深圳大学学报理工版 /oa 基于二维材料气体传感器的研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201803001 二维材料因其独特的物理化学特性在电子、光伏、医药及复合材料等方面引起高度关注,同时在气体传感应用方面也显示出巨大潜力.本研究集中阐述二维层状纳米材料在气体传感应用方面的进展,介绍了其气体传感应用的基本原理,列举了近期气体传感研究中典型的二维纳米材料,包括石墨烯、过渡金属硫化物及磷烯等,评述了二维材料气体传感器的应用前景和挑战. 2018年05月15 00:00 2018年No.3(221-330) 221 233 5872399 张晗<sup>1</sup>,邹吉菲<sup>1</sup>,罗劭娟<sup>1</sup>,黄扬<sup>2</sup>,范滇元<sup>1</sup> 磷烯的制备、性质及应用研究进展 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201803002 磷烯是继石墨烯和二硫化钼之后一种新型二维材料,具有优异的物理、化学和机械性能,在各类器件中具有很大应用潜力.本文评述磷烯的制备、电子能带结构、光电特性、改性方法及其器件应用.介绍了块体黑磷和磷烯的制备方法,及其物化特性,讨论了磷烯的修饰改性方法,阐述了磷烯在光电转换及医学领域的应用. 2018年05月15 00:00 2018年No.3(221-330) 234 256 16263411 李成印<sup>1</sup>,牛之慧<sup>1</sup>,雷翔宇<sup>1</sup>,周艳<sup>1</sup>,张晗<sup>2</sup>,朱熹<sup>1</sup> 二维原子晶体半导体转移技术研究进展 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201803003 实现不同基底间高效率、高质量的二维原子晶体转移(即转移技术),是开展二维晶体异质结及柔性器件研究与应用的关键. 近年以二硫化钼为代表的过渡金属硫化物(transition metal dichalcogenides,TMDs)二维半导体已成为继石墨烯之后的二维材料研究热点. 目前,TMDs常用转移技术主要包括湿法转移、干法转移、热释放胶带辅助、表面能辅助、鼓泡转移以及真空热压法等. 这些方法各有利弊:湿法转移成本低、步骤简洁,但依赖聚合物支撑,容易对TMDs造成污染;干法转移借助精密位移技术可实现精准控制,特别适用微晶定位转移,但转移成功率有待提升;热释放胶带巧妙利用金属膜与TMDs二维材料间较强的吸附力,能够在不转移的情况下,直接在原始基底上构造阵列结构,但步骤相对复杂;表面能辅助法利用水在不同界面表面能差异,可实现快速自动剥离,但易引入褶皱;鼓泡转移则是通过电化学或超声方式产生的气泡崩塌使二维材料与基底界面分离,同样材料表面容易产生褶皱和破裂等缺陷;真空热压法在组装高质量、大面积多层异质结方面独具优势. 该述评可为恰当选择转移方法提供指引. 2018年05月15 00:00 2018年No.3(221-330) 257 266 6633407 李春,胡晓影,何天应,孙培华,兰长勇 ZnO及Au-ZnO中空微球的制备及其气敏性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201803004 以二水合醋酸锌及氯金酸为主要原料,通过微波水热法快速合成ZnO及Au-ZnO.使用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对样品的组成及结构进行表征.研究发现,制备的材料具有中空微球结构,直径约为4 μm.以制得微球构筑旁热式气敏元件,并采用静态配气法测试了不同掺金量的气敏元件对乙醇、甲醇、丙酮和氨气等气体的敏感性能.分析结果表明,小粒径的Au纳米粒子负载在ZnO表面,提高了表面的粗糙度和比表面积,除此之外,Au活化了乙醇分子,促进了乙醇和氧离子在表面的化学反应,导致Au负载的ZnO对乙醇具有灵敏度高、检测下限低、选择性好、响应和恢复迅速等优点. 2018年05月15 00:00 2018年No.3(221-330) 267 272 4656720 邢建博<sup>1,2</sup>,岑远<sup>1,2</sup>,尹雪<sup>1</sup>,杜宇<sup>2</sup>,潘勤鹤<sup>1</sup> 双层石墨烯NO<sub>2</sub>气敏特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201803005 使用化学气相沉积法生长石墨烯,制备单层和双层石墨烯气敏传感样品,采用拉曼光谱和光学显微镜对所制样品进行表征,通过气敏响应测试,比较单层和双层石墨烯对NO<sub>2</sub>的气敏特性.结果表明,双层石墨烯相对单层石墨烯在低NO<sub>2</sub>气体体积分数下解吸附时间缩短,响应度提升.在NO<sub>2</sub>气体体积分数为10<sup>-6</sup>量级时,双层石墨烯比单层石墨烯的响应时间提高近10倍,解吸附时间缩短近4倍,且探测下限达到 50×10<sup>-9</sup>. 2018年05月15 00:00 2018年No.3(221-330) 273 277 1431692 高致慧<sup>1</sup>,房瑞阳<sup>2</sup>,李辉<sup>2</sup>,贺威<sup>3</sup>,李玲<sup>2</sup>,林伟豪<sup>3</sup> 液晶功能化碳纳米管有机硅复合材料的制备与性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201803006 为提高有机硅复合材料的导热性能和力学性能,防止碳纳米管团聚,改善其与聚合物的混容性,通过一种向列型液晶N-(4-甲氧基亚苄基)对丁基苯胺(N-(4′-methoxybenzylidene)-4-butylaniline, MBBA)分子功能化改性多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes, MWCNTs), 制备了MBBA-MWCNTs有机硅纳米复合材料.测试结果表明,MBBA液晶与碳纳米管之间通过非共价键(π-π堆积)相互结合,不仅提高了碳纳米管在有机硅复合材料中的分散性,而且保证了MBBA功能化碳纳米管与有机硅良好的混容性,从而更好地发挥了碳纳米管优异的热学性能和力学性能.当MWCNTs质量分数为1.0%时,MBBA-MWCNTs有机硅复合材料的拉伸强度达到6.78 MPa,比相同质量分数的MWCNTs有机硅复合材料提高了36%,比纯有机硅材料的提高了500%.当MWCNTs质量分数为14.0%时,MBBA-MWCNTs有机硅复合材料的导热系数达到0.561 5 W/(m·K),比MWCNTs有机硅材料的导热系数高54%,约是纯的有机硅材料导热系数的4倍. 2018年05月15 00:00 2018年No.3(221-330) 278 284 3571597 贵大勇,刘灿群,宗阳阳,郑进宝,喻思,颜晓梅,王明良 水泥净浆水分传输过程可视化表征与定量分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201803007 有害离子通过水为媒介在水泥基材料内部传输,引起钢筋混凝土的劣化发展,缩短了混凝土结构的服役年限. 为研究水泥基材料因水分传输引起的劣化机理,基于X射线断层扫描技术,采用碘化钠溶液作为图像增强剂,对水分在水泥净浆内部的传输过程进行原位和无损可视化追踪,分析水在水泥基体的吸水渗透深度变化. 研究表明,当采用质量分数为10%的碘化钠溶液时,X射线断层扫描技术可清晰表征水分在净浆中的二维和三维传输过程;通过X射线断层扫描技术测定的吸水深度与时间平方根呈线性关系,符合Locas-Washburn方程. 2018年05月15 00:00 2018年No.3(221-330) 285 291 2763054 董必钦,郭邦文,刘昱清,姚婉琼,洪舒贤,邢锋 多聚磷酸改性沥青的路用性能及机理分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201803008 为研究多聚磷酸改性沥青性能、改性机理及其混合料路用性能,制备了不同含量的多聚磷酸改性沥青和改性沥青混合料,采用3大指标(针入度、延度和软化点)、黏度(60 ℃和135 ℃)、马歇尔稳定度、流值和残留稳定度等,对多聚磷酸的改性和路用效果进行评价,结合傅里叶红外光谱与荧光显微镜分析其改性作用机理.结果表明,多聚磷酸改性沥青的软化点和黏度增幅较大,针入度显著降低,5 ℃延度相似;掺入改性剂的质量分数为1%的沥青混合料,高温性能提升幅度较大,但水稳定性没有明显改善;对比基质沥青与改性沥青红外光谱图,发现未形成新的吸收峰,多聚磷酸均匀分布于沥青.由改性沥青及其混合料的测试结果可知,多聚磷酸能改善沥青的高温性能,但未能改善低温性能,多聚磷酸的最佳质量分数为1%;多聚磷酸改性沥青为物理改性过程. 2018年05月15 00:00 2018年No.3(221-330) 292 298 2026390 刘斌清<sup>1,2</sup>,仵江涛<sup>3</sup>,陈华鑫<sup>3</sup>,何锐<sup>2,3</sup> HA-CS复合物界面作用与力学性能模拟 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201803009 羟基磷灰石(hydroxyapatite, HA)-壳聚糖(chitosan, CS)复合材料在很大程度上可实现HA与CS两者优势互补,有望成为一种理想的骨替换材料.本研究采用分子动力学(molecular dynamics, MD)方法研究HA的3个晶面(001)、(100)和(110)分别与CS复合后混合体系的相互作用,分析HA这3个晶面分别与CS复合后的力学性能.结果表明,3个晶面所对应结合能大小顺序为HA(110)>HA(100)>HA(001).其中, HA(110)面与壳聚糖复合后的力学性能最佳,复合结构的剪切模量由29.2 GPa升至42.4 GPa;<em><em>x</em>、 y、 z</em>方向上杨氏模量分别由92.0、62.7和57.0 GPa升至95.6、102.2和97.5 GPa,3个方向上的杨氏模量差量最大值由46.7%降为7.0%,由此克服了因材料各向异性导致的材料缺陷. 2018年05月15 00:00 2018年No.3(221-330) 299 306 6253794 袁秋华<sup>1</sup>,万磊<sup>1</sup>,石鑫<sup>1</sup>,林亚宁<sup>2</sup>,徐安平<sup>1</sup>,张自强<sup>1</sup>,陈泽汇<sup>1</sup>,张培新<sup>1</sup> 基于叶片光谱特征的农业区域植物分类 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201803010 基于农业区域8种植物的叶片光谱数据,提取63种光谱特征变量,并对全波段光谱(原始、一阶微分和包络线去除光谱)提取主成分,分别采用k最近邻(k-nearest-neighbors,kNN)、 支持向量机(support vector machine,SVM)和随机森林(random forest,RF)3种机器学习方法对不同植物进行遥感分类.比较3种方法所得的总精度、训练精度、验证精度及8种植物的生产者精度.结果表明,SVM的分类性能优于kNN与RF;单一的光谱特征变量识别精度都较低(&lt;50%);基于主成分分析的一阶微分光谱识别性能优于原始光谱和包络线去除光谱.研究指出,叶片一阶微分光谱与SVM相结合的方法能够准确识别不同植物物种.可为景观或区域尺度的植被遥感分类、精准农业和森林资源调查等提供借鉴. 2018年05月15 00:00 2018年No.3(221-330) 307 315 2907333 李婵<sup>1,2</sup>,王俊杰<sup>1</sup>,邬国锋<sup>1</sup>,李清泉<sup>1</sup> 基于全卷积神经网络的肛提肌裂孔智能识别 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201803011 提出一种智能识别肛提肌裂孔的方法,利用端到端的编码器-解码器结构全卷积神经网络,结合自动上下文模型思想,分割出人体盆底超声图像中肛提肌裂孔,采用全连接条件随机场加强边缘约束,对分割结果实现精细化处理,实现肛提肌裂孔的智能识别.通过对372张盆底超声图像进行智能识别,并与医生手动标注结果对比,两者重合率达到95.16%,优于传统卷积神经网络模型,证实基于上下文及条件随机场的神经网络方法能有效识别肛提肌裂孔,具有重要临床应用价值. 2018年05月15 00:00 2018年No.3(221-330) 316 323 3939290 胡鹏辉<sup>1</sup>,王娜<sup>1</sup>,王毅<sup>1</sup>,王慧芳<sup>2</sup>,汪天富<sup>1</sup>,倪东<sup>1</sup> X射线光声成像的信号检测与仿真 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201803012 通过理论仿真和实验检测结果,分析由医用直线加速器产生的X射线照射铅块所产生的光声信号特性.使用光电二极管搭建一个光电检测电路,检测到医用直线加速器所产生的脉冲X射线的光脉冲宽度约为4 μs.采用K-wave工具包仿真分析脉冲宽度为几个微秒的光脉冲所产生的光声信号.搭建了一个光声信号检测系统,对比分析分别使用Olypus V301商用探头与自制的PZT-4陶瓷换能器时的检测性能.结果表明,两款探头都检测到了光声信号,V301商用探头检测结果与理论仿真波形一致性较好,但信噪比低,而本研究设计的PZT-4检测灵敏度高,但检测到的信号波形与理论仿真结果偏差较大.两款探头在检测脉冲宽度为4 μs 的X射线脉冲所产生的声信号时都存在不足,为更好的检测该光声信号,需设计一款中心频率在70 kHz附近、带宽较宽、检测灵敏度较高的探头. 2018年05月15 00:00 2018年No.3(221-330) 324 330 2828644 刘刚<sup>1</sup>,钱建庭<sup>1</sup>,李先明<sup>2</sup>,郑溪园<sup>2</sup>,李炜澔<sup>2</sup>,林运政<sup>3</sup>,谢兵<sup>3</sup>,刁现芬<sup>1</sup>