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中科大教授发表论文

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中科大教授发表论文

第一作者:焦龙博士 ;通讯作者:江海龙教授 通讯单位:中国科学技术大学

论文DOI:10.1002/anie.202008787

在该工作中,我们构筑了一系列同构的卟啉基MOF材料,通过调变卟啉中心的金属物种,从而衍生得到了一系列含有不同金属物种(Fe, Co, Ni, Cu)的单原子催化剂材料,这些催化剂除了金属物种不同,金属负载量、配位环境、比表面积、孔尺寸等特性均保持一致,从而实现了有效的变量控制。在该模型体系构筑的基础上,我们研究了不同单原子材料电催化CO2还原性能, 其中单原子Ni催化剂(Ni1-N-C)表现出了最高的CO选择性,并且在CO2浓度降低至15%的含量时,最优的CO选择性依然可以超过80%,展示了单原子催化剂在实际CO2催化转化中巨大的应用前景。

单原子催化剂(SACs)在诸多反应中表现出了极大的优越性,并且已经成为了多相催化的前沿领域。通常情况下,SACs的催化性能不仅依赖于金属活性位点的本征活性,同时也会受到活性位周围的微环境以及载体的物理化学特性的调控。然而,由于不同金属物种的单原子催化剂合成方法的不同,得到的单原子催化剂除了金属物种外,许多理化特性例如单原子金属的负载量、孔结构等等都不尽相同。由于变量的复杂性,给对比不同单原子活性位的本征活性带来很大的挑战。单原子金属修饰N掺杂碳(M1-N-C)材料,作为重要的一类单原子催化剂,在电催化CO2还原反应(CO2RR)表现出的优异的性能。然而,文献报道的M1-N-C材料的碳载体往往表现出不同的特征(孔隙结构、表面积、形貌等),使得即使相同的金属中心,M1-N-C的活性也会有较大的差异。有鉴于此,我们希望发展一种通用的单原子合成策略同时可以实现微环境和载体性质的严格控制,从而来判别单原子不同金属物种的活性位点的内在活性。

我们在调研单原子催化剂相关文献的过程中发现,例如在CO2电催化还原反应中,即使相同金属中心,不同文献中报道的催化活性有时候差异会非常大。我们发现这些催化剂的载体性质、金属载量、活性位微环境等通常差异较大,很难去对活性位的本征活性做出客观的评价。我们基于一种卟啉基的多变量MOF,MOF的卟啉配体中心金属种类可以任意调变而不影响MOF的拓扑结构和形貌,进一步借助MOF和它的衍生材料结构上的继承关系,可以严格控制MOF衍生不同单原子材料的理化性质,从而为对比不同金属中心的催化活性提供了良好的模型体系。

除了活性位点的识别,CO2利用的另一个关键问题是高能耗的CO2捕获和净化过程。具体来说,为了达到高选择性,目前报道的CO2RR通常在纯CO2中进行。然而,实际工业过程中可用的CO2原料的实际浓度相对较低,例如燃煤电厂和钢铁/石化行业排放的CO2气体浓度分别在5-15%和14-33%左右。考虑到CO2 中C=O键键能大约在 806 kJ/mol,热力学比较稳定性,活化较为困难。另外其在水溶液中有限的溶解度,低的CO2浓度会显著影响其催化转化的活性,为CO2的直接利用设置了很大的障碍。因此,开发高效的低压下二氧化碳直接转化电催化剂非常重要,但目前很少能实现。

Scheme 1. Illustration showing the general fabrication of single-atom M1-N-C catalysts based on MTV-MOFs for electrocatalytic CO2 reduction.

我们基于混合配体策略,通过改变金属卟啉配体中心金属的种类,构筑了一系列同构的卟啉MOF,通过衍生之后获得了一系列具有不同金属中心(Fe, Co, Ni, Cu)的碳基单原子催化剂材料 (Scheme 1)。卟啉中心金属的改变并未影响MOF的结构和形貌,借助于MOF前驱体和它的衍生材料结构上的继承性,获得的一系列单原子催化剂材料。除单原子金属种类之外,其他理化性质(形貌,成分,孔结构等)同样可以保持高度的一致,从而实现了变量的控制。

Figure 1. Electrochemical performances in pure CO2. a) LSV curves of Ni1-N-C in pure Ar- and CO2-saturated 0.5 M KHCO3. b) FEs and c) TOFs of M1-N-C for CO in pure CO2-saturated 0.5 M KHCO3. d) Tafel plots of M1-N-C for CO2RR. e) Durability test of Ni1-N-C at a constant potential of -0.8 V vs RHE in pure CO2.

基于得到的一系列单原子催化剂材料,我们首先研究了他们在纯的CO2氛围下的电催化性能。通过实验可以发现,Ni1-N-C材料在众多单原子催化剂材料中,表现出了最高的CO选择性、TOF值以及Tafel斜率,并且具有良好的催化稳定性(Figure 1)。

Figure 2. DFT calculations. a) Reaction paths and b) Free energy diagrams of CO2 reduction to CO and c) The values of UL(CO2)-UL(H2) for all M1-N-C catalysts.

理论计算表明,在CO2电催化还原生成CO的多步基元反应中,Ni1-N-C相较于其他单原子催化剂,具有最为优化的COOH*形成和CO脱附的能垒,有效的促进了CO2的转化和产物的脱附,预示着其具有最高的CO2电催化还原的活性。另外,通过对比不同材料CO2还原和析氢反应的决速步电势差(UL(CO2)-UL(H2)),可以看出Ni1-N-C可以更有效的抑制析氢竞争反应,从而表现出最优的CO2还原的选择性 (Figure 2)。

Figure 3. Electrochemical performances of CO2 at low pressures. a) LSV curves and b) CO FE of Ni1-N-C in 0.5 M KHCO3 saturated with 30% and 15% CO2. c) Durability tests of Ni1-N-C at constant potential of -0.8 V under 30% CO2 concentration and -0.75 V under 15% CO2 concentration, respectively.

鉴于在纯CO2中的实验结果和理论计算的结论,我们进一步 探索 了Ni1-N-C在低浓度的CO2还原反应的测试中的性能。可以看到,Ni1-N-C在30%和15%的CO2浓度下依然有明显的电流响应,进一步通过不同电位下的选择性测试可以看出,在15%的CO2浓度下其最优选择性依然可以超过80%,并表现出了良好的催化稳定性 (Figure 3)。

该工作基于同构的卟啉基MTV-MOFs,构建了一系列单原子催化剂 (M1-N-C, M = Fe, Co, Ni和Cu),除单原子金属的种类不同之外,其孔结构和化学成分以及活性位微环境都保持一致,因而可以作为研究不同单原子金属物种本征活性差异的理想模型。在纯CO2条件下, Ni1-N-C表现出了最优的CO选择性。进一步,Ni1-N-C在更具有挑战性的低浓度CO2还原中,甚至可以在30%和15%的CO2浓度下保持其高的CO选择性,表明了Ni1-N-C在电催化CO2RR的独特优势。这项工作不仅提供了一种SACs的普适性合成方案,同时本文的结果展示了单原子催化剂在低浓度二氧化碳直接电催化转化方面的巨大潜力。

江海龙,中国科学技术大学教授、博士生导师、英国皇家化学会会士(FRSC),获得国家杰出青年基金资助,入选国家万人计划领军人才等。长期从事配位化学、材料化学和催化化学的交叉性研究工作,特别在基于金属有机框架(MOFs)的晶态多孔功能材料的设计、合成与催化功能 探索 等方面开展了系统的研究工作,并取得了一些重要的研究结果。已在国际重要SCI期刊上发表论文150余篇,其中以第一和通讯作者身份发表J. Am. Chem. Soc.(13篇),Angew. Chem.(12篇),Chem(3篇),Nat. Commun.(2篇),Adv. Mater.(6篇),Natl. Sci. Rev.(2篇),Acc. Chem. Res.(1篇),Chem. Soc. Rev.(2篇),Coord. Chem. Rev.(4篇), Mater. Today(1篇)等高水平论文。论文被引用20,000次以上(H指数:71),有50篇论文入选ESI高被引论文(Highly Cited Papers, Top 1%)。在《Nanoporous Materials: Synthesis and Applications》中撰写书章一章。担任中国化学会晶体化学专业委员会委员、中国感光学会光催化专业委员会委员等;担任EnergyChem(Elsevier)、Materials(MDPI)、中国化学快报、化学学报、Scientific Reports(NPG)、无机化学学报、Sci(MDPI)等期刊编委和顾问委员会委员。主持国家杰出青年科学基金、重大科学研究计划课题、基金委面上基金、青年基金等科研项目。

主要研究方向 本课题组以配位化学为基础,致力于多孔金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks, MOFs)及其纳米复合材料与衍生材料的设计合成与功能应用研究。本课题组的研究属于交叉学科,内容涉及无机配位化学、晶体工程学、材料化学、纳米 科技 以及催化化学等多个领域。主要研究方向包括: (1)催化功能导向的稳定MOFs:设计、合成、修饰及催化性能研究; (2) MOFs基纳米复合材料:理性构筑及其催化功能 探索 ,特别是在有机反应多相催化及光、电催化中的应用研究; (3) CO2的选择性捕集与转化。

课题组主页:

2021年12月29日,中国科学技术大学朱俊发教授团队与西班牙Donostia国际物理研究中心、美国华盛顿大学和捷克科学院的研究人员合作,在J. Am. Chem. Soc.上发表了题为Chemisorption-Induced Formation of Biphenylene Dimer on Ag(111)的论文。 该论文报道了表面分子吸附构型对表面反应路径的影响和调控。同时系统地研究了产物联苯撑二聚体的化学结构和电子性质,证实了产物中四环和八环的反芳香性。 该论文的通讯作者是朱俊发(中国科学技术大学)、王涛(中国科学技术大学西班牙Donostia国际物理研究中心)、Jean-Sabin McEwen(美国华盛顿大学);第一作者是曾志雯(中国科学技术大学)、郭德洲(美国华盛顿大学)。 自下而上的表面合成是表面科学领域近年的研究热点之一,它在合成功能分子和纳米结构方面展现出了巨大的潜力。然而,由于表面反应通常需要在超高真空的条件下进行,这使得在表面合成中催化剂的使用受到了很大的限制。因此该领域的一大重要挑战是如何有效地调控反应的路径以获得预期的产物。表面化学反应区别于溶液化学反应的一个重要因素是分子在表面的吸附,而活化的分子在金属表面的吸附行为可能会影响化学反应路径。 该工作中,研究人员发现具有相同骨架但不同官能团数目的两种前驱体分子2,2 -二溴联苯(DBBP)以及2,2 ,6,6 -四溴-1,1-联苯(TBBP)在Ag(111)表面表现出完全不同的反应路径,并分别高选择性生成了菱形的二苯并[e,l]芘多环芳烃和四八环掺杂的石墨烯纳米片,即联苯撑二聚体(图1)。文章结合低温扫描隧道显微镜,同步辐射光电子能谱和密度泛函理论计算,解释了其潜在的反应机理:分子在表面脱溴后,双自由基的DBBP分子可以被表面Ag增原子所稳定,形成金属有机二聚体。而四自由基的TBBP分子因其在Ag(111)表面的极度不稳定的吸附构型而自发发生分子内环化反应形成竖立吸附在表面的四环产物,并在进一步退火后最终形成联苯撑二聚体。该工作证明了可以通过调节分子在表面的化学吸附构型来调控表面反应的选择性。 此外,研究人员还结合化学键分辨的扫描隧道显微镜(BR-STM)、扫描隧道谱(STS)、以及芳香性计算(HOMA,NICS和ACID)对包含4n个电子的四元环和八元环的反芳香性提供了全面的分析。四元环具有明显的单键性质,因此降低了产物的共轭性,致使其能带隙较宽。同时,由于四元环的键约束,苯环的电子离域性即芳香性显著降低。这种键限制效应可以期望被应用在其他石墨烯和非苯类碳纳米结构中,以调节这些材料的电学、磁学性质和化学反应活性。 文章主要分为四个部分: 1. 在表面合成含四六八环的联苯撑二聚体 250K时,TBBP分子在Ag(111)表面保持完整。退火到300K,大部分分子脱溴并在表面自发发生分子内环化反应形成带自由基的四环产物并竖立在表面(图2)。进一步退火到400K,形成了金属有机二聚体(图3)。退火到540K,最终形成联苯撑二聚体(图3)。 2. 联苯撑二聚体的化学结构分析 通过化学键分辨的扫描隧道显微镜结合HOMA,NICS和ACID计算共同分析了该产物的键长和芳香性,证明了有机和计算化学中提出的该产物的键长交替结构,即四环保持单键的属性(图3)。 3. 联苯撑二聚体的电子结构分析 通过结合扫描隧道显微谱以及密度泛函计算分析了该产物的带隙、HOMO和LUMO的电荷密度分布等电子结构(图4)。成键轨道主要分布在苯环周围,反键轨道更多地分布于四环,进一步证实了之前提出的分子结构。 4. 反应机理分析 通过实验和DFT计算对比了DBBP和TBBP在Ag(111)表面的反应路径和产物,说明了两者反应选择性的差异是由于其不同的化学吸附构型导致的(图5)。 相关论文信息:

陈杲攻克的是一道复微分几何领域的超级难题,可以说在量子力学和相对论学说方面有着十分重要的作用,不得不说,年少有为。

近期,26岁的中国科学技术大学特任教授陈杲研究复微分几何获重要进展,解出J方程和超临界厄米特—杨振宁—米尔斯方程的变形,用数学突破在爱因斯坦的相对论和杨振宁等人的量子力学模型间架起一座“新桥”。相对论与量子力学是现代物理学两大支柱,催生出计算机、手机、激光、原子弹等重大应用。但是,这两大理论体系间却存在矛盾,如何用新理论将其“和谐”统一起来,是爱因斯坦等科学家近百年来梦寐以求的核心问题。国际学界提出过多种“统一方案”,弦理论被认为是其中最有希望的候选者之一。数学可以精确、深邃描述物理现象,也是推动物理理论发展、应用的重要途径。爱因斯坦提出的凯勒—爱因斯坦方程和相对论紧密相关,杨振宁等人提出的厄米特—杨振宁—米尔斯方程成为量子力学标准模型。

近期,陈杲通过两年研究,在稳定前提下,解出了陈秀雄和唐纳森独立提出的J方程以及丘成桐等人提出的超临界厄米特—杨振宁—米尔斯方程的变形。

日前,世界知名学术期刊《数学新进展》发表了该成果。审稿人表示:“陈杲引入两个大胆的想法,解出了两个重要方程,类似结果极为罕见。”

陈杲14岁进入中科大少年班,23岁获得美国纽约州立大学石溪分校博士学位。他的博士生导师、著名数学家陈秀雄说,陈杲解决的是一个备受关注的难题,他的研究“极具想象力”,为探索未知提供了一个强有力工具。陈杲特任教授年仅26岁。他2008年入读中国科大少年班,2012年赴纽约州立大学石溪分校,师从陈秀雄教授攻读博士。2017年博士毕业后历任普林斯顿高等研究院博士后,威斯康星大学麦迪逊分校助理教授。2021年加盟中国科大几何与物理研究中心。据了解,《数学新进展》是国际数学界最权威的期刊之一,与《美国数学会杂志》、《数学学报》、《数学年刊》一起并列为世界四大顶尖数学期刊。

中科大教授陈杲论文发表

中科大特任教授陈杲的论文《J方程和超临界厄米特-杨振林-米尔斯方程的变形》在世界知名数学期刊《数学》新进展上发表。他在稳定的的前提下,解出世界著名的J方程以及超临界厄米特-杨振林-米尔斯方程的变形,将这个方程与凯勒-爱因斯坦方程之间建立了桥梁 解决了世界性难题。

如果一定要说一个的话,陈杲更强,但是两个都是很厉害的。

这几天韦神火遍全网,今天我再来聊聊解开世界级难题的又一天才少年,跟韦神一样,他也是2021达摩院青橙奖十大获奖人之一。他就是今年27岁的陈杲。陈杲是浙江温州瑞安人,12岁时,他就获得了全国数学竞赛一等奖。

在读高二的时候,他就报读了中国科学技术大学少年班。最终以超过一本线84分的成绩顺利进入中科大,那时他只有14岁。今年的1月1日,他在留学和已拿到海外名校教职后,作出了回国回母校任教的抉择。

担任几何与物理研究中心特任教授,薪酬同教授水平。陈杲回国没过多久,他就解决了一道世界性数学难题,由陈杲撰写的论文《J方程和变形厄米特-杨振宁-米尔斯方程》在世界四大顶尖数学期刊之一的《数学新进展》成功发表。

该论文一经发表就引发了世界数学界的集体惊叹和关注!外媒甚至认为:中国好运爆棚,缺啥来啥!缺人才就人才井喷。陈杲的这篇论文堪称是数学领域的惊天之作,完成了复微分几何研究领域的重大突破。

很多国外科学家对该篇论文的观点甚是赞同,一些美国科学家甚至都引用了该篇论文的观点。为了表彰陈杲等少年天才勇攀科技高峰,达摩院今年的青橙奖拿出千万资金鼓励中国10位少年天才,其中包括北大数学天才韦东奕以及陈杲等人。

不过陈杲却说,假如我和“北大学神”韦东奕见面,可能“聊不来”,只能聊些“今天天气不错”类似的问题。天才也是怪才,自古以来但凡在某一领域的顶尖者都有自己的个性,不足为怪!那么,有人可能会问。

韦东奕和陈杲谁更厉害呢?在现阶段成果哪个更强呢?其实这个问题很好回答,答案就是领域不同,谈不上谁更厉害谁的成果更强。从俗人的角度看,陈杲26岁中科大特聘教授,韦东奕29岁是北大助理教授。

但我只想说,两个人都很厉害,都是人才,各有专攻,各有各的性格,两个人都是未来可期,没必要比的,他们都是祖国的宝啊。未来将会涌现出更多像陈杲、韦东奕等这样的一大批少年天才,中国的未来会越来越好。中华复兴不是梦,近在眼前。

陈杲攻克的是一道复微分几何领域的超级难题,可以说在量子力学和相对论学说方面有着十分重要的作用,不得不说,年少有为。

提到黑洞,你会想到什么?

是黑黢黢的洞口,还是高深莫测、浩瀚无穷的宇宙呢?

在 现代 广义相对论 中认为: 宇宙空间中,存在着一种天体,它具有极其强大的引力,使得视界内的逃逸速度大于光速。

也就是说:所谓的黑洞,其实是一种 时空曲率大到连光都无法逃脱的天体。

其实,关于黑洞这个话题,已经讨论了一个多世纪,一百多年来,一直吸引着 探索 者,对其孜孜不倦地研究着。

话说最近, 我国著名高等学府——中国科学技术大学的科学家们,在“黑洞”这个问题的研究上,又有新发现。

据中科大网站信息,近日,国际知名学术期刊《科学进展》,在线发表了中国科学技术大学物理学院天文学系王挺贵教授与刘桂琳教授团队特任副研究员何志成的一项最新研究发现。

中科大的科学家们,创建了一套全新的测量星系电离气体物理性质的方法,首次发现活动星系中心高速外流在百光年尺度上的加速现象。

该尺度,甚至超出经典的黑洞-吸积盘风尺度达两个数量级以上。

现代理论认为,高速外流影响星系演化,比如: 可能抑制了星系中的恒星形成,但是,为了获得这一问题的确切答案,科学家们,一直不停地进行着尝试和 探索 。

中科大科学家的这一新发现,就是基于对这一问题的新 探索 。

值得一提的是,这些年,在中国的大学之林中,中科大算是一所对科研非常专注的大学。

中科大的科学家们,一直心无旁骛,孜孜不倦地保持着对科学研究的热爱和 探索 。

比方说: 此前,中科大 几何与物理研究中心26岁特任教授陈杲,完成的论文《J方程和超临界厄米特-杨振宁-米尔斯方程的变形》,在世界知名数学期刊《数学新进展》在线发表。

再比方说: 此前, 中科大科学家们,成功构建了113个光子的“九章二号”量子计算机原型,在特定问题研究上,比超级计算机,还要快亿亿亿倍!

其实,你发现没有?无论是数学这样的基础科学,还是量子研究这样的前沿 科技 ,中科大的科学家们,一直保持着旺盛的研究热情。

科学研究,不同于一般的实践活动,在我们普通人看来,科研,往往是枯燥的,乏味的。

但是,在中科大的科学家们看来,科研,却有着极大的乐趣和魅力,吸引着他们心无旁骛,潜心研究。

或许,这也是中科大吸引众多学子的原因之一。

#中科大#

中科大郑晓教授论文发表

桥梁吊杆疲劳问题及分析方法研究综述工学论文

摘要:吊杆是把桥面系的恒载与活载传递到拱肋的关键受力构件,它的使用正常与否,关系到桥梁的整体寿命和安全。随着经济的发展,一方面越来越多的桥梁设计成了公轨两用桥梁,另一方面交通流量急剧增加,由于公轨两用桥梁结构较轻,跨度大,在轻轨列车和很多汽车同时通过大跨度桥梁时,桥梁可能产生较大的振动,吊杆的应力变化幅度将会很大,进行疲劳分析是十分必要的。

关键词:桥梁;疲劳;吊杆;共轨两用桥

一、桥梁吊杆的破损现状

自1858年第一座带吊杆的系杆拱桥建成以来,世界上这类桥型发展迅猛,在中国情况更是如此。1960年兰州至新疆铁路昌吉桥(主跨56m)建成后,我国修建了大量的带吊杆拱桥。据不完全统计,迄今为止,我国已建成带吊杆的中、下承式拱桥达70余座,仅四川和重庆地区就达30多座。随着钢结构的广泛使用,这种趋势将持续下去,上海卢浦大桥、拉萨柳梧大桥的建设就是最好的佐证。

中、下承式拱桥吊杆是把桥面系的恒载与活载传递到拱肋的关键受力构件,它的使用正常与否,关系到桥梁的整体寿命和安全。然而,由于受当前设计理论,科学技术和工业水平发展进程的制约,桥梁吊杆吊具的设计、制造、防护、安装、服役、维护、健康诊断、拆换乃至设计寿命的确定、使用一段时间后剩余寿命的预测等等,皆无明确、统一的规范。在大量的中、下承式拱桥和斜拉桥的吊杆设计、营运、维护、拆换、修复过程中,主要依据设计者的主观判断,缺乏公认的准则,以致吊杆失效造成的桥梁损坏和事故时有发生。

1967年12月15日,美国西佛吉利亚州的PoiniPleasant大桥在没有任何征兆的情况下突然倒塌,造成桥上31辆汽车坠落,46人死亡。该桥是一主跨为213.4m的悬索桥,其大缆是眼杆链,眼杆材料是经过热处理的碳钢,事故原因正是眼杆在孔眼处断裂。断裂发生的主要原因是眼杆孔眼处发生应力腐蚀(拉应力使晶间出现裂纹,裂纹凭毛细管作用,将空气中的HZS和盐类吸入,使腐蚀加剧)和腐蚀疲劳(裂纹因多次承受拉应力而穿过晶粒);但孔眼位于隐蔽位置,其裂纹无法检查也是导致这次事故的一个原因。从此美国将这一类桥梁封闭不用,也不许新建桥梁再用这一桥式;帕斯克.肯捏威科桥仅通车7年即被迫换索;1903年,纽约威廉斯堡桥建成后,分别于1921、1924、1963年对主缆和吊杆进行过全面修补;美国Pasco-Kennewick桥,建成仅3-5年,拉索失效拆换,原计划寿命为25年;

德国汉堡KohlbrandEstuary桥通车几年即被迫全部更换斜缆,其费用相当于建桥总费用的一半,造成相当大的经济损失。

1994年10月21日,韩国汉城的圣水桥突然断裂。该桥是一悬臂静定钢析梁,主跨120m,两端伸出的悬臂各长36m,悬挂跨跨度为48m.悬挂跨两端的吊杆截面呈工字形,翼缘板厚度为18mm,为了让吊杆上端采用销钉连接,应将翼缘板与52mm厚的竖板进行对接焊(销钉孔是在竖板内设置)。按照正常的工艺规则,在施焊前应该在翼缘板和竖板都开坡口,两面施焊且必须熔透,然后再进行机加工,使表面平顺。可是,由于该桥建造时对焊接工艺的要求不严,施焊前没有开坡口。而该对接焊又是被节点板所盖住,裂缝很难被检查出来,这便是断裂事故突然发生的原因。该桥在1979年10月建成通车,发生事故时仅仅使用了15年。

著名的委内瑞拉Maracaibo桥,使用16年后,斜缆失效,全部换索,耗资达5000万美元。

中国广州海印大桥建成6年后,斜拉索断裂导致全部换索;济南黄河公路桥使用13年后,20%索面严重锈蚀,不得不换掉272根旧索,安装248根新索,历时62天;虎门大桥刚刚建成便发现索有锈蚀;红水河铁路桥使用20年后,因锈蚀严重,不得不全部换索。

2001年11月7日清晨,宜宾金沙江桥连续桥面两端的短吊杆先后断裂,局部桥面坠落江中。该桥为中承式拱桥,采用飘浮式连续桥面,桥面两端设伸缩缝,由于短吊杆离伸缩缝的距离太近,当桥面在断缝处发生反复的纵向位移时,短吊杆反复发生剪切变形,产生较大的应力幅值,导致其发生疲劳断裂。其次,设计时应使潜在的疲劳裂纹开裂处易于被发现,但该桥的开裂点却封闭在硫磺粘结料中,裂纹不易被发现,而且由于封闭设计的不合理,造成雨水常年积于其中,再加上大气的腐蚀性介质又加速了这一开裂过程。该桥是在1990年7月1日正式通车,事故发生时仅仅使用了11年半。

二、桥梁吊杆的疲劳破坏机理

所谓疲劳,通常指在交变荷载的反复作用下,结构在低于名义应力情况下断裂破坏的现象。

一般地说,疲劳破坏经历三个阶段:裂纹的形成、裂纹的缓慢发展和最后的迅速断裂。钢结构主要是最后两个阶段,因为结构内总会有内在的细小缺陷,这些缺陷促使裂纹的形成。

疲劳破坏的产生必须是应力反复、拉应力及塑性应变三者同时存在。3者缺一均不能形成疲劳破坏。满足这三个条件,应力平均值即使在抗拉强度或屈服点以下也可能产生疲劳破坏。

腐蚀介质与循环应力交互作用,大大降低了材料和构件的疲劳强度。腐蚀介质和静应力共同作用产生的腐蚀破坏称为应力腐蚀;腐蚀介质与循环应力先后作用产生的.疲劳破坏称为预腐蚀疲劳;腐蚀介质与循环应力同时作用产生的腐蚀破坏现象称为腐蚀疲劳。应力腐蚀是一种由于缓慢的裂纹扩展而导致的破坏过程,它与疲劳破坏过程很相似,但这时只有静应力,而无循环应力,所以又称为静疲劳。预腐蚀疲劳是腐蚀介质与循环应力未同时作用,它只是两种过程的机械组合。而腐蚀疲劳则是一种腐蚀介质和循环应力联合作用、互相促进的破坏过程。在腐蚀疲劳时,循环应力增强介质的腐蚀作用,而腐蚀介质又加快了循环应力下的疲劳破坏,因而二者共同作用更加有害。

对于腐蚀疲劳,按照腐蚀介质的状态和性质,又可分为气相疲劳和水介质疲劳。严格讲来,只有在真空中的疲劳才是纯疲劳。空气本身就是腐蚀介质,材料在空气中短寿命时,上述4种情况的疲劳强度相差很小;而长寿命时则有很大差别,按疲劳强度由高到低的顺序为:真空疲劳、空气疲劳、预腐蚀疲劳和腐蚀疲劳。长寿命时的腐蚀疲劳强度随试样材料和腐蚀介质的不同,可以是空气疲劳强度的10%~100%,碳钢和中低合金钢在腐蚀介质中疲劳极限降低1/3~8/9,而不锈钢仅降低10%。

系杆拱桥的吊杆破损是疲劳和腐蚀共同作用的结果,在反复高应力的作用下,吊杆的疲劳为腐蚀创造条件,加速腐蚀的进行;反过来,腐蚀会降低吊杆的抗疲劳能力,使得吊杆更加容易发生疲劳破损。因此,在桥梁设计时,不仅仅要使吊杆满足强度要求,而且要使吊杆具有足够的抗疲劳能力。

三、疲劳分析方法的研究现状

随着交通运输的不断发展以及桥梁跨度不断增加,交通流量以及车型不断变化,同时焊接及低合金结构逐步被引用于桥梁中,致使桥梁的疲劳问题日渐突出,吸引了约来越多的学者对此开展了研究。

陈兵,赵雷等在对拉萨柳梧大桥吊杆进行疲劳寿命研究时,采用童乐为等建立的城市桥梁荷载谱,通过每类车辆对吊杆的影响线加载获取吊杆的应力历程,再由每类车型出现的概率和总的交通量得到吊杆的应力谱,最后通过已有的S-N曲线和Palmgren一Miner准则得到吊杆的剩余寿命。

黄华钢采用Matlab程序,利用童乐为等建立的城市桥梁荷载谱筋及BS540O荷载谱模拟了随机车流,通过随机车流对某20m跨简支T梁加载对该混凝土梁桥的动力性能进行了分析,并对该梁的混凝土及钢筋进行了疲劳寿命评估。

王春生在对铆接钢桥进行剩余寿命与使用安全评估时,首先通过实桥进行交通流量进行调查获取了该桥的车辆荷载谱,通过该荷载谱模拟了通过桥梁的随机车流,最后铆接钢桥进行剩余寿命和安全评估。

郑晓燕在对吴堡黄河大桥杆件进行分析时,首先依据交通部门提供的数据建立了荷载谱,基于蒙特卡洛原理模拟了通过桥梁的随机车流,将车流在构件影响线上加载获得应力历程,采用雨流法得到杆件的应力谱,最后通过选取S-N曲线对杆件进行了剩余寿命评估。

综上所述,同时考虑铁路荷载和公路荷载,当前对公轨两用大桥在列车和汽车同时作用下吊杆的疲劳问题的研究还很少。而且随机车流也未考虑车道分布的影响。因此有必要展开大跨度桥梁同时在轻轨及汽车作用下吊杆的疲劳分析。

参考文献:

[1]英国标准BS5400(1978一1983).钢桥、混凝土桥及结合桥(第一篇:疲劳设计使用规则).西南交通大学出版社.

[2]辛济平,万国朝,张文,鲍卫刚等译.美国公路桥梁设计规范,第一版,1994.北京:人民交通出版社.1997.

[3]中华人民共和国铁道部.铁路桥梁钢结构设计规范.中国铁道出版社,2005.

您好,敦化市实验中学的明星有:1. 张晓晨:是一位出色的学生,曾获得过国家级奖项,并受邀参加多次国际大赛,获得多项优异成绩。2. 陈晓华:是一位出色的学生,曾获得过省级奖项,并受邀参加多次国际大赛,获得多项优异成绩。3. 刘维:是一位出色的学生,曾获得过市级奖项,并受邀参加多次国际大赛,获得多项优异成绩。4. 郑晓辉:是一位出色的学生,曾获得过国家级奖项,并受邀参加多次国际大赛,获得多项优异成绩。5. 张玉新:是一位出色的学生,曾获得过省级奖项,并受邀参加多次国际大赛,获得多项优异成绩。

是郑晓,不是郑哓天宁寺前的石牌坊徐子祥 半个世纪前,在海盐县城武原镇的千年名刹———天宁寺的正前方,矗立着一座颇为壮观的石牌坊:四根方形的花岗岩石柱托起一块硕大的石牌匾,在石牌匾的正反两面都镌刻着四个大字。那朝南面河的一面刻着“父子名卿”四字,而朝北面对着天王殿的一面,刻着“兄弟司寇”四字。据明朝编撰的海盐县志《图经》记载,这是在明朝天启年间(1621年~1672年),也就是明熹宗朱由校执政时,由当时的海盐地方官员为一代名臣郑晓及他的两个儿子树立的纪念碑。 郑晓字窒甫,1499年出生于海盐县城武原镇北门。23岁时参加乡试,以第一名考取举人,次年中进士。他一生中先后担任过兵部职方主事、吏部考功郎、刑部右侍郎、副都御史、右都御史、兵部右侍郎、吏部左侍郎、南京吏部尚书、刑部尚书等一系列官职,而且大部分时间在京城为官。 明嘉靖年间,奸臣严嵩结党营私、权倾朝野。当时朝野中大多数官吏趋炎附势、拍马奉承,但为人清正的郑晓刚正不阿、软硬不吃,既不受严嵩的拉拢,又不怕严嵩的威逼,始终与严嵩处于对立之中。例如郑晓在任吏部考功郎时,弹劾了乔信等13名严嵩的亲信,又坚决反对严嵩的干儿子赵文华为考功郎,严嵩之子严世藩为尚宝丞,使严嵩扩张其权势的阴谋一再受挫。严嵩恼羞成怒,设法报复,把郑晓贬为和州同知。尔后,郑晓又步步升任要职。郑晓并不因为受到严嵩的打击贬官而改变他的刚直气节,面对严嵩的嚣张气焰,虽深知当时为官如履薄冰、举步维艰,但还是坚持原则,沉着应付,但势单力薄的郑晓仍给党羽众多的严嵩找到了中伤的机会,被罢官免职,遣回老家海盐养老。如今武原镇上名曰“百可园”的地方,就是郑晓晚年回乡后,结庐读书、撰文的地方。在严嵩权奸当道,百官曲意逢迎的政治环境中,郑晓始终能保持刚正不阿的政治节操,是难能可贵的。 郑晓一生勤学好读,学富五车,精通经学、术数和历史典故。不管是罢官前还是罢官后,他始终笔耕不辍,著书立说。特别在他晚年隐居海盐百可园时,本着“咬得菜根,百事可做”的宗旨,节衣缩食,专事著作。其精神与晚年的曹雪芹隐居在北京西山举家食粥著《红楼梦》同样可嘉。所以郑晓的一生给后人留下了《吾学篇》、《徵吾录》、《古言》、《今言》、《奏议》、《文集》、《史论》、《策学》、《禹贡图说》等著作。特别是他在任兵部职方主事时,对旧典古籍研究颇深,对当时明王朝的国防厄要、边关要塞的形势以及各地兵马设置的强弱等非常熟悉,因而他在熟读舆图、军制、征讨等史料的基础上,深入边防要塞考察,写下了资料丰富而翔实的《九边图志》,为提高明王朝的国防力量作出了贡献。郑晓留给后人的大量著作是一笔丰富的文化遗产。 1566年,郑晓因病去世,安葬在现在海盐县于城镇的勾塍村,在他死后的第二年,也就是隆庆元年(1567年),曾经不可一世的严嵩奸党终于土崩瓦解,新登基的明穆宗追赠郑晓为太子少保,谥号“端简”。《明史》对郑晓作了这样的评价:“谙悉掌故,博洽多闻,兼治文武,所在著效,亦不愧名臣”。其评价之高,在明朝277年的历史中,在数以千计的高官中也是不多的。而郑晓的两个儿子郑履淳和郑履准也继承了父亲好学苦读的家风,饱读诗书,后来凭借自己的努力先后担任了明王朝的刑部主事。明朝的刑部主管“天下刑名”,而主事是仅次于尚书、侍郎的第三把手,所以后人在立牌坊时,借用西汉的官衔称呼,称之为“司寇”了。而郑晓以及他的两个儿子是海盐历史上有着清正廉洁、刚正不阿名声的好官吏,所以誉之为“父子名卿”也不为过了。 石牌坊在1953年被毁,2001年重新建造,供人游览、凭吊。 郑晓巧拒贿金 王晓建 2005-01-13 明朝正德年间,出过一位既是学者,又是官员的人物——郑晓。 郑晓自幼喜欢读书,12岁即读遍了从《史记》到《元史》的历史书和乡间所能找到的经学书。成年做官后,他在“日披故牍”、博览群书的同时勤于著述,撰写了《九边图志》、《吾学编》、《古言》、《征吾录》、《禹贡图说》等书。到了晚年,他仍笔耕不缀,又有史料价值极高的《今言》四卷问世。郑晓写作态度十分认真,每部书完成初稿后,还要一改再改,等到最后定稿时,废稿积存了几十竹簏。 郑晓的仕途算平稳,他虽一度被贬到安徽和县当微末小官,但身处官场的大部分时间,还是在北京和南京的吏部、刑部、都察院等中枢机构做显宦高官。特别是在主管官员的吏部和主管司法的刑部,都曾担任相当于今天部长级的尚书。这在太祖朱元璋之后即不再设立宰相的明朝朝延里,也算是个数得着的重臣了。不过,官大权也大的郑晓立下“一介不取予之节”的誓言,他一生为官,始终廉洁自守,留下了一世清名。 郑晓在北京做官时,老家浙江海盐县有人到京城拜望他,见面时带来了礼物。那礼物乍一看很平常,是一筐茶叶。郑晓自忖:茶叶是家乡土产,却之不恭,也就收下来入后堂。可是郑晓的夫人用手指拨筐里的茶叶,却发现了茶叶下面暗埋着不少金首饰。夫人是个明事理的人,赶忙差人把郑晓请进后堂。 郑晓看到那些金首饰,也着实吃了一惊。他想了想,叫夫人仍用茶叶将金首饰覆盖如初,然后不动声色地走出来,对送礼的人说:“我原以为家中缺少茶叶,所以收下了您的礼物。适才入内问了夫人,方知家中其实还存有不少茶叶。既是这样,您的茶叶我就不必留下了。 郑晓说罢,命人把那筐茶叶又搬了出来。送礼人无话可说,只好把茶叶连同金首饰原筐带了回去。 曾有人把郑晓讥为不会当官的“书呆子”,但从郑晓巧妙拒绝贿金的事来看,此公不但不“呆”,说他机智也不为过。(摘自《中国监察》杂志)

敦化市实验中学的明星有很多,比如著名的演员黄渤,他曾在敦化市实验中学就读;还有著名的作家马伯庸,他也曾在敦化市实验中学就读;还有著名的歌手陈奕迅,他也曾在敦化市实验中学就读;还有著名的演员邓超,他也曾在敦化市实验中学就读。这些都是敦化市实验中学的明星,他们都在各自的领域取得了巨大的成就,为敦化市实验中学带来了荣誉。

中国科技大学教授论文发表

他是中国科学院物理所研究员,博士生导师,并且是课题组的组长,曾在国际杂志上发表过一百多篇研究论文,是科技部973纳米材料项目首席科学家。

他毕业于中国科学技术大学物理系,现在也是中国科技大学物理系教授的教授,前不久他在国科大的科学课堂演讲上爆出了惊人言论,他表示85%的物理和数学从来没有传入到中国,并且很多人都不知道三角形有四万多个心。

曹教授当时在课堂上是这样说的,

“我问同学们学没学过一元二次方程,许多同学就说学过,那么我告诉你们大家,差不多十年前左右的时候,我有一天突然明白一件事情,就是这个世界上也许85%的数学和物理从来就没传入到中国

当我在一个部委的会议讲座上讲这个事情的时候,我们有些领导同志当场就对我进行了批驳,说老曹你说话老是那么极端,哪至于那么严重。但是过两天跟我关系非常好的,也是我比较敬佩的一个司局级的科学领导给我打电话说,说老曹我觉得好像你说的还是有道理的。”

一周内两次登上国际科学期刊,中科大潘建伟团队太“忙”了!

6 月 15 日,《Nature》杂志刊登了潘建伟团队主导的量子通信研究《基于纠缠的千公里级安全量子加密》。

6 月 18 日,《Science》杂志以“First Release”形式刊登了潘建伟、苑震生在超冷原子量子计算和模拟研究的最新进展,题为“Cooling and entangling ultracold atoms in optical lattices”《在光学晶格中冷却和纠缠超低温原子》。

雷锋网注:图片截自 Science

在后者这项研究中,研究人员实验了首次提出的冷却新机制,实验后使系统的熵 降低了 65 倍 ,达到了创纪录的低熵。

在此基础上,研究团队在光晶格中 首次实现了 1250 对原子高保真度纠缠态的同步制备,保真度为 99.3%。

在量子计算领域,量子纠缠被视为核心资源,随纠缠比特数目的增长,量子计算的能力也将呈指数增长。

因此, 大规模纠缠态的制备、测量和相干操控成为了量子计算研究的核心问题。

通常情况下,实现大规模纠缠态要先同步制备大量纠缠粒子对,再通过量子逻辑门操作将其连接形成多粒子纠缠。

由此, 高品质纠缠粒子对的同步制备是实现大规模纠缠态的首要条件。

在实现量子比特的物理体系中,由于具备良好的可升扩展性和高精度的量子操控性,光晶格超冷原子比特和超导比特被视为最可能率先实现规模化量子纠缠的系统。

早在 2010 年,中科大研究团队就与德国海德堡大学展开了合作,对基于超冷原子光晶格的可拓展量子信息处理展开联合攻关。

研究人员开发了具有自旋依赖特性的超晶格系统,形成了一系列并行的双阱势。

不仅如此,每个双阱势用光场产生了有效磁场梯度,结合微波场,实现了对超晶格中左右格点及两种原子自旋等自由度的高保真度量子调控。

据量子物理和量子信息研究部的说法,在早期研究中,研究团队使用 Rb-87 超冷原子制备了 600 多对保真度为 79% 的超冷原子纠缠态并使用该体系调控特殊的环交换相互作用产生四体纠缠态,模拟了拓扑量子计算中的任意子激发模型。

但由于 晶格中原子的温度偏高,使其填充缺陷大于 10%, 不利于形成更大的多原子纠缠态和提升纠缠保真度。

因此,光晶格超冷原子比特系统需要进一步提升。

论文指出,研究团队首次提出了新制冷机制,即利用交错式晶格结构将处在绝缘态的冷原子浸泡到超流态中,通过绝缘态和超流态之间高效率的原子和熵的交换,以超流态低能激发的形式存储系统中的热量,再用精确的调控手段移除超流态,从而获得低熵的填充晶格。

基于此,研究人员在一个具有 10000 个原子的量子模拟器展开了实验。在二维平面上,研究人员将莫脱绝缘体样品浸泡在可移动的超流体储层中使其冷却。

雷锋网注:图为光晶格中原子冷却的示意图

结果显示,制冷后使系统的熵达到了创纪录的低熵, 降低了 65 倍 ,不仅如此, 晶格中原子填充率大幅提高到 99.9% 以上,达到近乎完美的程度。

在这一制冷基础上,研究人员进一步推进研究。

研究人员开发了两原子比特高速纠缠门,最终 获得了纠缠保真度为 99.3% 的 1250 对纠缠原子。

对此,研究人员表示,其研究为 探索 低能量多体相提供了一个环境,使产生大规模的纠缠更具可能性。

另外,对于这一研究结果,《Science》杂志的审稿人给与了正面评价:

超冷原子量子计算和模拟研究之所以能取得新突破,离不开以潘建伟、苑震生为主导的研究团队,而从其过往的研究经历来看,二位来头不小。

潘建伟

潘建伟,有“量子之父”之称,是“墨子号”的首席科学家。主要从事量子物理和量子信息等方面的研究,是国际上量子信息实验研究领域开拓者之一,同时也是该领域具有重要国际影响力的科学家。

虽然一周连登两次国际期刊,但潘建伟的高光,远不止如此;不仅多次登上国际期刊,还屡次创下记录,主要包括:

苑震生

苑震生,中国科学技术大学教授,其研究方向包括超冷原子量子调控、量子光学,以及原子分子物理。

据量子物理与量子信息研究部官方介绍,苑震生教授在国际权威学术期刊上发表研究论文多达 40 余篇,总引用 2000 次。

其中包括:

·······

尽管这些“最可爱的人”已取得了许多成就,但他们仍未停歇,不断用新的研究成果刷新着我国在量子计算和模拟的进步。

期待更多的研究成果的发布,雷锋网也将持续关注。

参考资料:雷锋网

【1】

【2】

【3】

吴长春( Wu Chang-Chun / Prof.Dr. C.C.WU )上海交通大学建工与力学学院教授,博士生导师1984 中国科技大学近代力学系博士研究生,87年获博士学位1992 中国科技大学近代力学系副教授, 1993 中国科大学近代力学系教授,博导1988-89/99 获Humboldt奖学金,赴德国Stuttgart大学力学所/结构所合作研究邀请人:Prof. H.Bufler/ Prof. E.Ramm1989 91 94 95/ 98 赴香港大学土木系/ 机械系合作研究,邀请人:张佑启(Y.K.Cheung)教授/ 佘锦炎(K.Y.Sze)教授等1996 获JSPS奖学金,赴日本东京大学合作研究,邀请人:Prof. G.Yagawa2000 赴澳大利亚悉尼理工大学合作访问,邀请人:Dr.Jeffrey,S.L.Di2001 上海交通大学建工与力学学院教授,博士生导师2002 在日本文部科技省资助下应邀赴 东京大学, 京都大学,日本国家材料科研究院,日本原子能研究所等单位交流访问2003 应邀赴新加坡国立大学高性能计算所(IHPC)和数学所(IMS)访问讲学主要研究领域高性能有限元等数值模型与数值方法计算材料科学/先进材料数值分析与设计计算断裂力学/结构破损分析及安全评估基金项目90年以来申请并主持国家教委,中国科学院,安徽省自然科学基金各1项,申请并主持国家自然科学面上基金3项,受托主持国家自然科学面上基金2项论著情况发表学术论文百余篇(另见部分论文目录)学术专著 (与卞学璜教授合著):《非协调数值分析与杂交元法》科学版社,1997北京《Hybrid & Incompatible Finite Element: Foundation & Application》CRC-PRESS,USA 2003(to appear)学术组织与获奖德国洪堡(AvH) Research fellow日本学术振兴会(JSPS) Research fellow中国力学学会第五届理事会理事中国力学学会计算力学专业委员会委员,《计算力学学报》编委国际计算工程科学学会 Founding member德国应用数学和力学学会(GAMM)会员,欧洲力学学会(EUROMECH)会员86年获中科院科技进步三等奖,88年获中科院自然科学三等奖92年获THH PIAN MEDAL科学奖章(ICES’92,HongKong)93年获中科院自然科学二等奖97年获国家自然科学三等奖联络地址上海 200240 上海交通大学 建工与力学学院 / Fax:(86)21 54743044Tel:(o)/(h) E-mail:

科技大学教授论文发表

这位华中科技大学的博导,之所以能够在五年发布60篇SCI论文,是因为他真的非常努力。很多的研究型学者都是将自己的一生奉献给了自己的研究领域,发论文对于他们来说是一种乐趣。希望这位华中科技大学的博导,能够在自己的研究领域做出更多的成就。在华中科技大学有一位博士生导师,他在五年之内就发布了60篇SCI论文。因为这位博导发布的论文数量很多,所以很多的网友都在质疑他。关于这位博导是真努力还是假作秀?以下是我的看法:

一、这位博导是真的非常努力

这位华中科技大学的博导其实是非常努力的,他每天都会在自己的研究领域内进行研究。正是因为他非常的努力,所以他才能够在五年之内发布了60篇SCI论文。看到这位博导能够在五年之内就取得如此突出的成就,真的让人觉得非常佩服。

二、对于很多研究型的学者来说,发论文可以说是一种乐趣

其实很多的网友质疑这位博导在五年内发60篇SCI论文是作秀,这也是可以理解的,毕竟五年内发60篇SCI论文是很困难的。但其实尽管五年内发60篇SCI论文是很困难的,在现实中,也是有很多研究型的学者能够做到。很多研究型的学者,就是以发论文为乐趣,他们几乎每天都在写自己的论文。

三、希望这位华中科技大学的博导,能够在自己的研究领域做出更多的成就

虽然这位华中科技大学的博导受到了很多的争议,但是我们相信这位博导对自己的研究领域肯定是非常感兴趣的。所以还是非常希望这位博导能够不受外界的影响,能够努力的做自己的研究,在自己的研究领域内做出更多的成就。

那么你觉得这位华中科技大学波导是真努力,还是假作秀呢?欢迎评论区下方留言。

是真努力。我们一定要相信这个导师,不要用怀疑的眼光去看待别人,人与人之间一定要保证最起码的信任。

大概是作假秀,因为我不相信一个博导在5年的时间里可以发表60多篇这样的一个论文,这明显是不可能的,我算了一下,大概就是三个月发布一篇,根本就做不到。

肯定是真努力,我感觉不是假作秀,因为看起来确实付出了很多的时间和努力状态,看起来都非常憔悴。

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