研在合工大 | 材料、能源等領(lǐng)域新進(jìn)展

目 錄

1. 生物質(zhì)離子傳輸增效發(fā)電和傳感研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展

2. 先進(jìn)光刻對(duì)準(zhǔn)技術(shù)研究成果被AIE專(zhuān)題報(bào)道

3. 光伏光熱制氫領(lǐng)域取得新進(jìn)展

4. 爆燃轉(zhuǎn)爆轟領(lǐng)域取得新進(jìn)展
   

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生物質(zhì)離子傳輸增效發(fā)電和傳感研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展

化學(xué)與化工學(xué)院王慧慶副教授課題組在生物質(zhì)基能源收集材料上取得新研究進(jìn)展，相關(guān)研究成果在材料領(lǐng)域國(guó)際知名期刊《AdvancedMaterials》發(fā)表。

該研究以再生年產(chǎn)百億噸的生物質(zhì)甲殼素為原料，利用其本征獨(dú)特的大層間距、多層結(jié)構(gòu)和較大的晶面剝離能壘及親疏水性差異，采用“擴(kuò)層—插層—?jiǎng)儗印狈植讲呗裕⒕珳?zhǔn)可控的剝離方法，制備小片徑、高電荷密度的亞納米片(厚度約0.7nm,粒徑50-100nm)，組裝成二維納米流體通道膜，并應(yīng)用在藍(lán)色能源收集上，顯示出超高的輸出功率密度。利用這種優(yōu)異離子管理能力，該研究成果可應(yīng)用于監(jiān)測(cè)水母/魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖環(huán)境健康，通過(guò)檢測(cè)離子梯度變化轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。本研究為實(shí)現(xiàn)低成本、大規(guī)模、可持續(xù)性高效捕集先進(jìn)能源和傳感技術(shù)提供了新的研究思路。

合肥工業(yè)大學(xué)為論文的第一和通訊作者單位，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)葉冬冬教授為共通訊作者，碩士研究生舒悅和袁開(kāi)宇為文章的第一作者。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、安徽省優(yōu)秀青年項(xiàng)目和海南省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目的支持。

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先進(jìn)光刻對(duì)準(zhǔn)技術(shù)研究成果被AIE專(zhuān)題報(bào)道

儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表在光學(xué)領(lǐng)域著名期刊《Optics Express》的研究論文被國(guó)際著名工程學(xué)科技機(jī)構(gòu)“Advances In Engineering”（簡(jiǎn)稱AIE）遴選為關(guān)鍵科學(xué)文章（key scientific article），并在電子工程（Electrical Engineering）欄目進(jìn)行專(zhuān)題報(bào)道。博士研究生許非凡為論文第一作者，指導(dǎo)老師夏豪杰教授為通訊作者。

隨著半導(dǎo)體工藝不斷發(fā)展，掩膜與晶圓在多重曝光和疊層工藝中的對(duì)準(zhǔn)精度要求愈加嚴(yán)苛，傳統(tǒng)基于莫爾條紋的對(duì)準(zhǔn)方法存在測(cè)量量程有限、相位解算易受頻譜泄漏和周期模糊影響等瓶頸，難以同時(shí)滿足大范圍、高精度與高穩(wěn)定性的需求。針對(duì)上述技術(shù)挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)提出了復(fù)合差分光柵標(biāo)記與自動(dòng)差值查找表（ALDT）算法相結(jié)合的創(chuàng)新方案，利用雙頻莫爾條紋的周期放大效應(yīng)及差值區(qū)間唯一映射，實(shí)現(xiàn)大量程、快速且無(wú)歧義的錯(cuò)位解析。圍繞納米光刻對(duì)準(zhǔn)技術(shù)，團(tuán)隊(duì)采用無(wú)需粗對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心對(duì)稱二維光柵對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記方法，實(shí)現(xiàn)了橫向、縱向與圓周三自由度對(duì)準(zhǔn)，提出的二維卷積窗函數(shù)有效抑制頻譜泄漏，顯著提升相位解析的魯棒性和精度，發(fā)表了系列研究成果。該方向研究突破了傳統(tǒng)莫爾對(duì)準(zhǔn)技術(shù)在量程與精度上的限制，為納米壓印光刻、表面等離子體光刻等新型光刻技術(shù)提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。

AIE主要面向工程科技領(lǐng)域的科學(xué)家、工程師及大學(xué)師生，擁有廣泛的讀者群和較大的影響力。AIE每周由其委員會(huì)篩選出20篇左右的優(yōu)秀論文進(jìn)行特別報(bào)道，研究方向包括材料、化學(xué)、電氣、機(jī)械、納米技術(shù)、土木以及通用工程（航空航天、通信、計(jì)算機(jī)），入選率僅為上述領(lǐng)域論文總數(shù)的1‰以內(nèi)。目前，AIE每月的閱讀量達(dá)80萬(wàn)次，被世界排名前40位的工程公司和全球主要研究機(jī)構(gòu)所鏈接，用于跟蹤重要的工程科技進(jìn)展。

該項(xiàng)研究成果得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和安徽省科技重大專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目的資助。

AIE報(bào)道原文鏈接：

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光伏光熱制氫領(lǐng)域取得新進(jìn)展

土木與水利工程學(xué)院王昌建教授團(tuán)隊(duì)在光伏光熱制氫領(lǐng)域取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果在能源領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Applied Energy》發(fā)表。

熱管理對(duì)提升光伏電解水制氫系統(tǒng)的性能具有重要意義，然而采用納米流體和相變材料協(xié)同冷卻的研究較少。該研究團(tuán)隊(duì)合成了基于MWCNT和BN的混合納米流體和復(fù)合PCM。合成材料首次與PV/T模塊和PEM電解槽制氫系統(tǒng)集成。該耦合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電能、熱能、綠氫的高效生產(chǎn)，進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)評(píng)估了耦合配置和冷卻劑流量對(duì)能量轉(zhuǎn)換效率的影響。

研究結(jié)果為PV/T制氫系統(tǒng)的運(yùn)行和優(yōu)化提供了新的思路。這些發(fā)現(xiàn)有助于厘清耦合方式與運(yùn)行參數(shù)對(duì)能量轉(zhuǎn)化的影響，為混合納米流體和復(fù)合PCM在光伏制氫系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)支撐。

合肥工業(yè)大學(xué)為該研究的第一完成單位和通訊單位，博士研究生杜濤為論文第一作者，王昌建擔(dān)任論文通訊作者，講師李振軒、博士研究生許運(yùn)博為合作作者。本研究得到了安徽省省級(jí)環(huán)境保護(hù)科研項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金和安徽省研究生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目的支持。

論文鏈接：

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爆燃轉(zhuǎn)爆轟領(lǐng)域取得新進(jìn)展

土木與水利工程學(xué)院李權(quán)副教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合江蘇大學(xué)潘振華教授、加拿大女王大學(xué)Gaby Ciccarelli教授，在爆燃轉(zhuǎn)爆轟領(lǐng)域取得創(chuàng)新性研究進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表于國(guó)際燃燒領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Combustion and Flame》。

團(tuán)隊(duì)搭建矩形實(shí)驗(yàn)通道，通過(guò)時(shí)間同步與空間校準(zhǔn)技術(shù)，系統(tǒng)融合高速紋影、煙跡示蹤、流場(chǎng)診斷及壓力測(cè)量功能，構(gòu)建DDT全維度、多尺度綜合測(cè)試表征體系；同時(shí)在系統(tǒng)測(cè)試段底部創(chuàng)新設(shè)計(jì)粗糙壁面，針對(duì)不同反應(yīng)活性可燃?xì)怏w，多角度/維度探究其DDT演化規(guī)律。該研究實(shí)現(xiàn)了入射燃燒波結(jié)構(gòu)與壁面粗糙度特性的耦合分析，揭示了粗糙壁面條件下多類(lèi)DDT機(jī)制，既為爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、可燃?xì)怏w災(zāi)害防控提供關(guān)鍵技術(shù)支撐，也豐富了燃燒動(dòng)力學(xué)多尺度耦合機(jī)制的基礎(chǔ)理論，兼具重要工程應(yīng)用價(jià)值與科學(xué)探索意義。

合肥工業(yè)大學(xué)為該研究的第一完成單位和通訊單位，李權(quán)擔(dān)任論文的第一作者和通訊作者，碩士生胡華僑為論文的第二作者。上述研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助支持。

論文鏈接：

來(lái)源 | 化學(xué)與化工學(xué)院 儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院

土木與水利工程學(xué)院

封圖 | 李樾寧

編輯 | 張博禹

責(zé)編 | 衛(wèi)婷婷 楊樂(lè)丁

投稿郵箱 | hfutxcb404@163.com

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