学术背景 随着纳米技术的快速发展，纳米材料在环境修复、生物医学和能源转换等领域的应用潜力日益受到关注。其中，二氧化铈（CeO₂）纳米颗粒因其独特的氧化还原性能、高稳定性和良好的生物相容性，成为研究的热点。然而，传统的化学合成方法往往使用有毒试剂，产生有害副产物，对环境造成负面影响。因此，开发一种环保、可持续的纳米颗粒合成方法成为当前研究的重点。 绿色合成（Green Synthesis）利用植物提取物作为还原剂和封端剂，不仅减少了对有害化学品的依赖，还提高了纳米颗粒的生物相容性。本研究旨在通过绿色合成方法制备CeO₂纳米颗粒，并通过掺杂镉（Cd）和包覆银（Ag）来增强其光催化、催化还原和生物医学性能，探索其在环境修复和生物医学领域的应用潜力。 论文来源 本论文由Pranali S. Para...

学术背景 保龄球是美国最受欢迎的体育运动之一，截至2017年，已有超过4500万人定期参与。随着每年全国性比赛中数百万美元的奖金争夺，如何提高选手得分成为研究热点。然而，由于计算复杂性和影响球轨迹的变量众多，大多数研究依赖于经验数据的统计分析，而非理论建模。例如，2018年美国保龄球协会（USBC）设备规格报告使用了37名选手的球速数据，而非计算机模型。 以往关于保龄球物理学的定量分析较少，主要由于涉及的参数众多。Fröhlich、Hopkins和Huston等人在过去几十年中尝试建立数学模型，考虑保龄球内部重量块的影响，并提供了少量参数值的模拟结果。然而，这些模型仅假设了简单的摩擦剖面，无法完全反映实际比赛中的复杂情况。 本研究旨在通过物理模拟，探索竞技保龄球中的瞄准策略，帮助选手在比赛中...

学术背景 高超声速技术是航空航天领域的重要研究方向，其应用范围涵盖了国防、航天发射和超高速商业航空等多个关键领域。随着计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）技术的快速发展，高精度CFD模拟在高超声速飞行器设计中扮演着越来越重要的角色。然而，尽管开源CFD框架如OpenFOAM已被广泛应用，现有的基于密度的求解器在处理现代高超声速飞行器设计的复杂需求时仍面临诸多限制。特别是，商业软件的高昂许可费用和闭源性质限制了其广泛应用，而现有的开源工具在算法成熟度、功能完整性和验证方面仍存在不足。 为了解决这些问题，南京理工大学能源与动力工程学院的王尚和张小兵团队开发了一款基于OpenFOAM v12的新型模块化可压缩流动求解器——ShockFluidX。该求...

随着人工智能（AI）技术的快速发展，人工神经网络（Artificial Neural Networks, ANNs）在多个领域取得了显著成就。然而，传统的神经网络训练方法——尤其是反向传播算法（Backpropagation）——在硬件实现上存在诸多挑战。反向传播算法虽然在软件中高效，但在硬件中实现时，要求计算路径可逆、每个神经元需要大量内存，并且需要计算激活函数的导数，这些条件在硬件中难以满足。此外，传统的互补金属氧化物半导体（CMOS）硬件在训练和部署这些算法时，能源消耗巨大，限制了其扩展性和广泛应用。 为了解决这些问题，研究人员开始探索脑启发（brain-inspired）的硬件解决方案，尤其是模拟神经形态硬件（analog neuromorphic hardware）。这类硬件能够以...

学术背景 随着信息时代的到来，集成电路（Integrated Circuits, ICs）成为了推动技术进步的核心力量。然而，传统的集成光子学平台（如硅、氮化硅等）在材料特性上存在诸多限制，例如硅的间接带隙限制了其在激光应用中的使用，而硅在近红外波段的强双光子吸收也限制了其在非线性光学应用中的表现。为了克服这些限制，研究人员开始探索将具有优异光学特性的二维材料（2D Materials）集成到光子芯片上。二维材料，如石墨烯（Graphene）、过渡金属二硫化物（Transition Metal Dichalcogenides, TMDCs）、黑磷（Black Phosphorus, BP）等，展现出超高的载流子迁移率、宽带光学响应、层依赖的可调带隙等特性，为下一代光子集成电路（Photoni...