1) 新加坡南洋理工大学电气与电子工程学院,50 Nanyang Avenue 639798,新加坡。2) 韩国机械材料研究所纳米融合机械研究部,韩国大田儒城区 34103,韩国。3) 德克萨斯大学阿灵顿分校电气工程系,德克萨斯州阿灵顿 76019,美国。4) 伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校电气与计算机工程系和 Holonyak 微纳米技术实验室,伊利诺伊州厄巴纳 61801,美国 关键词。金属辅助化学蚀刻;多孔 Ge;抗反射;
hal是一个多学科的开放访问档案,用于存款和传播科学研究文件,无论它们是否已发表。这些文件可能来自法国或国外的教学和研究机构,也可能来自公共或私人研究中心。
摘要:多孔膜技术因其对绿色化学和可持续发展的显着贡献而在分离和生物学领域引起了极大的关注。由多乳酸(PLA)制造的多孔膜具有许多优势,包括低相对密度,高比表面积,生物降解性和出色的生物相容性。结果,它们在各种应用中表现出有希望的前景,例如石油 - 水分离,组织工程和药物释放。本文概述了使用静电纺丝,呼吸图和相分离方法在制造PLA膜方面的最新研究进步。首先,从孔形成的角度阐明了每种方法的原理。讨论和汇总相关参数与孔结构之间的相关性,随后对每种方法的优点和局限性进行了比较分析。随后,本文介绍了多孔PLA膜在组织工程,油水分离和其他领域中的多种应用。这些膜面临的当前挑战包括机械强度不足,生产效率有限以及孔结构控制的复杂性。相应地提供了增强和未来前景的建议。
锂离子电池在循环过程中改变其几何尺寸,这是一系列显微镜机制的宏观结果,包括但不限于扩散诱导的膨胀/收缩/收缩,气体进化,固体电解质相间相间相位相和颗粒的裂纹。通过数学模型预测非线性维度变化对于电池的终身预测,健康管理和非破坏性评估至关重要。在这项研究中,我们提出了一种将粉末材料弹性模型实施到多孔电极理论(PET)中的方法。通过将总体变形分解为弹性,塑料和扩散引起的部分,并使用粉末可塑性模型来描述塑料部分,该模型可以捕获由液体(DE-)插入引起的可逆厚度变化,以及由于重新安排和颗粒的稳定而导致的不可逆厚度变化。对于预测电池健康和安全性的现实世界应用,关键在于迅速解决数学方程。在这里,我们将耦合模型实施到开源软件PETLION中,以进行毫秒尺度模拟。使用从文献中收集的值,在不同条件下测试的值,与现实世界观测值相比,对计算模型进行参数化,并定性分析以发现参数输出关系。©2024作者。由IOP Publishing Limited代表电化学学会出版。[doi:10.1149/1945-7111/ad4f1e]这是根据Creative Commons Attribution 4.0许可(CC by,http://creativecommons.org/licenses/ by/4.0/)分发的开放式访问文章,如果原始工作适当地引用了原始作品,则可以在任何媒介中不受限制地重复使用工作。
可充电固态电池(SSB)已作为基于降低的火灾危险和实现高级电池化学物质(例如碱金属阳极)的潜力而成为下一代储能装置。然而,陶瓷固体电解质(SES)通常在缓解机械应力方面具有有限的能力,并且对以身体为中心的立方体碱金属或其合金在化学上不稳定,或其具有较小溶质元件(β-相)的合金。肿胀 - 然后对β期的重新培训通常会引起不稳定性,例如SE断裂和腐蚀以及电子/离子接触的丧失,这会导致高电荷转移耐药性,短路等。这些挑战要求其他类别的材料和新型纳米复合体系结构的合作,以缓解压力和维护基本接触,同时最大程度地减少有害的破坏。在这篇综述中,我们总结了解决这些问题的最新进展,包括将其他类别的材料(MIEC)多孔中间层和离子电子绝缘子(IEI)粘合剂(例如SE和金属(例如β-相和当前的收集器)除外)是传统SSB组成的,除了SE和金属(例如β-相和当前的收集器)之外,还包括传统的SSB组合。特别是我们专注于提供理论解释,以了解开放式纳米孔MIEC中间层如何操纵β相沉积和剥离行为,从而抑制这种不稳定性,从而指代基本的热力学和动力学来控制β-相的成核和生长。审查结束时,通过描述SSB的多孔MIEC Interlayers未来设计的途径。
摘要:对清洁和可持续环境的重要性以及人口和技术的快速增长的意识日益增加,这使人们强烈倾向于解决废水处理问题。这种全球关注点促使个人优先考虑废水的适当管理和净化。有机污染物非常持久,由于其破坏性影响,有必要将其从废水中清除。在过去的十年中,多孔有机聚合物(POP)由于研究人员在去除各种类型的污染物方面的有效性而引起了人们的兴趣。多孔生物聚合物似乎是流行音乐中合适的候选者。可持续的消费和环境保护,以及减少有毒化学物质的消耗,是使用生物聚合物在准备有效复合材料去除污染物的优点。与其他POP一样,含有多孔生物聚合物的复合材料可以通过吸收,膜过滤或氧化和光催化作用去除各种污染物。尽管基于多孔生物聚合物的复合材料在去除污染物时表现出相对较好的性能,但其强度不足会限制其性能。另一方面,与其他流行音乐相比,包括共价有机框架的性能较弱。因此,多孔有机生物聚合物通常用于与其他化合物的复合材料中。因此,似乎有必要研究这些复合材料的性能并研究使用复合组件的原因。这篇综述详尽地研究了使用含有多孔生物聚合物的复合材料的最新进展,以吸附剂,膜,催化剂等的形式去除有机污染物。讨论了有关在复合材料构建中使用每个组件的机理,复合功能的信息。以下内容为未来的机会提供了从生物聚合物制备多孔复合材料的愿景。
摘要:最近出现了几种合成方法,将高表面积固态有机骨架材料开发成具有永久孔隙率的自由流动液体。这些多孔液体 (PL) 材料的流动性使它们在某些储存和运输过程中具有优势。然而,大多数基于骨架的材料需要使用低温来储存弱结合气体(例如 H 2 ),而在该温度下 PL 会失去流动性。基于共价有机骨架 (COF) 的 PL 可以在接近环境温度的条件下与 H 2 可逆地形成稳定的复合物,这将代表气体储存和运输应用的有希望的发展。我们在此报告一种基于负载 Cu(I) 的 COF 胶体的具有这些卓越特性的材料的开发、表征和评估。我们的合成策略需要使用原子转移自由基聚合 (ATRP) 来定制条件以在 COF 胶体周围生长坚固的聚(二甲基硅氧烷)-甲基丙烯酸酯 (PDMS-MA) 涂层。我们展示了对胶体COF涂层厚度的精准控制,并通过透射电子显微镜和动态光散射进行了量化。随后,将涂覆的COF材料悬浮在液体聚合物基质中,制成PL。CO 2 等温线证实,涂层在自由流动液体中保留了COF的总体孔隙率;而采用漫反射红外傅里叶变换光谱 (DRIFTS) 进行的CO吸附测量证实了Cu(I)配位点的保留。随后,我们使用DRIFTS和程序升温脱附测量评估了基于Cu(I) − COF的PL中的气体吸附现象。除了证实这些材料可以在温和制冷温度下或接近温和制冷温度下进行H 2 传输外,我们的观察还表明,H 2 扩散受到涂层和液体基质的玻璃化转变温度的显著影响。后者结果强调了PL在通过涂层成分调节气体扩散和储存温度方面的另一个潜在优势。
HAL 是一个多学科开放存取档案库,用于存放和传播科学研究文献,无论这些文献是否已出版。这些文献可能来自法国或国外的教学和研究机构,也可能来自公共或私人研究中心。
铁是一种丰富的化学元素,自古以来就以钢和铸铁的形式用于制造工具、器皿和武器。[1,2] 钢铁目前每年的产量为 1.4 亿吨,是人类文明中最广泛利用的材料之一。[1] 如此高的产量和当前加工技术的高碳足迹,使钢铁成为现代社会减少材料对环境影响的首选材料。[3] 虽然全世界的大部分钢铁生产都用于制造致密的建筑结构元件,但人们也在探索将多孔铁块用于催化、[4] 储能、[5] 组织再生 [6] 和结构应用。[7] 对环境影响较小的轻质结构的需求日益增长,人们对此类多孔金属以及它们对旨在更有效地利用自然资源的非物质化战略的潜在贡献的兴趣日益浓厚。海绵铁是通过将矿石在熔点以下直接还原而获得的,是多孔金属最早的例子之一。[8] 由于其强度相对较低,这种多孔铁在过去被用作制造致密结构的前体。多孔金属的低强度源于众所周知的材料强度和相对密度之间的权衡。[9] 根据 Gibson-Ashby 分析模型的预测,[10] 多孔和胞状结构的强度和刚度与固相相对密度 (φ) 呈幂律关系:P∼φm,其中 P 是关注的属性,m 是缩放指数。重要的是,高度多孔的大型结构(φ<0.20)通常表现出的刚度和承载能力远低于这种简单分析模型的预期水平。 [11] 事实上,实验和计算研究表明,当材料的相对密度接近其渗透阈值时,只有一小部分固相能有效地增加多孔结构的刚度。[12,13] 这是因为在多孔网络结构整体变形过程中存在未受载荷的悬挂元素。[14]
全球能源需求的不断增长以及化石燃料消耗引起的气候变化要求实施可再生能源技术。然而,风能和太阳能发电的间歇性要求可靠的能量储存。虽然二次电池由于其模块化和便携性而成为颇具吸引力的储能设备,但目前的电池技术,如锂离子电池 (LIB),尚未达到广泛采用所需的能量密度和低成本。在迄今为止研究的各种电池化学中,锂硫 (Li-S) 电池作为 LIB 的有前途的替代品脱颖而出。锂硫电池可以实现 2,572 Wh kg -1 的高理论重量能量密度,几乎比目前的 LIB 高一个数量级。硫的储量丰富且成本低廉也使 Li-S 电池比现有的钴基 LIB 更实惠、更环保。然而,由于一种众所周知的“穿梭效应”现象,Li-S 电池的循环性较差。 1–4 在放电过程中,正极经历多电子转化过程,其中元素硫被还原为可溶性 Li 2 S x (x = 4-8),然后终止于不溶性 Li 2 S。生成的可溶性多硫化物 (PS) 可以从正极浸出到电解质中,导致活性材料损失和电极表面钝化。这种穿梭效应导致容量衰减迅速、自放电率高和电池阻抗高。缓解多硫化物浸出的一种解决方案是在正极采用硫宿主材料。为了实现最佳的活性材料利用率和循环性能,应考虑硫宿主的极性、孔隙率和电导率,因为这些特性与其能力密切相关
