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清華大學化學工程系魏飛團隊在亞納米尺度下原位研究分子吸附擴散機制領(lǐng)域取得重要進展。該團隊采用皮米電鏡原位成像策略，實現(xiàn)了分子篩中小分子吸脫附行為和分子篩骨架結(jié)構(gòu)動態(tài)演變的原位實時觀測，首次發(fā)現(xiàn)了剛性分子篩的亞單胞拓撲柔性結(jié)構(gòu)特點，揭示了分子擴散突破孔徑限制的微觀機制，豐富了對分子篩擇形催化與限域效應的理解。

清華大學電機系易陳誼課題組采用真空熱蒸發(fā)鍍膜與傳統(tǒng)溶液法相結(jié)合的工藝制備高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜，突破了目前無甲胺銫甲脒鉛鹵鈣鈦礦（銫甲脒鈣鈦礦）太陽能電池效率的最高記錄。

熱噴涂是通過對傳統(tǒng)激光熔覆的光學準直、聚焦和整形以及與之配合送粉頭的重新設(shè)計從而實現(xiàn)均勻薄涂層的高速熔覆技術(shù)，目前受到廣泛關(guān)注。由于兼具熱噴涂快速沉積涂層特性以及激光熔覆冶金結(jié)合的特點,有望成為規(guī)則表面實現(xiàn)替代電鍍硬鉻的新方法。冷噴涂是利用超音速氣流獲得高速粒子使其通過固態(tài)塑性變形沉積而制備技術(shù)的方法。超高速激光熔覆相比于傳統(tǒng)激光熔覆，激光能量主要作用粉末，能量分配：基材 20%，粉末 80%，粉末溫度高于熔點，修復產(chǎn)品表面粗糙度可小于 20 微米，修復厚度可低至 30 微米。

（專利號：ZL 201510093093.1） 簡介：本發(fā)明公開了一種基于激光沖擊波技術(shù)耐磨涂層制備的方法及裝置，涉及零件再制造技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法首先將待噴涂工件表面清洗、去油、噴砂和預熱處理后，利用等離子噴涂的方法在工件表面上得到厚度滿足要求的熱態(tài)的硬質(zhì)材料涂層后，緊接著利用激光沖擊波在已形成的熱態(tài)的硬質(zhì)材料涂層中連續(xù)多次嵌入軟質(zhì)材料的微粒，材料凝固和冷卻后，硬質(zhì)材料涂層中均勻分布著少量軟質(zhì)材料涂層。本發(fā)明裝置包括激光發(fā)生器、導光分光系統(tǒng)、電弧制液系統(tǒng)、工件夾具系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)。本發(fā)明方法所制備的涂層硬度高、摩擦系數(shù)小、磨損率低，本發(fā)明裝置具有操作方便、成本低以及效率高的特點。  

本發(fā)明提供了一種基于PDMS聚合物的柔性量子點隨機激光器，包括兩層PDMS薄膜層以及兩層PDMS薄膜層之間夾置的滲透層，PDMS薄膜層中的交聯(lián)劑濃度大于4%，滲透層中的交聯(lián)劑濃度為2%?4%，滲透層為內(nèi)應力分布不均勻的PDMS薄膜層，滲透層上設(shè)有至少一組由中心點向各方向發(fā)散的若干條線性凹槽或至少一組由中心點逐漸擴散的若干個環(huán)形凹槽，凹槽供量子點滲透。本發(fā)明量子點在隨機激光出射過程中充當增益介質(zhì)的作用，利用滲透層的內(nèi)應力分布不均，通過光彈性效應形成局域化折射率不一致，增強多重散射作用，達到了降低出射隨機激光閾值的目的。本發(fā)明中量子點填充在濃度較低的滲透層內(nèi)，相比玻璃基板表面的量子點薄膜，具有長時間運作的特點。同時由于PDMS是柔性材料，具有可彎曲的特點，可以實現(xiàn)柔性隨機激光器制備。

本發(fā)明提供了一種基于表面等離子體的量子點隨機激光器，包括順序?qū)盈B的第一玻璃基板、間隔層和第二玻璃基板，所述第一玻璃基板在與間隔層貼合的表面上設(shè)有微米級凹槽供量子點沉積，所述間隔層中含有固定在第二玻璃基板上的金屬納米粒子，控制金屬納米粒子與量子點之間的距離。本發(fā)明金屬納米粒子的表面等離子體共振效應增強泵浦光的激發(fā)效率和隨機激光的輻射效率，同時間隔層有效避免了量子點與金屬納米粒子接觸而產(chǎn)生的熒光猝滅現(xiàn)象，并且由于間隔層材料透明高分子聚合物，可以使金屬納米粒子的共振吸收譜發(fā)生紅移，實現(xiàn)表面等離子體共振帶和激勵光譜與出射光譜的耦合，從而得到低閾值、高強度的穩(wěn)定隨機激光出射。

北京大學物理學院顏學慶教授/馬文君研究員團隊近期在激光加速重離子領(lǐng)域獲得重要進展。他們利用人工設(shè)計的雙層納米靶材，獲得了能量高達580兆電子伏特（MeV）的碳離子，將飛秒激光加速重離子能量記錄提高了兩倍。相關(guān)結(jié)果以” Laser Acceleration of Highly Energetic Carbon Ions Using a Double-Layer Target Composed of Slightly Underdense Plasma and Ultrathin Foil”為題發(fā)表在物理評論快報上（Physical Review Letters 122，014803 （2019））。 高能重離子在腫瘤治療、生物輻照、核物理與核能等領(lǐng)域有著廣泛的用途。利用超強飛秒脈沖激光加速重離子一直是激光加速領(lǐng)域的難點。之前的大量實驗研究中，通常只能獲得最高能量為幾兆電子伏特每核子（MeV/u）的重離子。而在相同條件下，質(zhì)子可被加速至近百兆電子伏特，遠高于重離子。這是因為，要有效加速重離子，需要將其在加速初始階段就電離到高電荷態(tài)注入到加速場中，并且保持足夠長的加速時間。一般情況下，這兩點很難同時實現(xiàn)。馬文君研究員團隊在前期工作的基礎(chǔ)上（PRL 115, 064801 (2015)，PRL 113, 235002 (2014), Adv Mater 21(5),603 (2009), Nano Lett 7(8), 2307(2007)），設(shè)計并制備出了一種由超薄超低密度碳納米管泡沫與類金剛石納米薄膜組成的雙層復合靶材，成功地同時實現(xiàn)了這兩個條件。復合靶材在超強飛秒脈沖激光作用下，位于類金剛石納米薄膜中的碳離子，先后經(jīng)歷了光壓電離注入與長達數(shù)百飛秒的鞘場加速兩個過程，最終速度達到了光速的30%。這是首次利用超短脈沖在實驗中實現(xiàn)了重離子的級聯(lián)加速。圖：本研究結(jié)果（）與已有重離子加速實驗結(jié)果匯總。 他們的理論與數(shù)值模擬工作表明，這種高效的加速方案也適用于金、釷、鈾等重離子。在現(xiàn)有激光條件下，可產(chǎn)生能量為數(shù)十兆電子伏特每核子、密度為傳統(tǒng)束流10^9倍的高能高密度重離子束流。這種高能高密度重離子束團將為超重元素合成、短壽命核素加速、溫稠密物質(zhì)等溫加熱等重要物理難題的解決提供新的方案。，將為科學前沿領(lǐng)域及新興交叉學科的迅猛發(fā)展帶來新的機遇。 馬文君研究員為論文第一作者與通訊作者。顏學慶教授與韓國基礎(chǔ)科學研究所的Nam，Chang Hee教授為共同通訊作者。論文主要作者還包括陳佳洱院士、賀賢土院士、M. Zepf教授, J. Schreiber教授, Kim, I Jong教授、林晨研究員、盧海洋研究員和余金清博士等。該項目得到國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施培育項目（2017ZF22）、科技部重大儀器專項、自然科學基金重點項目、核物理與核技術(shù)國家重點實驗室和北京市卓越青年科學家等項目的支持。 相關(guān)文章鏈接如下：Phys. Rev. Lett. 122, 014803 （2019）https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.014803Phys. Rev. Lett. 115, 064801 (2015)https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.064801

成果與項目的背景及主要用途： 我國隨著經(jīng)濟社會發(fā)展速度的提升，已極為重視對環(huán)境和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的 社會需求，公眾也對切身的環(huán)境問題關(guān)注日益密切。以大氣中常見空氣污染物為 應用檢測對象，開發(fā)研制快速實時且高精度的 TDLAS 可調(diào)諧二極管光譜學檢測 設(shè)備，為大氣環(huán)境監(jiān)測中所要求的微量、高精度及快速響應需求提供儀器實現(xiàn)手 段，應用于室內(nèi)外環(huán)境污染氣體監(jiān)測和煤礦、油井等地下作業(yè)中毒氣泄漏的監(jiān)控， 可以有效避免有毒有害氣體排放導致的大規(guī)模大氣污染發(fā)生，保障環(huán)境質(zhì)量安全， 為國民經(jīng)濟作出重要貢獻，社會效益顯著。并特別適用于強磁場和輻射性、腐蝕 性或危險性大的環(huán)境，可實現(xiàn)對如飛行器、艦船、礦井、油田、建筑物等惡劣環(huán) 境的實時檢測分析。大氣污染物氣體 TDLAS 測量及評價系統(tǒng)項目研究和開展具 有對于產(chǎn)品需求直接的經(jīng)濟效益及環(huán)境保護的社會效益。 技術(shù)原理與工藝流程簡介： 該項目在團隊已有紅外光譜工作基礎(chǔ)上,組建基于 TDLAS 的大氣污染物在 線檢測實驗平臺，通過對排放氣體干擾組分、激光器輸出參數(shù)及系統(tǒng)電子學指標 的分析與優(yōu)化，建立適用于大氣常見污染物氣體實時快速 TDLAS 儀器檢測技術(shù) 體系。并基于企業(yè)自有的物聯(lián)網(wǎng) GPS 模塊設(shè)備開發(fā)技術(shù)、長光程氣體吸收池技 術(shù)、儀器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成技術(shù)等，進行 TDLAS 儀器向網(wǎng)絡(luò)分布式監(jiān)測系統(tǒng)的應用 技術(shù)研究，使項目內(nèi)推出的樣機可以作為獨立接入單元接入?yún)^(qū)域環(huán)境評測平臺， 對傳統(tǒng)在線式檢測儀器數(shù)據(jù)接入及集成進行功能創(chuàng)新。 a.基于課題團隊自有光譜數(shù)據(jù)處理算法軟件與嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺進行控 制系統(tǒng)產(chǎn)品化開發(fā) b.根據(jù)檢測物指標，可定制選擇國外或國內(nèi)激光器模塊封裝進行集成 192天津大學科技成果選編 c.基于實驗室自有開放光程光路準直定位技術(shù)以及長光程氣體池技術(shù)進行 關(guān)鍵模塊定制。 d.根據(jù)用戶需要定制上位機專用分析軟件程序。 應用領(lǐng)域：燃料燃燒、金屬冶煉、變電高壓、焦炭化工、礦業(yè)篩選、農(nóng)藥施 放、油漆噴涂、造紙紡織、皮革纖維、生活垃圾焚燒、危險廢物處理、制藥、橡 膠等有氣體污染物排放行業(yè) 合作方式：技術(shù)開發(fā)，模塊打包出售（15—20 萬元/套）

本發(fā)明屬于機械切削刀具制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及了一種激光熔覆石墨烯?陶瓷自潤滑涂層刀具及其制備方法。所述自潤滑涂層刀具的基體材料為高速鋼，刀具前刀面為石墨烯?陶瓷自潤滑涂層。該自潤滑涂層通過將石墨烯添加至Ａｌ２Ｏ３或Ｓｉ３Ｎ４基陶瓷混合粉末中，采用ＣＯ２激光同步送粉方式在刀具前刀面熔覆制成。該刀具具有韌性好、硬度高及自潤滑作用的特點。干切削時，利用石墨烯在陶瓷刀具表面形成連續(xù)的固體潤滑膜，從而實現(xiàn)刀具本身的自潤滑功能。

簡介：本發(fā)明公開一種基于激光沖擊波技術(shù)的金屬變徑管成形的方法和裝置,屬于激光加工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用激光能量吸收層涂覆在與管件分離的堵桿上端部,激光束沿待成形的管坯的軸線進入管坯的內(nèi)部,輻照在堵桿上端部的吸收層上,吸收層吸收激光能量后氣化、電離,形成高壓等離子體,高壓等離子體急速膨脹形成高幅沖擊波,以此推動管坯的膨脹直至和模具的型面貼合,使管坯的變形形狀和模具的型面一致。本發(fā)明采用參數(shù)受控的激光沖擊波作為管坯內(nèi)高壓成形的力源,具有很好的安全性,不僅適合于材料屈服極限較低的管坯成形,也適合屈服強度很高的管坯成形,可進行連續(xù)多個脈沖激光輻照和實施不間斷多次沖擊,具有較高的生產(chǎn)效率。