检索结果-内蒙古大学图书馆

科学通报 2025年第9期70卷 1164-1176页

作者：刘忆雯潘慧何平固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心功能材料设计原理与应用技术江苏省重点实验室南京大学现代工程与应用科学学院储能材料与技术中心南京210023

在全球气候变化的大背景下,节能减排已成为国际社会的共同目标.二氧化碳(CO_(2))的还原不仅有助于构建可持续的碳循环体系,还能有效缓解温室效应.因此,CO_(2)还原被认为是实现“碳中和”的关键途径之一.近年来,质子型CO_(2)还原由于其... 详细信息

在全球气候变化的大背景下,节能减排已成为国际社会的共同目标.二氧化碳(CO_(2))的还原不仅有助于构建可持续的碳循环体系,还能有效缓解温室效应.因此,CO_(2)还原被认为是实现“碳中和”的关键途径之一.近年来,质子型CO_(2)还原由于其反应条件温和、操作简单及安全性较高等优势,受到了广泛的关注.然而,析氢反应的竞争、产物的低选择性、依赖能量输入等问题仍制约着该类技术的规模化与工业化.锂-二氧化碳(Li-CO_(2))电池作为一种新兴技术,利用Li^(+)与H^(+)相似的化学性质,在非质子体系中实现高选择性的CO_(2)还原,并具备高能量密度,从而提高了反应的可控性与功能性.尽管如此,该技术仍需克服高过电位、迟缓的反应动力学和严重的寄生反应等技术难题.本文综合分析学术界对质子与非质子型CO_(2)还原反应机制的现有认识,阐述Li-CO_(2)电池在CO_(2)还原中的优势.同时,从规避超氧物种的产生,调整反应路径和采用辅助策略三个角度,探讨优化Li-CO_(2)电池性能的方法,最后,对Li-CO_(2)电池技术未来的发展趋势进行展望,为其他非质子体系中的氧化还原提供指导思路.

关键词：二氧化碳还原氧化还原路径锂-二氧化碳电池非质子型还原

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为绿色能源赋能:动力电池和储能电池的发展与创新

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科学通报 2025年第9期70卷 1115-1117页

作者：周豪慎固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心功能材料设计原理与应用技术江苏省重点实验室南京大学现代工程与应用科学学院储能材料与技术中心南京210093

电池由正极、负极和电解质等组成.基于正负极活性材料中化学能与电能的相互转换,电池可实现充电和放电过程中能量的储存与释放,被广泛应用于消费电子产品、电动交通工具、可再生能源储存、电力系统调节、军事和航空航天等领域.随着全球... 详细信息

电池由正极、负极和电解质等组成.基于正负极活性材料中化学能与电能的相互转换,电池可实现充电和放电过程中能量的储存与释放,被广泛应用于消费电子产品、电动交通工具、可再生能源储存、电力系统调节、军事和航空航天等领域.随着全球能源结构转型和新能源汽车行业快速发展,具有高能量密度、高安全性等特点的动力电池和安全环保、成本低廉的储能电池已成为未来能源技术发展的重要方向,在推动能源革命和支撑能源新业态发展方面发挥着日益重要的作用.

关键词：动力电池负极消费电子产品能量储存

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基于伴随法的贝塞尔-高斯光束发射器逆向设计

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光学学报 2025年第8期 221-228页

作者：蒋欣辰洪鹏黄春玉陆延青寇君龙南京大学电子科学与工程学院南京大学集成电路学院南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京大学现代工程与应用科学学院

贝塞尔光束携带相位奇点和轨道角动量等信息，同时具备无衍射的传播特性，因此在基础科学、光量子通信和成像领域中都有广泛应用。提出了一种基于伴随优化的片上贝塞尔-高斯光束发射器逆向设计方法，并对二阶贝塞尔-高斯光束发射器进行... 详细信息

贝塞尔光束携带相位奇点和轨道角动量等信息，同时具备无衍射的传播特性，因此在基础科学、光量子通信和成像领域中都有广泛应用。提出了一种基于伴随优化的片上贝塞尔-高斯光束发射器逆向设计方法，并对二阶贝塞尔-高斯光束发射器进行了分析验证，其接近于86%的相关度证明该光束发射器的优越性能。此外，该器件可容忍一定范围内的刻蚀误差和工作波长扰动，具备良好的稳定性，为光通信、光计算等领域提供了一种可行的器件选择方案。

关键词：逆向设计贝塞尔光束涡旋光集成光路

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工程化金属酶参与的卡宾、氮宾转移非天然生物催化反应（英文）

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Chinese Journal of Catalysis 2025年第05期 4-23页

作者：潘文进范鑫龙蒋宛彤辛思蕊王宁致王骞余克洋任鑫坤南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室南京大学生命科学学院南京大学化学化工学院南京大学匡亚明学院南京大学环境学院

近年来,生物催化在解决化学合成中的复杂挑战方面展现出强大的潜力.作为一种绿色、高效的催化策略,生物催化以生物酶为工具,通过独特的催化机制和特异的化学/区域/立体选择性,在制药、化工和材料科学领域广泛应用.目前,生物酶的功能创... 详细信息

近年来,生物催化在解决化学合成中的复杂挑战方面展现出强大的潜力.作为一种绿色、高效的催化策略,生物催化以生物酶为工具,通过独特的催化机制和特异的化学/区域/立体选择性,在制药、化工和材料科学领域广泛应用.目前,生物酶的功能创新已成为生物催化领域的前沿热点,通过工程化策略对生物酶进行改造进而赋予其非天然催化功能,以高效、精准的方式催化复杂反应,有望推动药物研发、绿色化学、合成生物学等领域的发展.本文系统总结了金属酶参与的卡宾和氮宾转移反应的最新进展,探讨了其催化机制和蛋白质工程改造方法的设计思路,并综述了其在合成新型化合物以及满足药物化学需求方面的应用前景.本文从金属酶催化卡宾和氮宾转移非天然生物催化反应的发展历史入手,总结了金属酶催化卡宾和氮宾转移反应的主要反应类型,包括环丙烷化、卡宾的杂原子–氢键(Y–H)插入和碳氢键(C–H)插入、Doyle–Kirmse反应、醛烯烃化;氮宾的C–H插入、氮宾的氮杂环丙烷化及叠氮-醛转化等.这些反应不仅在化学合成领域具有重要价值,还为设计复杂化合物提供了灵活的工具.研究者们通过对金属蛋白的蛋白质骨架进行工程化设计,开发了多种具有不同反应活性和立体选择性的蛋白酶催化剂.这些催化剂以铁血红素等金属辅酶依赖性的蛋白质为骨架,通过活性中心关键氨基酸的迭代突变,在手性催化合成、区域选择性反应以及复杂分子的定制化合成中显示了卓越性能,展示出蛋白质工程技术在增强金属酶催化能力、扩大其非天然反应应用范围等方面的优势.在实验室制备规模的合成中,这些新型催化剂表现出优异的效率和稳定性,为药物前体、功能性分子以及其他化学产品的大规模生产提供了新思路.这些研究成果不仅展示了金属酶在生物技术领域的实用性,也进一步巩固了其作为催化剂的重要地位.展望未来,随着蛋白质工程技术和生物催化理论的持续发展,金属酶在非天然化学反应中的应用潜力将不断被挖掘.通过开发更加高效、稳定和多功能的金属酶催化剂,生物催化在化学、药物和材料科学等领域的广泛应用将得到进一步推动.工程化金属催化卡宾和氮宾转移的非天然反应为生物催化的未来发展奠定了坚实基础,也为研究者提供了宝贵的理论与实践参考.

关键词：金属酶生物催化卡宾氮宾非天然反应

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应力作用下单晶钛酸钡亚微米柱相、畴演变的原位电子显微镜研究

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电子显微学报 2025年第2期44卷 153-159页

作者：任义丰庞振涛王志超周雪松许航毛亚川陈茂邓昱南京大学物理学院江苏南京210093 南京大学现代工程与应用科学学院江苏南京210093 南京大学固体微结构物理国家重点实验室江苏南京210093

在应力场作用下,铁电材料中铁电/铁弹性畴的演化是一个重要而复杂的过程,这一过程涉及到跨尺度层次结构的相互作用。为了解关键的局部微观结构演变,本文利用原位透射电镜直接观察了应力诱导钛酸钡(BaTiO_(3))亚微米柱的层次结构演变。... 详细信息

在应力场作用下,铁电材料中铁电/铁弹性畴的演化是一个重要而复杂的过程,这一过程涉及到跨尺度层次结构的相互作用。为了解关键的局部微观结构演变,本文利用原位透射电镜直接观察了应力诱导钛酸钡(BaTiO_(3))亚微米柱的层次结构演变。结果表明,相、畴演化对加载方式(加载/卸载速率、应力维持时间和应力大小)较为敏感。在室温下,通过慢循环压缩(加载高达0.5 GPa,应变速率为10^(-4)/s,循环100次)可以引入由四方相到四方-正交相边界的应变驱动相变。基于此,本文提出了一种机械方法,在BaTiO_(3)中获得稳定良好的高密度多畴多相共存结构,具有潜在的应用前景。

关键词：钛酸钡铁电材料相畴结构应力场原位电子显微学

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弹性板波超材料研究进展

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科学通报 2022年第12期67卷 1232-1248页

作者：杨世礼钟雨豪颜士玲张子栋李鑫余思远卢明辉南京大学现代工程与应用科学学院南京210093 南京大学固体微结构国家重点实验室南京210093

超材料指具有超越天然材料性能的人工材料,因其独特的物理性质及广泛的应用领域而受到人们的关注.固体中的弹性波被广泛应用于无损检测、无线通讯、无源传感等领域,具有重要的应用价值.不同于流体声波,固体中的弹性波由于存在纵波与横... 详细信息

超材料指具有超越天然材料性能的人工材料,因其独特的物理性质及广泛的应用领域而受到人们的关注.固体中的弹性波被广泛应用于无损检测、无线通讯、无源传感等领域,具有重要的应用价值.不同于流体声波,固体中的弹性波由于存在纵波与横波的耦合及模式转换,更难以进行精确操纵,这就给超材料的应用提供了很好的舞台.本文以弹性波中极具代表性的板波作为焦点,较为系统地回顾了板波超材料的发展历史、主要研究进展及其在未来信息功能器件发展方向的潜力.

关键词：超材料板波亚波长成像隔振微波声学能量收集

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纳米线减反层的解析设计法

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物理学报 2013年第15期62卷 420-426页

作者：朱兆平秦亦强南京大学现代工程与应用科学学院南京大学光伏工程中心南京大学固体微结构物理国家重点实验室南京210093

本文通过分析比较给出了常用二维等效介质理论解析解的适用条件并且将有效介质理论的适用范围推广至零级衍射边界处,并通过FDTD模拟验证了该解析方法的准确性.这不仅解决了长期以来没有精确二维有效介质理论(2D-EMT)解析解的困境,而且... 详细信息

本文通过分析比较给出了常用二维等效介质理论解析解的适用条件并且将有效介质理论的适用范围推广至零级衍射边界处,并通过FDTD模拟验证了该解析方法的准确性.这不仅解决了长期以来没有精确二维有效介质理论(2D-EMT)解析解的困境,而且使得直接用解析公式设计和定量解释减反微结构的减反效果变得可能,有着广泛的应用前景.

关键词：零级衍射光栅有效介质理论太阳能电池减反纳米线阵列

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金属亚波长结构的表面增强拉曼散射

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物理学报 2019年第14期68卷 167-174页

作者：秦康袁列荣谭骏彭胜王前进张学进陆延青朱永元南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心

灵敏度高、可重复性好的固态表面增强拉曼散射基板可作为生物医学、环境科学、化学化工、纳米科技等领域的生化感测器,具有十分重要的实际应用价值.传统的表面增强拉曼散射基于金属颗粒提供的局域表面等离谐振这一物理机制,但其组装不... 详细信息

灵敏度高、可重复性好的固态表面增强拉曼散射基板可作为生物医学、环境科学、化学化工、纳米科技等领域的生化感测器,具有十分重要的实际应用价值.传统的表面增强拉曼散射基于金属颗粒提供的局域表面等离谐振这一物理机制,但其组装不易且模式损耗大.本文基于周期性金属亚波长结构,构建增强拉曼散射信号的“热点”,同时保证测量信号的可重复性.从表面光子能带结构出发,提出了区别于局域表面等离谐振的其他三种增强机制:表面等离子极化激元带边增强机制、间隙等离子极化激元增强机制以及二者相耦合增强机制.采用一定的工艺,提高金属表面平整度,抑制表面等离子极化激元的传播损耗,从而提高表面增强拉曼散射的增强因子.理论结合实验,且二者一致性好.研究结果有望将表面增强拉曼散射光谱技术进一步向实用化方向推进.

关键词：表面增强拉曼散射表面等离子极化激元亚波长结构近场光学

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基于线性成像系统的光学超分辨显微术回顾

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物理学报 2017年第14期66卷 119-132页

作者：胡睿璇潘冰洋杨玉龙张伟华南京大学现代工程与应用科学学院南京大学固体微结构物理国家重点实验室南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093

随着纳米科学技术的发展,如何打破光学衍射极限,将光学显微术的分辨本领推进到纳米尺度,已经成为光学领域的一个核心议题.在此背景下,过去的三十年间,发展了多种超分辨光学显微技术,并在生物、材料、化学领域取得了一系列令人瞩目的应用... 详细信息

随着纳米科学技术的发展,如何打破光学衍射极限,将光学显微术的分辨本领推进到纳米尺度,已经成为光学领域的一个核心议题.在此背景下,过去的三十年间,发展了多种超分辨光学显微技术,并在生物、材料、化学领域取得了一系列令人瞩目的应用.本文以衍射理论为线索,回顾各类基于线性成像系统的超分辨光学显微技术;对以固浸物镜、结构光照明、扫描近场光学显微术、完美透镜以及超振荡透镜为代表的超分辨光学显微技术进行综述,讨论各种技术的原理,对其特点、应用与局限加以总结,并对该领域的未来发展予以展望.

关键词：衍射极限空间频率超分辨

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低维超导材料中的量子振荡现象

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物理学报 2022年第12期71卷 332-350页

作者：毕翔宇黄俊伟秦峰邱彩玉袁洪涛固体微结构物理国家重点实验室南京大学现代工程与应用科学学院南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心南京210000

低维超导材料由于具有尺度接近量子临界尺寸的优势,能够观测到显著的超导量子振荡效应,因此成为研究超导量子振荡效应的优异平台.由于这些量子振荡效应的周期、振幅、相位与磁通涡旋的量子化及运动方式、超导电子的配对机制、特定外部... 详细信息

低维超导材料由于具有尺度接近量子临界尺寸的优势,能够观测到显著的超导量子振荡效应,因此成为研究超导量子振荡效应的优异平台.由于这些量子振荡效应的周期、振幅、相位与磁通涡旋的量子化及运动方式、超导电子的配对机制、特定外部条件下超导体中的涨落和激发现象密切相关,并且它们还能直观地反映超导材料的几何结构对其超导物性的影响,因此对低维超导体中振荡效应的研究直接反映了超导体的本质规律,成为研究材料超导机制的一种重要手段,有着深邃的物理内涵和丰富的研究价值.本文将探讨三类能够在低维超导材料中观测到的典型超导量子振荡效应:利特尔-帕克斯效应、磁通涡旋运动导致的振荡效应和韦伯阻塞效应,从研究手段、理论预期、实验现象以及实验结果诸方面综述其中所揭示的深刻物理规律,并展望低维超导体的量子振荡效应在量子计算、器件物理和低温物理等领域的应用价值.

关键词：低维超导体利特尔-帕克斯效应磁通动力学韦伯阻塞

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