82.2%~131.4%,相对标准偏差为3.6%~8.3%;方法的检出限为0.13~0.64 μg/L。该方法前处理简单,灵敏度高,适用于红薯叶中功效组分的快速分析,定量分析结果显示咖啡奎宁酸类物质是红薯叶中的主要功效成分。     

螺旋霉素分子印迹磁性纳米吸附剂的合成及应用

制备了一种以螺旋霉素为模板分子的分子印迹磁性纳米吸附剂。以磁性纳米Fe₃O₄为内核,经丙烯酸表面修饰后再以螺旋霉素为模板分子、甲基丙烯酸为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,通过表面自由基聚合反应制备得到。该吸附剂对螺旋霉素、交沙霉素、替米考星和酒石酸泰乐菌素4种大环内酯类抗生素表现出良好的富集效果（富集倍数分别为310、118、758和72）,其选择性明显优于常规C₁₈吸附剂。该吸附剂可重复使用至少6次。结合高效液相色谱-紫外检测器建立了上述4种抗生素的分析方法。方法检出限为0.53~2.75 μg/L,定量限为1.78~9.16 μg/L;在50、100和150 μg/L低中高3个添加水平下,方法回收率在80.78%~123.02%之间,相对标准偏差<15.8%（n=5）。该方法被应用于分析蜂蜜中的上述4种抗生素。     

First-principles Study of Mechanical and Electronic Properties of Co-Sn Intermetallics for Lithium Ion Battery Anode

The equilibrium structures, formation energy, mechanical properties and electronic properties of Co-Sn intermetallics have been systemically studied by first-principles study. The results show that the CoSn phase is more thermodynamically stable than any other stoichiometry of Co-Sn intermetallics. With the increasing of Co content in Co-Sn intermetallics, the mechanical properties change into brittle behavior from ductility character. Adding proper amount of Co to Co-Sn intermetallics can improve the cycle performance for lithium ion battery anode. However, high Co content will lead to a poor cycle performance for Co-Sn intermetallics.     

基于超材料实现等离激元诱导透明

电磁诱导透明是在介质中由不同的入射光诱导产生的量子干涉效应。它以其独特的物理现象,在量子通信和非线性光学应用中具有重要的地位。近年来,人工超材料发展十分迅速,并成为等离子体学领域的一个研究热点。超材料可以很好地调控其物理结构和特性,而且降低了对电磁诱导透明实验条件的要求,模拟出类似于电磁诱导透明的现象即等离激元诱导透明。本文介绍等离激元诱导透明的工作原理,总结实现等离激元诱导透明的几种结构,以及等离激元诱导透明的研究现状,为微型传感器的应用以及等离激元诱导透明结构的设计提供依据。     

等离子体纳米结构中的Fano共振效应及其应用

Fano共振效应是一种具有非对称线型的共振散射现象,起源于共振过程和非共振过程的量子干涉效应。近年来,在等离子体纳米结构中Fano共振现象也被发现,并成为纳米光子学的一个研究热点。等离子体Fano共振通常具有较窄的光谱线宽,且不能直接与入射光耦合,只能局域在近场,强的近场局域特性可以获得巨大的表面电磁场增强。由于等离子体Fano共振独特的光学特性,已经被应用到单分子探测、高灵敏度传感、增强光谱、完美吸收、电磁诱导透明和慢光光子学器件等众多领域当中。     

基于FPGA反射式激光双速测量系统的设计与实现

物体在运动时旋转,可以减小物体运动过程中的空气阻力,增加运动运动稳定性,提高发射效率。而在一些发射系统中,弹丸在运动的过程中,也会发生旋转。通过测量弹丸的旋转速度和运动速度,可以更好的了解弹丸运动规律、调控运动行为,获取即时环境信息。文中提出了一种高灵敏度反射式测速系统,该测速系统采用高速响应数字激光传感器作为测量器件,采用FPGA编程进行控制和运算,具有抗低频电磁干扰的优点。应用该测速系统可以同时测量电磁发射系统中弹丸在出口处的水平运动速度和旋转速度。