中国科学家构建出新型人工碳晶体******
中新社合肥1月12日电 (记者 吴兰)中国科学家在新型碳基晶体研究方面取得重要进展——构建出新型人工碳晶体,并实现了其克量级制备。1月12日,国际学术期刊《自然》(Nature)刊发了这一研究成果。
中国科学技术大学朱彦武教授研究团队通过对富勒烯碳60分子晶体进行电荷注入,在常压条件下构建了碳60聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体。
朱彦武介绍:“这里的长程有序多孔碳晶体,微观上具有多孔特征但完整保留了晶体的宏观周期性,是一类新的人工碳晶体,未来可能在能量存储、离子筛分、负载催化等领域具有潜在应用。电荷注入技术为构建这类碳基晶体材料提供了一种拼‘乐高’式的制备技术,有望成为在原子级精度上调控晶体结构的新手段。”
碳是自然界最常见的元素之一,碳原子之间通过不同排列方式,能够形成多种结构,比如石墨、金刚石和无定型碳,已经广泛应用于各领域。近年来,富勒烯、纳米碳管、石墨烯和石墨炔等新型碳材料的发现和发展,引起了广泛关注与研究热潮。
“如果我们可以在一个晶体结构中引入纳米单元,例如用富勒烯、石墨烯等作为基本结构单元代替普通晶体中的原子,像搭积木一样‘搭建’出新型碳材料,可能会发掘更多新奇性质,发挥更大应用潜力。”朱彦武说。
此前,对于制备这类新型碳材料,研究人员要么是利用高温高压等极限条件,要么是采用紫外光、电子束辐照等微观处理技术,但其产率较低、产物不纯,阻碍了人们对该类材料的性质与应用进行更深入探索。
朱彦武团队长期致力于发展新型碳材料的规模化制备技术,早在2011年,就找到了一种化学“活化”的方式“激活”石墨烯。此后,团队进一步探索了“活化”方法的普适性。
在此次研究中,朱彦武团队创造性地使用氮化锂对富勒烯碳60分子晶体进行电荷注入,并在温和温度下进行热处理,最终得到大量的碳60聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体。
朱彦武表示:“接下来,我们将系统地研究长程有序多孔碳基晶体的性质,期望通过精细调节实验参数进一步调控晶体的原子级结构特征,探索更多的性质和应用。”(完)
【网络强国这十年】当电表连上大数据,让“双碳”目标更近一步******
【网络强国这十年——行业观点篇】
如今,碳中和已在全球范围内达成共识。要实现碳中和,需要在各行业进行深度脱碳。随着大数据、人工智能等新技术的应用,电力行业也在积极革新,推动建设数字基础设施,助推电力行业“双碳”目标的实现。
党的二十大报告提出,推动能源清洁低碳高效利用,推进工业、建筑、交通等领域清洁低碳转型。近年来,志翔科技围绕能源大数据生态,孵化了系列能源大数据产品,在电力企业得到广泛应用,有力支撑国家新型电力系统建设。近日,志翔科技总裁蒋天仪做客光明网“网络强国这十年”专栏,畅谈大数据如何助推电力行业智能化升级,支撑行业碳计量的精准化,为“碳达峰、碳中和”目标实施奠定基础条件。
传统电网的电力数据来源分散、结构多样、质量参差不齐;基于这样的数据很难提供全面精准的数据服务。万物互联时代,数据采集的手段和数据的质量都有了飞跃。充分进行数据采集和处理分析并指导业务,是保障大规模新能源并网和消纳的基本条件之一。蒋天仪认为“精细化”的数据运营管理和计量是关键。
在目前电力行业有一个“三可”的说法(可观:客观采集获取用电数据、可测:精准监测和测量、可控:在可观可测的基础上按需控制),蒋天仪认为,其实在三可的基础上,还可增加“可调”。他介绍,通过大数据分析,目前已经基本达到“可观可测”,这也是“可控”的前提条件。那么,如何让调控更加科学有效?就需要更加精细化的调节调度,即“可调”。
为此,志翔科技研发了非介入式负荷分析产品。通过在新一代智能物联网表上安装边缘计算模块,利用电力指纹技术可以提供精准的用电设备负荷、能耗、使用状况等信息的侦知和分析。电力公司利用非介入式负荷分析产品,可以更精准辨识户内负荷,输出相应用电设备的能耗详单,为用电高峰期制定错峰用电方案提供有力数据支撑。
“过去,我们通过电表只是知道这一户用了多少电,不清楚具体有什么设备在用。但安装非介入式负荷辨识产品模块之后,电力企业可以更加精细地掌握用电情况。”蒋天仪说。
记者了解到,除了工业企业生产和用户生活的用电负荷精细化管理之外,在各行各业、日常生活等场景下,通过大数据对用电设备负荷、能耗等的详细分析也很有想象空间。比如,在消防安全管理方面,通过监测和分析用户用电情况,可以有效检测两轮电动车入户充电等消防隐患行为,从而有效避免火灾问题。在物业管理和环保用电方面,按规定商业楼宇内夜间严禁住人,传统的办法是安排人为巡检,如今非介入式负荷分析产品就能替代人工进行自动分析和监测等。
“随着信息化技术的发展,大数据、云计算等带来的数据量越来越大,很多以前没有利用起来的零散数据,随着大数据技术的成熟和应用,可以通过关联和深度分析而产生价值。”蒋天仪认为,目前,国家已经出台了《数据安全法》《个人信息保护法》等法律法规,为数据安全行业和百姓个人隐私保驾护航。另一方面,大数据在工业领域的应用,尚处于起步阶段,未来还有很大发展空间,需要更多有技术能力的厂商积极创新,让产品更好地落地和应用服务于各行各业,在企业生产效率提升、百姓生活便利的多个方面发挥更大价值。
监制:张宁 李政葳
采访/撰文:李飞 孔繁鑫
后期:刘昊
(文图:赵筱尘 巫邓炎)