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近日，天津大學(xué)趙廣久教授團(tuán)隊在鈣鈦礦材料的激發(fā)態(tài)化學(xué)機(jī)制研究方面取得突破性進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Chemical Engineering Journal》（IF: 10.65）上。該團(tuán)隊首次合成了一種新型非鉛雙鈣鈦礦材料，并調(diào)控晶格畸變，調(diào)控了激發(fā)態(tài)載流子動力學(xué)，從而顯著促進(jìn)了光致發(fā)光量子產(chǎn)率的提升，對進(jìn)一步的材料開發(fā)和應(yīng)用有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。 研究背景 在過去的十年中，關(guān)于鈣鈦礦材料的開發(fā)和應(yīng)用一直在光伏電池和發(fā)光領(lǐng)域得到了極大的發(fā)展。鈣鈦礦納米晶體的與其塊狀材料相比，具有許多優(yōu)勢，例如鈣鈦礦納米晶具有高的光致發(fā)光量子產(chǎn)率，顏色可調(diào)，同時易于大規(guī)模制備柔性器件。因此，鹵化鈣鈦礦納米晶體已成為研究人員的重要研究對象。 不幸的是，鉛的毒性限制了鹵化鉛的進(jìn)一步應(yīng)用鈣鈦礦納米晶體。最近報道了一些無鉛鈣鈦礦納米晶體的合成，但是其很難構(gòu)造3D的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致性能不佳。鉛基鈣鈦礦的出色光學(xué)性能NC由獨特的3D鈣鈦礦結(jié)構(gòu)和ns2電子軌道，使其具有優(yōu)異的電荷載流子行為。同時，幾種雙鈣鈦礦納米晶體 3D結(jié)構(gòu)取得了一些進(jìn)展。但是有兩個問題仍然存在。一種是開發(fā)更新穎的雙納米晶體來配合設(shè)備的應(yīng)用；另一種是使用高精度光譜探索更深層次的激發(fā)態(tài)動力學(xué)。因此，更有效的合成技術(shù)改造和更深刻的載流子動力學(xué)研究是目前最有效的方法，這可提高無鉛鈣鈦礦納米晶體的應(yīng)用前景。 研究基礎(chǔ) 在前期的研究中，團(tuán)隊在鈣鈦礦光電材料設(shè)計與機(jī)理研究方面取得了一系列的原創(chuàng)性成果。前期我們團(tuán)隊通過離子摻雜誘導(dǎo)相轉(zhuǎn)變，從非活性相轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚韵啵沟冒l(fā)光效率得到大幅度提高 (Angew. Chemie. Int. Ed. 2019, 58, 11642.) ; 在認(rèn)識到晶型對發(fā)光調(diào)控的重要影響后，我們進(jìn)一步地通過離子摻雜控制晶格變形程度進(jìn)而調(diào)控發(fā)光峰的寬度，可以在實現(xiàn)高發(fā)光效率的同時隨意控制發(fā)光峰寬度的窄化和拓寬(Chem. Eng. J. 2020, 125367; J. Lumin. 2020, 117045; 2D Mater. 2020, 7, 031008.)；最后我們?yōu)榱碎_發(fā)多手段實現(xiàn)構(gòu)象調(diào)控，我們通過引入不同的左右旋手性基團(tuán)，從而實現(xiàn)手性的傳遞和放大(J. Mater. Chem. C. 2020, 8, 5673. Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 22, 17299.)。 研究進(jìn)展 在這項工作中，趙廣久團(tuán)隊創(chuàng)新地開發(fā)了高效光致發(fā)光鈉鉍雙鈣鈦礦Cs2NaBiX6（X = Cl，Br）納米晶體。該團(tuán)隊通過離子摻雜控制晶格畸變，促進(jìn)自陷態(tài)激子的捕獲，實現(xiàn)了超快的熱載流子弛豫；同時，DFT理論計算分析表明離子摻雜后的晶體的能帶結(jié)構(gòu)從間接帶隙轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯訋叮龠M(jìn)了電子空穴的輻射復(fù)合；此外離子摻雜也降低了晶體的體相缺陷，減少了缺陷產(chǎn)生的非輻射復(fù)合。以上三者的貢獻(xiàn)綜合作用從而大幅度促進(jìn)了光致發(fā)光產(chǎn)率的提升，結(jié)果離子摻雜后的雙鈣鈦礦Cs2NaBiCl6 NCs可顯示約16％的明亮寬帶光致發(fā)光PLQY，高于迄今為止報告的單組分鈣鈦礦發(fā)光材料（2-10％）。我們的研究為未來的新材料的開發(fā)和應(yīng)用提供了指導(dǎo)。

項目成果/簡介:近日，天津大學(xué)趙廣久教授團(tuán)隊在鈣鈦礦材料的激發(fā)態(tài)化學(xué)機(jī)制研究方面取得突破性進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Chemical Engineering Journal》（IF: 10.65）上。該團(tuán)隊首次合成了一種新型非鉛雙鈣鈦礦材料，并調(diào)控晶格畸變，調(diào)控了激發(fā)態(tài)載流子動力學(xué)，從而顯著促進(jìn)了光致發(fā)光量子產(chǎn)率的提升，對進(jìn)一步的材料開發(fā)和應(yīng)用有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。 研究背景 在過去的十年中，關(guān)于鈣鈦礦材料的開發(fā)和應(yīng)用一直在光伏電池和發(fā)光領(lǐng)域得到了極大的發(fā)展。鈣鈦礦納米晶體的與其塊狀材料相比，具有許多優(yōu)勢，例如鈣鈦礦納米晶具有高的光致發(fā)光量子產(chǎn)率，顏色可調(diào)，同時易于大規(guī)模制備柔性器件。因此，鹵化鈣鈦礦納米晶體已成為研究人員的重要研究對象。 不幸的是，鉛的毒性限制了鹵化鉛的進(jìn)一步應(yīng)用鈣鈦礦納米晶體。最近報道了一些無鉛鈣鈦礦納米晶體的合成，但是其很難構(gòu)造3D的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致性能不佳。鉛基鈣鈦礦的出色光學(xué)性能NC由獨特的3D鈣鈦礦結(jié)構(gòu)和ns2電子軌道，使其具有優(yōu)異的電荷載流子行為。同時，幾種雙鈣鈦礦納米晶體 3D結(jié)構(gòu)取得了一些進(jìn)展。但是有兩個問題仍然存在。一種是開發(fā)更新穎的雙納米晶體來配合設(shè)備的應(yīng)用；另一種是使用高精度光譜探索更深層次的激發(fā)態(tài)動力學(xué)。因此，更有效的合成技術(shù)改造和更深刻的載流子動力學(xué)研究是目前最有效的方法，這可提高無鉛鈣鈦礦納米晶體的應(yīng)用前景。 研究基礎(chǔ) 在前期的研究中，團(tuán)隊在鈣鈦礦光電材料設(shè)計與機(jī)理研究方面取得了一系列的原創(chuàng)性成果。前期我們團(tuán)隊通過離子摻雜誘導(dǎo)相轉(zhuǎn)變，從非活性相轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚韵啵沟冒l(fā)光效率得到大幅度提高 (Angew. Chemie. Int. Ed. 2019, 58, 11642.) ; 在認(rèn)識到晶型對發(fā)光調(diào)控的重要影響后，我們進(jìn)一步地通過離子摻雜控制晶格變形程度進(jìn)而調(diào)控發(fā)光峰的寬度，可以在實現(xiàn)高發(fā)光效率的同時隨意控制發(fā)光峰寬度的窄化和拓寬(Chem. Eng. J. 2020, 125367; J. Lumin. 2020, 117045; 2D Mater. 2020, 7, 031008.)；最后我們?yōu)榱碎_發(fā)多手段實現(xiàn)構(gòu)象調(diào)控，我們通過引入不同的左右旋手性基團(tuán)，從而實現(xiàn)手性的傳遞和放大(J. Mater. Chem. C. 2020, 8, 5673. Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 22, 17299.)。 研究進(jìn)展 在這項工作中，趙廣久團(tuán)隊創(chuàng)新地開發(fā)了高效光致發(fā)光鈉鉍雙鈣鈦礦Cs2NaBiX6（X = Cl，Br）納米晶體。該團(tuán)隊通過離子摻雜控制晶格畸變，促進(jìn)自陷態(tài)激子的捕獲，實現(xiàn)了超快的熱載流子弛豫；同時，DFT理論計算分析表明離子摻雜后的晶體的能帶結(jié)構(gòu)從間接帶隙轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯訋叮龠M(jìn)了電子空穴的輻射復(fù)合；此外離子摻雜也降低了晶體的體相缺陷，減少了缺陷產(chǎn)生的非輻射復(fù)合。以上三者的貢獻(xiàn)綜合作用從而大幅度促進(jìn)了光致發(fā)光產(chǎn)率的提升，結(jié)果離子摻雜后的雙鈣鈦礦Cs2NaBiCl6 NCs可顯示約16％的明亮寬帶光致發(fā)光PLQY，高于迄今為止報告的單組分鈣鈦礦發(fā)光材料（2-10％）。我們的研究為未來的新材料的開發(fā)和應(yīng)用提供了指導(dǎo)。

1. 具有自主知識產(chǎn)權(quán)的復(fù)雜服役條件下強(qiáng)度與耐久性評價技術(shù)：載荷譜處理新技術(shù)——有機(jī)地結(jié)合強(qiáng)度的動態(tài)變化特征等的載荷譜處理新技術(shù)；強(qiáng)度與耐久性快速試驗和評價技術(shù)——基于動態(tài)強(qiáng)度特征零部件耐久性快速評價技術(shù)；復(fù)雜載荷下零部件疲勞壽命預(yù)測技術(shù)——有機(jī)的結(jié)合載荷強(qiáng)化和損傷特性、基于強(qiáng)度特征的疲勞累積損傷理論進(jìn)行復(fù)雜載荷下汽車零部件壽命預(yù)測和評價。   2.基于載荷與強(qiáng)度特性的輕量化設(shè)計技術(shù)：具有自主產(chǎn)權(quán)的基于強(qiáng)度特征的輕量化設(shè)計方法——基于零部件載荷譜和強(qiáng)度特征進(jìn)行輕量化設(shè)計，該方法能夠充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度潛能，疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命設(shè)計更加合理；在零部件的輕量化設(shè)計中把靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和壽命、熱處理要求、動態(tài)特性和成本有機(jī)結(jié)合起來進(jìn)行，把產(chǎn)品的強(qiáng)度與耐久性延伸到成形工藝和熱處理強(qiáng)化工藝，把成形工藝-熱處理工藝-產(chǎn)品疲勞耐久性能關(guān)系有機(jī)的結(jié)合起來，成功的應(yīng)用于等速萬向傳動中間軸自主開發(fā)設(shè)計中。

該項目是國家部委項目，現(xiàn)處于實驗室研究階段。 項目主要研究內(nèi)容如下： （1）關(guān)鍵構(gòu)件載荷譜編譜平臺 建立以轉(zhuǎn)向架構(gòu)架標(biāo)定試驗臺為主要裝備的關(guān)鍵構(gòu)件載荷譜編譜平臺，該平臺以多通道、高精度轉(zhuǎn)向架測力構(gòu)架標(biāo)定加載系統(tǒng)為主要設(shè)備，配以多通道協(xié)同作用控制軟件和相應(yīng)的加載工裝，完成轉(zhuǎn)向架載荷譜測試中測力構(gòu)架的載荷標(biāo)定，這是確保載荷譜研究圓滿完成所必需的基本試驗手段。 （2）載荷線路測試與評估平臺技術(shù) 建立以大容量、多通道、高信噪比（包括無線測量）的載荷線路測試與評估平臺技術(shù)，該平臺以高信噪比動態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和無線遙測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為主要設(shè)備，能夠在高速動車組運行時，全程往返連續(xù)測試高速動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、輪軸等關(guān)鍵部件的載荷與動應(yīng)力。    項目主要技術(shù)創(chuàng)新點如下：?  建立復(fù)雜載荷系下載荷標(biāo)定技術(shù)和方法；?  載荷譜的損傷一致性編譜準(zhǔn)則；?  高置信度編譜技術(shù)；?  各類測力裝置和大容量高抗干擾能力的測試系統(tǒng)；?  可靠性評估技術(shù)。 本項目將形成以轉(zhuǎn)向架構(gòu)架標(biāo)定試驗臺、結(jié)構(gòu)疲勞試驗系統(tǒng)和材料疲勞試驗系統(tǒng)為主要裝備的關(guān)鍵構(gòu)件載荷譜編譜平臺和多通道高信噪比測試設(shè)備為主體的載荷線路測試與評估平臺。    應(yīng)用范圍： 高速列車車輪、車軸、構(gòu)架、軸箱、齒輪箱、懸吊螺栓、懸吊支座等走行及懸掛系關(guān)鍵零部件的設(shè)計及試驗評估。

晶硅太陽電池生產(chǎn)仿真實訓(xùn)讓學(xué)員以車間技術(shù)人員的身份參與整條晶硅太陽電池產(chǎn)線的生產(chǎn)工作。學(xué)員可以按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)流程操作車間生產(chǎn)設(shè)備、檢測生產(chǎn)樣品以及對電池生產(chǎn)進(jìn)行工藝仿真，從而深刻了解整個太陽電池生產(chǎn)流程以及關(guān)鍵工藝參數(shù)。 一.1.1. 場景設(shè)計 場景由制絨車間、擴(kuò)散車間、后清洗車間、PECVD鍍膜車間、絲網(wǎng)印刷車間和分選包裝車間六大場景組成。場景素材從多個真實工廠采集而來，高保真還原車間設(shè)備與生產(chǎn)流程 場景模型主要包括：潔凈車間、制絨機(jī)、自動上下料機(jī)、硅片、電子天平、分光光度計、電源柜、水冷機(jī)、空壓機(jī)、化學(xué)液柜、電腦，鍵盤、鼠標(biāo)、擴(kuò)散爐、石英舟、插片房、傳遞窗、純水箱、石英舟清洗槽、防毒面具、試驗臺、緩沖墊、防化服、源瓶、氣柜、硅槳、方阻測試儀，萬用表，石墨舟、PECVD鍍膜機(jī)、舟車、烘箱、全自動絲網(wǎng)印刷機(jī)、網(wǎng)版、刮刀、攪拌機(jī)、槳料、夾具、接觸電阻測試儀、燒結(jié)爐、IV分選儀、硅片盒、五格花藍(lán)等... 一.1.2. 互動設(shè)計 第一人稱視角控制主角場景漫游，學(xué)員可以在三維空間中自由活動和觀察場景中的物體。 拾取物體操作采用3D空間實際抓取的方式，沒有采用一般游戲中的背包欄方式，而當(dāng)需要同時拾取多個物體時則提供3維工具用于裝放，采取這種方式會更加接近現(xiàn)實，使學(xué)員更真實的體驗實際工具的存放及使用的技巧。 各生產(chǎn)車間按照真實生產(chǎn)流程設(shè)計實訓(xùn)生產(chǎn)任務(wù)，完成當(dāng)前任務(wù)后才能進(jìn)入下一個任務(wù)，每個任務(wù)記錄完成時間以及工藝仿真結(jié)果 縮略地圖實時顯示角色位置與任務(wù)點位置 第一人稱視角與特寫觀察視角無縫平滑撤換 機(jī)器與設(shè)置仿真控制，通過機(jī)器控制面板設(shè)置工藝參數(shù)，控制啟動生產(chǎn)，檢測生產(chǎn)結(jié)果 表單填寫與作業(yè)報告生成 使用儀器與設(shè)備檢測生產(chǎn)樣品 操作規(guī)程與關(guān)鍵知識點主動提示學(xué)習(xí) 原理動畫演示

    晶品JPG-2000S智能試劑安全管理柜，是基于JPG-2000基礎(chǔ)上迭代升級的新一代試劑柜產(chǎn)品，外形小巧，存儲空間利用更合理，容量可以達(dá)到JPG-2000同等存儲水平。小體積、大容量，在滿足存儲量的同時，更加節(jié)約實驗室空間，可適用于各種類型的擺放方式。    JPG-2000S型試劑柜柜體嵌有7寸電容觸摸屏，裝有嵌入式系統(tǒng)。該系統(tǒng)可顯示柜內(nèi)空氣質(zhì)量、溫濕度狀況，具有柜門未關(guān)閉報警，過濾器耗材更換提醒等功能。柜體內(nèi)部具有空氣過濾模塊，通過專用的過濾器來凈化對實驗人員有害的氣體。柜門嵌入RFID刷卡模塊，能有效管控雙人雙鎖刷卡流程。如果想實現(xiàn)多臺管理可以單獨購買外按控制軟件，該軟件可以裝載到用戶的電腦里，通過電腦與多臺柜體連接進(jìn)行試劑的出入柜管理及數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出工作，可將操作人員、試劑信息、柜體信息系統(tǒng)的管理起來，形成完整的試劑信息管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)對試劑的安全管理。    •嵌入式系統(tǒng)    嵌入式系統(tǒng)“試劑柜管理系統(tǒng)V2.0”，液晶顯示，位摸屏操作，可監(jiān)測柜內(nèi)溫濕度，空氣質(zhì)量等信息。    •外接控制軟件    雙模式-可外接控制軟件“試劑柜控制軟件V2.0〞，實現(xiàn)多柜連接管控，試劑出入庫管理，查詢試劑信息。    智能攝像系統(tǒng)    無人值守，可實現(xiàn)24小時全天候視頻監(jiān)控，360°無死角，硬盤存儲可達(dá)30天，并可無限擴(kuò)充。    •多柜井聯(lián)、系統(tǒng)交互    嵌入式系統(tǒng)和控制軟件可以通過WIF1功能進(jìn)行遠(yuǎn)程交互、多柜并聯(lián)，存儲空間無限擴(kuò)大，試劑信息統(tǒng)計更為便利、準(zhǔn)確，導(dǎo)出、打印各式樣報表，數(shù)據(jù)海量存儲，永久保存。    •空氣過濾系統(tǒng)    內(nèi)置活性炭空氣過濾系統(tǒng)，有效解決化學(xué)品氣味影響實驗員身體健康的問題。可更換的過濾材料，大風(fēng)量風(fēng)扇、保證內(nèi)部空氣每分鐘循環(huán)三次。    •雙人雙鎖    有效解決試劑的安全管理，符合對易制毒、易制爆危險化學(xué)品的管理要求。對于常規(guī)試劑也可方便地實現(xiàn)單人單鎖控制。

產(chǎn)品詳細(xì)介紹

團(tuán)隊基于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料低密度，高強(qiáng)度,材料性能可設(shè)計性強(qiáng)，抗腐蝕性和耐久性能好等特點，已開發(fā)出汽車的引擎蓋、車門、行李箱蓋、翼子板、后視鏡、方向盤、排擋頭、懸架彈簧、電池箱等汽車輕量化零部件，以及軌道車輛地板、內(nèi)壁板、座椅、衛(wèi)生間產(chǎn)品，相應(yīng)成果在科協(xié)年會上得到李源潮、萬鋼等國家領(lǐng)導(dǎo)人肯定，人民日報等媒體進(jìn)行報道。

項目成果/簡介:團(tuán)隊基于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料低密度，高強(qiáng)度,材料性能可設(shè)計性強(qiáng)，抗腐蝕性和耐久性能好等特點，已開發(fā)出汽車的引擎蓋、車門、行李箱蓋、翼子板、后視鏡、方向盤、排擋頭、懸架彈簧、電池箱等汽車輕量化零部件，以及軌道車輛地板、內(nèi)壁板、座椅、衛(wèi)生間產(chǎn)品，相應(yīng)成果在科協(xié)年會上得到李源潮、萬鋼等國家領(lǐng)導(dǎo)人肯定，人民日報等媒體進(jìn)行報道。應(yīng)用范圍:材料的輕量化，就是在保證汽車、軌道交通等零部件的強(qiáng)度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車、軌道交通的整備質(zhì)量，從而提高汽車、軌道交通的動力性，減少燃料消耗，降低排氣污染。由于環(huán)保和節(jié)能的需要，汽車、軌道交通的輕量化已經(jīng)成為世界汽車、軌道交通發(fā)展的潮流，本成果具有較廣闊的用途和市場應(yīng)用前景。

該項技術(shù)針對汽車底盤關(guān)鍵零部件，結(jié)合ADAMS、HyperWorks、FE-Fatigue等軟件進(jìn)行多平臺聯(lián)合動態(tài)仿真，獲取其在多種工況下的載荷譜，通過靈敏度分析方法甄選出可優(yōu)化對象，在保證整車性能的前提下，結(jié)合動載荷對其進(jìn)行合理的拓?fù)鋬?yōu)化，達(dá)到輕量化與可靠性兼顧的工程目標(biāo)。  技術(shù)優(yōu)勢：（1）以理論分析和仿真代替經(jīng)驗設(shè)計，結(jié)果更具可靠性，適用范圍更廣。（2）研發(fā)周期短，研發(fā)經(jīng)費少。  （3）同時兼顧車輛操縱穩(wěn)定性，平順性要求。  （4）節(jié)能減材。