关键词： 全固态离子选择性电极   硝酸根   RGO-RuO   复合材料   超疏水  

摘要： 以制备的还原氧化石墨烯-二氧化钌(RGO-RuO2)复合材料作为固态接触层，经疏水修饰后构建了一种超疏水全固态硝酸根离子选择性电极GC/RGO-RuO2-PFDTES/NO3--ISE。RGO-RuO2的SEM和XPS表征结果表明，RGO和RuO2成功复合后作为固态接触层可以改善彼此单独存在时易团聚的情况。电极的硝酸根离子检测及电化学性能测试结果表明，电极在1×10-1～1×10-5mol/L的硝酸根离子浓度范围呈现良好的近能斯特响应，响应斜率为-56.91±1.07 mV/dec，检测限为3.46±1.18 μmol/L。电极不仅表现出良好的选择性、稳定性及pH适用能力，更展现出优异的抗水层干扰性。电极对黄家湖、汤逊湖和东湖三种实际水样的加标回收率为97.18%～103.28%，使用寿命可达90天，在实际湖水中的硝酸盐检测方面具有良好的的应用潜力。

关键词： 热防护材料   石英纤维/酚醛   烧蚀试验   体积辐射效应   数值模拟  

摘要： 在行星进入和地球返回探测任务中，高焓高速气体导致飞行器表面承受显著的热辐射效应。辐射效应传输机制与能量热传导模式不同，体积辐射效应的影响依赖于热防护材料的辐射特性。本文在传统烧蚀模型中引入体积辐射传输方程，建立轻质针刺石英纤维/酚醛复合材料体积辐射-烧蚀热响应模型。通过与试验结果对比分析表明，体积辐射-烧蚀模型比传统模型具有更高的预测精度；高辐射加热会加速复合材料内部的酚醛树脂热解，同时产生更高的内部热解气体压力，而高对流加热则会提高复合材料表面的烧蚀后退速率。本文工作可为轻质针刺石英纤维/酚醛复合材料在深空探测飞行器热防护系统中的工程化应用提供一定的指导。

关键词： 复合材料结构   尺度   不确定性量化   反向传播神经网络   分解递阶   超参数优化  

摘要： 复合材料存在多尺度不确定性量化问题，提出融合尺度分解递阶与多阶段超参数搜索的超参搜索协调神经网络（HSCNN）方法。通过尺度分解递阶有序组织多尺度不确定性传递的嵌套传递关系，并利用反向传播神经网络构建各尺度不确定性传递函数；依据不确定性量化过程中性能指标的实时反馈，通过多阶段动态搜索调整超参数数值以实现网络性能的持续提升；以T800碳纤维/环氧树脂复合材料为例，对该方法在跨尺度不确定性量化中的有效性进行验证。结果表明：HSCNN实现了多尺度不确定性的高效量化，为复合材料可靠性设计提供了技术支撑。

关键词： 四点弯曲试验   复合材料   R区   缺陷影响   层间拉伸强度  

摘要： 在飞机结构设计中，R区结构易产生面外的层间应力，是设计的关键细节。本文以四点弯曲的试验方法为基础，通过对冲击方案的设计，引入了目视勉强可见损伤（BVID），通过剩余强度试验获得了在损伤条件下，损伤类型、试验件厚度及环境对R区层间拉伸强度的影响。对于本文的构型，15 mm×7 mm大小的预埋缺陷，缺陷放置的方向对层间拉伸强度的影响较小；对于缺陷的类型，针对本文所研究的3.42 mm厚度试验件，BVID相对于预埋缺陷，引起的层间拉伸强度折减更高；对于同样铺层方式、不同厚度的试验件，层间拉伸强度与厚度有相关性；湿热环境对层间拉伸强度有着一定的影响，本文的折减系数为0.38。本文研究的结论和规律对工程应用具有指导和借鉴意义。

关键词： 硅酸盐玻璃   机器学习   QSPR分析   力学性能  

摘要： 硅酸盐玻璃被广泛应用于建筑窗户、电子设备、光学器件、核废料处理和日用品等领域。随着科技的发展，当代社会对新型玻璃材料的性能要求越来越高，其中，力学性能直接影响其使用寿命、安全性和功能性，因而得到了广泛关注。鉴于玻璃组成的复杂性，传统的试错法已经难以满足新材料的快速开发需求；另一方面，随着计算机技术的不断进步，运用材料计算设计满足应用需求的玻璃组成成为新型玻璃研发的又一选择，并逐渐在新型玻璃的快速迭代中起到越来越关键的作用。本文围绕多组分硅酸盐玻璃，以力学性能为主要目标，结合实验数据、分子动力学模拟和定量结构性能关系分析法，构建了3种机器学习预测模型：(1) 基于实验测得数据的玻璃密度预测模型；(2) 基于实验密度数据，运用分子动力学模拟计算获得性能数据所构建的玻璃杨氏模量预测模型；(3) 以少量实验数据为基础，运用QSPR方法进行数据增强采样所构建的玻璃硬度预测模型。通过实验制备和测试，进一步验证模型预测所得玻璃组成的相关性能，证明了模型预测的有效性。这为基于机器学习的玻璃性能预测提供了新思路，有助于加快新型高性能玻璃的研发进程。

关键词： 弓   力学   复合材料   偏心凸轮   受力分析  

摘要： 弓箭既是古代战争中重要的远程武器，又是现代体育运动中融合精准与优雅的竞技项目。从早期狩猎的单材弓到制霸冷兵器战场的复合材料弓，再到设计精巧、性能卓越的现代复合弓，其中贯穿始终的是人类对弓的力学原理的研究与实践。本文从北宋文学家苏轼的名句“会挽雕弓如满月”谈起，简要介绍弓的结构演化，分析现代复合弓的复合材料弓壁和偏心凸轮等关键部件的力学原理，探讨力学在现代复合弓的轻质、高效和稳定等性能突破中起到的重要作用。

关键词： 聚乙烯微塑料   高效氯氟氰菊酯   高通量测序   LEfSe分析   功能预测   网络分析  

摘要： 随着农业现代化的快速发展，塑料地膜和农药被广泛应用于农业生产中.塑料地膜破碎形成的微塑料和农药在土壤中累积带来诸多环境问题.然而，关于它们对农田土壤细菌群落的影响尚不清楚.本研究选用聚乙烯微塑料（Polyethylene microplastics，PE-MPs）与高效氯氟氰菊酯进行小白菜盆栽实验，采用Illumina NovaSeq高通量测序技术，对实验第1天和第30天的土壤细菌群落进行测序分析.结果表明，PE-MPs 显著抑制小白菜根长、鲜重和株高，而高效氯氟氰菊酯则促进其生长，两者复合时高效氯氟氰菊酯可缓解PE-MPs的抑制作用.同时在实验第1天，高效氯氟氰菊酯与PE-MPs污染会明显影响细菌群落多样性，抑制一些细菌类群的生长，而随着实验时间的增加高效氯氟氰菊酯能缓解由PE-MPs污染物对细菌类群产生的抑制作用.LEfSe分析发现不同时间下不同处理组的指示细菌类群均不相同.FAPROTAX功能预测分析发现，对照组相比，在实验第1天和第30天，高效氯氟氰菊酯可能会抑制碳氢化合物降解功能类群丰度，PE-MPs可能会显著促进其丰度，而复合处理时促进作用可能会减弱.高效氯氟氰菊酯可能会显著增加人类病原体相关功能类群丰度，尤其在实验初期更为明显.对丰度排名前30的属进行互作网络分析表明，PE-MPs在实验末期（第30天）促进丰度前30属的共生协作关系，而复合污染在实验初期（第1天）显著增强此类关系.研究结果可为深入了解PE-MPs与高效氯氟氰菊酯污染对农田土壤微生态环境影响提供科学依据.

关键词： 太赫兹   复合材料   缺陷识别   无损检测   太赫兹成像  

摘要： 玻璃纤维增强树脂基复合材料(GFRP)以其轻质、抗冲击且高强度的显著特性,在航空航天、汽车制造以及建筑结构等诸多领域得到广泛应用。然而,复合材料制造期间,气孔、裂纹等缺陷屡见不鲜,此类问题会对材料结构的力学强度造成严重影响,不但损害产品质量,甚至可能致使整个结构件报废,给企业带来巨额经济损失。为应对这一挑战,本研究运用先进的太赫兹成像技术对具有不同缺陷的环氧玻璃纤维复合材料展开检测。首先,依据太赫兹波在透射模式下的传播原理,采用基于时延差的测厚方法,对不同深度的缺陷进行精确检测计算,将误差成功控制在0.1 mm以下,取得了令人满意的检测成效。其次,针对不同大小缺陷面积的定量化检测问题,本研究把环氧玻璃纤维缺陷的原始彩色图像转换为相应的灰度图像,接着运用四种阈值分割方法对灰度图像进行二值化处理,最后通过区域标记能够算出缺陷部分的像素个数,再通过缺陷像素与总像素的比值确定缺陷的面积大小。结果表明,采用人工阈值分割法选取合适的阈值进行分割后,检测面积和实际面积均方根误差能达到1.368,检测面积与实际面积极为接近。该实验证实,太赫兹成像技术与图像处理方法相结合,能够对缺陷的位置和面积进行量化,为进一步推动复合材料缺陷检测技术的发展提供了重要的参考依据。这一研究成果为其他类型复合材料的缺陷检测和质量监督提供了新的方法与手段,具有重大的参考价值和启示意义,有助于提升复合材料制品的质量。本研究中太赫兹成像技术的应用,不但提升了GFRP缺陷检测的准确性与可靠性,还为复合材料行业提供了更为有效的质量监督方式。这些工作为未来复合材料制造与检测领域带来了新的思路和发展方向,有望推动该领域的科学进步与技术创新,为产业发展产生积极影响。

关键词： MXene   PEDOT:PSS   多孔结构   柔性压力传感器   压力监测  

摘要： 在物联网、医疗健康检测与人工智能迅猛发展的背景下，柔性传感器受到了研究人员的广泛关注。其中，柔性压力传感器是一种可以将实时外界压力信号转换为电信号的检测装置，可广泛应用于航空航天、健康监测、电子皮肤和人机界面等领域。近年来，MXene二维材料因其独特的层状结构、高导电性、丰富的表面官能团和亲水性而受到广泛关注，为柔性传感器带来了新的突破。通过离子插层和化学反应相结合的方法制备了性能优异的MXene/PEDOT:PSS多孔结构压敏层，大大增加了MXene薄膜的层间间距和机械强度。实验结果证明：所制备的柔性压力传感器具有优异的灵敏度（S1=12.808 kPa-1, S2=0.397 kPa-1），较宽的检测范围（0.01～93.593 kPa），良好的响应时间（64 ms）/恢复时间（83 ms）以及重复性（4 000次）。此外，这一多孔结构柔性压力传感器能够实现实时监测声带运动和肢体运动，在语音监测、语音识别、灵活的人机交互和智能机器人领域展现出巨大潜力。

关键词： 光催化   大肠杆菌   灭活机制   抗菌性能  

摘要： 从光催化剂构效关系与细菌响应机制双重视角，探讨了Ag掺杂比例调控对CoP/CNx复合光催化剂抗菌性能的影响.采用光沉积法构建Ag/CoP/CNx复合材料，采用X射线衍射、透射电子显微镜及紫外可见漫反射光谱等手段对其晶体结构、形貌与光学性能进行系统表征.结果表明，Ag的引入增强了光生载流子分离效率，从而提高了光催化活性.当Ag掺杂质量分数为2%，大肠杆菌初始浓度为104CFU/mL时，催化剂于20分钟内可实现大肠杆菌的完全灭活.自由基猝灭实验显示，空穴(h+)为主导活性物种，超氧自由基(·O2-)协同作用；K?释放、扫描电镜与傅里叶变换红外光谱分析表明，活性物种破坏细胞膜结构，导致胞内物质泄漏并进一步穿透细胞，引发DNA与蛋白质等生物大分子的氧化损伤.研究结果为Ag基纳米复合光催化剂在污水处理与环境消毒等领域的应用提供理论基础与技术支持.