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囊泡光散射的核壳模型：尺寸、内含物及膜层数的影响
摘要： 拥有一种快速、可靠的方法来表征囊泡，对于将其作为生物物理学、合成生物学和生命起源研究中的模型细胞膜至关重要。我们没有采用传统的瑞利-甘斯-德拜近似法，而是运用精确的扩展洛伦兹-米解法来模拟囊泡浊度——该方法描述了核壳颗粒如何散射光线。这种方案能对简单的浊度测量进行精准解析，并可准确建模高散射囊泡（如较大囊泡、多层囊泡及含封装物质的囊泡）。我们揭示了若干惊人特性：包括囊泡层数对样品浊度的影响大于囊泡尺寸；该技术还能用于测定囊泡膜厚度。同时，我们分析了浊度测量可能产生的误判，并探讨了当测量受前向散射/多次散射及仪器几何结构限制时的情形。
关键词： 洛伦兹-米理论、浊度法、膜厚度、囊泡、层状结构、光散射
更新于2025-11-19 16:56:35
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具有鲁棒性的Janus纤维膜可切换红外辐射特性，有望应用于建筑热管理
摘要： 建筑物的供暖和制冷消耗了全球大量能源，加剧了全球变暖和能源危机。如何在无需高强度能量输入的情况下，通过单一材料同时实现供暖与制冷功能，是亟待解决但尚未突破的难题。本研究以氧化锌纳米棒阵列包覆纤维素（ZnO-NRs@cellulose）、超长二氧化锰纳米线（UL-MnO2-NWs）和银纳米线（Ag-NWs）为构建单元，制备出具有三层结构的Janus热管理膜。通过水热法在纤维素表面可控生长ZnO纳米棒，制得表面粗糙的ZnO-NRs@cellulose纤维层；随后依次水热合成UL-MnO2-NWs和Ag-NWs并过滤沉积于该纤维层上，形成层状Janus膜。该膜两侧呈现不对称辐射特性：ZnO-NRs@cellulose侧具有高太阳辐射反射率与高红外发射率，可最小化太阳热输入并增强高温环境散热；Ag-NWs侧则具有较高太阳辐射吸收率与低红外发射率，能强化低温环境吸热并减少热辐射损失。UL-MnO2-NWs和Ag-NWs的引入使该膜具备61.4 MPa的高拉伸强度，且三层结构间的强兼容缠结赋予其优异的界面稳定性。凭借特殊的不对称辐射性能、卓越的界面相容性及高机械稳定性，该Janus膜在建筑节能、个人热管理等领域具有重要应用潜力。
关键词： 太阳辐射、红外辐射、层状结构、二氧化锰纳米线、银纳米线、Janus膜
更新于2025-11-19 16:56:35
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具有不同折射率交替聚合物层的新型光扩散膜光学模型提案
摘要： 我们提出了一种用于层状结构薄膜的新型光学模型，以精确控制光扩散角度范围。通过将结构特性引入相位光栅模型，我们成功构建了这一新型光学模型。此外，我们明确了层状结构的折射率差异和层宽是精确控制光扩散角度范围的重要因素。
关键词： 衍射、光扩散膜、光学模型、折射率、层状结构
更新于2025-09-23 15:23:52
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非均匀等离子体结构中时谐麦克斯韦方程的齐次化
摘要： 我们在由二维金属薄片浸入非均匀且原则上各向异性的介电介质所构成的周期性层状结构中，对时谐麦克斯韦方程组进行均匀化处理。在此设定下，切向磁场在每个薄片处呈现跃变。我们的目标是通过适当的平均方法，从局部胞元问题的解出发严格推导该系统的有效介电常数。每个薄片具有精细尺度、非均匀且可能各向异性的表面电导率，其随微结构尺度d线性变化。从所需边界值问题的弱形式出发，我们证明了当d趋近于零时其解向均匀化极限的收敛性。有效介电常数和胞元问题体现了来自主体介电质的体平均以及与二维材料（金属层）相关的表面平均。我们讨论了该分析在等离子体晶体建模中的意义。
关键词： 超曲面上的跳跃条件，时谐麦克斯韦方程组，层状结构，双尺度收敛，均匀化
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于自组装层状结构的机械坚固且宽频带黑体复合薄膜
摘要： 受机械强度高且具有多功能光操控特性的珍珠母启发，采用简便自组装技术制备了具有类珍珠母微结构并掺杂碳纳米管的大尺寸黑色薄膜。该层层结构同时实现了增强的黑度和韧性，获得了太阳能吸收率高达96.9%的坚固薄膜。我们的设计策略和制备工艺将有助于便捷获取各类先进黑体涂层。
关键词： 真空辅助自组装、层状结构、机械性能、黑体、聚合物纳米复合材料
更新于2025-09-23 15:19:57
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沿由具有非线性响应界面的非聚焦介质之间自聚焦薄层构成的复合波导传播的非线性表面波
摘要： 提出了一种由自聚焦平板与离焦非线性介质复合构成的对称波导模型，该结构通过具有自身非线性响应特性的界面分隔。研究发现沿该波导传播的两种新型非线性表面波，其在界面处呈现反相振幅振荡。通过解析计算得出了仅存在于具有非线性响应界面附近的非线性表面波频率，并确定了表面波存在的条件。分析了表面波频率及局域化距离随波导非线性参数、平板宽度及界面特性变化的规律。
关键词： 界面、非线性薛定谔方程、表面波、层状结构、波导
更新于2025-09-23 15:19:57
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KAlF4从固态到熔融态的温度依赖性微观结构
摘要： 采用原位高温X射线衍射和拉曼光谱研究了KAlF4的温度依赖性微观结构。运用密度泛函理论模拟了晶体KAlF4的结构，同时通过量子化学第一性原理模拟探究了熔融态KAlF4的结构。固体KAlF4中存在两种晶体多形体：温度低于673K时属于P4/mbm空间群的四方晶系，高温相则归属于P21/m空间群的单斜晶系。这两种KAlF4多形体均具有由K+和[AlF6]3?八面体构成的层状结构，其中每个[AlF6]3?八面体沿层间等效地与另外四个[AlF6]3?八面体共享四个角顶。该层状结构在高温下失稳，并在超过熔点时崩解。研究表明熔融KAlF4主要包含[AlF4]?和少量[AlF6]3?。通过量子化学第一性原理方法模拟的熔融KAlF4拉曼光谱与实验拉曼光谱高度吻合。
关键词： [AlF6]3? 八面体，原位，KAlF4，层状结构，[AlF4]? 四面体
更新于2025-09-10 09:29:36
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通过简易水热法两步合成层状钒酸盐及通过原位真空光照处理调控氧空位增强CO2光催化还原为太阳能燃料
摘要： 采用简便的两步水热法成功制备了由纳米片层状结构组成的单斜相LaVO4、四方相CeVO4和单斜相Pb2V2O7。这些窄带隙钒酸盐（LaVO4、CeVO4和Pb2V2O7）在液相中对CO2光还原生成C2H5OH表现出光催化活性。LaVO4表面存在的氧空位进一步增强了其气相中将CO2光还原为CO的光催化活性，该氧空位可通过真空光照处理轻松获得。EPR、PL和FTIR结果表明，氧空位通过延长光生电子寿命和增强CO2在光催化剂表面的化学吸附，有利于电子分离。
关键词： 层状结构、二氧化碳光催化还原、钒酸盐、氧空位、光催化活性
更新于2025-09-10 09:29:36
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具有应力松弛特性的超塑性Al-Zn共析钎焊接头在SiC功率半导体器件中的高温循环耐久性
摘要： 我们开发了一种新型高温无铅Al-Zn钎焊工艺，通过利用超塑性实现了具有高温循环耐久性的SiC功率器件。该连接工艺包括：将Al-78wt.%Zn中间层夹在SiC芯片与绝缘基板之间，在约250-270oC进行界面清洁处理，加热至420-430oC的固液共存温度阶段，通过压应力将低熔点β(Zn)从连接区域挤出，并在270-310oC转变为超塑性成分即Al-70 wt.% Zn。该微观结构中可形成大量实现超塑性的层状相。实验证明该钎料成分比共晶Al-95wt.%Zn具有更优的应力松弛效果，且在SiC器件最大工作温度（200oC）下比其他候选连接材料展现出更高的阻尼能力。通过-40oC至300oC的5000次温度循环测试验证了其卓越的耐久性，这种耐久性源于Al-Zn合金钎料中层状结构实现超塑性转变所产生的高效应力松弛效应。
关键词： 层状结构、阻尼能力、功率半导体、碳化硅、超塑性、温度循环试验、铝锌共析焊料、无铅焊料、应力松弛
更新于2025-09-09 09:28:46
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简便合成的二硫化钼（MoS?）纳米结构的电化学与光学研究
摘要： 全球能源需求需要高效的能量转换与存储设备。为提升这些设备的实用性，必须采用高效、稳定且成本效益高的催化剂和电极材料。本研究通过特制高压釜中的还原-硫化法，在700℃下合成了纳米级单相二硫化钼（MoS2）。紫外-可见光谱与光致发光结果与拉曼光谱研究一致，证实所合成的少层（5-6层）MoS2具有2.29电子伏特的带隙?；诮峁褂胄蚊卜治?，提出了从MoO3到MoS2的形成机制。所制备样品有望成为在酸性和碱性介质中通过水分解进行析氢反应（HER）的稳定催化剂。在碱性介质中进行1000次循环伏安测试显示纯相MoS2具有优异稳定性。2.8毫法拉/平方厘米的电化学双电层电容表明该合成材料是双电层电容器和超级电容器的理想候选材料，在固定扫描速率下经过1000次循环伏安测试仍保持高电容保留率。
关键词： 层状结构、电催化、电容、还原硫化、硫化钼
更新于2025-09-04 15:30:14