科研趋势
历年科研结果应用趋势一目了然
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通过整合钙钛矿与三元有机体异质结实现高短路电流密度
摘要： 我们在带隙为1.6电子伏特的钙钛矿单结太阳能电池中实现了创纪录的短路电流密度（28.06毫安/平方厘米）。通过将三元有机体异质结结构集成到钙钛矿顶层，我们将光响应范围扩展至近红外区域，从而达成这一成果。
更新于2026-04-27 16:46:29
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群速度驱动的逆向超材料设计
摘要： 我们通过调控弹性介质的色散特性来实现对波传播的控制。为此，我们提出一个灵活且系统的框架，用于在给定目标色散关系（或等效地，在用户定义频率范围内给定目标群速度曲线）时设计周期介质单胞的材料组成。我们将逆向介质设计问题转化为色散约束优化问题，以最小化目标群速度曲线与计算所得群速度曲线之间的差异。基于Hellmann-Feynman定理获取试验单胞的计算群速度，并采用基于梯度的算法使工程介质的材料属性收敛。我们通过一维和二维标量波数值验证了该方法的有效性，同时运用该方法设计了具有用户定义全向带隙的超材料，并通过时域仿真提供了超材料预期性能的数值证据。
关键词： 带隙、色散工程、群速度、逆向超材料设计更新于2026-04-27 16:46:29
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通过打破时间镜像对称性实现自导单向电磁体块态
摘要： 首次测定了具有观赏价值的珍稀落叶树种——落叶木莲（Sinomanglietia glauca）的完整叶绿体基因组。该基因组长160,170 bp，包含一对由小单拷贝区（SSC，18,842 bp）和大单拷贝区（LSC，88,194 bp）序列分隔的反向重复区（IR，26,567 bp）。叶绿体基因组共含132个基因，包括87个编码序列（CDS）、8个rRNA基因和37个tRNA基因。检测到34个SSR位点。系统发育分析显示，所有采样木莲属物种聚为一支，且S. glauca与木莲属类群呈姐妹群关系，表明落叶木莲属可能是一个有效属，应予以恢复。
关键词： 落叶木莲，系统发育，木兰科更新于2026-04-27 16:46:29
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可聚合光裂解柱状液晶用于纳米多孔水处理膜
摘要： 在此，我们描述了一种通过将光可裂解的邻硝基苄基团引入可聚合柱状液晶中制备纳米多孔液晶（LC）膜的策略。分别合成了两种衍生物，在离子基团与光可裂解基团之间分别使用丙烯基和壬基间隔基，以在光裂解后引入不同尺寸的纳米孔。这些膜通过在液晶状态下进行光聚合，随后进行光裂解并用甲醇洗涤来制备。所得膜显示出99.99%的病毒截留率。尽管两种膜的截留值几乎相同，但水通量随着烷基间隔基长度的增加而增加。这些膜被发现几乎不存在针孔缺陷。本研究为开发具有有序纳米结构的分离技术用纳米多孔膜提供了一种新方法。
更新于2026-04-27 16:46:29
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采用赝势的固定节点扩散量子蒙特卡罗新方案：提高可重复性并降低试探波函数偏差
摘要： 固定节点扩散量子蒙特卡罗法（FN-DMC）是一种日益广泛应用的计算方法，可用于研究具有可控精度的分子、固体和表面电子结构。与其他同等精度的电子结构计算方法相比，该方法因系统规模呈有利的立方缩放关系而脱颖而出，这使得FN-DMC往往成为超过100个原子的大尺度凝聚相体系中唯一具备计算可行性的高质量方法。在此类体系中，FN-DMC采用赝势（PPs）来显著提升计算效率。为处理赝势的非局域项，FN-DMC算法必须引入额外近似，从而产生所谓的局域化误差。然而，现有的两种近似方法——局域近似（LA）和T移动近似（TM）——均存在一定缺陷，可能导致DMC计算难以复现。本文提出第三种方法——行列式局域化近似（DLA）。该方法消除了复现性问题，能系统性地提供优质结果与稳定模拟，其效率略优于LA和TM。在计算能量差（如相互作用能与电离能）时，DLA的精度也高于LA和TM方法。我们认为DLA为FN-DMC的自动化及其在大体系中的便捷应用铺平了道路。
更新于2026-04-27 16:46:29
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通过双阳离子和硼掺杂调控黄铁矿硒化物的价态以实现高效析氧反应
摘要： 价态工程已被证实是调控催化剂电子特性并提升其析氧反应（OER）活性的有效方法，但元素种类有限制约了结构多样性与活性位点数量。此外，催化体系中阳离子溶解、熟化或晶体迁移等问题会显著影响催化剂性能与稳定性。本研究采用双阳离子取代与硼掺杂的通用技术制备异质外延黄铁矿型硒化物，从而获得更优的活性与稳定性。镍基黄铁矿硒化物催化剂的过电位从543 mV降至279.8 mV（10 mA cm−2电流密度），塔菲尔斜率由161降至59.5 mV dec−1。理论计算表明，阳离子与硼共掺杂能有效优化OER中间体的吸附能，促进异质原子间电荷转移，进而改善其析氧性能。该工作凸显了多元素调控表面电子结构的重要性，并为通过价态工程最小化活性损失提供了普适性指导。
关键词： 析氧反应、硼掺杂、硒化黄铁矿、多金属化合物、价态工程更新于2026-04-27 16:46:29
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《AIP会议论文集》[美国物理联合会出版社 第十四届俄德生物医学工程会议（RGC-2019）- 俄罗斯圣彼得堡（2019年7月3-6日）] 第十四届俄德生物医学工程会议（RGC-2019）- 基于声光可调谐滤波器实现生物对象图像多光谱处理的系统信息效能
摘要： 多光谱图像处理意味着需要同时处理多种信息，最好是空间和光谱信息。这些信息的可靠记录通常会导致时间信息的损失，而这往往是不希望发生的。然而，如果选择元件的操作速度足够高，例如在使用声光可调谐滤光片的情况下，时间信息的损失可以最小化。本文研究了通过多光谱图像处理系统对不同类型处理和传输信息之间的相互联系，并评估了此类系统信息生产力的限制。还讨论了这些限制对多光谱图像处理系统在医学诊断问题中应用可能性的影响。
更新于2026-04-27 16:46:29
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在清洁和铜污染条件下氢对硅表面态钝化影响的研究
摘要： 氢被认为是一种有效钝化晶体硅内部缺陷的技术。然而，氢钝化对硅表面效应的表征通常体现为表面复合速度（SRV）的降低，这不足以反映硅表面态电子特性的详细变化，如缺陷密度、缺陷能级和捕获截面等。本文采用瞬态电容测量法，表征了氢化处理前后硅表面态的详细电子特性，并展示和讨论了在铜污染条件和清洁条件下，氢化处理对硅表面态影响的差异。
更新于2026-04-27 16:46:29
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AIP会议论文集 [AIP出版集团 第七届应用科学与技术国际会议（ICAST 2019）- 伊拉克卡尔巴拉市（2019年3月27-28日）] 第七届应用科学与技术国际会议（ICAST 2019）- 伊拉克环境下MCM太阳能模块性能评估与改进
摘要： 由于化石燃料的弊端，太阳能成为全球需求最重要的可再生能源。伊拉克拥有丰富的太阳能资源，其水平面年太阳辐射量可达约2000千瓦时/平方米。在光伏应用中，环境温度会导致太阳能电池组件性能下降。本研究旨在评估知名商用太阳能电池组件（MCM 122.36瓦）在伊拉克夏季户外实际环境条件下的性能表现，并探索其冷却方法。结果表明：环境温度使组件温度升高至约两倍；组件输出功率随温度上升而降低超过标准工况值的32.6%，其中82%的功率损失可通过组件冷却得以恢复。本研究主要结论是：光伏项目在伊拉克具有广阔的应用前景。
更新于2026-04-27 16:46:29
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GdVO<sub>4</sub>:Eu<sup>3+</sup>,Bi<sup>3+</sup>纳米颗粒作为MRI和发光生物成像的对比剂
摘要： 随着多功能成像技术的发展，掺杂三价镧系离子（Ln³⁺）的含钆（Gd）无机纳米颗粒（NPs）因其高负载量的Gd³⁺离子和独特光学特性，已应用于磁共振成像（MRI）和光学成像领域。本研究选用共掺杂Eu³⁺和Bi³⁺的GdVO₄作为基质材料，制备出高效的MRI与长时发光成像双模态造影剂（CA）。该新型造影剂通过钒酸根（VO₄³⁻）向Eu³⁺和Bi³⁺掺杂剂的能量传递过程产生强特征发射，从而发出稳定且明亮的荧光。此外，这些纳米颗粒具有显著的T₁和T₂弛豫时间缩短特性，可增强MRI成像效果。在荷肝癌裸鼠模型中，GdVO₄:Eu³⁺,Bi³⁺ NPs能显著提升T₂加权磁共振图像（T₂WI）中的肝脏肿瘤对比度。该双模态成像探针未表现出细胞毒性或器官毒性，展现出优异的生物相容性。因此，GdVO₄:Eu³⁺,Bi³⁺有望用于体外生物检测及体内肝癌靶向成像。结果表明，所设计的GdVO₄:Eu³⁺,Bi³⁺ NPs作为发光与MRI双模态生物探针，在临床生物成像应用中具有重要前景。
更新于2026-04-27 16:46:29
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智能分析： AQ6370系列光谱分析仪是横河电机提供的高性能光学测试设备，具有高分辨率、宽动态范围和快速扫描能力，广泛应用于光通信、激光器测试和光纤传感等领域。其支持多种光纤类型和大芯径光纤输入，操作便捷，功能强大，是光谱分析领域的领先产品。但其重量较大，对便携性有一定影响，且高级功能对新用户可能有一定门槛。总体而言，此产品在技术性能和应用广度上表现出色，适合专业用户和实验室使用。获取实验方案 -
智能分析： Agilent Cary 7000是一款性能卓越的光谱测量设备，适用于科研和工业应用中复杂的光学分析需求。其多模式测量、高精度和自动化设计为用户提供了便捷的操作体验，同时显著节约了时间和成本。尽管其高端定位带来较高的价格，但其性能无疑是行业中的佼佼者，适合需要高精度和多功能性的用户。获取实验方案
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智能分析： 蔡司Axioscope 5是一款专为提升实验室效率设计的智能显微镜，凭借其创新的智能操作、优异的成像质量以及广泛的适用领域，展现了其卓越的性能与实用价值。然而，目镜规格的不明确以及价格信息的缺失可能会对特定用户的选择造成一定影响。整体而言，该产品是高要求实验室和研究机构的理想选择。获取实验方案 -
智能分析： Ocean Insight的USB4000是一款性能优异的光纤光谱仪，集合了宽光谱范围、高灵敏度、高动态范围等特点，在吸收、反射以及发射光谱测量中表现出色。其紧凑轻便的设计和多种接口选项使其便于携带和集成，适合科研、工业检测和环境监测等多种应用场景。然而，其在最大积分时间和分辨率上的某些局限性可能会影响部分高精度或长时间测量的需求。总体而言，USB4000是一款极具性价比的光谱测量设备，适合广泛的用户群体使用。获取实验方案 -
型号：ZEISS LSM 990 Spectral Multiplex
智能分析： ZEISS LSM 990 Spectral Multiplex是一款定位于高端科研机构的光谱成像系统，具有卓越的光谱分辨率和自动化功能，适用于复杂的生物、医学及材料科学实验。其高效的荧光标签分离能力和多功能自动化设计为用户提供了强大的实验支持。然而，高昂的价格和一定的学习曲线可能对中小型实验室构成挑战。总体而言，这是一款性能优越、适应性强的高端实验设备。获取实验方案 -
智能分析： Evolution 300紫外可见分光光度计是一款性能卓越的实验室光谱仪，适用于生命科学、材料科学、制药和光谱分析等多种应用领域。其高精度光学设计和宽广的波长范围使其在精密实验中表现出色，同时快速启动和智能附件提升了使用便利性。然而，其设备重量和技术维护需求可能对使用环境有一定限制。总体而言，这是一款可靠且高效的光谱分析工具，适合高要求的实验室应用。获取实验方案
