磁、光功能材料的界面设计、调控和构效关系研究

磁、光功能材料是信息科技和能源领域的基础材料,界面精细结构表征和调控是其研究的关键.在国家自然科学基金委员会、国家科技主管部门、国家教育主管部门以及北京市有关单位的支持下,北京科技大学王荣明教授及其合作者围绕"材料结构与性能相关性"理论,选择具有重要应用前景的具有磁性、表面等离子体共振效应、磁光效应及催化性能的过渡金属材料为主要研究对象,发展在原子或纳米尺度上的合金化和异质结构化以及纳米尺度层次化、梯度化和结构阵列化等材料的设计策略和制备方法,对该类材料的表界面结构和性能进行调控,在磁、光功能材料设计体系、表界面结构和组成可控制备、结构与性能相关性机理及应用等基础研究方面取得了一些创新性研究成果,对纳米材料的合成、微结构和特性研究产生了积极的推动作用.     

一维无机半导体纳米材料的制备及其表面可逆浸润性研究（英文）

智能材料与界面材料有机结合，赋予界面材料智能特性将是研究智能材料的一个新领域. 通过水溶液以及低温水热合成方法，我们分别制备了氧化锌以及氧化钛一维无机半导体纳米棒薄膜。结合它们特殊的微观/宏观表面几何结构以及表面紫外光敏感性，在紫外光以及暗处保存的交替作用下，我们实现了表面超疏水以及超亲水的可逆转变性能。在这里，我们还讨论了一维纳米材料表面浸润性可逆转变的机理。这一原理可以拓展到其它具有类似纳米结构和外场相应性的纳米表面中。这些具有智能相应性的材料具有极其重要和广泛的工业用前景。     

提高压裂效果的返排助剂CLA-1室内实验研究

CLA-1高效助排剂是一种新型的压裂液添加剂,由高效表面活性剂、助表面活性剂、低分子助剂和无机盐等组成。CLA-1高效助排剂通过不同表面活性剂间的协同作用降低了压裂液表界面张力,使油水界面张力由30．2mN／m降低至1×10^-2mN／m,具有超低的界面张力,毛细管力可相应降低3个数量级,提高了压裂液的助排性能,另外还具有用量少、使用安全等特点。室内评价了CLA-1高效助排剂的各项性能,结果表明,CLA-1高效助排剂性能稳定,适应地层高温、高矿化度环境,与地层原油具有良好的配伍性。在大庆外围油田现场应用38口井,平均返排率达60％以上,现场应用效果显著。     

中国科学院第二批开放研究实验室简介(四) 固体润滑开放研究实验室(Laboratory of Solid Lubrication)

一、隶属单位:中国科学院兰州化学物理研究所二、研究方向及其主要内容主要研究方向是固体润滑的表面化学与表面物理,以及材料的摩擦磨损机理。主要内容为:1．表面与界面性能及其对材料摩擦学性能的影响;2．表面和界面上的物理和化学作用及其对材料摩擦学性能的影响;     

螺旋桨飞机舱内噪声特性分析

文章研究螺旋桨气动噪声对飞机舱内噪声的影响,综合应用计算流体动力学和声学软件对螺旋桨飞机的舱内噪声进行建模和仿真分析。首先应用ICEM对螺旋桨划分网格,应用Fluent计算螺旋桨叶片表面压力分布,将计算结果导入Virtual Lab中用于模拟螺旋桨噪声源;然后应用Hypermesh建立机体结构有限元和声学有限元模型,将其导入Virtual Lab中计算机体模态和舱内声学响应。最后对螺旋桨飞机的舱内噪声进行了简要分析。     

双子表面活性剂的合成与现状

双子表面活性剂由于其具有较高的界面活性、特有的流变性、良好的水溶性以及有效的湿润性等优良性能相较于普通的表面活性剂在纳米材料、生物技术、采油领域有巨大的潜在应用及发展前景。系统地归纳了双子表面活性剂的相关性能以及阴离子、阳离子表面活性剂的合成方法及现状,简述了双子表面活性剂在药物载体领域的应用,并对双子表面活性剂的发展进行了展望。     

质子膜表面粗糙化对质子交换膜燃料电池膜电极性能改善研究

通过对Nafion117表面粗糙化和“预先溶胀法”制备技术提高了微型PEM燃料电池膜电极(MEA)的极化性能. 循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)等电化学检测手方法证明， Nafion117表面粗糙化后扩展了催化层/质子膜三相界面区域，增大了电化学反应的催化活性点，降低了界面的接触阻抗.     

CFRP-混凝土梁加固性能的影响因素研究

为了研究界面平整度对CFRP-混凝土梁加固性能的研究,本文通过制配三种强度等级的C30、C40、C50的150150400(mm3)混凝土,且每种强度等级的混凝土各有3种不同表面粗糙度,共计混凝土试件54块试件。通过单剪实验来研究粗糙度、混凝土强度等级对CFRP-混凝土界面粘结性能的影响。研究结果表面:混凝土强度等级对界面粘结性能影响不大,尤其在界面较粗糙的时候,提高混凝土强度等级,并不能提高界面粘结强度,混凝土粗糙度对界面粘结效果提升明显,尤其在初露粗骨料的界面中,粘结效果最好。     

阴离子与非离子表面活性剂复配后对界面张力的影响

在三次采油提高原油采收率的过程中,向油层注入表面活性剂,是当今提高原油采收率的重要方法。但单独使用非离子或阴离子表面活性剂都具有一定局限性。复配后的混合体系具有两种表面活性剂的优点,又可产生超低界面张力。本文分析了表面活性剂驱油机理,结合阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的性能特点,通过现场实验和理论分析得出了复配所产生的优良性质对驱油的作用,可以在驱油过程中产生超低界面张力。如果界面张力足够低,则滞留油就可变为流动油而开采出来,从而达到提高原油采收率的目的。     

表界面分子自组装与调控

表界面分子自组装与调控是分子科学研究的前沿课题之一。研究表界面分子组装与调控有助于深入理解对分子吸附、分子间相互作用和吸附组装结构等科学问题,有助于发展新型纳米材料,制备新型纳米器件。本文以本课题组近年研究工作为主,介绍利用扫描隧道显微技术研究固体表面分子吸附组装以及如何调控分子组装结构的部分结果,包括分子吸附,主客体分子组装,组装结构调控等内容,并分析展望了该研究领域的发展趋势。     

界面裂缝对混凝土路面的影响及其改善措施

针对界面裂缝对混凝土抗折强度的不利影响,从材料和工艺提出改善混凝土中粗集料表面过渡区性能的措施,对比分析,提出较经济的适用于水泥混凝土路面的界面裂缝改善工艺。     

螺旋桨副作用抵消策略及其在航模中的应用

随着航空工业的发展,越来越多的非专业领域的航空爱好者能通过以航模为代表的各种形式接触到航空领域。而航模中最常见的也是入门者选择最多的螺旋桨航模却有着和真正的螺旋桨飞机同样的问题：螺旋桨副作用。螺旋桨各类副作用会影响到航模飞机的操控性能,导致容易失控损坏,极大地提高了入门成本。本文将通过汇总四类螺旋桨副作用及其抵消策略,综合讨论后得出采用共轴反桨发动机是运用于航模中的最佳方案。     

磁控溅射法制备羟基磷灰石生物涂层的研究

设计了射频磁控溅射技术在Ti6Al4V基体表面制备羟基磷灰石(HA)生物涂层的工艺,实验对涂层的显微结构及涂层与基体的界面进行了研究,对材料性能进行了初步探讨.结果表明磁控溅射技术制备的HA生物涂层,其沉积涂层速度快,涂层成分均匀,表面形貌良好,附着强度较高.     

喷气式飞机：飞得更高更快

螺旋桨飞机是靠螺旋桨旋转时产生的力来使飞机向前飞行的.但当螺旋桨的转速和飞机飞行速度达到一定程度时,就无法再靠加快螺旋桨转速来使飞机加速了.而喷气式飞机所使用的喷气发动机靠燃料燃烧时产生的气体向后高速喷射的反冲作用使飞机向前飞行,它可使飞机获得更大的推力,飞得更快.特别是在1万至2万米空气比较稀薄的高空,喷气发动机更有着螺旋桨活塞发动机无法比拟的优越性.     

混凝土界面过渡区力学性质的非均质性对混凝土强度和损伤演化的影响

混凝土是一种典型的由骨料、水泥砂浆和两者之间的界面过渡区组成的三相复合介质.文章采用PFC3D软件,生成了结构上含三维随机骨料、界面过渡区在力学性质上服从Weibull分布的颗粒集合体模型.研究了混凝土中界面过渡区的力学参数的非均质性对混凝土宏观力学性质和损伤演化的影响.研究结果表明:(1)界面过渡区的非均质性对混凝土...     

滴水不漏的表面

数百万根纳米级小钉子形成了超高排斥性的表面。 照片中,3颗晶莹剔透的液体小珠（从左至右依次为：水、乙二醇和乙醇）立在一种超高排斥性表面上。这种表面由美国威斯康星大学麦迪逊分校的科学家用直径400纳米的硅钉制成,具有排斥各种液体的物理特性,包括水、油、溶剂、清洁剂等。此前,科学家依靠化学变化来制造能排斥液体的表面,这种方法不仅非常浪费时间,而且每种表面只能排斥特定的液体,也无法制造出能排斥油的表面。这种新型表面不仅可以排斥几乎所有的液体,而且研究人员还能很简单地让这种排斥特性消失——加上1伏特的电压就可以使液体迅速渗入硅钉之间并沿着硅钉底部扩散出去。这种可转换的特性使得该表面非常适用于在“芯片实验室”上控制液体的化学反应,同时它超强的排斥特性也有助于懈决直升机的螺旋桨叶片水和冰的附着问题。     

螺旋桨飞机座舱振动舒适性分析

飞机设计时,对座舱的舒适性有一定要求。根据某背负式单发螺旋桨飞机的研制需要,利用机载振动实时测试系统对飞机座椅处的振动特性进行了飞行测试,并对测试数据进行了带通滤波处理,分析了座舱乘员全身振动暴露的舒适性降低限。结果表明,飞机当前的座椅振动水平至少满足飞行4小时的舒适性要求。分析结果为飞机座舱的舒适性评估提供了依据。     

纳米复合材料三维微纳结构加工研究取得重要进展

硅是推动人类文明大步前进的现代计算机技术的核心,可能在未来的计算机技术等方面起到关键作用,所以硅的研究历来就是围际重大研究领域。半导体表／界面是未来关键器件中复合结构的基础,Si（111）-7x7重构表面相又是半导体重构表面的代表,因此Si（111）-7x7重构表面相及其相变动力学现象的研究,一直是一个国际重大课题。     

特低渗滩坝砂油藏复合降压增注技术实验研究

针对胜利油田高89块沙四段油藏地层水矿化度较高、渗透率低、残余油饱和度高、水相渗透率低、注水压力高的特点,本文研究制备了以双聚醚表活剂JY-1为主剂的复合降压增注体系,评价了该体系的性能,结果表明:该体系具有良好的耐温耐盐性,超低的界面张力特性、良好的增溶油性能,可显著提高水相渗透率,降低残余油岩心注水压力35%以上。     

组织间技术转移的界面分析

技术转移在很多情况下是大学、科研院所等知识生产组织与企业等经济生产组织之间在系统界面上发生交互作用的一个极其复杂的演化过程。详细阐述了界面的概念,指出技术转移的界面具有渗透性、多样性、演化性的特征。组织间的信息不对称,不同质的主体间的差异性,是引起组织间技术转移界面障碍的主要原因。通过改变界面特性或者通过界面移动的途径,可以降低甚至消除转移障碍,实现技术转移中对界面的跨越。