化学化工与环境科学

• 壳核结构全无机钙钛矿纳米晶的研究现状

  潘凯;姜沅辰;王嵩;

  金属卤化物钙钛矿纳米晶(NCs)凭借其独特的光物理特性，如高光致发光量子产率(PLQY)、可调节的带隙以及优异的载流子迁移率，在发光二极管、太阳能电池、光电探测器、激光、生物成像等诸多领域展现出巨大的应用潜力。然而，钙钛矿纳米晶在环境气氛中，尤其是湿度条件下的快速降解，成为其商业化应用的主要障碍之一。构建核壳结构(core-shell structure)被证明是一种有效提升钙钛矿纳米晶稳定性和优化光物理特性的重要策略。通过在钙钛矿纳米晶表面包裹一层保护壳，不仅可以防止其与外界环境的直接接触，抑制降解和离子迁移，还可以通过调节壳层的组成和厚度来优化其光学和电子性能。综述了金属卤化物钙钛矿核壳纳米晶的最新研究进展，涵盖不同外壳材料(如金属硫化物、非金属氧化物、金属氧化物和聚合物)的类型。重点阐述了各类核壳纳米晶的生长过程及其光物理特性，尤其是发射特性、稳定性的最新研究分析，并指出了核壳纳米晶合成过程中面临的主要挑战，以及其在不同光电和生物成像应用领域未来发展的方向。

  2025年02期 v.16;No.59 1-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 3466K]
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• 锌源溶液涂覆氧化锌纳米粒子层制备薄膜晶体管的研究（英文）

  孙雨莹;唐远鑫;林邵鹏;李辰砂;

  通过锌源溶液涂覆纳米氧化锌粒子阵列层，溶胶凝胶热解过程制备氧化锌薄膜晶体管，研究其场效应性能与载流子迁移性能。以沉积了铝钛氧化物介电层与铟锡氧化物门电极层的玻璃为载体，以旋涂工艺将热分解油酸锌配合物生成的氧化锌纳米晶涂覆于其表面并经过热处理形成纳米氧化锌粒子层；将锌源溶液以旋涂工艺涂覆填充进纳米氧化锌粒子层，通过热解过程制备出纳米氧化锌场效应薄膜晶体管。经过优化工艺过程，制备的薄膜晶体管具有优异的可控结构及致密分布的氧化锌纳米晶体，表现出优异的场效应性能与载流子迁移性能。相对于单纯的由纳米氧化锌粒子层构成的薄膜晶体管，结合了锌源溶液旋涂工序制备的薄膜晶体管，载流子迁移率提高一倍以上，达到2.17 cm~2·V~(-1)·s~(-1),在工业应用中具有显著优势。由锌源溶液与氧化锌纳米晶复合物制备的薄膜晶体管具有非毒性、高透明性以及优越而稳定的场效应薄膜晶体管性能。该技术可高效、便利且低成本地用于氧化锌薄膜晶体管的大批量生产。

  2025年02期 v.16;No.59 15-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 7054K]
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• 富含硫空位的Co-MoS₂/C复合材料的制备及其电催化氮气还原合成氨

  杨肖杨;刘泽亿;姜惟;邱昊钰;苑振强;马方伟;

  由于氮与钼的高亲和力，钼基催化剂已被证明是有效的电催化N_2还原反应(e-NRR)催化剂。引入空位和杂原子掺杂是调节催化剂微观结构提高其电催化N_2合成NH_3性能的有效手段。通过果胶辅助的水热反应以及煅烧并用NaBH_4溶液处理制备了富含硫空位的Co掺杂MoS_2/C球形纳米花(Vs-Co-MoS_2/C)。空位中存在大量局域电子，不仅改善电子和能带结构，还可作为活性位点，促进N_2键的断裂。异原子掺杂有效地改变催化剂的表面性质，可更好地形成表面缺陷并增加活性位点，从而提高与N_2分子的结合能力。Vs-Co-MoS_2/C具有良好的电催化NRR性能，在-0.6 V(RHE)下的氨产率为21.4±0.3μg·h~(-1)·mg~(-1),法拉第效率为6.3%。

  2025年02期 v.16;No.59 22-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 4467K]
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• Co(OH)F@NiCo₂S₄/NF电极材料的制备及其析氢性能研究

  马利娜;董永利;王佩;梁雨梦;马晟博;

  为促进绿氢的高效生产利用，采用水热法及CVD硫化法合成了Co(OH)F@NiCo_2S_4/NF-X系列复合电极材料，利用XRD、SEM及EDS方法对该材料的结构、组成及形貌进行表征。通过LSV、Tafel、C_(dl)等电化学测试方法研究了该电极材料的析氢性能。结果表明：不同水热时间能够影响该电极材料纳米棒结构的形成，当水热时间为20 h时，经硫化后，该材料呈现稳定的纳米棒结构，更有利于析氢过程中电子的转移及水的吸附和解析，进而提高了电解水过程中的产氢效率。在HER反应过程中，当电流密度为10 mA·cm~(-2)时，Co(OH)F@NiCo_2S_4/NF-20所需的过电势为86.5 mV。

  2025年02期 v.16;No.59 32-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 2133K]
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电子与机电工程

• 应急场景下无人机中继系统的空间位置联合优化（英文）

  马跃;秦丹阳;陈毓泓;唐华鹏;

  近年来，第五代移动通信技术(Fifth Generation, 5G)的快速演进和第六代移动通信技术(Sixth Generation, 6G)的稳步布局，不断推动空天地一体化无缝覆盖的实现。无人机(Unmanned aerial vehicle, UAV)作为高机动性载体，可增强网络覆盖，在远距离和应急通信中得到了广泛应用。针对应急场景通信资源受限的现状，把无人机分为集群和中继无人机作为空中平台。水平方向构建了基于K-means聚类算法优化的集群无人机二维位置部署；垂直方向构建了基于凸优化算法的三维位置部署。通过粒子群优化算法对中继无人机进行最短路径规划和轨迹优化，提高了集群无人机与地面基站间的通信效率，并通过空间多跳通信链路建模，实现了三维异构网络的架构。实验结果表明，设计的无人机中继系统联合优化算法在转发视频流等时覆盖范围和中继能力方面优于现有传统算法，在视频流媒体转发中可增强覆盖，并提高中继效率，从而为高可靠空地协同应急通信系统构建提供技术支持。

  2025年02期 v.16;No.59 41-48+87+2页 [查看摘要][在线阅读][下载 2793K]
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• 改进的YOLOv8钢材表面缺陷检测算法

  韩纪龙;丛屾;王书生;鹿雷;

  针对传统钢材表面缺陷检测方法存在检测效率低、检测精度差等问题，提出了一种基于改进YOLOv8的钢材表面缺陷检测算法，改进后的模型简记为YOLOv8-AWD。设计了一款更加轻量级的自动分配权重下采样模块(AWD)。采用AWD模块对网络进行改进，增强网络对特征的提取能力；在骨干网络部分引入Triplet Attention注意力机制提高算法的检测精度；针对模型训练效率低的问题，训练时采用MPDIoU增加对小尺度目标的处理效果，提高模型的收敛能力。通过实验结果与分析，在NEU-DET钢材表面缺陷检测数据集上进行实验，YOLOv8-AWD算法较原YOLOv8算法在AP_(50)上提高了4.4%,参数量下降了10%。

  2025年02期 v.16;No.59 49-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 13953K]
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• 轻量级实时微小目标检测框架（英文）

  葛海涛;张铭尧;魏永庚;张宏诗;曹鑫鑫;石勇;

  准确的缺陷检测对保证产品质量和设备可靠性起着至关重要的作用。小目标检测由于特征表征弱和背景干扰大而面临着独特的挑战。为了解决这些问题，将3个关键创新纳入YOLOv8框架：使用GhostNet卷积进行轻量级和高效的特征提取，增加P2检测层以增强小目标检测能力，以及集成三重注意力机制以捕获全面的空间和通道依赖关系。这些改进共同优化了小物体的检测性能，同时降低了计算复杂度。实验结果表明，增强模型的平均精度(mAP@0.5)为97.46%,平均精度(mAP@0.5∶0.95)为61.84%,与基线YOLOv8模型相比，性能分别提高了1.9%和3.2%。此外，该模型实现了158帧·s~(-1)的帧率，在保持实时检测能力的同时减少了50%的参数计数，进一步强调了其在复杂场景下小目标检测的效率和适用性。

  2025年02期 v.16;No.59 56-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 3885K]
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• 基于VFFRLS与AEKF的锂离子电池SOC估计方法研究

  王永超;李春艳;孙沁;

  电池荷电状态(State of charge, SOC)的准确估计对于电动汽车的能量管理起着至关重要的作用，同时电池模型参数的精确估计又是实现SOC估计的前提。选择锂离子电池的双极化模型做为研究对象，提出一种可变遗忘因子的递推最小二乘法(Variable forgetting factor recursive least squares, VFFRLS)对电池模型参数进行在线辨识。采用噪声自适应的扩展卡尔曼滤波器(Adaptive extended kalman filter, AEKF)对电池SOC进行在线估计。利用不同工况数据对所提出的方法进行了实验验证，证明基于VFFRLS与AEKF的联合方案对电池SOC有很好的估计效果。

  2025年02期 v.16;No.59 67-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 16852K]
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水利与土木工程

• 长江流域复合高温干旱时空演变特征分析

  江善虎;刘梦飞;徐慧;王孟浩;任立良;

  复合高温干旱事件对区域自然生态环境和社会经济发展带来严重威胁。以长江流域为研究对象，基于CN05.1日最高气温数据以及ERA5和GLDAS-Noah数据集的表层土壤含水量数据，在日尺度上识别长江流域复合高温干旱事件，提取复合事件频次及强度特征，分析其时空演变规律。研究结果表明：1961—2022年长江流域复合高温干旱事件的频次和强度在时间上均呈现显著上升趋势(p<0.05)。在空间上，频次呈现自东南向西北递减的分布特征，强度则呈现相反的空间分布特征。此外，与基准期1961—1991年相比，1992—2022年长江流域大部分地区的复合高温干旱事件频次及强度均显著增加。

  2025年02期 v.16;No.59 77-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 5130K]
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• 震源深度对不同分量地震动相干函数影响研究

  刘育硕;李方慧;曾庆龙;魏凯;迟昊淞;朱志峰;

  选取LSST台阵的2次地震记录，采用水平分量和竖向分量加速度记录作为研究对象，计算了台站间距d分别为45.55、15.07、3.05 m的迟滞相干系数，研究了震源深度对空间相关性的影响，并采用Loh提出的相干函数模型对计算出的相干系数进行拟合。通过分析拟合曲线可知：(1) 3个分量地震动浅源地震的相干性均大于中源地震，竖向分量下浅源地震的拟合曲线与中源地震相干系数平均相差约0.2,而水平分量下二者相差约0.05,竖向分量相差值为水平分量的4倍；(2)竖向地震动曲线在高频(10～14 Hz)处相干性降低到约0.4,水平分量降低到约0.2,随频率增加竖向分量相干性与水平分量一样出现相干性损失的现象，故在结构响应分析时若只考虑水平地震作用而不考虑竖向地震作用可导致分析结果不符合实际。

  2025年02期 v.16;No.59 88-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 3714K]
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生命科学与生物工程

• 紫赤链霉菌4-1发酵液中抑菌活性成分的分离与鉴定

  杨彤;郭宇豪;刘绍波;姚卫格;唐璇;杨智宇;葛菁萍;

  挖掘了嗜盐碱菌株代谢物的抑菌活性成分并对其抑菌功能进行检测。以实验室分离筛选的嗜盐碱紫赤链霉菌(Streptomyces puniceus)4-1为研究对象，对其代谢产物运用吸附法、柱层析法及高效液相色谱进行分离纯化，并通过波谱数据对化合物进行分析鉴定，采用最低抑菌浓度、相对电导率和扫描电镜检测其抑菌功能。结果表明，从代谢产物中依次分离出3-氨基-丙酸对甲苯酯(p-Tolyl 3-aminopropanaote)、邻苯二甲酸二丁酯(Dibutylphthalate)和化合物Ⅲ(浓度低，未解析)。p-Tolyl 3-aminopropanaote作用于指示菌后，细胞相对电导率升高，再结合扫描电镜观察初步认为化合物可能破坏细胞膜，改变细胞膜的相对渗透率，表明其具有抑菌功能。该抑菌成分的分离鉴定丰富了次级代谢产物的资源库，为进一步研究特殊环境下微生物代谢产物的结构与功能提供依据。

  2025年02期 v.16;No.59 96-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 13470K]
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• 菜豆花粉活力及柱头可授性研究

  田哲;寇晋华;冯国军;杨晓旭;刘畅;刘大军;

  菜豆是常见的自花授粉作物，人为干预下杂交授粉成功率低，一般为10.0%～22.6%。以菜豆品种“A18-1”和“金冠”为试验材料，通过研究菜豆不同时间的花粉活力、柱头可授性；用扫描电镜观察柱头及花粉，探究菜豆最佳授粉时间区段，为人工杂交授粉率的提高提供参考依据。菜豆进行花粉活力测定采用TTC(氯化三苯四氮唑)染色法、I_2-KI(碘-碘化钾)染色法和亚历山大染色法，菜豆的柱头可授性测定采用联苯胺-过氧化氢法；扫描电镜观察花粉和柱头的结构；用DAPI法验证菜豆花粉生育力。结果表明，对比3种染色法，发现亚历山大染色法更适用于菜豆花粉活力检测。“金冠”柱头在08:00—14:00具强可授性。菜豆人工授粉最佳的时间段为开花当天08:00—10:00。

  2025年02期 v.16;No.59 106-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1903K]
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• 秦丹阳教授简介

  <正>秦丹阳,女,1983年生,黑龙江大学电子工程学院教授,博士,博士研究生导师。黑龙省高层次人才,黑龙江省优秀青年科学基金获得者、黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才计划入选者、黑龙江大学首批学科青年学术骨干百人支持计划入选者、黑龙江大学杰出青年科学基金获得者、黑龙江大学“英才计划”入选者。

  2025年02期 v.16;No.59 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 529K]
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• 《黑龙江大学工程学报(中英俄文)》稿约

  <正>《黑龙江大学工程学报(中英俄文)》为全国首家中英俄多文种学术期刊,办刊宗旨:立足本校,面向全国,服务教学与科研,反映工程科学与技术的最新科研成果,促进校内外学术交流,为黑龙江大学工科学科发展服务,为经济建设和社会发展服务。定期栏目:化学化工与环境科学、电子与机电工程、水利与土木工程、生命科学与生物工程等。不定期栏目:寒区工程与水资源、科技期刊研究、科技动态、读者与编者等。读者对象主要为高等学校师生、科研人员和工程技术人员。

  2025年02期 v.16;No.59 113页 [查看摘要][在线阅读][下载 466K]
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