术语“石墨烯”是指石墨的组合,石墨是碳的结晶形式,带有辅助的“ -ene”表示二维结构。石墨和钻石都是天然存在的碳同素异肌,由由碳原子组成的三维结构组成。2个格雷恩是类似于蜂窝的二维晶格结构。它由紧密堆积的碳原子组成,这些碳原子在厚度仅厚度仅一个原子的层中产生一个。石墨烯的碳原子通过SP 2杂交链接。2为了创建厚1毫米的石墨结构,它需要300万层的石墨烯。的确,单平方米的石墨烯仅重0.77毫克。3,4(GO)具有结构稳定的结构,并表现出显着的热,电气,光学和机械导电质量。5的研究表明,GO具有在7个以上的pH水平上维持高水平的分散稳定性的显着能力。此属性可以创建具有较大表面积的LMS。6
二维分子组装体越来越受到人们的关注,而这种结构很难仅依靠自发分子组装来构建。本文我们展示了使用三足三蝶烯超分子支架实现的并苯发色团的二维组装体,这种支架已被证明具有强大的二维分子和聚合物基序组装能力。我们设计了夹在两个三足三蝶烯单元之间的并五苯和蒽衍生物。这些化合物组装成预期的二维结构,并五苯发色团既有足够的重叠以引起单线态裂变,又有足够的构象变化空间以促进三线态对解离成两个自由三线态,而蒽类似物则并非如此。详细的光谱分析表明,组装体中的并五苯发色团以高量子产率(ΦSF=88±5%)发生单线态裂变,产生三线态对,从中可得到自由三线态
基于石墨烯的材料允许在储能,电子开发,材料科学,光学,药物和水加工等领域的基本进展,这是由于其独特的二维结构,机械鲁棒性,较大的表面和高电导率。但是,几乎没有努力利用和研究这些材料来开发适合航天器应用的新水技术。这样的应用是将基于石墨烯的材料作为过滤介质的潜在用途。因此,研究这些新材料的吸附性能对于确定目前在具有水回收能力的太空车辆中使用/升级最先进的过滤媒体的机会至关重要。特别是如果由于扩展过滤能力而可以减少可消耗量的要求。通过在比较吸附和抗菌实验中测试许多基于石墨烯的材料,在石墨烯研究中进行了早期的生命支持系统研究,其中探测了污染物的去除效率,最大吸附能力和细菌减少的抗菌实验。这项初步调查为使用基于石墨烯的材料作为过滤介质提供了实用性,并讨论了该航天器饮用水系统的这种前瞻性过滤技术的扩展和优化。
在光催化应用方面,二维材料最近引起了人们的广泛关注。19,20此外,二维结构具有较大的表面积与体积比,可以创建额外的光催化反应位点,并且电荷载流子复合率低,导致其迁移到表面。21,22硅烯是一种二维六方晶格的单层硅结构,于2007年在理论上预测,并于2010年合成,23它拥有石墨烯的大部分优良电子特性。氢和硅烯的共价改性,称为硅烷(SiH),可以在布里渊区产生相当大的带隙,类似于石墨烯的带隙。24,25氢化消除了硅烯的导电性并产生了更稳定的结构,从而在可见光区域产生了较小的带隙,可用于光催化。多项研究表明,SiH具有合适的间接带隙和稳定的结构。 26 全氢化硅烯是一种良好的异质结复合材料,也已在实验和理论上进行了研究。27,28 由于高反应性的 Si-H 键可直接用作化学过程中的还原剂或反应物,因此它们特别受关注。29
固态准则的异常结构特性到目前为止已经建立了良好,在第一个出版物之后超过四分之一以上[1]。最好通过标准的结晶方法获得的最佳准甲基盐样品在非常狭窄的,可降低的差异峰上得到了完美的序列。在没有翻译不变性的情况下,准晶体可以具有禁止晶体的旋转对称性,例如5倍或在当前情况下为8倍对称。准晶体中local环境的重复性的特性可确保原子的相同有限的配置彼此近似。准晶体在长度尺度的变化方面具有自相似性。这些特性导致人们期望这些物质中的新物理特性,实际上,它们被认为具有有趣的电子,磁性和机械性能。不幸的是,对这些材料的理论理解落在了实验发现后面,部分原因是固态准晶体通常是双合金或三元合金。它们的结构复杂性使得无法使用分析方法,并且将数值计算扩展到极限。因此,实现单个组件的准物质是一个长期的目标。我们最近展示了[2]如何使用四个固定波激光场引起的光势来捕获颗粒,并实现具有八倍符号的二维式准二维结构。当被困颗粒为原子时,de-在本文中,我们提供了该结构的详细信息,即8倍的Quasicrystal,它与众所周知的八角形(或Ammann-Beenker)瓷砖固定器[3]密切相关。
摘要 通过中频全向多波束声纳获取的数据开发可用于开展渔业研究中的原始研究,但尽管大多数渔船和许多研究船上都配备了此类设备,但却很少使用。这是唯一用于实时监测船只或浮标周围水平全向平面内鱼群的系统。1996 年至 2001 年间,我们使用了两种标准全向声纳,并根据两种主要采样方案开发了利用其特定声学数据的新方法:“勘探”,包括捕鱼和搜索作业,以及“漂流”,如使用仪器浮标系统或在固定船只上。我们提出了一种从研究船或商船上连续采集数据的完整方法,并通过图片分析和数据处理方法自动提取数据。考虑了两种数据分析情况:第一种是基于逐个学校的“单校”模式;第二种模式考虑了在声纳采样范围内检测到的所有鱼群,即“集群”模式。基本声纳信息分为五类,包括 24 个调查和声纳参数以及 55 个鱼群、集群和渔民行为描述符。我们回顾了这些类别的应用,并讨论了它们在渔业科学中的应用前景。如果声纳系统能够评估船只避让对鱼群生物量评估的影响,那么简单的声纳回声积分过程就无法提供准确的丰度估计。全向声纳数据可用于集体分析鱼群的游泳速度、扩散和迁移方面的运动学、群体分裂和合并指数等聚集动力学、集群的空间特征(如鱼群密度)、二维结构和渔民行为。将这些数据整合到鱼群数据库中,包括多频回声测深仪和横向多波束(3D)声纳数据与物种识别方法相结合,将能够全面了解鱼群行为,从而采用准确的渔业管理方法。
摘要 通过中频全向多波束声纳获取的数据开发可用于渔业研究的原创性研究,但尽管大多数渔船和许多研究船上都配备了此类设备,但这种设备却很少使用。这是唯一一种用于实时监测船只或浮标周围水平全向平面内鱼群的系统。1996 年至 2001 年间,我们使用了两种标准全向声纳,并根据两种主要采样方案开发了利用其特定声学数据的新方法:“勘探”,包括捕鱼和搜索作业,以及“漂流”,如使用仪器浮标系统或固定船只。我们提出了一种从研究船或商业船上连续采集数据的完整方法,通过图片分析自动提取数据并采用数据处理方法。考虑两种数据分析情况:第一种是逐个鱼群进行分析,即“单群”模式;第二种是考虑声纳采样体积内检测到的所有鱼群,即“集群”模式。基本声纳信息分为五类,包括 24 个调查和声纳参数以及 55 个鱼群、集群和渔民行为描述符。我们回顾了这些类别的应用,并讨论了它们在渔业科学中的应用前景。如果声纳系统能够评估船只避让对鱼群生物量评估的影响,则简单的声纳回声积分过程无法提供准确的丰度估计。全向声纳数据可用于集体分析鱼群的游动速度、扩散和迁移方面的运动学、群体分裂和合并指标等聚集动力学、群体密度等集群的空间特征、二维结构和渔民行为。将这些数据整合到鱼群数据库中,包括多频回声测深仪和横向多波束 (3D) 声纳数据以及物种识别方法,将使我们能够全面了解鱼群行为,从而采用准确的渔业管理方法。
摘要:膜是化学净化、生物分离和海水淡化的关键部件。传统的聚合物膜普遍存在渗透性和选择性之间的权衡,这严重阻碍了分离性能。纳米多孔原子薄膜(NATM),如石墨烯 NATM,有可能打破这种权衡。由于其独特的二维结构和潜在的纳米孔结构可控性,NATM 有望通过分子筛获得出色的选择性,同时实现极限渗透性。然而,石墨烯膜的概念验证演示和可扩展的分离应用之间存在巨大的选择性差异。在本文中,我们提供了一种可能的解决方案来缩小这种差异,即通过两次连续的等离子体处理分别调整孔密度和孔径。我们证明,通过缩小孔径分布,可以大大提高石墨烯膜的选择性。首先应用低能氩等离子体来使石墨烯中高密度缺陷成核。然后利用受控氧等离子体选择性地将缺陷扩大为具有所需尺寸的纳米孔。该方法具有可扩展性,制备的具有亚纳米孔的 1 cm 2 石墨烯 NATM 可以分离 KCl 和 Allura Red,选择性为 104,磁导率为 1.1 × 10 −6 ms −1 。NATM 中的孔可以进一步从气体选择性亚纳米孔调整到几纳米尺寸。制备的 NATM 在 CO 2 和 N 2 之间的选择性为 35。随着扩大时间的延长,溶菌酶和牛血清白蛋白之间的选择性也可以达到 21.2,渗透性比商用透析膜高出大约四倍。这项研究提供了一种解决方案,可以实现孔径可调的 NATM,其孔径分布较窄,适用于从气体分离或脱盐中的亚纳米到透析中的几纳米的不同分离过程。关键词:纳米多孔石墨烯膜、纳米多孔原子级薄膜 (NATM)、蛋白质选择性膜、等离子蚀刻、纳米孔工程
直到 20 世纪 60 年代初,世界上几乎所有汽车都采用了车身框架概念。最初的框架由木材(通常是白蜡木)制成,但钢制梯形框架在 20 世纪 30 年代变得普遍。如今,框架设计仅用于轻型卡车和全尺寸 SUV。框架看起来像一个梯子,两个纵向轨道由几个横向和横向支撑连接。纵向构件是主要的受力构件。它们承受由加速和制动引起的负载和纵向力。横向和横向构件提供对横向力的抵抗力并增加扭转刚度。卡车上使用框架是因为其整体强度和承受重量的能力。框架设计的缺点是它通常很重,并且由于它是二维结构,因此需要提高扭转车身刚度。此外,框架往往会占用大量宝贵的空间并迫使重心上升。车身框架车辆的安全性也会受到影响,因为轨道在撞击下不会变形;也就是说,更多的撞击能量被传递到座舱和另一辆车上。大多数小型车型在 20 世纪 60 年代改用了单体式结构,但这一趋势早在 20 世纪 30 年代就已开始,比如欧宝奥林匹亚。如今,单体式设计是迄今为止占主导地位的车身概念。福特维多利亚皇冠(2011 年停产)是最后一款采用车架一体式概念的乘用车。单体式设计是一种利用外部蒙皮支撑部分或大部分负载的结构技术(与车架一体式概念相反,后者的车架仅用“装饰性”车身面板覆盖)。在这种情况下,整体式底盘是所有机械部件都连接的主要结构元件。但也有“半单体式”变体,例如大众平台概念,其中包括由压制板制成的轻质独立底盘。在这种情况下,底盘和车身外壳都用于提供必要的结构强度。
ecent年份已经看到了衍射光学的复兴,这是由于纳米制度的纳米化阵列的进步,具有高精度,合理的吞吐量和相对易于生产的纳米阵列的纳米化阵列。这些发展开辟了一个所谓的平面光学器件的新时代,其关键组件称为Metasurfaces(由光学上薄的散射器组成的二维结构,例如次波长大小的天线),越来越多地用于替换整个传统光学元件的整体组合1 - 9。这些设备可以实现有效的梁转向,光学极化的局部控制以及光10-14的发射和检测。metasurfaces具有独特的功能,可以完全控制子波长度15中的光。包括对复杂衍射的波长和极化选择性控制。此外,元信息可以使新物理学和一系列现象与散装光学或3D超材料中可以实现的现象明显不同。这样一个例子是一般的反射和折射定律,可以通过使用带有规定的相位梯度的天线阵列来将元时间用于重定向,同时确保完全控制幅度和相位的前所未有的设计灵活性。元面包还可以量身定制近场响应,这在处理光源和探测器时至关重要,从而实现了完美的吸收,发射增强和光 - 物质相互作用的详细设计。metaSurfaces具有巨大的实现这些状态的潜力。metasurfaces现在已成为经典光学的主食,并且越来越有兴趣将扁平光子学启用的新型功能带入量子光学的领域16。量子光学技术需要单个光子,纠缠光子和其他类型的非古典光以及更新的检测方法的来源。量子状态可以基于不同程度的光自由度极化,方向和轨道角动量。,我们首先将注意力集中在经典光学设备(梁拆分器)上的两个独立光子的量子干扰17、18的演示中,这允许纠缠操作 - 量子光学领域的里程碑。但是,光束分离器是一种只能改变其反射率的简单设备,因此没有太多功能性。metasurfaces具有更广泛的功能,并且具有很大的操纵单光子并产生各种品种的潜力