Study on wave dispersion characteristics of piezoelectric sandwich nanoplates considering surface effects

In this study, the wave propagation properties of piezoelectric sandwich nanoplates deposited on an orthotropic viscoelastic foundation are analyzed by considering the surface effects (SEs). The nanoplates are composed of a composite layer reinforced by graphene and two piezoelectric surface layers. Utilizing the modified Halpin-Tsai model, the material parameters of composite layers are obtained. The displacement field is determined by the sinusoidal shear deformation theory (SSDT). The Euler-Lagrange equation is derived by employing Hamilton’s principle and the constitutive equations of piezoelectric layers considering the SEs. Subsequently, the nonlocal strain gradient theory (NSGT) is used to obtain the equations of motion. Next, the effects of scale parameters, graphene distribution, orthotropic viscoelastic foundation, and SEs on the propagation behavior are numerically examined. The results reveal that the wave frequency is a periodic function of the orthotropic angle. Furthermore, the wave frequency increases with the increase in the SEs.

     

集中载荷作用下不同边界条件的弯曲厚矩形板的受迫振动

运用边界积分法研究了四边简支、两对边固定另两对边简支、四边固定三种复杂边界条件下厚矩形板的受迫振动问题,求解过程清晰,从而给出了受迫振动控制方程和挠曲面方程。通过在Matlab平台上进行数值计算,得出了图表形式的计算结果,并与有限元模拟值进行对照。研究表明,边界积分法用于求解厚矩形板的受迫振动问题的准确性,本文推导的控制方程和挠曲面方程的正确性,进而对工程实际中的各种相关问题具有一定的现实意义,也为求解此类问题提供了一种新途径,可以直接运用到工程实际中。     

Engineering lattice defects in 2D nanomaterials for enhancing biomedical performances

2D nanomaterials are widely investigated for biomedical applications, attributed to their large specific surface area, high therapeutic loading capacity, and unique optical, thermal, and/or electronic characteristics. Lattice defects affect the theranostic performance of 2D nanomaterials significantly by altering their electronic properties and chemical binding. Recent investigations have shown that defect-rich 2D nanomaterials are capable of enhancing tumor treatment through efficient drug delivery, photothermal and photodynamic therapies (PTT and PDT), and improving diagnostics via computed tomography (CT), photoacoustic and magnetic resonance imaging. This review summarizes recent progresses, including synthesis, characterization approach, and applications of defect-engineered 2D nanomaterials that are potentially useful in cancer treatment. The expert opinions are also proposed as the conclusion.     

少子寿命和表面形貌与多孔硅发光性能的关系

研究了不同时间腐蚀的多孔硅的光致发光性能与多孔硅的表面形貌和少子寿命之间的关系。结果表明,多孔硅的发光来自与氧空位有关的缺陷,而多孔硅表面的氢原子能够钝化多孔硅表面的非辐射中心从而提高多孔硅的发光效率。多孔硅的空隙度随腐蚀时间的延长而增大,这也导致了多孔硅的少子寿命的降低,从而造成多孔硅的光致发光效率随多孔硅空隙度的增大以及少子寿命的降低而提高。另外,原子力显微照片表明长时间的腐蚀使多孔硅表面层被化学腐蚀,从而降低了多孔硅表面的粗糙度。     

H2S和H2S+的振动光谱和电子能谱计算

本文基于MOLPRO软件包使用从头算方法计算了星际分子H₂S及其阳离子H₂S⁺的势能面及光电子能谱.首先,在(U)CCSD/cc-pVQZ理论水平下获取了H₂S沿法线坐标展开的势能面,势能面直观描述了不同振动模式耦合对分子能量变化的影响,S-H键的非对称伸缩振动和面内弯曲振动共同作用使得系统势能变化范围明显变大.振动多组态相互作用方法被用来计算非谐振动频率和振动光谱,计算结果显示,倍频和组合频之间出现了强烈的费米共振,使得相应波段处的红外强度显著增强.最后,使用拉曼波函数和收缩不变Krylov子空间方法首次计算了H₂SΧ¹A₁→H₂S⁺ X²B₁的光电子能谱.此项研究有助于进一步理解星际分子的内部结构,并为实验研究及星际观测提供参考.     

基于密度泛函的伪麻黄碱拉曼光谱性质研究

研究伪麻黄碱的拉曼光谱和吸附在纳米银基底上的表面增强拉曼光谱(SERS),利用密度泛函理论B3LYP/6-311G++(d, p)方法对伪麻黄碱分子进行了计算,得到了分子构型信息和理论拉曼光谱,用Gaussview软件对分子振动模式进行了全面的归属,在伪麻黄碱的表面增强拉曼光谱中,采用了自组装方法获得了团簇银纳米表面增强基底,实现了很好的增强效应.实验结果表明：伪麻黄碱的拉曼光谱计算结果和实验结果基本一致,理论计算为伪麻黄碱分子振动峰位的归属提供了重要的依据,伪麻黄碱分子与银纳米表面化学吸附,苯环垂直于纳米基底表面,研究结果为伪麻黄碱的拉曼光谱检验分析提供了理论依据,也为苯丙胺类毒品的光谱分析研究提供了参考.     

NO在稀有金属钇表面的吸附行为

以往的理论在预测六方结构(HCP)金属的表面能时,计算值与实验值存在较大误差.鉴于此,本文首先用一种较为合理的方法精准地预测了稀有金属钇(Y)(0001)面的表面能,计算值(1.141 J/M²)与实验值(1.125 J/M²)吻合的很好.随后,系统研究了NO小分子在Y(0001)面不同位置(空位、桥位和端位)的吸附行为.结果表明:空位(H1)表现出了良好的吸附能力,吸附能超过了5eV,同时N-O键长伸长量超过了24%,此时,NO分子几乎平行地吸附于Y(0001)表面.所有的吸附位置的N-O分子伸长量范围为0.2?-0.42?.这种伸长量明显超过了NO在其它金属表面时的计算结果.     

三例基于5-(二甲基氨基)间苯二甲酸的锌(Ⅱ)/铜(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构、Hirshfeld表面分析和荧光性质

利用配体 5-(二甲基氨基)间苯二甲酸(H₂dia)和咪唑(mdz)分别与锌(Ⅱ)和铜(Ⅱ)金属盐反应,制备了 3 例过渡金属配合物[Zn(dia)(mdz)₂]·2H₂O (1)、[Cu(dia)(mdz)₂(DMF)] (2)和[Cu(dia)(mdz)₂]·H₂O (3)。利用单晶 X射线衍射、元素分析、红外光谱、热重和Hirshfeld表面分析对其进行了结构表征。结果表明配合物1和2为一维线状链,1中每个四配位的Zn(Ⅱ)处于变形四面体中心,2中Cu(Ⅱ)中心拥有五配位的三角双锥几何构型。改变合成溶剂条件得到锯齿形一维链状配合物3,其四配位Cu(Ⅱ)中心展现出对称平面四边形构型。上述结果说明,金属离子几何构型以及合成溶剂可能对配合物结构具有重要影响。丰富的分子间氢键帮助3例配合物形成稳定的三维超分子结构。热重分析表明,3例配合物均具有良好的热稳定性。固体荧光分析表明配合物1具有较强荧光性,而配合物2和3荧光强度均远低于配体。     

梯度表面能材料上液滴运动特性实验

对水平和30°倾角放置梯度表面能材料表面上液滴运动特性进行了可视化实验,分析了液滴在梯度表面上运动速度的变化规律,以及液滴大小和表面倾角对运动速度变化的影响.实验结果表明:在梯度表面能材料上,液滴能获得较大的宏观运动速度,并可以沿30°倾角放置的梯度表面材料上自下而上的运动;大液滴较小液滴的峰值运动速度大,运动距离更远;液滴在运动过程中出现蠕动的现象.     

隔热材料的纳米成型与性能分析

经不同工艺和过程制备二氧化硅气凝胶,初步摸索出制备温度、溶剂、催化剂、反应时间最佳参数.在分析气凝胶干燥开裂的原因后,以三甲基氯硅烷(TMCS)为表面修饰剂,正己烷为干燥介质的表面改性工艺,一定程度控制了气凝胶的干燥收缩和开裂.在室温、常压下的通过不同的改性方案制备出四种不同气凝胶样品,揭示了改性条件、干燥温度对于气凝胶孔隙分布、微观结构的影响.