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电子信息工程大学毕业论文 (张清卓)从21世纪开始,无线传感器网络就开始引起了学术界,军事界和工业界的极大关注。美国和欧洲相继启动了许多关于无线传感器网络的研究计划。随着科学技术的迅猛发展,人类目前已经置身于信息时代,信息的获取是实现信息化的前提,获取物理家门口满怀欣喜的一种重要工具就是传感器。无线传感器网络是当前国际上备受关注的,由多学高度交叉的新兴研究热点领域⑴它综合了传感器技术,嵌入式计算技术及无线通信技术等三大技术,能够通过嵌入式系统对信息进行处理,并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式所感知信息传送到用户终端。 无线传感器网络可以用于监控温度,湿度,压力,土壤构成,噪声,机械应力等多种环境条件,使用户可以深入的了解和把我周围的世界。无线传感器网络的随机布设,自组织,环境适应等特点使其在军事国防,环境监测,生物医疗,抢先去救灾以及商业应用等领域具有广阔的应用前景,和很高的应用价值⑵。当然,在空进搜索和灾难拯救等特殊领域,无线传感器网络也有其得天独厚的技术优势。
摘 要:人类的生活离不开衣、食、住、行,衣、食、住、行离不开物质,任何物质与化学都有着千丝万缕的联系,因此化学与人类生活的关系十分密切,化学在人类的生活中发挥着不可估量的作用。认识和探究化学与人类生活的关系,明确人类对化学在农业、食品、能源、材料和医药等方面的有效利用,是更好地驾驭生活,提高生活质量,实现人类社会可持续发展的重要科学文化基础。关键词:化学与人类生活、密切关系、认识和探究中国科学院院长、著名化学家白春礼院士指出:“化学是研究物质的结构、性能和转化过程的科学,是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。对人类物质生活质量的不断改善发挥了不可替代的作用。”作为一门历史悠久而又富有活力的学科,化学与人类的生活有着直接而密切的关系,影响到我们生活的方方面面。充分认识这些关系,对于人类利用化学改造客观世界,创造美好生活,促进社会物质文化生活的可持续发展意义非凡。本文仅从一下几个方面认识和探究化学与人类生活的密切关系。 一、化学与农业的关系 人类对化学的认识和利用始于农业。两千多年前,人类就能够通过腐殖或燃烧植物获得肥料,通过用石灰对酸性土壤的改良,争取粮食的丰产丰收。20世纪初,人类发明了合成肥料,而后又创造了各种农药、高效饲料、肥料添加剂。特别是20世纪中叶,以土壤为基础,以植物营养为中心,以肥料为手段综合研究三者之间关系的农业化学的出现,将盆栽试验、田间试验、农业化学分析、作物营养诊断、同位素技术、仪器分析技术等化学技术应用于农业,开辟了农业生产的新天地。无论在任何时候,农业都离不开化学的支持。比如:要使农作物优质高产,就必须防治病虫害,防治病虫害在目前的条件下首选就是使用农药,而研制高效低残毒的农药必须应用化学知识。为了使农作物的果实色泽、大小、品质、风味及抗逆能力符合人们的要求,就必须对作物的生长发育过程实施人工调控,而植物生长调控剂的研究也需要化学。随着人们对生活品质的要求越来越高,对农产品的深加工,提高其附加值,便于人们对其营养成分的吸收,更是化学的功劳。 二、化学与食品的关系 食品中的三大主要营养素是糖、脂肪和蛋白质。在人体内,糖被氧气氧化后,产生足够的热量,供人们进行各种活动的需要;脂肪供给人体热量以维持体温;蛋白质是人类细胞原生质的组成部分,能够促进人体组织的生长和修补。除此之外,食品还含有多种维生素、纤维素、矿物质和微量元素,使人体得到均衡发展,增强抵抗力,抵御各种传染病。为了增强食品的营养成分,改善食品的品质,延长食品的保存期,人们往往要通过化学的手段,达到既定的目的。比如:生柿子含有鞣质,不仅涩口,还对胃肠有刺激。我们就可以把生柿子密闭在一个室内,增加室内二氧化碳的浓度,降低氧气的浓度。使生柿子在缺氧呼吸的条件下,内部产生乙醛、丙酮等有机物。而这些有机物能将溶解于水的鞣质变成难以溶解于水的物质,于是柿子吃起来没有涩味,又香又甜。在我们的生活中,制作糕点、馒头等的面团一般都要添加酵母或发醇粉进行发酵,使制成的糕点、面包疏松可口。这实质是在食品制做中应用了化学反应。酵母中的酶促进面粉中原含有的微量蔗糖以及新产生的麦芽糖发生水解;发酵粉受热时就产生出二氧化碳气体,使面制品成为疏松、多孔的海绵状。可以说没有化学就没有现代食品的色香味俱全。 三、化学与能源的关系 能源问题关系到一个国家、一个民族的长远发展。随着社会经济规模的不断扩大,以煤、石油、天然气为主的化石能源需求持续增加,给人类带来了巨大的能源压力,化学则提供了一些解决能源问题的途径。一是通过化学手段提高能源的利用率。包括:①提高石油的利用率。西德汉堡大学卡密斯库教授发现的一种新型石油化工催化剂——由钴化物和铝氧烷络合而成的固相钴催化剂,具有活性高、能迅速形成大聚合物链、可将丙烯或高级α—烯烃生成高分子量的无规聚合物、与淀粉或纤维素以及其他填料生成均匀聚烯烃复合材料、寿命长、易长期保存等优点,提高了石油化工装置的经济效益。②带动了新型煤化工。煤的直接液化是煤化工领域的高新技术。该技术是将煤在450 ℃高温和10~30MPa高压下催化加氢,获得液化油,并进一步加工成汽油、柴油及其它化工产品。也可以对煤间接液化。将煤气化并制得合成气(CO、H2) ,然后通过F - T 合成,得到发动机燃料油和其它化工产品。二是通过化学手段发掘新能源。包括:①燃料电池。将储存于燃料(H2、甲醇等) 中的化学能转化为电能。②开发金属氢化物中以原子形式存储的氢。③研制单晶硅、多晶硅和非晶硅系列太阳能电池。 四、化学与材料的关系 材料与粮食一样,是人类赖以生存和发展的物质基础。化学是新材料的“源泉”,每一种新材料的出现,都是人类文明的一件大事,也是化学学科的一件大事。早在2500年前,文明的祖先就开始了金属合金的研究,1965年在湖北望山一号楚墓出土的越王勾践的宝剑和青铜编钟,表明当时的铜合金技术已经达到非常成熟的境界。盛行于唐宋时期的唐三彩体现了化学工艺在陶瓷烧结中的高超造诣。现代工业中的钢铁冶炼技术,应用了化学中的氧化还原反应原理;金属防腐技术,运用了化学中的置换反应原理。20世纪中期科学家在电子信息材料的基础上实现了电子元件的大型集成化,为电子产品的微型化、智能化、低耗能、高品质创造了条件。21世纪,人类进入了纳米材料时代,比如由的光肽纤维、的竹纤维、37%的纳米硒纤维、的纯棉纤维科学配置成的纳米服饰就是化学在服装领域应用的新成果。这种纳米服饰抗菌、阻挡紫外线,还含有人体必需的、体内不能生成的以纳米硒为主体的多种微量元素,具有保肝护肝、预防多种疾病的功能。化学还广泛应用于现代建筑材料的研究,08年北京奥运会的“水立方”外层覆盖的蓝膜就是材质为“ETFE”(即“乙烯-四氟乙烯共聚物”)的环保节能透明膜。这种材料耐腐蚀性、保温性俱佳,自清洁能力强,抗压能力强,且能起到遮光、降温的作用。 五、化学与医药的关系 化学是医药健康的基础。在中国,2000多年前人们就知道了在发生汞、铂、铬等重金属中毒时,利用牛奶、生鸡蛋白、豆浆等食物中丰富的蛋白质与重金属离子作用,减轻人体器官和血液的蛋白质发生沉淀,缓解中毒的毒性(《神农本草》)。现代医药(无论是中药还是西药)的研究几乎都离不开化学,化学遍及与医药相关的所有领域。许多医疗器材的工作原理与化学密切相关,供氧器就是利用过氧化钠与二氧化碳反应来制氧;大多数医疗习惯与化学有关,最常见的就是用酒精杀毒、灭菌。化学在医药领域最具影响力的莫过于青霉素的发明。当常规消炎药物对葡萄球菌感染束手无策时,英国细菌学家弗莱明培养这种霉菌进行了多次试验,发明了葡萄球菌的克星—青霉素。生物化学家钱恩、弗罗里、瓦尔特深化了青霉菌的培养和青霉素的分离、提纯和强化,使其抗菌力提高了几千倍同,并大规模生产出实用的青霉素。青霉素的开发成功,挽救了数以亿计人的生命。因此,弗莱明、钱恩、弗罗里、瓦尔特四人一起获得1945年的诺贝尔医学奖。目前,无数的化学家正在为人类和动物的健康从事药物化学研究,以化学为武器向癌症、艾滋病等不治之症发起冲锋。 当然,我们必须认识到,与如何事物一样,化学在人类生活中也表现出其双刃剑的属性。化学发展带来的最突出问题是对环境的污染和破坏,主要包括大气污染、水污染、土壤污染、食品污染等。这些污染造成的恶果,关系到人类的延续和发展。我们应当认真研究化学这门科学,以环境保护和对人体安全无害为标准,选用无公害原料,采用无污染工艺,使化学更好地为我们的生产和生活服务。 参考文献: [1]王承静 把化学和生活联系在一起《中国教育发展研究杂志》2009年 第12期 [2]汪家全 浅谈化学知识与生活《成才之路·教育教学版》2011年第03期 [3]白春礼 化学创造美好生活——写在化学年百年纪念《知识就是力量》2011年
光伏发电我明白,这个我了解好比
化学与人类的关系这样做嘛,应该是出现在化学系他们写的论文,如果你想要找的话,你可以到我们百度文库里面自己去搜索一下,应该会有很多你需要的。
本科生毕业论文题 目:我国汽车自主品牌建设研究探讨 学生姓名: 刘 爽 专 业: 汽车车身设计 班 级: 2007级 指导教师: 张天时 2011年1月 摘 要近些年来,搭乘中国车市这艘万吨巨轮,自主品牌获得了令人欣喜的成果。不少车企甚至乘胜追击,推出了面向高端的全新品牌。中国汽车人越来越清晰地认识到,汽车绝不是“四个轮子加四个沙发”那么简单,更不是“论斤卖”那么幼稚,汽车是有品牌溢价的。同样的工序,同样的技术配置,挂上不同的标志,售价有天壤之别。目前我国汽车工业正处于品牌的重新洗牌和崛起阶段,国外汽车品牌不断冲击中国汽车市场,使本来就处于弱势的汽车自主品牌在各方面都受到了极大的冲击。树立自主品牌,发展和提升自主品牌已迫在眉睫。本文从品牌文化建设的角度,以期为我国汽车工业的长期发展和打造有竞争力的中国汽车品牌提出可供借鉴的策略。关键词:自主品牌 汽车产业 品牌建设目 录摘 要 1第一章 国内汽车品牌建设发展现状 国内汽车品牌建设现状 新车型推出加快 品牌并购开始 外来品牌与国内品牌的冲突 随意降价、损害品牌 广告设计问题 4第二章我国汽车自主品牌建设的问题和重要性 中国汽车自主品牌建设的重要性 5第三章我国汽车自主品牌建设的问题及对策研究 现阶段自主品牌建设中存在的问题 政府层面 10结 束 语 16参考文献 17致 谢 18绪 论本文首先围绕着品牌战略的内涵、目标和特征进行了理论性分析,并进一步提出了品牌战略的理论研究模型品牌战略的阶段模型。从我国汽车经销企业历史发展阶段、汽车经销企业品牌战略实践中的主要问题两个方面讲述了我国汽车经销企业的品牌战略实践,并指出了我国汽车经销企业的未来发展趋势,以及实施品牌战略对汽车经销企业发展的长远意义。充分运用品牌战略阶段模型,对汽车经销企业在品牌定位、品牌塑造、品牌评价以及品牌发展四个阶段的实施策略进行了分析和研究,并且还在每一个阶段都建立了相应的策略模型。第一章 国内汽车品牌建设发展现状国内汽车品牌建设现状 经过多年的发展,我国汽车营销模式取得了长足的进步。营销模式正在向多样化方向发展,这符合当前汽车市场发展阶段的特点和汽车消费群体的不同需求,适应市场差异化、消费个性化的要求。经营、销售和服务都比较规范的特许经营专卖店,是目前汽车厂家积极推行的主要营销模式,这类规模合理、服务齐全的3S或4S店得到广泛推广。从客观上讲,我国汽车营销总体上处于产品不断更新、价格不断下降、宣传手段不断创新、渠道服务不断拓展提升的阶段。新车型推出加快1月8日,在法国巴黎的标志品牌标识发布会上,其全球总裁让,马克-盖乐,发布了全新品牌战略,并宣布2010年-2012年标致,将在全国投放14款新车型,而知其中的第一款新车---标致408将于本月25日在中国进行首发。截至2009年12月31日,东风标致旗下各个车型全年累计销售突破11万辆,同比增长44%。2010年,除了即将上市的408,还将有一款全新的SUV引入国内,这款新车极有可能就是在欧洲家喻户晓的3008。到2010年末,东风标致希望将现有经销店的数量从280家增加到340家,以实现东风标致全面飞跃的战略目标。品牌并购开始 面对激烈竞争的中国市场,外资品牌增大了在中国进行品牌整合的力度,一个以合资外方主导的品牌重组与整合全面展开。长安福特、江铃汽车的整体品牌整合,是年底报出的汽车产业重大新闻事件;而东风日产重组了郑州日产,上海通用对金杯通用的重组都已经接近尾声,上汽集团未来可能对江西五十铃和重庆重汽重组,大众也积极在中国加强领导力量,试图将南北大众整合在一起,这些都说明汽车产业己经开始进入了战略重组阶段。有专家预言,未来5年,中国汽车企业的总数量,将下降到10家左右。除了上述外资重组外,中方在整合资源基础上主导重组,和中方为了优势互补而进行的强强联合,也开始在酝酿之中。 外来品牌与国内品牌的冲突 我国大部分合资汽车企业在品牌方面奉行的都是“拿来主义”,引进车型的同时也引进品牌,汽车营销基本上都是“为他人作嫁衣”。即便如此,一些外资品牌进入中国市场之后,也开始出现水土不服的现象,如何针对中国消费者的心理和个性需求来实现品牌的本土化,是所有企业都面临的一个课题。另一方面,自主品牌由于外资品牌和自身营销不力的原因,发展缓慢。如一汽红旗轿车正逐渐被市场边缘化,只有靠马自达来延长红旗品牌的生命,而吉利、奇瑞,经历了两年的高速增长后,价格低廉的优势不再出现,丰田、通用对其知识产权的诉讼也折射出民族汽车工业在产品研发方面的劣势。 随意降价、损害品牌 近几年来,新车上市时加价销售似乎己成为一种普遍现象,尤其以广州本田生产的新雅阁(ACCORD)、飞度(FIT)和上海通用的别克凯越(EXCELLE)为甚,其他车型上市初期也是短暂炒一阵子,只是持续时间不如上述三款车长。由于炒车现象的存在,购车者多付了钱,欲购车者却多付出了等待的时间,对他们都是不公平的,长久下去,企业和经销商就会给外界一个非诚信形象。与加价相对应,一些企业也出于“赚快钱”的心理,定价策略也出现随意性的倾向,新车上市时定价偏高,一旦市场反应不佳,便马上宣布降价。如江淮瑞风(Refine)上市仅三个月,最高降价幅度达6万元,本来企业降价是想制造热点,但频频降价反过来会助长消费者持币待购的心理,对销售无益。更重要的是,每一次降价都是对己购车主的一种伤害,而准备购车的消费者也会怀疑企业的利润率到底有多少,这都会令企业的品牌形象大打折扣。广告设计问题 翻开报纸、杂志,打开电视,汽车广告扑面而来,但很少有广告给人留下深刻的印象。在广告的媒体投放策略方面,一些汽车企业的随意性更加明显。他们选择媒体的依据,不是媒体的有效发行量和媒体影响力、媒体目标受众与产品目标受众是否重叠,而是与媒体广告部门负责人(业务员)的个人关系。第二章我国汽车自主品牌建设的问题和重要性 中国汽车自主品牌建设的重要性 发展自主品牌的重要性目前从世界汽车工业发展史中国汽车工业现状来看,中国汽车工业的发展壮大离不开自主品牌,努力培育自主品牌是中国汽车工业发展壮大的必由之路,中国汽车市场正进入蓬勃发展的活跃期,同时我国为汽车工业征得的五年保护期已过近半,自主品牌的发展面临空前的机遇和挑战,中国汽车必须冲破传统的观念和束缚,以与时俱进的精神,打破种种束缚,是中国汽车走向健康发展的轨道,坚守和发展自主品牌,在开放中走自主发展之路,是中国汽车工业发展的必然选择。建立自主品牌是提升我国汽车产品自主开发能力的必然条件我国汽车产业20年来的合资政策无论在增加劳动就业,培养技术人员、输送管理经验、传播营销理念等各方面都做出了极大贡献。然而,在大量的合资中,我们不仅没有掌握国外先进技术,明显的提高我国汽车产业自主开发能力,反而丢失了原有的品牌和研发能力,中国汽车企业自主品牌汽车企业十分重视产品的价值和作用,大多数厂商仍然以广告促销、渠道建设、产品推广为主导,对于品牌的建设还未能引起足够的重视,而且广告诉求也大同小异,并不能明确的传播品牌的个性,随着国内汽车市场竞争的加剧,停留在产品层面上的价格竞争和单纯的促销手段最终导致的结果不仅是市场份额的减少和利润的下降,更为严重的是自主品牌价值的流失。自主品牌的载体,与其说是汽车产品,倒不如说是汽车的自主品牌,自主品牌解决是技术的生存权的问题,所以,自主品牌对提高自主开发能力来说是必不可少的前提,建立自主品牌是提高我国汽车自主开发能力的必要条件。据联合国工业计划署最新统计,世界名牌占全球品牌不到3%,而其产品却占了全球市场的40%以上,销售额更占据了全球50%左右,个别行业(如计算机软件)则超过了90%,这说明现代经济的竞争已经从产品竞争的时代转入了品牌竞争的时代。在国际市场上,因为产品越来越同质化了,产品之间的物理属性已经相差无几,不能很好的满足消费者的情感和精神的寄托。所以品牌不仅带来产销量的不同,更是产生巨大的经济效应。可见,在现代竞争激烈的市场中,品牌已经跨国公司作为控制资源的配置资源,抢占和控制市场的利器,简而言之,中国汽车自主品牌的发展道路,就是其于国际汽车巨头品牌的博弈过程,未来10-20年,中国能否诞生世界级的跨国汽车工业集团,能否培养出自己的全球品牌将是中国汽车工业成败的一个重要标志 第三章我国汽车自主品牌建设的问题及对策研究自主品牌汽车市场表现自主品牌面临的形势可谓严峻。从近三年的市场表现看,自主品牌一直处于领先地位的A0和A00市场的份额逐年下降,其中特别是A00级市场,自主品牌的市场份额从2008年的降到2009年的,今年上半年降至。 “国家鼓励小排量车只是一个口号,所以自主品牌现在日子相当难熬。 ”在第七届中国汽车营销首脑风暴上,全国乘用车联席会秘书长饶达的一番话让自主品牌汽车的经营者感受到了一丝寒意。饶达表示,汽车下乡政策取消以后,明年自主品牌可能是最困难的一年。目前,我国汽车企业已经开始重视品牌,许多大型汽车厂商开始进行“品牌专营”和“品牌专卖”。但是,对于品牌的真正内涵,我国大多数企业还没有真正理解,经常把品牌与企业、品牌与产品甚至品牌与市场销量简单地混为一谈。从中外企业品牌经营状况的对比可以看出,目前,我国汽车品牌经营依然存在有待解决的问题,主要表现在以下方面:自主品牌建设遇到的问题及对策分析亟待提升自主研发能力 自主品牌由名称、标识、知识产权、资本规模等几大要素组成,其中最为重要的知识产权的核心内容就是自主研发技术。自主开发是自主品牌的核心与关键,缺少核心技术和自主研发能力的自主品牌是没有生命力的。然而,我国汽车产业通过20多年来“以市场换技术”的合资发展模式并没有如愿以偿地换来核心技术与自主研发能力。据专家统计,从产品的技术性能来看,我国整体轿车水平几乎落后于发达国家10年,生产工艺水平落后20年,开发设计水平则落后30年。跨国公司在汽车整车以及发动机、变速箱等关键总成的设计开发领域,一直不愿在合资企业开展实质性的研发工作;在技术转让费、关键设备及零部件供货价格等方面,也提出了苛刻条件。虽然合资企业大部分已建立了研发中心,但这些研发机构很少开展实质性的研发活动。近年虽然开始有少部分合资企业开始了一些开发尝试,但主要是产品的局部改进,离整车开发还相当遥远。 同时,我国在研发人才的数量方面也严重不足,和发展自主品牌的需求之间存在着明显的落差,同汽车工业强国相比差距甚大,这已是各方面公认的事实。例如,在欧美发达国家,汽车行业从业人员中技术人才约占30%,我国则不足8%。据有关资料显示,我国发展自主品牌的技术人才约需10万人,目前仅2万余人,缺口达80%。这么大的缺口仅靠高校汽车专业的毕业生来填补在近期是不可能的,需要一个较长的时期才能完成研发人才的基本积累。提高品牌经营意识 我国汽车企业大多数缺乏品牌经营意识,忽视品牌的资产价值对企业持续发展的巨大作用,没有从战略的高度来打造知名汽车品牌,谋求长远发展,而是急功近利,仅仅关心汽车的产量和销量。至1997年,我国汽车企业利用外资已达14亿美元,“桑塔纳”等一些品牌的国产化率已达70%以上,但是,这些产品的品牌仍不在中方,人们看到的只是越来越多的“洋品牌”占据国内汽车市场。 同时,我国汽车企业普遍缺乏创造品牌、保护品牌、发展壮大品牌的品牌经营意识,甚至引起争端。发生在汽车界的两条“金龙”(厦门金龙和南京金龙)各持半块“金龙”商标的诉讼案例,就是品牌保护和品牌经营意识淡薄的典型例证。明确品牌定位 品牌定位是国外汽车品牌普遍具有的重要特征。它可以帮助品牌树立形象,有助于品牌传播,也体现品牌的个性。如“本田”、“丰田”的轻巧和节能:“凯迪拉克”的豪华和气派:“奔驰”的高质量和卓越的性能,以及“法拉利”的速度和个性。这些品牌的定位迎合了消费者心理需求,并形成共鸣,从而有效地增强了消费者对品牌的忠诚度。 而我国汽车业往往忽视对品牌个性化特征的塑造。品牌缺乏内涵和鲜明的特征,没有构成对某一特定消费群体产生吸引力的要素。对同一款车常常有多个不同的诉求点:想追求卓越品质,还要标榜经济实惠;想诉求豪华舒适,还要实现大众化,以至品牌形象模糊,定位混乱,让消费者难以选择。 国内的汽车制造商现在纷纷推出针对不同目标客户的子品牌和车型,细分市场这个词成了制造商最喜欢用的词汇。从表面上看,针对不同的消费者采取不同的产品策略和定位似乎符合市场规律。但事实上,在当前的市场条件下,匆匆推出众多子品牌的结果,就是在每一个细分市场上都没有达成最强势。而那些定位很接近的子品牌或者子车型更是混淆了客户的视线,使客户不能清晰地识别品牌。 比如南京菲亚特在菲亚特这个品牌下先后推出的派力奥、西耶那和周末风,这三个子品牌的定位接近,像派力奥、西耶那和周末风就是在一个平台上派生出的三款车型,目标客户的差别细微,确切地说更像是三个车型。很多客户喜欢菲亚特这个散发着意大利气息的品牌,可是当他面对派力奥、西耶那和周末风三款细分车型的时候,不知道该选择哪一款,不知道自己是属于哪个细分市场的客户群。重视品牌内涵 国内很多汽车企业在如何塑造品牌的问题上陷入误区,把品牌推广的重点放在了广告和和促销等品牌传播方式上,妄图通过媒体炒作来提高品牌的知名度,忽视了对品牌内涵的有效性传播,对维持品牌的基本元素缺乏深入研究,针对目标消费群体进行的有效营销和渠道建设工作也不完全到位,造成了品牌知名度与美誉度、忠诚度相背离的尴尬局面。 从目前的情况看,吉利汽车的品牌有一定的知名度,但美誉度偏低,品牌联想较差,品牌形象低端,几乎没有品牌忠诚度,品牌表现始终差强人意。同时,吉利在品牌传播和管理中存在不可忽视的误区:以“另类”的方式为品牌贴上低端的标签,品牌定位模糊,品牌系统紊乱,品牌DNA缺乏连续性和一致性,几乎没有品牌文化内涵等。通过政府主导扶持自主品牌 政府采购对汽车品牌的正面影响以及对私人购车的导向作用十分明显。作为政府公务用车,在很大程度上提高了品牌的知名度和企业信誉,政府公务用车的形象成为不花钱的广告,牢牢印在消费者的心里。现在,许多汽车厂商把进军政府采购市场作为提升品牌价值、扩大私车市场的战略措施,这是明智的。政府汽车采购的大幅增长,为汽车生产制造企业提升品牌价值、扩大市场份额、增大经营业绩提供了有利的时机。 政府采购本身是国家宏观经济调控的重要手段之一。在美国、英国等西方国家,政府采购会偏重于本国工业企业和自主品牌产品,并要照顾小企业和以解决妇女等弱势群体就业为主的企业。“在国外,政府公务用车开进口车,那是最没有面子的事情。因为汽车工业水平是代表国家是否强势的一个因素,只有国家强势了才是政府最大的面子。” 北京大学政府管理学院一位专家如是说。 据了解,美国是最早采用政府采购政策的国家之一,也是世界上采用政府采购对技术创新进行扶持和推动最成功的国家之一。在美国《联邦采购法》中,有专门针对技术创新成果采购方面的内容。如美国在1933年制定了《购买美国产品法》,对处于技术领域工业发展早期的产品进入市场,政府采购有效地降低其进入市场的风险。加拿大、欧盟、日本、美国的政府采购基本是由国内供应商提供的。 对于高技术产业自主知识产权的发展,不仅需要市场需求的拉动,还需要市场培育。政府采购应为培育高新技术产业发展自主知识产权发挥不可替代的作用。在这方面,我们要借鉴国外经验,使政府采购成为政府实现科技、经济与社会目标的一种公共财政支出手段。有关专家指出,在我国风险投资体系不完善、创业投资未成气候、知识产权保护较弱的现状下,为高技术企业自主知识产权发展提供产品需求市场成为解渴之源。希望政府能把相关配套资金作为采购资金,以表明政府支持的态度。政府采购可以有效起到引导作用,引导企业加大自主知识产权的研发。在自主知识产权买方市场形成后,技术需求将在一定程度上对自主创新起决定作用。 加大品牌文化培育力度 自主品牌在近些年的发展中进步明显,这在很大程度上受益于国家政策的支持。但如果没有企业自身的努力,自主品牌发展最终将被合资车企打败。目前,合资自主与独立自主两大阵营的竞争,一个俯身向下剿杀、一个奋力向上突围,已经进入了短兵相接对峙阶段。值得注意的是,虽然价格战仍旧是双方竞争的撒手锏,但品牌与技术的影响因素,正在迅速崛起。 10月初,在新华信发布的一份调查报告中显示,消费者在购车选店时首要考虑的因素中,品牌可靠位居第一,价格优惠其次,服务专业排第三。其中,产品品牌与经销商品牌的可靠性在购车过程中起至关重要的作用。 目前,在自主品牌中已宣布实现盈利的上海汽车,今年也遭遇了相当大的困难,今年1-9月份累计销量超过12万辆,较年初提出的18万辆目标相差甚远。同样来自国企背景的东风乘用车今年1-9月份累计销售2万多辆。 与更为消费者熟知的长安、奇瑞、吉利相比,上海汽车与东风乘用车都还得加大品牌传播力度。汽车作为消费产品,只能千方百计建立起自己与消费者之间的信任关系,或是重建品牌形象。如上周末在北京,长安汽车发布了全新的品牌战略,包括企业品牌标识、主流乘用车品牌标识、商用车品牌标识、以及公益品牌标识在内的四大品牌新标识。长安汽车董事长徐留平表示,全新品牌战略也是长安面向未来的企业战略蓝图确定的标志。 而建立品牌形象,除了让品牌为公众熟知,更重要的是提升服务环节的质量。今年以来,吉利汽车、长安汽车和力帆汽车都加大了网络重组和拓展的力度,市场终端的表现不错。 参考文献[1] 王刚,发展中国汽车工业自主品牌的几点思考 人民出版社[2] 张扬,中国汽车市场,浙江大学出版社.[3] 欧阳镇明,汽车专利,北京人民出版社,[4] 庄守鑫 文献来自:信息网络 2004年 第06期[5] 朱慕菊.汽车营销市场.北京:北京师范大学出版社,2002年4月[6] 钟启泉.国内外品牌建设.华东师范大学出版社,2001年8月[7] 郭竹亭 汽车车身设计 吉林科学技术出版社 1994[8] 黄天泽 黄金陵 汽车车身结构与设计 北京 机械工艺出版社 2005[9] 李春明 汽车品牌市场 北京理工大学出版社 2003[10] 陈家瑞 汽车构造 北京机械工业出版社 .[11] 郑树清.论汽车工业的特征和一般发展规律——兼谈中国汽车工业,上海经济研究[J], 2005[12] 王长征著,《消费者行为学》,武汉大学出版社,2004年 第一版[13] 徐志强:中国轿车市场营销体系的现状分析及其对策研究[J].北京汽车,结束语这次毕业设计是对大学四年来所学的各门知识的一个综合检测,同时也是已即将毕业走上工作岗位的我们的业务能力的很好锻炼。毕业设计虽然很辛苦,但也很充实。更重要的是通过毕业设计,学到了不少的东西。我的动手能力以及独立思考的能力有了很大的提高,专业知识和以前所学的其它课程也得到了进一步的巩固。在毕业设计中,我掌握了很多专业词汇,这对我将来的学习和工作都有很大的帮助。虽然经历了三个月的辛苦,但在整个毕业论文中我尽心尽力,力求完美。但我知道我的能力有限,所掌握的知识有限,在论文中肯定还存在一些问题和不足,所以请各位老师和同学指出。收获之余略感本次论文创新不足略感遗 。 致 谢 弹指一挥,四年的大学生活即将结束,回收期间的一幕幕,依然鲜活,浮现在眼前,为感谢所有长期以来培养,帮助,支持和影响我的人.首先感谢我的指导老师张天时老师,本文再开题前,以及之后的写作过程中,得到了张天时导师的悉心指导,导师的教学和以科研工作十分繁忙,但仍能在百忙之中对本人关怀备至,对本文的选题构架,审稿和定稿工作,给与悉心的指导和帮助,堪称治学和为人的楷模.. 其次感谢我的朋友和同学,感谢他们一直以来的有力支持和鼓励. 再次感谢本论文中参阅的有关资料的作者,没有他们的研究成果,本文也是无法完成. 特别感谢我的姐姐,她做为我的坚强后盾,在背后默默地关心和支持,使我能够顺利完成学业和本论文 最后,我要感谢我的父母和家人,亲情是我不断努力和进取的动力. 祝所有关心和帮助过我的人喜乐安康.
MATLAB在化学工程与工艺实验数据处理中的应用*摘要]本文对MATLAB在化学工程与工艺实验中的应用进行了初步的尝试,传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。借助MATLAB软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来。本文以“化工原理”实验为例,利用MATLAB软件编写一个数据处理程序:只需输入任意一组原始数据,就可以把实验结果,数据模型以及作图一起显示出来。[关键词]化学工程与工艺;专业实验;数据处理;Matlab一、引言化学工程与工艺专业实验是初步了解、学习和掌握化学工程与工艺科学实验研究方法的一个重要的实践性环节。专业实验不同于基础实验,其目的不仅仅是为了验证一个原理、观察一种现象或是寻求一个普遍适用的规律,而应当是为了有针对性地解决一个具有明确工业背景的化学工程与工艺问题。[1]化工实验的特点流程较长,规模较大,数据处理也较为复杂。因此依靠计算机处理数据会使繁琐的数据处理过程变得简单快捷,大大提高工作效率。数据处理是每一个化学工程实验必不可少的步骤,也是至关重要的一个步骤。通过实验可以建立过程模型、分析工艺技术的可行条件。但是化工实验数据的处理往往并不是那么简单,它需要通过复杂的数学计算,若仅仅依靠手工计算则需要花费大量的时间,而且化工实验数据的处理量很大、重现性很高,因此应用计算机来处理实验数据可以大大提高工作效率。化学工程与工艺专业是一个以实验为基础的专业学科。实验的目的是通过有限的实验点去寻找某一对象或某一过程中各参数之间的定量关系,从而揭示某化工过程所遵循的客观规律。由于人力、物力、时间等条件的限制,任何实验所能完成的实验点都是有限的,如何根据这些有限的实验点归纳出各参数之间的关系,便是实验数据的处理问题。由于化工过程的复杂性,实验过程中各参数之间的关系往往是非线性的,数据处理或数据拟合的工作量往往比较大,且计算过程也比较繁琐。若能利用计算机进行数据处理,不仅处理结果的准确度很高,而且还会省下很多不必浪费的人力和时间,大大提高了工作效率。Matlab是集数学计算、结果可视化和编程于一身,能够方便地进行科学计算和大量工程运算的工程软件。它具有简单易用、人机界面良好,能使繁琐的科学计算和编程变得日益简单和准确有效。[2]本文以两个化工原理实验为例,阐述利用Matlab软件处理化工实验数据与人工处理相比较带来的方便,而且数据的结果更精确,误差更小。Matlab软件是一种简单易学的编写语言。它具有支持多平台操作系统(Windows、Unix等)、编写效率高、用途广泛、功能超强、程序极容易维护等等优点。二、数据处理程序的设计(一)程序框图由于化工实验有很多,而且每一个实验数据的处理的步骤、公式都不一样,所以很难用一个程序来描述。但是,每一个实验都有类似之处,因此每一个程序都可以用如图2-1来描述。这样则可以利用Matlab中的polyfit()函数进行线性拟合,此即为本文编写数据处理程序的基本原理。3.基本数据库从文献中只能查出特殊温度下的物性数据。例如:10℃、20℃、30℃等。但是工业生产中的温度就不可能那么凑巧和文献符合,因此,需要我们进行计算。平时学习中遇到这样的问题,我们往往是选两个相近的数据近似认为它们是线性关系,然后采用内插或外推法计算出工作温度下的物性常数。本文中所编写的程序把温度与密度、温度与粘度进行多项式拟合,使它们之间有两两对应关系。即在程序运行后,只需输入工作温度,程序就可以得到该温度下所需的物性常数。(三)程序的调试与运行结果1.流体阻力原始数据输入三、结论在化学工程与工艺实验中用Matlab软件处理实验数据是很有必要的。以本文中的化工原理实验为例,每一次实验都有大量的数据要处理,我们只要处理自己的原始数据,但教师在批改时就要把我们所有的实验数据都要计算,这个工作量是很大的。有了数据处理程序,教师只需要输入原始数据,运行程序后,就可了解学生的实验是否做得好、实验数据处理结果是否准确,这就可以节省很多的时间。在实际工程中,需要处理的数据更多,计算公式更加复杂,有时为了导出计算公式,还需要建立复杂的数学模型,手工计算基本是不可能完成的。因此,把Matlab软件应用到化学工程与工艺实验中进行实验数据的处理是十分必要的。(责任编辑:张明德)参考文献:[1]房鼎业,乐清华,李福清主编.化学工程与工艺专业实验[M].北京:化学工业出版社,2000.[2]李丽,王振领编著.MATLAB工程计算机应用[M].北京:人民邮电出版社,2001.[3]黄华江编著.实用化工计算机模拟———MATLAB在化学工程中的应用[M].北京:化学工业出版社,2004.[4]姚玉瑛主编.化工原理(新版)(上册)[M].天津:天津大学出版社,2003.
摘 要:人类的生活离不开衣、食、住、行,衣、食、住、行离不开物质,任何物质与化学都有着千丝万缕的联系,因此化学与人类生活的关系十分密切,化学在人类的生活中发挥着不可估量的作用。认识和探究化学与人类生活的关系,明确人类对化学在农业、食品、能源、材料和医药等方面的有效利用,是更好地驾驭生活,提高生活质量,实现人类社会可持续发展的重要科学文化基础。关键词:化学与人类生活、密切关系、认识和探究中国科学院院长、著名化学家白春礼院士指出:“化学是研究物质的结构、性能和转化过程的科学,是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。对人类物质生活质量的不断改善发挥了不可替代的作用。”作为一门历史悠久而又富有活力的学科,化学与人类的生活有着直接而密切的关系,影响到我们生活的方方面面。充分认识这些关系,对于人类利用化学改造客观世界,创造美好生活,促进社会物质文化生活的可持续发展意义非凡。本文仅从一下几个方面认识和探究化学与人类生活的密切关系。 一、化学与农业的关系 人类对化学的认识和利用始于农业。两千多年前,人类就能够通过腐殖或燃烧植物获得肥料,通过用石灰对酸性土壤的改良,争取粮食的丰产丰收。20世纪初,人类发明了合成肥料,而后又创造了各种农药、高效饲料、肥料添加剂。特别是20世纪中叶,以土壤为基础,以植物营养为中心,以肥料为手段综合研究三者之间关系的农业化学的出现,将盆栽试验、田间试验、农业化学分析、作物营养诊断、同位素技术、仪器分析技术等化学技术应用于农业,开辟了农业生产的新天地。无论在任何时候,农业都离不开化学的支持。比如:要使农作物优质高产,就必须防治病虫害,防治病虫害在目前的条件下首选就是使用农药,而研制高效低残毒的农药必须应用化学知识。为了使农作物的果实色泽、大小、品质、风味及抗逆能力符合人们的要求,就必须对作物的生长发育过程实施人工调控,而植物生长调控剂的研究也需要化学。随着人们对生活品质的要求越来越高,对农产品的深加工,提高其附加值,便于人们对其营养成分的吸收,更是化学的功劳。 二、化学与食品的关系 食品中的三大主要营养素是糖、脂肪和蛋白质。在人体内,糖被氧气氧化后,产生足够的热量,供人们进行各种活动的需要;脂肪供给人体热量以维持体温;蛋白质是人类细胞原生质的组成部分,能够促进人体组织的生长和修补。除此之外,食品还含有多种维生素、纤维素、矿物质和微量元素,使人体得到均衡发展,增强抵抗力,抵御各种传染病。为了增强食品的营养成分,改善食品的品质,延长食品的保存期,人们往往要通过化学的手段,达到既定的目的。比如:生柿子含有鞣质,不仅涩口,还对胃肠有刺激。我们就可以把生柿子密闭在一个室内,增加室内二氧化碳的浓度,降低氧气的浓度。使生柿子在缺氧呼吸的条件下,内部产生乙醛、丙酮等有机物。而这些有机物能将溶解于水的鞣质变成难以溶解于水的物质,于是柿子吃起来没有涩味,又香又甜。在我们的生活中,制作糕点、馒头等的面团一般都要添加酵母或发醇粉进行发酵,使制成的糕点、面包疏松可口。这实质是在食品制做中应用了化学反应。酵母中的酶促进面粉中原含有的微量蔗糖以及新产生的麦芽糖发生水解;发酵粉受热时就产生出二氧化碳气体,使面制品成为疏松、多孔的海绵状。可以说没有化学就没有现代食品的色香味俱全。 三、化学与能源的关系 能源问题关系到一个国家、一个民族的长远发展。随着社会经济规模的不断扩大,以煤、石油、天然气为主的化石能源需求持续增加,给人类带来了巨大的能源压力,化学则提供了一些解决能源问题的途径。一是通过化学手段提高能源的利用率。包括:①提高石油的利用率。西德汉堡大学卡密斯库教授发现的一种新型石油化工催化剂——由钴化物和铝氧烷络合而成的固相钴催化剂,具有活性高、能迅速形成大聚合物链、可将丙烯或高级α—烯烃生成高分子量的无规聚合物、与淀粉或纤维素以及其他填料生成均匀聚烯烃复合材料、寿命长、易长期保存等优点,提高了石油化工装置的经济效益。②带动了新型煤化工。煤的直接液化是煤化工领域的高新技术。该技术是将煤在450 ℃高温和10~30MPa高压下催化加氢,获得液化油,并进一步加工成汽油、柴油及其它化工产品。也可以对煤间接液化。将煤气化并制得合成气(CO、H2) ,然后通过F - T 合成,得到发动机燃料油和其它化工产品。二是通过化学手段发掘新能源。包括:①燃料电池。将储存于燃料(H2、甲醇等) 中的化学能转化为电能。②开发金属氢化物中以原子形式存储的氢。③研制单晶硅、多晶硅和非晶硅系列太阳能电池。 四、化学与材料的关系 材料与粮食一样,是人类赖以生存和发展的物质基础。化学是新材料的“源泉”,每一种新材料的出现,都是人类文明的一件大事,也是化学学科的一件大事。早在2500年前,文明的祖先就开始了金属合金的研究,1965年在湖北望山一号楚墓出土的越王勾践的宝剑和青铜编钟,表明当时的铜合金技术已经达到非常成熟的境界。盛行于唐宋时期的唐三彩体现了化学工艺在陶瓷烧结中的高超造诣。现代工业中的钢铁冶炼技术,应用了化学中的氧化还原反应原理;金属防腐技术,运用了化学中的置换反应原理。20世纪中期科学家在电子信息材料的基础上实现了电子元件的大型集成化,为电子产品的微型化、智能化、低耗能、高品质创造了条件。21世纪,人类进入了纳米材料时代,比如由的光肽纤维、的竹纤维、37%的纳米硒纤维、的纯棉纤维科学配置成的纳米服饰就是化学在服装领域应用的新成果。这种纳米服饰抗菌、阻挡紫外线,还含有人体必需的、体内不能生成的以纳米硒为主体的多种微量元素,具有保肝护肝、预防多种疾病的功能。化学还广泛应用于现代建筑材料的研究,08年北京奥运会的“水立方”外层覆盖的蓝膜就是材质为“ETFE”(即“乙烯-四氟乙烯共聚物”)的环保节能透明膜。这种材料耐腐蚀性、保温性俱佳,自清洁能力强,抗压能力强,且能起到遮光、降温的作用。 五、化学与医药的关系 化学是医药健康的基础。在中国,2000多年前人们就知道了在发生汞、铂、铬等重金属中毒时,利用牛奶、生鸡蛋白、豆浆等食物中丰富的蛋白质与重金属离子作用,减轻人体器官和血液的蛋白质发生沉淀,缓解中毒的毒性(《神农本草》)。现代医药(无论是中药还是西药)的研究几乎都离不开化学,化学遍及与医药相关的所有领域。许多医疗器材的工作原理与化学密切相关,供氧器就是利用过氧化钠与二氧化碳反应来制氧;大多数医疗习惯与化学有关,最常见的就是用酒精杀毒、灭菌。化学在医药领域最具影响力的莫过于青霉素的发明。当常规消炎药物对葡萄球菌感染束手无策时,英国细菌学家弗莱明培养这种霉菌进行了多次试验,发明了葡萄球菌的克星—青霉素。生物化学家钱恩、弗罗里、瓦尔特深化了青霉菌的培养和青霉素的分离、提纯和强化,使其抗菌力提高了几千倍同,并大规模生产出实用的青霉素。青霉素的开发成功,挽救了数以亿计人的生命。因此,弗莱明、钱恩、弗罗里、瓦尔特四人一起获得1945年的诺贝尔医学奖。目前,无数的化学家正在为人类和动物的健康从事药物化学研究,以化学为武器向癌症、艾滋病等不治之症发起冲锋。 当然,我们必须认识到,与如何事物一样,化学在人类生活中也表现出其双刃剑的属性。化学发展带来的最突出问题是对环境的污染和破坏,主要包括大气污染、水污染、土壤污染、食品污染等。这些污染造成的恶果,关系到人类的延续和发展。我们应当认真研究化学这门科学,以环境保护和对人体安全无害为标准,选用无公害原料,采用无污染工艺,使化学更好地为我们的生产和生活服务。 参考文献: [1]王承静 把化学和生活联系在一起《中国教育发展研究杂志》2009年 第12期 [2]汪家全 浅谈化学知识与生活《成才之路·教育教学版》2011年第03期 [3]白春礼 化学创造美好生活——写在化学年百年纪念《知识就是力量》2011年
在新形势下,为了培养合格的制药工程专业人才,要结合专业特点,依据社会需求,进行生物化学教学。文章结合多年的生物化学教学经验,对制药工程专业生化课程的教学内容整合和教学方法进行了探讨。 关键词:制药工程专业; 生物化学; 教学内容; 整合; 教学方法 Essay on the Biochemistry Teaching in Pharmaceutical Engineering 随着改革开放和科学技术的不断发展,我国医药产业整体呈现高速发展势头,对具备丰富的理论知识,同时又具备现代化药品生产技能,熟悉行业管理和运行过程,并能解决一定现场问题的技能型、复合型高层次制药人才的需求也越来越迫切。制药工程本科专业的设立及时地迎合了这种需求,它是国务院学位委员会和教育部在1997年调整学科结构与大幅度整合高等学校专业的时候推出的新专业,在1998年公布确定制药工程本科教育在化工与制药类下设立,重在药物生产过程的技术集成和产业化[1],而生物化学是制药工程专业的主干课程,是研究生命物质的化学组成、结构、性质,以及这些物质在体内发生新陈代谢的过程和代谢变化与复杂生命现象之间关系的一门学科,它是制药各专业课程的基础,是学生进行后续课程学习及深造必不可少的重要基础。在新形势下,如何结合专业特点进行生物化学教学,为培养合格的制药专业人才,满足社会需求奠定良好基础,是我们生物化学教师的一个共同目标。为此,笔者结合多年的生化教学经验,从教学内容的整合、教学方法两方面分析如下。 1 整合教学内容 协调各相关课程关系,重新整合教学内容 生物化学是一门年轻的学科,虽然1903年才从有机化学、生理学等学科中独立出来,发展却非常迅速。生物化学课程的特点是知识点多、涉及多门学科内容、概念抽象、代谢途径多且杂又相互联系、相互影响,因此,一直被师生看作是最难啃的骨头。生物化学虽然自成体系,但是在内容上与有机化学、物理化学、药理学等课程相互关联甚至重复,尤其是一些基本的理论知识重复较多。为了避免不必要的重复及时间的浪费,避免浪费师生双方的精力,提高教学效率,一定要注意与相关学科的关系,最好根据各门课程的开设时间,使相关任课教师事先协商,划分各自的教学范围,作好教学内容的取舍,及后续课程衔接。根据教学经验,笔者对该课程教学内容的整合有这样的建议:首先,在课程安排时间上,有机化学、物理化学、分析化学、无机化学应该先于生物化学(而药理学、药代学等课程要安排在生化课之后),因为学习生物化学需要应用到这些课程中的一些基本原理、概念和方法,这种安排有利于学生对生化知识的理解和掌握;其次,在教学内容上,可以把与上述课程重复的琐碎知识点直接从生化中删除,不必重复讲授,这样即节省了教学时间,简化了教学内容,又达到了教学目的,如,传统静态生化中主要讲述糖类、脂类、蛋白质、核酸以及对代谢起催化和调节作用的酶、维生素和激素,即生物化学中的四大基本物质和三大活性物质的组成、结构、性质和功能,而有机化学含概了糖类、氨基酸、脂类、核酸的组成、结构和理化性质以及构型、构象、手性分子、反应机理等内容,所以,要把这一部分重复内容在有机化学中详细讲授,而有关这类物质的功能、高级结构及结构与功能的关系等内容则要在生化中细致讲解;另外,在生化课中的生物氧化及氧化磷酸化这章中涉及到的热力学三定律、氧化还原电位及电极电势等知识点是物理化学中的重点内容,因此,这部分内容应该从生化教学内容中删除,由物化老师在物理化学课程中讲授;而生化本身的内容也要重新进行梳理和整合,如,维生素在生物体内主要作用是作为酶的辅酶和辅基参与新陈代谢过程,故可将维生素(重点是维生素与辅酶、辅基的关系、维生素缺乏症)这章内容穿插在酶化学中讲解;而生物氧化和氧化磷酸化是物质分解代谢、水、二氧化碳和ATP生成的基本理论,是物质代谢及能量产生必须的理论基础,所以最好的安排就是把这部分内容放在糖、脂、蛋白质及核酸的代谢的前面讲解;最后,再结合图示讲解各代谢之间的联系,突出三羧酸循环的核心作用,从而有利于学生理解并轻松地掌握本课程难点、重点中最复杂的代谢内容。经过梳理整合之后,不仅可以有效地简化多而杂的生化知识点,使其条理清晰、简洁明了,而且还使得整个课程体系的联系更加密切,衔接更加通畅,每门课程各有侧重,既有利于学生的理解、掌握,又提高了教学效率。 用英语注释部分专业术语,为双语教学作准备自从我国教育部在2001年秋发出通知,要求各高校大力推广双语教学以来,陆续在全国各高校掀起了双语教学实践高潮,我院制药工程专业为双语教学的开展也进行了积极的准备。根据已经开设双语课程教学的一些高校反映,教学效果并不是十分理想,有喜有忧。分析其原因很多,但笔者认为,影响双语教学效果的一个主要因素是学生、双语教师的专业词汇量、英语表达和听力水平。一般来说,专业课涉及到大量的专业术语,其内容本身就很难懂,用母语讲学生理解都有难度,何况再加之上述因素,双语教学效果可想而知。因此,在借鉴其他兄弟院校的双语教学实践经验基础上,设立了我院制药工程专业的双语教学课程体系。由于生物化学课程与有机化学、物理化学、药理学、药代学等基础、专业课程密切相关,而且,其所包含的专业性较强的词语是后续专业课程中必须掌握的术语,所以,为了双语教学的顺利开展,我们选定在生物化学教学过程中,适时采用英语对一些词汇进行注释、讲解,让学生提前接触英语专业词汇,提前适应在专业基础课中出现、使用英语的教学模式,从而使他们掌握一定的基本专业词汇,奠定双语教学的基础。例如,当新陈代谢失调时会引发疾病,而新陈代谢停止时则意味着生命终止,所以动态生化所研究的代谢对制药专业而言是非常重要的。因此,在讲解这部分内容时,把体内研究(in vivo)、体外研究(in vitro)、生物氧化(biological oxidation)、氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)、新陈代谢(metabolism)、三磷酸腺苷(adenosinetriphosphate)、葡萄糖(glucose)、蔗糖(saccharose)、多糖(polysaccharide)、淀粉(starch)、糖原(glycogen)、糖酵解(glycolysis)、三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle)等等这些术语的英文解释一定要随着课程内容的进行而不断的讲解,从而达到耳熟、嘴熟的目的,使得师生双方在任何课程中遇到这些专业词汇也不会陌生,为双语教学的进行作好充足的准备。 2 更新教学方法,因材施教 根据学生特点,采用启发式教学一直以来,我国教育(从小学到大学)模式几乎都是“填鸭式”教学,只强调教师的“教”,忽视了学生“学”的个体差异及主体作用。随着知识经济的到来,人们对教育越来越重视,教学方法也逐渐更新,以便更适应现代学生的教育。其中最值得一提的,我认为就是启发式教学--以“学为主体、教为主导、发展智能”为原则,在教师指导下,充分调动学生学习的主动性,激发学生的兴趣,训练学生独立思考、解决问题的能力。在这几年生化教学实践中,我深深的体会到启发式教学的好处。学生都比较讨厌学习枯燥、抽象的知识,喜欢时尚、挑战自我,对能引起他们好奇心、兴趣的内容格外青睐,所以在教学时,分别采用下列启发手段,可以取得良好的教学效果:① 适时提问。为了使学生在课堂上能够集中注意力,有效提高授课效率,在讲课过程中要在适当的时候提出一些问题,使学生既能集中精力听课,又能积极思考,得到启发,尝试运用所学知识,温故而知新。如,在讲解糖有氧分解代谢时,首先说明该途径释放的能量是无氧分解代谢途径的18(或19)倍,然后提出问题:计算该途径所净产生的ATP。这样,学生就会认真听课,开动脑筋,结合前面学过的无氧代谢能量计算方法,主动寻求问题答案。② 带着问题预习。由于生化课本身内容杂而多,所以一次课要讲授的知识点也比较多,学生想要当堂消化理解课堂内容是很难的,除非积极作好课前预习,因此,最好的办法就是下课前,将下节课要讲的重点、难点内容中提出几个典型的问题,让学生带着问题去看教材、参考书或查阅资料,进行预习,然后,在上课时让学生回答这些问题,这样,即可以调动学生学习的积极性,使其主动参与到教学活动中,又可以锻炼学生查阅、利用文献资料解决问题的能力。一般通过这种方式讲解的内容,学生都掌握的比较牢固、持久,而且学生也学会了独立获取信息的能力,这是最佳的教学目的。③ 理论联系实际。生化知识跟我们的日常生活密切相关,在教学过程中,若能结合病历、实际问题讲授理论知识,可以起到事半功倍的效果。如"体检时为什么通过验血可以判断患者是否有肝炎?口服超氧化物歧化酶药片可以防止衰老吗?沙漠中骆驼为什么耐饥渴?"等等这些实际生活中遇到的问题使得深奥、抽象的生化知识变得浅显、具体、形象起来,不仅可以极大地激发学生的学习兴趣,唤起他们的求知欲,而且可以启发学生的思维,促进学生学习的主动性,有助于学生对生化知识的理解和消化吸收。 多媒体与传统板书教学的合理结合 目前,多媒体教学已成为我国高校普遍采用的一种现代化教学手段,虽然多媒体教学具有信息量大、直观、图声俱全等优点,但它不能代替传统的板书教学模式,它只是传统教学模式的重要补充。“寸有所长,尺有所短”,多媒体总是处在被支配的地位,它是教师教学活动的辅助设施,不能反客为主,我们为了教学而使用它,并不是为了使用它而教学。多媒体教学应立足于传统教学资源,充分发挥教师的人格力量和榜样力量,教学活动只是一个过程,重要的是教学效果,多媒体教学必须服从于提高教学效果的要求[2,3]。因此,是否使用多媒体,应取决于课堂教学的内容,要根据上课内容进行传统板书与多媒体教学的合理结合,从而达到预期的教学目的,取得良好的教学效果。如,在静态生化中涉及到的知识点比较抽象,象蛋白质、核酸的分子结构、生物膜流动镶嵌模型、DNA复制等这些内容十分抽象,单凭传统板书加上老师的讲授是很枯燥,很难讲解清晰的,学生也很难理解。如果能够配上多维彩色图片,或制成动画,那么教师一边播放多媒体,一边讲解,则能取得神奇的效果。再如,在动态生化中主要讲解的就是糖、脂、蛋白质和核酸的代谢,用多媒体可以有效的节约在黑板上书写反应步骤、分子式等过程所耗的时间,提高了教学效率,但是,由于代谢过程往往比较复杂,不能把某一代谢途径完整的呈现在一个多媒体屏幕上,不利于学生从整体上把握和理解这部分内容,因此,必须要结合板书,把整个代谢历程简要的以流程图的形式写在黑板上,尤其要注明与能量产生和消耗有关的步骤,以及限速的步骤,然后,再根据这个流程图计算出代谢所净产生或消耗的能量,从而给学生以清晰的思路,有效地理解和掌握这部分内容。
论文题目是啥啊?压根不知道
布拉格条件:
2d sin θ = nλ,
式中,λ为X射线的波长,λ= Å,
衍射的级数n为任何正整数;
d和θ是对应的一组数据;当X射线以掠角θ(入射角的余角,又称为布拉格角)入射到晶体或部分晶体样品的某一具有点阵平面间距d的原子面上时,就能满足布拉格方程或者布拉格条件,从而产生三维衍射,衍射强度用感光照片或者闪烁接收器等进行接收、从而获得一组X射线粉末衍射图或资料。
这是一个十分复杂的问题,但是布拉格、劳厄等简化了这个问题。在对衍射原理进行讨论或者对衍射谱图进行解析的过程中,引入了晶面间距d和衍射指数n的概念,于是使问题得到了简化。当把衍射指数指标化后,在布拉格方程中,一般可只取n=1,即都把衍射峰看作某晶面的一级衍射峰。 如440衍射斑点或衍射峰可以解析为110晶面的4级衍射贡献、或者220晶面的2级衍射贡献、或者440晶面的1级衍射贡献;待到指标化后,它只被看作440晶面的一级衍射。如此类推。
X射线衍射分析法进行物相分析时,常用照相法和衍射仪法获得样品衍射花样。它们都要遵循衍射原理,衍射原理中最重要的就是布拉格公式或布拉格方程。
厄瓦尔德反射球,可以用图解的方式解释衍射原理:
倒易点阵最重要的应用就是用厄瓦尔德反射球图解并阐述了衍射原理。调整一级布拉格公式2d sin θ = λ 为:
sin θ =λ/(2d) = (1/d)/(2/λ),
这个式子表明,一级布拉格公式的所有元素都可以集中到一个直角三角形,θ角的正弦可以表示为晶面间距d的倒数(1/d作θ角相对的直角边)与2倍波长λ倒数(2/λ作斜边)的商。
[图1 厄瓦尔德反射球]
图1是著名的Ewald反射球。以样品位置C为中心,1/λ为半径作圆球,入射X射线ACO(直径)的A、O两点均在球赤道圆上,设想晶体内与X射线AC成θ角的晶面(hkl)形成衍射线CG交赤道圆于G,则AG⊥OG。∠OAG=θ,OG=1/d。G点是符合布拉格方程的(hkl)晶面的衍射斑点,G点必在这个球面上。此球称为厄瓦尔德反射球。CG是衍射线方向,∠OCG=2θ是衍射角。G点还可以看作是以O点为原点的衍射面(hkl)的法线方向上的一点,该法线长度等于衍射面系列的晶面间距dhkl的倒数,不同于真实晶体的虚幻的点O、G及衍射面等组成了以晶体为正点阵的倒易点阵诸元素。O点是倒易点阵原点,OG是倒易矢量Hhkl。
单晶体的倒易阵是在三维空间有规律排列的阵点,根据厄瓦尔德图解可以领悟到单晶体的衍射斑点组成。粉末多晶体由无数个任意取向的晶粒组成,所以其某一确定值晶面(hkl)的倒易点如(110)在三维空间是均匀分布的,所有晶粒这些倒易点的集合构成了一个以O为球心、半径为1/dhkl(=Hhkl)的倒易球壳,显然这个倒易球壳来源于那个{hkl}晶面族的衍射。不同晶面间距d晶面的衍射对应不同半径的同心倒易球壳,它们与反射球相交,得到一个个圆。以该圆为底面、以反射球心为顶点的旋转圆锥称为衍射圆锥或衍射锥,它的顶角夹角等于4θ。因为,当样品单晶旋转时或样品是多晶体时,满足布拉格方程的倒易点阵点不仅是一个已标出的G点,而是以C为顶点、以CO为对称轴、以CG为母线的旋转圆锥面都是样品中一个(hkl)晶面系列的衍射方向,该旋转圆锥面的顶角为4θ,其与反射球交点轨迹就是G点所在的垂直于直径ACO的圆。
[图2 旋转晶体的倒易点阵]
这是(hkl)晶面等于某一组特定值时的情况。当(hkl)值换为另一组值,衍射面自然也变为另一组值,布拉格角θhkl随hkl值变换而不同于前一个θ角,衍射角2θhkl也随之改变,衍射斑点的位置也相应改变。晶面指数不是连续变化,衍射圆锥面也相应地断续发生。旋转晶体在其转轴[001]方向获得如图2的倒易点阵结构:以转轴为轴的以晶体处即反射球心为顶点的以2θ为半顶角的一系列不连续的圆锥面再与反射球的交线圆。这些圆平面垂直于纸面,故在纸面上投影画为直线。从中心向两侧分别标以l=0、±1、±2、……。用感光胶片在垂直于l轴或C*轴方向(*表示属于倒易点阵空间)接收,会得到一系列同心圆环(或称为德拜圆环)。放感光胶片到平行于l轴方向,接收到的由衍射锥留下的交线图案就是一系列类双曲线极限球。
图3是平板照相法(平面底片法)获得X射线衍射图原理的图解;感光胶片垂直于X射线摆放。图3中的样品就是无规取向聚甲醛POM。
这种照相法的优点是一次实验可获得较多的衍射记录。解析衍射图案可以获得样品的许多结构信息,如取向情况,结晶情况等。
园筒底片法(又叫回转照相法或旋晶法):
研究晶体结构时,特别是研究对称性较低晶体结构时,几乎总是使和易于处理和解析的单晶法。
回转照相法
单晶固定在测试头上射线束照射的中心位置,使某晶轴平行于旋转轴。感光胶片装在园筒形相盒内,相盒园筒的中心轴线与转轴重合。使用单色X射线,垂直地入射位于转轴上的单晶某轴。设该晶轴为C轴,单色光波长入是常数,则单晶衍射的反射球具有固定的半径1/λ。当单晶在其平衡位置附近不断地来回转动(回转或回摆)或单向转动时,倒易点阵也随之摆动或转动。一切能使感光胶片感光的衍射线必然满足
c(cosγ—cosγo)=lλ,
固晶轴与λ射线垂直,转动的衍射线集合组成了一套套同轴的L是层线数。圆锥面(特称劳厄锥),见图4。图4是回转照相、衍射劳厄锥、衍射底片层线晶胞参数求解图示图。λ射线所在的平面是一个大圆,在圆筒底片引发感光形成赤道线,指数为hko;在展开的相平面中是位于中央的水平真线,称为O级层线(l=0)。向上(或向下)依次是第1,2,…层线(指数分别为hk1,hk2等),它们与0层线都是互相平行的水平直线。
图5是多晶粉末德拜-谢乐照相法示意图。胶片贴内壁安装。粉晶圆锥衍射面被德拜-谢乐园筒形感光胶片所截,每个劳厄锥的截线都是一对关于X射线入射点为对称的弧线。
多晶粉末衍射仪法
衍射仪的接收器把获得的光的闪烁信号转化为强度输出,如果用X-Y型记录仪画出谱图,就是多晶粉末衍射谱。横坐标是衍射角(2θ);纵坐标是衍射强度
多晶体的电子衍射花样是一系列不同半径的同心圆环. 多晶取向完全混乱,可看作是一个单晶体围绕一点在三维空间内旋转,故其倒易点是以倒易原点为圆心,(hkl) 晶面间距的倒数为半径的倒易球,与反射球相截为一个圆.所有能产生衍射的半点都扩展为一个圆环,故为一系列同心圆环. 单晶体的电子衍射花样由排列的十分整齐的许多斑点组成. 倒易原点附近的球面可近似看作是一个平面,故与反射球相截的是而为倒易平面,在这平面上的倒易点阵都坐落在反射球面上,相应的晶面都满足Bragg方程,因此,单电子的衍射谱是而为倒易点阵的投影,也就是某一特征平行四边形平移的花样. 非晶态物质的电子衍射花样只有一个漫散的中心斑点. 非晶没有整齐的晶格结构.
X太有用了,电子显微术不仅可以观察样品微观组织形态,而且可以利用高分辨率透射电子显微镜进行微区晶体结构分析,空间分辨率可以达到射线衍射技术在材料科学(包括无机、有机、金属、单晶等)、生命科学、聚合物的结构及性能表征中得到广泛应用,归纳起来有: (1)多晶结构; (2)晶胞参数的精确测定; (3)物相分析; (4)相图的测定; (5)晶体宏观内应力的测定; (6)晶粒度的测定; (7)聚合物的结构; (8)X射线衍射像貌学,研究单晶的完整性及缺陷;
(a)偏振光探测器原理结构。(b)平行于和垂直于界面的光电导率。(c)光电导各向异性与激发功率。(d)零偏置下在405 nm处测量的角度分辨光电流与偏振角的关系。(e)一些已报道的偏振光探测器的实验偏振比。(f)本器件在不同温度下测量的角度相关的光电流。来源:中国科学出版社 基于各向异性半导体的偏振敏感光电探测器在天文学、遥感和偏振分复用等特殊应用中具有广泛的优势。对于偏振敏感光电探测器的活性层,最近的研究主要集中在二维(2D)有机-无机杂化钙钛矿,其中无机板和有机间隔层交替排列成平行层状结构。与无机二维材料相比,重要的是,杂化钙钛矿的可溶性使其以低成本获得大晶体成为可能,为将晶体面外各向异性纳入偏振敏感光检测提供了令人兴奋的机会。然而,由于材料结构的吸收各向异性的限制,这种器件的偏振灵敏度仍然很低。因此,迫切需要一种新的策略来设计具有大各向异性的二维杂化钙钛矿用于偏振敏感的光检测。 异质结构为解决这一挑战提供了线索。一方面,异质结构的构建可以提高复合材料的光学吸收和自由载流子密度。另一方面,异质结处的内建电场可以使光生电子-空穴对在空间上分离,显著降低了复合率,进一步提高了偏光敏感光电探测器的灵敏度。因此,构建各向异性二维杂化钙钛矿单晶异质结构可以实现高极化灵敏度的器件。 在北京《国家科学评论》上发表的一篇新的研究文章中,中国科学院福建物质结构研究所的科学家们创造了一种2D/3D异质结构晶体,将2D杂化钙钛矿与其3D对应物结合起来;并实现了超高性能的偏振敏感光检测。不同于以往的工作,基于异质结构晶体的器件故意利用二维钙钛矿的各向异性和异质结构的内置电场,允许首次展示不需要外部能量供应的基于钙钛矿异质结构的偏振敏感光电探测器。值得注意的是,该器件的极化灵敏度超过了所有报道的基于钙钛矿的器件;并且可以与传统的无机异质结构光电探测器竞争。进一步的研究表明,异质结处形成的内建电场可以有效地分离这些光致激子,降低它们的复合率,从而提高由此产生的偏振敏感光电探测器的性能。 “基于单晶2D/3D混合钙钛矿异质结构的自驱动偏振敏感光电探测器成功实现了高偏振灵敏度,该异质结构是通过一种精细的溶液方法生长的,”作者声称,“这项创新研究拓宽了可用于高性能偏振敏感光电探测器的材料选择,相应地,也拓宽了设计策略。”
全无机钙钛矿(CsPbX3,X=Cl,Br,I)纳米棒(NRs)不仅保留了其固有的优点,如高的光致发光量子产率和宽波长可调性,而且还具有优异的光物理性质,包括其极强的多光子吸收(MPA)。然而,CsPbX3-NRs的光谱动力学和MPA特性还没有得到充分的研究。
近期,来自深圳大学的研究者报道了CsPb()3,CsPbr3和CsPb()3NRs的飞秒光谱动力学特性,包括它们对热载流子冷却、双激子寿命和双激子结合能的影响。有趣的是,虽然这三种钙钛矿型NRs的直径和长度相似,但它们的非线性光学性质却有显著差异,其中CsPb()3的MPA截面最大。此外,还研究了CsPb()3和CsPbBr3-NRs的多光子激发受激发射。 这项工作表明CsPbX3(X=Cl,Br,I)NRs是 探索 其在不同光电器件中应用的理想候选材料 。相关论文题目以“Spectral Dynamics and Multiphoton Absorption Properties of All-Inorganic Perovskite Nanorods”发表在The Journal of Physical Chemistry Letters 期刊上。
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此外,据报道,与立方晶体相比半导体可以强的一维量子限制作用,可以更有效地放大其多光子吸收(MPA)。据报道,使用CsPbBr3 NRs作为激发介质的激发,没有针对多光子激发的工作,与单光子激发相比,它在生物成像应用中可以提供更大的穿透深度和更高的空间分辨率。在研究多光子激发之前,必须先考虑钙钛矿的形状或/和组成对其MPA的影响。尽管以前的文献已经证明了具有立方和二维几何形状的不同钙钛矿型的MPA特性取得了显着进步,但仍缺乏对一维NR对应物的相关研究,必须加以解决。深入了解半导体中典型载流子动力学过程的起源,影响因素和寿命,包括辐射跃迁和非辐射跃迁,对于拓宽它们的相关应用至关重要。
图1。描述(a)CsPb()3NRs,(b)CsPbr3 NRs和(c)CsPb()3NRs原子分辨率的TEM图像。(d)CsPb()3NRs,(e)CsPbr3 NRs和(f)CsPb()3NRs的HR-TEM图像。
图2。(a)CsPb()3,(b)CsPbr3和(c)CsPb()3NRs在350 nm激发下的早期延时二维fs-TA光谱。(d)CsPb()3、(e)CsPbr3和(f) CsPb()3NRs的载体冷却工艺。通过对早期ps时间尺度上光谱演化数据提取的GSB进行拟合,得到了相应的冷却时间值。
图3。(a)CsPb()3,(b)CsPbr3和(c)CsPb()3NRs固体薄膜在400 nm激发下的泵浦强度依赖的PL光谱。插图显示了光致发光强度与泵浦强度和发射图像的关系图。(d)CsPb()3,(e)CsPbr3和(f)CsPb()3NRs固体薄膜在800nm激发下的光致发光谱。插图显示PL强度图与泵浦光强度和发射图像的对比。
(文:爱新觉罗星)
导读
背景
1839年,德国矿物学家古斯塔夫·罗斯(Gustav Rose)站在俄罗斯中部的乌拉尔山脉上,拾起一块以前从未被发现的矿物。
那时,他并没有听说过“晶体管”或“二极管”,也没想到电子器件会成为我们日常生活的一部分。更出乎他意料的是,他手中的这块被他以俄罗斯地质学家 Lev Perovski 的名字命名为“钙钛矿(perovskite)”的这块矿石,会成为彻底变革电子器件的关键因素之一。
钙钛矿如此重要的地位,离不开它特殊的结构。钙钛矿材料结构式一般为ABX3,其中A为有机阳离子, B为金属离子, X为卤素基团。该结构中, 金属B原子位于立方晶胞体心处, 卤素X原子位于立方体面心, 有机阳离子A位于立方体顶点位置。
钙钛矿结构稳定,有利于缺陷的扩散迁移,具备许多特殊的物理化学特性,例如电催化性、吸光性等。
过去十年,钙钛矿因为制造起来更便宜、更绿色,效率可与硅太阳能电池相媲美,逐渐成为硅太阳能电池的替代品。
然而,钙钛矿仍会表现出明显的性能损耗以及不稳定性。迄今为止,大多数的研究集中在消除这些损耗的方法,然而真正的物理原因仍然是未知的。
创新
近日,在一篇发表在《自然(Nature)》期刊上的论文中,来自剑桥大学化学工程与生物技术系以及卡文迪许实验室 Sam Stranks 博士的研究小组,以及日本冲绳科学技术大学院大学 Keshav Dani 教授的飞秒光谱学单位的研究人员们,找到了问题的根源。他们的发现,将使得提升钙钛矿的效率变得更容易,从而使它们离大规模量产更近。
技术
当光线照射钙钛矿太阳能电池时,或者当电流通过钙钛矿LED时,电子被激发,跳跃到更高的能态。带负电荷的电子留下了空白,也称为“空穴”,它带正电荷。受激发的电子与空穴都可以通过钙钛矿材料,因此可成为载流子。
但是,在钙钛矿中会产生一种称为“深阱”的特定类型缺陷,带电的载流子会陷入其中。这些被困的电子与空穴重新结合,它们的能量以热量形式丧失,而不是转化为有用电力或者光线,这样就会显著降低太阳能面板和LED的效率以及稳定性。
迄今为止,我们对于这些陷阱知道得很少,部分原因是,它们似乎与传统太阳能电池材料中的陷阱表现得大相径庭。
2015年,Stranks 博士的研究小组发表了一篇研究钙钛矿发光的《科学(Science)》期刊论文,这篇论文揭示了钙钛矿在吸收光线或者发射光线方面有多擅长。Stranks 博士表示:“我们发现,这种材料非常不均匀;相当大的区域是明亮且发光的,而其他的区域则非常黑暗。这些黑暗区域与太阳能电池或者LED中的能量损耗相关。但是,引起这种能量损耗的原因一直是个谜,特别是由于钙钛矿在其他方面非常耐缺陷。”
由于标准成像技术的限制,研究小组无法说明黑暗区域是由一个大的陷阱位引起的,还是由众多小的陷阱位引起的,从而难以确定它们为什么只是在特定区域形成。
后来在2017年,Dani 教授在 OIST 的研究小组在《自然纳米技术(Nature Nanotechnology)》期刊上发表了一篇论文,在论文中他们制作了一个有关电子吸收光线后在半导体中如何表现的影片。Dani 教授表示:“在材料或者器件被照射光线之后,如果你可以观察到电荷是如何在其中移动的,那么你将从中学会很多。例如,你可以观察到电荷会落入陷阱。然而,因为电荷移动得非常快,以一千万亿分之一秒的时间尺度来衡量;并且穿越非常短的距离,以十亿分之一米的长度尺度来衡量;所以这些电荷难以进行可视化观测。”
在了解到 Dani 教授的工作之后,Stranks 博士伸出援手,看看他们是否可以一起合作应对这个问题,对钙钛矿中的黑暗区域进行可视化观测。
OIST 的团队首次对钙钛矿使用了一项称为“光激发电子显微镜(PEEM)”的技术。他们用紫外光探测材料,并用发射的电子形成一幅图像。
观察材料时,他们发现含有陷阱的黑暗区域,长度大约是10到100纳米,由较小的原子尺寸陷阱位聚集而成。这些陷阱簇在钙钛矿材料中分布不均,从而解释了 Stranks 较早的研究中观察到的非均匀发光。
有趣的是,当研究人员将陷阱位的图像覆盖到显示钙钛矿材料晶粒的图像上时,他们发现陷阱簇仅在特定的地方形成,即某些晶粒之间的边界上。
为了理解这种现象为什么只发生在特定晶粒的边界上,研究人员小组与剑桥大学材料科学与冶金系教授 Paul Midgley 的团队合作,他采用了一项称为“扫描电子衍射”的技术,创造出了钙钛矿晶体结构的详细图像。Midgley 教授的团队利用了位于金刚石光源同步加速器 ePSIC 设施中的电子显微镜装置,该设施拥有用于成像像钙钛矿这样的光束敏感材料的专用设备。
Stranks 研究小组的博士生、这项研究的共同领导作者 Tiarnan Doherty 表示:“因为这些材料是超级光束敏感的,你在这些长度尺度上用来探测局部晶体结构的一般技术,实际上会相当快地改变你正在观察的材料。取而代之的是,我们可以用非常低的照射剂量,从而防止损伤。”
“我们从 OIST 的工作中知道了陷阱簇的位置,并且我们在 ePSIC 围绕着同一块区域扫描,以观察局部结构。我们能够快速地查明晶体结构中陷阱位附近的意外变化。”
研究小组发现,陷阱簇只在材料中具有轻微扭曲结构的区域与具有原始结构的区域的结合处形成。
Stranks 博士表示:“在钙钛矿中,我们拥有这些规则的马赛克晶粒材料,这些晶粒大多数都是又好又崭新的,这是我们所希望的结构。但是,每隔一段时间,你就会得到一个稍微形变的晶粒,这个晶粒的化学成分是不均匀的。真正有意思的,也是一开始让我们困惑的,就是形变的晶粒并没有成为陷阱,而是这个晶粒遇到原始晶粒的地方;陷阱是在那个结合处形成的。”
通过对于陷阱本性的理解,OIST 的团队也采用了定制的 PEEM 仪器来可视化观测钙钛矿材料中载流子落入陷阱的动态过程。Dani 研究小组的博士生、这项研究的共同领导作者 Andrew Winchester 解释道:“这是可能的,因为 PEEM 的特征之一就是,可对超高速的过程进行成像,短至飞秒。我们发现,陷落的过程受到扩散到陷阱簇的载流子的控制。”
价值
这些发现代表了为了把钙钛矿带向太阳能市场所取得的一项重要突破。
Stranks 博士表示:“我们仍然无法准确地知道,为什么陷阱聚集在那里,但是我们现在知道它们确实在那里形成,并且只有那里。这非常令人振奋,因为这意味着我们现在可以知道如何有针对性地提升钙钛矿的性能。我们需要针对这些非均匀相,或者以某种方式去除这些结合处。”
Dani 教授表示:“载流子必须首先扩散到陷阱,这一事实也为改善这些器件提出了其他方案。也许,我们可以改变或者控制这些陷阱簇的排列,而无需改变它们的平均数,这样一来,载流子就不太可能到达这些缺陷部位。”
团队的研究集中在一种特殊的钙钛矿结构。科学家们也将研究这些陷阱簇是否在所有的钙钛矿材料中都是普遍存在的。
Stranks 博士表示:“器件性能的大部分进展都是经过反复试错的,然而目前为止,这一直是一个低效率的过程。迄今为止,这个过程还没有真正被‘理解特定原因以及系统性针对该原因’所驱动。它是这方面最重要的突破之一,将帮助我们采用基础科学来设计更高效的器件。”
关键字
参考资料
【1】Liu, ., Johnston, . and Snaith, . (2013) Efficient Planar Heterojunction Perovskite Solar Cells by vaPour Deposition. Nature, 501, 395-398.
【2】Tiarnan A. S. Doherty, Andrew J. Winchester, Stuart Macpherson, Duncan N. Johnstone, Vivek Pareek, Elizabeth M. Tennyson, Sofiia Kosar, Felix U. Kosasih, Miguel Anaya, Mojtaba Abdi-Jalebi, Zahra Andaji-Garmaroudi, E Laine Wong, Julien Madéo, Yu-Hsien Chiang, Ji-Sang Park, Young-Kwang Jung, Christopher E. Petoukhoff, Giorgio Divitini, Michael K. L. Man, Caterina Ducati, Aron Walsh, Paul A. Midgley, Keshav M. Dani, Samuel D. Stranks. Performance-limiting nanoscale trap clusters at grain junctions in halide perovskites . Nature, 2020; 580 (7803): 360 DOI:
【3】