研在合工大 | 材料、能源等領域新進展

目 錄

1. 生物質離子傳輸增效發電和傳感研究領域取得新進展

2. 先進光刻對準技術研究成果被AIE專題報道

3. 光伏光熱制氫領域取得新進展

4. 爆燃轉爆轟領域取得新進展
   

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生物質離子傳輸增效發電和傳感研究領域取得新進展

化學與化工學院王慧慶副教授課題組在生物質基能源收集材料上取得新研究進展，相關研究成果在材料領域國際知名期刊《AdvancedMaterials》發表。

該研究以再生年產百億噸的生物質甲殼素為原料，利用其本征獨特的大層間距、多層結構和較大的晶面剝離能壘及親疏水性差異，采用“擴層—插層—剝層”分步策略，建立精準可控的剝離方法，制備小片徑、高電荷密度的亞納米片(厚度約0.7nm,粒徑50-100nm)，組裝成二維納米流體通道膜，并應用在藍色能源收集上，顯示出超高的輸出功率密度。利用這種優異離子管理能力，該研究成果可應用于監測水母/魚類養殖環境健康，通過檢測離子梯度變化轉化為電壓信號，實現無線遠程監測。本研究為實現低成本、大規模、可持續性高效捕集先進能源和傳感技術提供了新的研究思路。

合肥工業大學為論文的第一和通訊作者單位，安徽農業大學葉冬冬教授為共通訊作者，碩士研究生舒悅和袁開宇為文章的第一作者。本研究得到了國家自然科學基金面上項目、安徽省優秀青年項目和海南省重點研發項目的支持。

論文鏈接：

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先進光刻對準技術研究成果被AIE專題報道

儀器科學與光電工程學院研究團隊發表在光學領域著名期刊《Optics Express》的研究論文被國際著名工程學科技機構“Advances In Engineering”（簡稱AIE）遴選為關鍵科學文章（key scientific article），并在電子工程（Electrical Engineering）欄目進行專題報道。博士研究生許非凡為論文第一作者，指導老師夏豪杰教授為通訊作者。

隨著半導體工藝不斷發展，掩膜與晶圓在多重曝光和疊層工藝中的對準精度要求愈加嚴苛，傳統基于莫爾條紋的對準方法存在測量量程有限、相位解算易受頻譜泄漏和周期模糊影響等瓶頸，難以同時滿足大范圍、高精度與高穩定性的需求。針對上述技術挑戰，研究團隊提出了復合差分光柵標記與自動差值查找表（ALDT）算法相結合的創新方案，利用雙頻莫爾條紋的周期放大效應及差值區間唯一映射，實現大量程、快速且無歧義的錯位解析。圍繞納米光刻對準技術，團隊采用無需粗對準標記的中心對稱二維光柵對準標記方法，實現了橫向、縱向與圓周三自由度對準，提出的二維卷積窗函數有效抑制頻譜泄漏，顯著提升相位解析的魯棒性和精度，發表了系列研究成果。該方向研究突破了傳統莫爾對準技術在量程與精度上的限制，為納米壓印光刻、表面等離子體光刻等新型光刻技術提供關鍵技術支撐。

AIE主要面向工程科技領域的科學家、工程師及大學師生，擁有廣泛的讀者群和較大的影響力。AIE每周由其委員會篩選出20篇左右的優秀論文進行特別報道，研究方向包括材料、化學、電氣、機械、納米技術、土木以及通用工程（航空航天、通信、計算機），入選率僅為上述領域論文總數的1‰以內。目前，AIE每月的閱讀量達80萬次，被世界排名前40位的工程公司和全球主要研究機構所鏈接，用于跟蹤重要的工程科技進展。

該項研究成果得到國家重點研發計劃和安徽省科技重大專項項目的資助。

AIE報道原文鏈接：

論文鏈接：

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光伏光熱制氫領域取得新進展

土木與水利工程學院王昌建教授團隊在光伏光熱制氫領域取得新進展，相關研究成果在能源領域頂級期刊《Applied Energy》發表。

熱管理對提升光伏電解水制氫系統的性能具有重要意義，然而采用納米流體和相變材料協同冷卻的研究較少。該研究團隊合成了基于MWCNT和BN的混合納米流體和復合PCM。合成材料首次與PV/T模塊和PEM電解槽制氫系統集成。該耦合系統實現了電能、熱能、綠氫的高效生產，進一步通過實驗評估了耦合配置和冷卻劑流量對能量轉換效率的影響。

研究結果為PV/T制氫系統的運行和優化提供了新的思路。這些發現有助于厘清耦合方式與運行參數對能量轉化的影響，為混合納米流體和復合PCM在光伏制氫系統中的應用提供了數據支撐。

合肥工業大學為該研究的第一完成單位和通訊單位，博士研究生杜濤為論文第一作者，王昌建擔任論文通訊作者，講師李振軒、博士研究生許運博為合作作者。本研究得到了安徽省省級環境保護科研項目、國家自然科學基金和安徽省研究生創新創業實踐項目的支持。

論文鏈接：

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爆燃轉爆轟領域取得新進展

土木與水利工程學院李權副教授團隊聯合江蘇大學潘振華教授、加拿大女王大學Gaby Ciccarelli教授，在爆燃轉爆轟領域取得創新性研究進展。相關研究成果發表于國際燃燒領域頂級期刊《Combustion and Flame》。

團隊搭建矩形實驗通道，通過時間同步與空間校準技術，系統融合高速紋影、煙跡示蹤、流場診斷及壓力測量功能，構建DDT全維度、多尺度綜合測試表征體系；同時在系統測試段底部創新設計粗糙壁面，針對不同反應活性可燃氣體，多角度/維度探究其DDT演化規律。該研究實現了入射燃燒波結構與壁面粗糙度特性的耦合分析，揭示了粗糙壁面條件下多類DDT機制，既為爆轟發動機設計、可燃氣體災害防控提供關鍵技術支撐，也豐富了燃燒動力學多尺度耦合機制的基礎理論，兼具重要工程應用價值與科學探索意義。

合肥工業大學為該研究的第一完成單位和通訊單位，李權擔任論文的第一作者和通訊作者，碩士生胡華僑為論文的第二作者。上述研究得到國家自然科學基金項目的資助支持。

論文鏈接：

來源 | 化學與化工學院 儀器科學與光電工程學院

土木與水利工程學院

封圖 | 李樾寧

編輯 | 張博禹

責編 | 衛婷婷 楊樂丁

投稿郵箱 | hfutxcb404@163.com

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