针对既有交通线路快速抢通和抢通后寿命确保的需要, 研发了具有足够施工时间的超早强(数小时达到开放强度)超高性能混凝土(UHPC)。基于最大密实度理论的UHPC配方, 试验研究了普通硅酸盐水泥(OPC)替代率对硫铝酸盐-硅酸盐复合体系(SAC-OPC体系)混凝土力学性能与施工性能的影响, 确定了OPC替代率; 通过正交试验确定影响SAC-OPC体系混凝土力学性能和工作性能的早强组分(硫酸锂、硫酸铝)、增强组分(纳米碳酸钙)、调凝组分(粉体缓凝剂、四硼酸钠), 制备了初凝时间36 min、3 h抗压/抗折强度41.4/17.0 MPa的超早强UHPC, 以及初凝时间40 min、3 h抗压/抗折强度36.2/13.9 MPa的超早强UHPC。通过SEM和XRD分析, 探究了具有足够施工时间超早强UHPC的性能形成机理。结果表明: 随OPC替代率增大, UHPC的凝结时间先减后增, 扩展度持续增大, 早期力学性能大致呈下降趋势, 后期力学性能大致呈上升趋势; 超早强与初凝时间延长主要源于协同水化作用与早强组分、增强组分和调凝组分的累加效应。

以纳米晶掺杂复合体系为例，研究该类多组分光学材料的有效介电系数随复合体系结构和组分介电系数的变化，进而分析有效介质理论的适用条件。假定纳米晶被周期性掺杂到背景晶体中，且均为各向同性材料。借助转移矩阵理论研究发现，当纳米晶和背景晶体的介电系数相差较大时，有效介电系数会表现出波长依赖性。此外，发现复合体系在其光学能隙处没有有效介电系数，说明此时基于等效介质思想的有效介质理论均不适合描述复合体系的光学性质，这是因为在物理上均一的光学材料无法形成光学能隙。

磷建筑石膏(β-HPG)力学性能差,凝结硬化快, 已有研究表明用普通硅酸盐水泥(OPC)替代部分β-HPG可改善其力学性能, 但对此复合体系工作性能的调控作用及机理研究尚不明确。本文探讨了三种缓凝剂对β-HPG-OPC复合体系性能的影响,通过测试凝结时间和抗压强度来表征性能变化, 通过分析水化热曲线、电导率曲线、XRD谱和SEM照片来讨论作用机理。研究结果表明, 三聚磷酸钠(STPP)对复合体系基本无缓凝作用, 蛋白质类SC缓凝剂(SC)和柠檬酸(CA)的缓凝作用均较好, 其中SC对初凝时间的延缓作用较好, CA对终凝时间的延缓作用更佳。CA使二水石膏晶体的形貌发生改变, 导致体系抗压强度显著降低; SC对二水石膏晶体的粗化作用使体系形成相对致密的微观结构体, 对抗压强度影响较小。研究结果将为β-HPG-OPC复合体系工程应用提供重要参考, 有助于推进β-HPG在工程中的高附加值利用。

非线性光学作为现代光学和光子学的重要组成部分,在诸多方面有着重要的研究意义和应用前景。然而,在微纳尺度,受限于固有的非线性极化率和有限的相互作用长度,材料的非线性光学响应十分微弱,制约了可集成的微纳非线性光电子器件的发展。近年来,研究人员将表面等离激元的亚波长电磁场束缚特性和非线性光学结合起来,使得弱光非线性效应在微纳结构中得以实现,并逐渐形成了一个新的研究领域,即非线性表面等离激元光子学。区别于以往侧重关注表面等离激元金属纳米结构本身的非线性光学效应,重点综述了金属纳米结构和电介质材料组成的复合体系中非线性光学效应的最新进展。介绍了表面等离激元和非线性光学的相关性质和理论背景,然后分别从零维复合体系中的非线性光学增强效应、一维复合波导中的非线性效应、二维石墨烯中的非线性等离激元等方面重点介绍了相关研究进展,最后展望了非线性表面等离激元未来的研究方向,机遇和挑战。

利用时域有限差分法设计并分析了基于多孔氧化铝与纳米银颗粒的AAO/Ag NPs光吸收器模型, 采用物理气相沉积方法制备了AAO/Ag NPs复合体系样品, 表征并测试了不同实验参数下样品的光吸收特性.测试结果表明制备的AAO/Ag NPs复合体系样品在400~2 500 nm波段的光吸收率高达98%, 且高的光吸收率几乎不受银纳米颗粒氧化的影响.理论计算与测试分析表明多孔氧化铝孔内壁沉积的颗粒越多, 沉积深度越深, 沉积的银颗粒尺寸范围越大, 光吸收率越高, 而多孔结构有效降低了入射光的反射率, 其表面的银膜有效降低了出射光的透射率.

利用熔融共混、 压片的方法制备了两种不同结构的碳黑(乙炔碳黑和高结构碳黑)填充的高密度聚乙烯复合材料, 并利用太赫兹时域光谱研究了复合体系在太赫兹波段的介电性质。 研究发现, 随着频率的增加, 体系的吸收系数逐渐增大而折射率则逐渐降低; 在相同的频率下, 吸收系数和折射率均随颗粒浓度的增加而增大; 与乙炔碳黑相比, 相同浓度的高结构碳黑填充的复合体系具有较大的吸收系数和较低的折射率, 这与碳黑的颗粒结构以及颗粒间的团聚状态是紧密相关的。 假定复合体系的介电损耗是由碳黑颗粒内部载流子的极化和聚乙烯基体的界面极化所导致的, 利用双德拜模型对实验结果进行了解释, 分别得到了两种极化模式所对应的弛豫时间和弛豫强度等信息。

A TiO2/porous silicon (PS) composite system is prepared by chemical vapor deposition. The crystal form with anatase phase of the samples is evaluated by X-ray diffraction and ultraviolet-visible (UV-vis) absorbance spectra, and the morphology with microsphere of TiO2 particles is characterized by scanning electron microscopy. The composite system formed by this technique gives a broad blue luminescence and the mechanism of photoluminescence with TiO2/PS is also discussed.

采用传统自组装技术在硅片表面进行金银纳米粒子的复合组装.以吡啶为探针分子,利用金银在不同激发光线下增强效应的不同,研究了不同波长的激发光下纯金、银以及复合组装时体系的SERS效应.结果表明在金银同时组装时的增强效应强于金弱于银, 同时还通过一系列校正以及差谱方法分离出金银共存时SERS中金的增强效应,并进行了相关分析,结果表明在金银同时组装的复合体系中,金银之间产生一定的耦合作用.

研究了制备态和退火态Zn1-xCoxO非匀质磁性半导体的极向克尔谱, 发现通过调制样品成分和退火处理, 可以大幅度调制极向克尔谱。退火后样品的磁光克尔旋转角得到显著增强, 克尔角最大值达到0.72°, 这是由于退火后样品变成了Co颗粒和Zn1-xCoxO磁性半导体的纳米复合体系。

纳米半导体与聚合物复合形成的新型电致发光材料,在大规模平面显示和移动通信等现代信息显示方面具有广阔的应用前景。在这种复合型电致发光材料体系中,聚合物不仅可用作LED器件的粘接剂,而且在用作无机发光层的分散介质时,对纳米晶粒的表面可以起钝化作用,防止发光猝灭,从而通过控制和调节纳米晶粒的含量和尺寸来调节发光强度和波长。当采用共轭聚合物与纳米半导体形成复合体系时,还可以通过共轭聚合物与纳米半导体间的电子转移来调节发光层的电子结构及其发光性能。利用纳米半导体的高电荷输运性,也可以增强电致发光聚合物发光层的效率。