促进学生化学学科核心素养发展的“铁盐和亚铁盐”的单元教学

设计了“铁盐和亚铁盐”的单元教学,以“探究硫酸亚铁的性质”和“线路板腐蚀液的研究”为核心任务,把铁盐与亚铁盐的性质、Fe²⁺和Fe³⁺的相互转化等核心知识贯穿其中,建立从物质类别、元素价态视角研究物质性质及转化的思路方法,促进多维度化学学科核心素养的融合发展。经过多轮次教学改进,结合教学实践过程及其教学效果抽提出“注重应用无机物的认识模型,重点把握研究物质性质的角度和思路”“抓住典型活动,培养学生的关键能力”“设计开放性任务,通过有效的师生对话进行诊断,外显问题解决思路”等教学策略。     

卟啉-硫醚基共价有机框架材料用于氧还原反应电催化剂

氧还原反应（ORR）是能进行能量存储的核心电化学过程。由于它的动力学速率缓慢,因此亟需制备出高活性的电催化剂来促进这一反应的速率。二维共价有机框架材料（2D COFs）的π-π堆积结构可赋予骨架高导电率,并且一维有序的孔道有利于促进中间反应体传输。因此,其在可再生能源领域中具有良好的应用前景,并有望作为能量存储与转化的强大催化平台。本文通过向2D COFs中引入金属卟啉单元及硫醚单元成功制备了两个2D COFs （JUC-600和JUC-601）。通过多种表征手段证明,这两个2D COFs均具有AA堆积的sql拓扑结构。通过电化学测试表明,Co²⁺配位的JUC-601具有更正的ORR起始电势（0.825 V）和半波电势（0.7 V）、更高的活性表面积（7.8 mF/cm²）,更低的Tafel斜率（58 mV/dec）。这主要是由于JUC-601的高比表面积和高孔隙率使得中间产物能更易在COFs的表面和孔道中接触和传输。此外,Co²⁺-卟啉单元以及硫醚单元的存在使其骨架整体的电子结构发生了变化,更有利于电子转移。这一工作不仅开发了新的二维卟啉-硫醚基COFs材料,同时也拓展了2D COFs材料在电催化领域的应用。     

Actuating Shape Memory Polymer for Thermoresponsive Soft Robotic Gripper and Programmable Materials

For soft robotics and programmable metamaterials, novel approaches are required enabling the design of highly integrated thermoresponsive actuating systems. In the concept presented here, the necessary functional component was obtained by polymer syntheses. First, poly(1,10-decylene adipate) diol (PDA) with a number average molecular weight M_n of 3290 g·mol⁻¹ was synthesized from 1,10-decanediol and adipic acid. Afterward, the PDA was brought to reaction with 4,4′-diphenylmethane diisocyanate and 1,4-butanediol. The resulting polyester urethane (PEU) was processed to the filament, and samples were additively manufactured by fused-filament fabrication. After thermomechanical treatment, the PEU reliably actuated under stress-free conditions by expanding on cooling and shrinking on heating with a maximum thermoreversible strain of 16.1%. Actuation stabilized at 12.2%, as verified in a measurement comprising 100 heating-cooling cycles. By adding an actuator element to a gripper system, a hen’s egg could be picked up, safely transported and deposited. Finally, one actuator element each was built into two types of unit cells for programmable materials, thus enabling the design of temperature-dependent behavior. The approaches are expected to open up new opportunities, e.g., in the fields of soft robotics and shape morphing.     

教学评一致性视域下金属单元复习课的实践*

分析金属知识在中考和教材中的地位,针对当前单元复习教学中存在的问题,依据教学评一致性原则,将“金属知识”的单元复习在“订书钉”为主要线索的探究活动中展开,以此激发学生的学习兴趣,优化学生单元知识结构,发展学生分析问题、解决问题的能力,同时提高学生对学科价值的认识。     

汇率变动对进出口影响的实证分析

本文研究了汇率变动对中国进出口的影响,在间接标价法下对论文中所用到的汇率贬值改善国际收支的三个必要条件给出了结论和证明(弹性法);在经济理论及经验研究的基础上,建立了论文中所需要的所有模型并且根据模型对相关经济问题利用现代计量经济学方法进行了实证研究.通过实证研究我们得到的结论是:我国满足汇率贬值改善国际收支的必要条件;出口增加有助于GDP的增长,进口增加对GDP的影响是反向的且随着进口增加这种影响逐渐减弱最终趋于零.     

NeuDATool：支持GPU硬件加速和计算机集群跨节点并行的开源中子散射数据分析软件

实验势精修是20世纪80年代英国散裂中子源无定型材料组开发的用于分析中子散射实验数据的软件. 实验势精修的目标是根据中子散射数据重建样品的三维原子结构. 在过去的几十年,实验势精修被广泛用于中子散射实验数据分析,为实验用户提供了可靠的分析结果. 但是实验势精修是基于共享内存并行计算(OpenMP)的Fortran程序,不支持计算机服务器集群跨节点并行加速和GPU加速;这限制了它的分析速度. 随着计算机服务器集群的广泛建设和GPU加速技术的普遍使用,有必要重新编写EPSR程序以提高运算速度. 本文使用面向对象的C++语言,开发了一套实现EPSR算法的开源软件包NeuDATool;软件通过MPI和CUDA C实现了计算机集群跨节点并行和GPU加速. 使用液态水和玻璃态二氧化硅的中子散射实验数据对软件进行了测试. 测试显示软件可以正确重建出样品的三维原子结构;并且模拟体系达到10万原子以上时,使用GPU加速可以比串行的CPU算法提高400倍以上的模拟速度. NeuDATool为中子实验用户尤其是对熟悉C++编程并希望定义特殊分析算法的实验科学家提供了一种新的选择.     

根据表面反射特性进行目标探测的波段选择

计算和分析了表面反射特性对选择波段进行目标探测的影响.通过引入正交子空间投影方法,将背景信号从接收到的混合光谱中消除,从而达到压缩背景信号的目的.并在此基础上运用匹配跟踪算法自动地进行优化波段的选择,达到选择最佳波段的目的,从而进行目标探测.在大气外实际目标的探测中,得到了进行大气外目标探测的波段选择与目标表面反射特性的关系.     

用于神光Ⅲ原型装置20 kJ能源系统的研制

在神光Ⅲ原型棒状放大器能源系统中,采用LC串联谐振变换器构成的软开关式恒流充电单元设计了高精度充电机.同时,基于RLC串联谐振电路的临界阻尼特性,设计了脉冲成形单元.分析了氙灯非线性解决办法及内触发点灯方式的可靠性,得出了脉冲氙灯线形等价和触发脉宽影响点灯可靠性的结论.采取计算机远程集中控制的控制策略,使得该系统控制安全高效.设计的20套能源模块完全符合用户要求,说明该方案具有可行性.     

用自动凯氏定氮仪测定水中氨氮

用MgO控制预蒸馏水中的pH值,以硼酸溶液为吸收液,用稀硫酸进行中和滴定,用自动凯氏定氮仪测试水中的氨氮,检测下限为1mg/L,相对标准偏差在0.32%~1.04%范围内,加标回收率为96%~104%,并将该法与纳氏试剂比色法和离子色谱法进行了比较。