【摘 要】
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水-固界面在很多科学领域和技术过程中扮演着重要的角色,如溶解、润滑、腐蚀、电化学和异质催化等.水的各种奇特物理和化学性质与水分子之间的氢键相互作用紧密相关,如何在原子/分子水平上理解固体表面水的氢键结构和相关动力学过程是水科学领域的关键科学问题之一.扫描探针技术由于具有原子级的空间分辨能力,成为研究水-固界面的强有力工具.本文重点介绍了本课题组近些年利用亚分子级分辨的扫描探针成像和谱学技术在水-固
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水-固界面在很多科学领域和技术过程中扮演着重要的角色,如溶解、润滑、腐蚀、电化学和异质催化等.水的各种奇特物理和化学性质与水分子之间的氢键相互作用紧密相关,如何在原子/分子水平上理解固体表面水的氢键结构和相关动力学过程是水科学领域的关键科学问题之一.扫描探针技术由于具有原子级的空间分辨能力,成为研究水-固界面的强有力工具.本文重点介绍了本课题组近些年利用亚分子级分辨的扫描探针成像和谱学技术在水-固界面研究中取得的重要进展,包括氢键网络构型的高分辨表征、质子转移动力学、核量子效应对氢键强度的影响以及原
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利用扫描隧道显微术、扫描隧道谱和密度泛函理论研究了茚并[1,2-b]芴-6,12-二酮(IFDO)在Au(111)表面形成的组装结构及其中分子轨道能级的变化.结果表明, IFDO在Au(111)表面通过分子间氢键沿鱼骨重构结构形成一维自组装分子链;位于组装结构中的分子的最低未占轨道相对孤立分子向费米能级方向发生0.16~0.32 e V的位移,且位移大小与分子同周围分子形成氢键的数目和方式有关.通
磁约束聚变是利用磁场将氘和氚燃料以等离子体的形式约束并发生聚变反应,被认为有希望彻底解决人类的能源问题.中国聚变工程试验堆(CFETR)是中国磁约束聚变发展路线图规划的下一个托卡马克聚变装置,其运行将分为两个阶段:第一阶段实现200 MW聚变功率、氚自持的稳态运行;第二阶段实现1000 MW聚变功率并示范聚变电能输出. CFETR将着力解决ITER与DEMO之间存在的物理与工程技术难题,包括实现氘
王梓坤先生是一位对我国的科学和教育事业作出卓越贡献的数学家、教育家和科普作家,也是我国概率论研究的主要奠基人和领导者之一.王梓坤,江西吉安县人, 1929年4月30日生于湖南零陵县.早年丧父,自幼家境贫寒,在故乡艰难地完成了小学学业. 1942年和1945年先后考入吉安中学(今白鹭洲中学)和国立十三中(今泰和中学),以优异成绩完成初中和高中学业. 1948年,王梓坤考入武汉大学数学系, 1952年
作为一门化学与物理交叉的新兴学科,表面在位化学(on-surface chemistry)自诞生以来一直处于表面科学的研究前沿.表面在位化学反应既依托于传统溶液反应,又与传统液相化学反应有着明显的区别.传统溶液反应中的诸多经验、理论在表面在位化学反应中依旧适用,很多经典的溶液反应也能在表面上得以实现.然而,利用表面限域效应可以引发一系列在传统溶液反应中难以实现的,具有高精度、高选择性的化学反应,这
在电化学新能源领域中,理解电催化反应的机理,并设计高效的电催化剂是降低应用成本和促进其产业化进程的关键.从单分子的尺度上研究电极表面的催化反应过程有助于理解催化剂在反应中的作用机制,从而为催化机理的研究以及电催化剂的设计提供支持.本文结合国内外近些年的研究工作,综述了利用扫描隧道显微术研究电极表面催化剂的结构、催化活性位点的数量与分布以及催化反应的原位表征等方面的研究进展,同时展望了领域内所面临的
基于分子自组装的分形、准晶等非周期有序结构的表面制备在近年来取得了一系列进展.本文综述了基于扫描隧道显微镜对表面谢尔宾斯基三角分形结构和准晶结构的研究.通过改变前驱体类型,可在不同基底上分别实现基于卤键、氢键、配位键、共价键的谢尔宾斯基三角分形结构的制备,并结合模板法和共组装法,突破生长动力学的限制,使得分形结构的级数达到五级.利用羧基间的氢键作用,可通过分子自组装构建表面分子准晶结构,并通过有机
表面限域催化的在位化学反应为可控构筑低维碳纳米材料提供了新的思路和手段.结合近期研究工作,本文主要介绍了碳基纳米材料的可控制备和精细表征,包括含有碳碳双键和碳碳三键的有机纳米导线、含有周期性4-8-4元环的石墨烯纳米带等,并简要概述了该领域的国际前沿研究现状.
性质上的多样性使得对碳材料的研究一直以来都是热门课题.随着纳米技术的不断发展,尤其是扫描探针显微镜(SPM)的应用,促使表面化学成为当今热门的研究领域之一.近年来,包括本课题组在内的国内外很多研究组利用扫描探针显微镜,在超高真空(UHV)条件下通过在表面活化碳氢、碳卤键,构筑了多种新颖碳纳米结构.本文结合本课题组的近期研究工作,着重介绍了在金属表面通过碳氢、碳卤活化的手段构筑碳纳米结构的研究,并对
扫描探针刻蚀技术主要利用原子力显微镜针尖和基底间的电、机械或热相互作用进行纳米级表面的成像、操纵和修饰,是一种简便、快速、精确的纳米结构制备技术.其中,扫描探针氧化刻蚀技术利用针尖与样品表面间形成的高度局域化水桥,通过电化学反应在材料表面制备微纳尺度结构,已被广泛用于制备纳米级功能化图案和微纳器件.本文对扫描探针氧化刻蚀过程的机理及其影响因素,如电压、针尖-样品间作用力、持续时间、相对湿度和扫描速