递进型:物理与工程跨学科项目化学习实践——以制作“港珠澳大桥”桥梁模型项目为例 被引量：4

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作者 蔡雨 马玲 +1 位作者 马晓波 罗小成 《物理教师》 北大核心 2023年第9期72-79,共8页

物理学作为工程技术领域的基础理论学科之一,与工程技术紧密联系.随着新课标的颁布,物理与工程学科间的跨学科学习引起重视,而国内外研究表明项目化学习在跨学科实践中具有极大的优势,因此物理与工程跨学科项目化学习具有重要的研究价值... 物理学作为工程技术领域的基础理论学科之一,与工程技术紧密联系.随着新课标的颁布,物理与工程学科间的跨学科学习引起重视,而国内外研究表明项目化学习在跨学科实践中具有极大的优势,因此物理与工程跨学科项目化学习具有重要的研究价值.文章对递进型跨学科项目化学习的内涵和特征进行了介绍,构建了物理与工程跨学科项目化学习的实践路径,以“制作港珠澳大桥”桥梁模型项目为例,呈现桥梁模型中关于物理与桥梁工程学的核心知识,阐述项目具体设计、实施过程并给出启示. 展开更多

关键词 递进型 物理与工程 跨学科项目化学习 教学设计

原文传递

不良导体导热系数测量仪器的改进及“温差发电”装置设计

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作者 杨有贞 潘勇志 《大学物理实验》 2024年第3期71-76,共6页

针对高校重要的综合性热学实验—不良导体导热系数测量装置中铜盘上下表面散热不均匀、散热系数存在差异而产生实验精度不高的问题,借助水冷交换器,自制水循环装置,通过在散热盘底部分别安装两块尺寸为40*80*10(mm)和五块尺寸为40*40*10... 针对高校重要的综合性热学实验—不良导体导热系数测量装置中铜盘上下表面散热不均匀、散热系数存在差异而产生实验精度不高的问题,借助水冷交换器,自制水循环装置,通过在散热盘底部分别安装两块尺寸为40*80*10(mm)和五块尺寸为40*40*10(mm)的导冷块两种方式改进装置,实现均匀散热,采集并处理数据,结果表明,第一种改进方式更佳,实验精度提高了9~15倍。在此基础上,基于半导体的塞贝克效应,利用加热盘与散热盘的余热,成功将后者由负载变为电源,设计了绿色环保发电模式—-温差发电装置,实现了发光二极管之“光”和音乐之“声”和直流电机带动扇叶之“动”,并分析了三种负载端电压与温差特点及线性元件与非线性元件的伏安特性曲线。 展开更多

关键词 导热系数 水冷交换 塞贝克效应 温差发电

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新工科背景下基于ODEC的大学物理实验教学模式探索

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作者 杨有贞 曾建成 《高教学刊》 2024年第7期114-117,122,共5页

针对大学物理实验单一授课方式已不能有效满足新工科人才能力培养的问题,该文开展微课教学方式(Online Course),延伸传统教学中“教”与“学”的时间和空间,培养学生自主学习能力;增加演示实验为必要拓展(Demonstration experiment),加... 针对大学物理实验单一授课方式已不能有效满足新工科人才能力培养的问题,该文开展微课教学方式(Online Course),延伸传统教学中“教”与“学”的时间和空间,培养学生自主学习能力;增加演示实验为必要拓展(Demonstration experiment),加深学生对物理规律等理论知识的具象理解,有效提升学习热情和物理思维能力;融入课程思政元素(Course Education),将知识传授与科学精神、人文精神培养有机融合,内化为学生的正向“心法”;实施以赛促学(Competition),提升运用物理原理解决实践问题的能力,外化为学生的“技法”。在此基础上,制定兼具过程、结果及拓展属性的“1+1+X”考核模式,考核结果发现基于ODEC的教学方式与成绩具有正向关联,构成知识传授、能力培养、价值塑造协同育人模式,符合新工科背景下德才兼备人才培养的规律。 展开更多

关键词 新工科 大学物理实验 微课教学 演示实验 以赛促学 协同育人

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一种基于图像处理的铁轨积沙检测方法

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作者 廖乾国 李钧 李兴财 《宁夏工程技术》 CAS 2024年第2期180-184,192,共6页

针对积沙检测实时性差、易受天气因素影响、积沙量化指标不明确等问题,提出了一种基于图像处理的铁轨积沙检测方法,使用单尺度Retinex算法处理了沙尘天气条件下的铁轨积沙图像,通过铁轨未积沙区域特征提取和最大类间方差法对含有阴影的... 针对积沙检测实时性差、易受天气因素影响、积沙量化指标不明确等问题,提出了一种基于图像处理的铁轨积沙检测方法,使用单尺度Retinex算法处理了沙尘天气条件下的铁轨积沙图像,通过铁轨未积沙区域特征提取和最大类间方差法对含有阴影的铁轨积沙图像进行了阈值分割,综合两次图像分割结果并获取了积沙信息。此外,基于铁路沙害等级划分指标对提取的积沙信息进行了沙害等级划分,最终实现了不同天气条件下的铁轨积沙检测。结果表明,该方法能够在晴天和沙尘天气下准确获得铁轨积沙状况并根据对应沙害等级提供预警。 展开更多

关键词 铁轨积沙 图像处理 特征提取 沙害等级

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光的双折射实验探究

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作者 尚建华 王会转 +3 位作者 何小娟 吴佩贤 马生成 俞艳蓉 《大学物理实验》 2024年第2期21-25,共5页

针对理论与实验教学中对光的双折射研究不够深入的问题,在已有光的偏振实验基础上,研究线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光通过冰洲石的过程,实现双折射实验与光的偏振实验的有效融合。新实验不仅有助于难点知识的学习,更有助于知识拓展及... 针对理论与实验教学中对光的双折射研究不够深入的问题,在已有光的偏振实验基础上,研究线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光通过冰洲石的过程,实现双折射实验与光的偏振实验的有效融合。新实验不仅有助于难点知识的学习,更有助于知识拓展及观察能力、思考能力、动手能力的培养与提高。 展开更多

关键词 光的双折射 光的偏振 偏振态检验 偏振干涉

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5E教学模式在初中物理教学中的应用研究——以“流体压强与流速的关系”为例

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作者 冯达添 洪展韬 高永伟 《物理通报》 CAS 2024年第5期43-47,52,共6页

以“流体压强与流速的关系”为例,研究5E教学模式在初中物理教学中的应用.通过设计5个环节(吸引、探究、解释、迁移和评价)完成课堂教学,以期培养学生的学科能力与核心素养.

关键词 5E教学模式 初中物理教学 核心素养

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基于大概念的“机械波”单元教学设计

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作者 苏霞 赵宁 《中学物理教学参考》 2024年第5期35-37,共3页

以“机械波”单元教学为例,探讨大概念视角下的单元教学设计,对教学目标、教学活动、教学评价等进行设计,为构建更合理的教学实践找到优化路径。

关键词 大概念 单元教学设计 机械波

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基于孟克-奥斯本教学模式的“自由落体运动”教学设计

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作者 王佳丽 张轶炳 王金丽 《物理教学探讨》 2024年第6期40-45,共6页

核心素养是在达成教学目标基础上逐渐形成的,物理学史教学在培养学生的科学思维、科学精神方面有着独特的优势。在涉及物理学史的教学中,孟克-奥斯本教学模式能够将学史与实验探究相结合,有效实现既定目标。以“自由落体运动”为例,采... 核心素养是在达成教学目标基础上逐渐形成的,物理学史教学在培养学生的科学思维、科学精神方面有着独特的优势。在涉及物理学史的教学中,孟克-奥斯本教学模式能够将学史与实验探究相结合,有效实现既定目标。以“自由落体运动”为例,采用孟克-奥斯本教学模式,有机构建教学框架进行教学,提升学生科学思维与科学探究能力,促进学生对科学本质观的认识。 展开更多

关键词 物理学史 孟克-奥斯本教学模式 自由落体运动

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基于Rasch模型的理科生科学推理能力测评研究

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作者 程朝娟 朱巧萍 《西华师范大学学报（自然科学版）》 2024年第3期335-342,共8页

科学推理是科学思维的重要组成部分。基于Rasch模型运用LCTSR 2000对419名理科生的科学推理能力进行测评研究,分析量表的质量和被试科学推理能力发展情况。研究表明:理科生的科学推理能力各维度发展不均衡;科学推理能力与学业成绩呈较... 科学推理是科学思维的重要组成部分。基于Rasch模型运用LCTSR 2000对419名理科生的科学推理能力进行测评研究,分析量表的质量和被试科学推理能力发展情况。研究表明:理科生的科学推理能力各维度发展不均衡;科学推理能力与学业成绩呈较低的正相关;男生的科学推理能力略高于女生,科学推理能力不存在显著的性别差异。依据实证研究结果,对影响科学推理能力发展的主要原因进行讨论,并提出相应的教学建议。 展开更多

关键词 RASCH模型 科学推理能力 质量分析 测评研究 教学建议

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基体模量对用于柔性传感器的导电聚合物复合材料电阻黏弹性的影响

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作者 田新娅 魏小明 +1 位作者 张云涛 母全祎 《微纳电子技术》 CAS 2024年第2期128-136,共9页

导电聚合物复合材料(CPC)被广泛用于柔性电阻式传感器的制备。然而由于聚合物基体的黏弹性,导致其电阻响应呈现松弛、滞后等黏弹性现象,这将会对制备的传感器精确表征造成不利影响,故在材料制备阶段减小电阻黏弹性对基于CPC的柔性电阻... 导电聚合物复合材料(CPC)被广泛用于柔性电阻式传感器的制备。然而由于聚合物基体的黏弹性,导致其电阻响应呈现松弛、滞后等黏弹性现象,这将会对制备的传感器精确表征造成不利影响,故在材料制备阶段减小电阻黏弹性对基于CPC的柔性电阻式传感器具有重要意义。选择了常用的零维炭黑(CB)及一维多壁碳纳米管(MWCNT)为导电填料,并通过在质量分数3%~7%间改变硅橡胶(SR)固化剂质量分数来调节基体模量,研究了基体模量及纳米填料维数对CPC电阻黏弹性的影响。研究结果显示,纳米填料质量分数为3%时,随着基体模量的增加,CB/SR的电阻松弛比从15%增加到34%,多壁碳纳米管/硅橡胶(MWCNT/SR)的电阻松弛比从40%增加到47%;动态循环加载下的应变灵敏度也随基体模量的增加而下降。相同固化剂质量分数即相同基体模量时,与MWCNT/SR相比,CB/SR的电阻松弛比、动态循环加载下的应变灵敏度下降程度和“肩峰”更小。因此,在制备过程中减小基体模量、使用零维导电纳米填料CB,均可减小CPC的电阻黏弹性。 展开更多

关键词 复合材料 柔性电阻式传感器 纳米填料 多壁碳纳米管(MWCNT) 炭黑/硅橡胶(CB/SR)

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非晶硅薄膜晶化微观组织调控发展现状

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作者 侯君祎 马晓波 +1 位作者 王宁 杨塔 《电子元件与材料》 CAS 北大核心 2024年第8期899-907,共9页

非晶硅薄膜晶化微观组织调控是实现微电子器件性能提升的关键。比较分析了辅助外场、界面调控、掺杂调控和工艺参数等非晶硅薄膜晶化微观组织调控技术方法,重点阐述了辅助外场的大小、方向以及作用时间等对晶体硅生长方向和速率的影响... 非晶硅薄膜晶化微观组织调控是实现微电子器件性能提升的关键。比较分析了辅助外场、界面调控、掺杂调控和工艺参数等非晶硅薄膜晶化微观组织调控技术方法,重点阐述了辅助外场的大小、方向以及作用时间等对晶体硅生长方向和速率的影响。此外,详细分析了界面层成分、厚度、结构等引起的晶化硅薄膜微观组织结构差异以及掺杂浓度、衬底类型等对非晶硅薄膜晶化微观组织的影响。结果有助于深入理解非晶硅薄膜晶化机理,进而有益于优化晶化硅薄膜制备工艺和器件性能提升。 展开更多

关键词 非晶硅薄膜 晶化 综述 微观组织

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初中物理课后情境式复习的实践研究——以厨房情境为例

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作者 马媛媛 俞艳蓉 《中学物理》 2024年第12期19-23,共5页

中学阶段物理学习需要与生活相联系,基于理解的知识点复习效果优于死记硬背,基于此进行初中物理课后情境式复习的实践研究.基于情境的课后复习符合我国新课标中“物理学科知识应该与生活密切联系”的要求.通过做题进行知识点复习的方式... 中学阶段物理学习需要与生活相联系,基于理解的知识点复习效果优于死记硬背,基于此进行初中物理课后情境式复习的实践研究.基于情境的课后复习符合我国新课标中“物理学科知识应该与生活密切联系”的要求.通过做题进行知识点复习的方式达不到预期效果时,可以通过课后情境式复习引导学生进行自主探究,从而激发学生的探索兴趣,提高知识迁移的能力,并充分贯彻“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念,进而提升学生核心素养水平. 展开更多

关键词 情境式复习 初中物理 课后复习 核心素养

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中美初中物理教材“力与运动”部分体现批判性思维的对比研究

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作者 宋婷 马亚鹏 《物理教师》 北大核心 2024年第4期78-81,共4页

科学是在质疑中被发展的,批判性思维是科学思维的重要特征,是创新的基础.不同国家的教材蕴含不同的内容选择和呈现方式,对学生科学思维培养产生不同的影响.以“力、运动与能量”为例,统计分析中美有代表性的初中物理教材中体现批判性思... 科学是在质疑中被发展的,批判性思维是科学思维的重要特征,是创新的基础.不同国家的教材蕴含不同的内容选择和呈现方式,对学生科学思维培养产生不同的影响.以“力、运动与能量”为例,统计分析中美有代表性的初中物理教材中体现批判性思维的异同,结合两版教材的可借鉴之处,取长补短,为我国初中教材修订以及教师教学提供一些参考. 展开更多

关键词 中美对比 物理教材 思维培养 比较研究

原文传递

直接读取薄透镜焦距的实验改进

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作者 李晓暄 高永伟(指导) 俞艳蓉 《物理通报》 CAS 2024年第9期92-95,共4页

运用传统方法测量薄透镜焦距,需人眼辨别成像位置或多次测量物距及像距,易产生较大误差,且需较大操作空间.通过避免共轴等高问题,将三维立体问题转换为二维平面问题,克服空间操作不便,缩短实验操作距离直接读取透镜焦距.实验中利用狭缝... 运用传统方法测量薄透镜焦距,需人眼辨别成像位置或多次测量物距及像距,易产生较大误差,且需较大操作空间.通过避免共轴等高问题,将三维立体问题转换为二维平面问题,克服空间操作不便,缩短实验操作距离直接读取透镜焦距.实验中利用狭缝模拟激光,光路清晰,操作简便,可运用手机软件phyphox确定光心位置.此外,PhET虚拟实验室可模拟该实验,实现真实实验和虚拟实验的有效结合. 展开更多

关键词 透镜焦距 phyphox GeoGebra PhET

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用DIS电磁定位魔板探究平抛运动的教学设计

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作者 王佳丽 张轶炳 《物理通报》 CAS 2024年第1期90-95,共6页

随着数字化信息系统在中学物理教学中的逐步融入,我国中学物理实验呈现智能化、现代化的发展趋势.以DIS电磁定位魔板为实验装置,通过科学探究的关键环节,设计探究平抛运动的教学流程.实践发现传感器实验也适合做科学探究,能够充分提升... 随着数字化信息系统在中学物理教学中的逐步融入,我国中学物理实验呈现智能化、现代化的发展趋势.以DIS电磁定位魔板为实验装置,通过科学探究的关键环节,设计探究平抛运动的教学流程.实践发现传感器实验也适合做科学探究,能够充分提升学生科学探究和推理论证的能力. 展开更多

关键词 DIS电磁定位魔板 平抛运动 科学探究 教学设计

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薄膜铌酸锂声光调制器的研究进展(特邀)

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作者 黄继莹 万磊 +2 位作者 陈承渝 陈玉萍 李朝晖 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第11期71-83,共13页

声表面波驱动的片上集成声光调制器因其体积小、高效率、低能耗、易集成等优点,成为微波到光波高效转换的关键技术。总结了薄膜铌酸锂声光调制器的最新研究进展,重点关注其在微波光子信息处理领域的应用。首先,介绍了薄膜铌酸锂声光调... 声表面波驱动的片上集成声光调制器因其体积小、高效率、低能耗、易集成等优点,成为微波到光波高效转换的关键技术。总结了薄膜铌酸锂声光调制器的最新研究进展,重点关注其在微波光子信息处理领域的应用。首先,介绍了薄膜铌酸锂声光调制器的基本原理。然后,回顾了近些年来薄膜铌酸锂声光调制器的关键研究成果,包括调制速度、调制效率、光机耦合系数等性能指标的提升和优化。最后,还探讨了薄膜铌酸锂声光调制器在滤波器、声光频移与激光雷达、隔离器、微波-光波转换方面的应用潜力,并对片上声光调制器的未来研究趋势进行了简单的展望。 展开更多

关键词 薄膜铌酸锂 声光调制 光机耦合 微波-光波转换

原文传递

钛基纳米催化剂改善NaAlH 4储氢性能的研究进展

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作者 黄国琴 马宁 +3 位作者 李雅欣 刘佳怡 石哲 曹志杰 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期308-312,共5页

NaAlH 4具有储氢量高、热力学稳定性适中、成本低等优点,是重要的候选储氢材料。但其在温和条件下吸放氢速率慢、加氢压力大、循环性能差等缺点有待解决。掺杂钛基纳米催化剂是改善NaAlH 4储氢性能的有效手段,因此设计高效率的钛基纳米... NaAlH 4具有储氢量高、热力学稳定性适中、成本低等优点,是重要的候选储氢材料。但其在温和条件下吸放氢速率慢、加氢压力大、循环性能差等缺点有待解决。掺杂钛基纳米催化剂是改善NaAlH 4储氢性能的有效手段,因此设计高效率的钛基纳米催化剂,对于推动NaAlH 4的应用具有重要意义。针对钛基纳米催化剂,系统地介绍了组分调控、尺寸调控、复合化和界面调控这4种改性手段,并重点讨论了界面调控发展面临的主要问题及发展趋势,为基于NaAlH 4固态储氢技术的推广应用提供理论基础和科学指导。 展开更多

关键词 NaAlH 4 储氢性能 钛基催化剂 催化改性 界面调控

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适温离子交换掺铒铌酸锂薄膜的制备研究

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作者 何雨轩 吴江威 +1 位作者 陈玉萍 陈险峰 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第3期441-448,共8页

本文通过制备KNO_(3)和Er(NO_(3))_(3)熔融混合物,将其与铌酸锂薄膜在高温管式炉中混合进行适温热扩散,并结合退火工艺,发明了一种直接在铌酸锂薄膜上掺杂Er^(3+)的方法。通过不断变换热扩散温度、掺杂试剂浓度比例和晶体切向等参数,用... 本文通过制备KNO_(3)和Er(NO_(3))_(3)熔融混合物,将其与铌酸锂薄膜在高温管式炉中混合进行适温热扩散,并结合退火工艺,发明了一种直接在铌酸锂薄膜上掺杂Er^(3+)的方法。通过不断变换热扩散温度、掺杂试剂浓度比例和晶体切向等参数,用控制变量法探究了不同参数对适温离子交换法掺杂Er^(3+)效果的影响,在热扩散和退火温度360℃及KNO_(3)和Er(NO_(3))_(3)质量比25∶1的参数设置下获得了表面形貌较佳的Z切掺铒铌酸锂薄膜。通过飞行时间二次离子质谱仪并利用已知掺杂浓度的薄膜进行定标,检测了所获得的掺铒铌酸锂薄膜中的Er^(3+)浓度情况,对所采用适温离子交换法的有效性进行了验证。这一方法大幅简化了铌酸锂薄膜掺杂的工艺,同时节约了成本,有助于后续在铌酸锂薄膜平台上实现分区掺杂的工作,为未来定制化铌酸锂光子集成平台的搭建提供参考。 展开更多

关键词 铌酸锂薄膜 Er^(3+) 适温离子交换 二次离子质谱仪

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用于磁力显微镜探针覆盖层的FePt-MgO薄膜的结构与磁性研究

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作者 周杰 郑富 《信息记录材料》 2024年第8期36-39,共4页

磁力显微镜(magnetic force microscopy,MFM)是研究磁性材料与器件纳米尺度磁畴结构的有力工具,MFM探针性能直接影响到MFM的空间分辨率。本文研究了退火温度对FePt-MgO薄膜结构与磁性能的影响,并对MFM探针制备条件进行优化。研究结果表... 磁力显微镜(magnetic force microscopy,MFM)是研究磁性材料与器件纳米尺度磁畴结构的有力工具,MFM探针性能直接影响到MFM的空间分辨率。本文研究了退火温度对FePt-MgO薄膜结构与磁性能的影响,并对MFM探针制备条件进行优化。研究结果表明:随着退火温度升高,FePt-MgO薄膜的表面形貌变得粗糙且不连续,薄膜的矫顽力增大,测得的磁畴密度减小,畴壁变得模糊;使用自制的MFM探针可以成功测得硬磁薄膜、磁带及硬盘驱动器介质的磁畴结构。 展开更多

关键词 磁力显微镜探针 FePt-MgO薄膜 矫顽力 磁畴

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嵌段共聚物自组装形成螺旋结构的手性调控

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作者 陆睿 曹瑞芳 《胶体与聚合物》 CAS 2023年第4期176-179,共4页

本文利用自洽平均场理论研究了圆柱受限下,引入手性补丁图案诱导场对嵌段共聚物自组装形成的单螺旋结构的手性调控。研究发现,在圆柱孔径较小时,仅施加较为稀疏的补丁图案就可以获得完美的单一手性单螺旋结构。当受限圆柱的孔径较大时,... 本文利用自洽平均场理论研究了圆柱受限下,引入手性补丁图案诱导场对嵌段共聚物自组装形成的单螺旋结构的手性调控。研究发现,在圆柱孔径较小时,仅施加较为稀疏的补丁图案就可以获得完美的单一手性单螺旋结构。当受限圆柱的孔径较大时,需要通过增加补丁个数来改进诱导效果,但过于密集的图案会影响嵌段高分子自组装的热力学路径。通过引入合适的手性诱导场,可以在整个单螺旋相区实现手性调控。 展开更多

关键词 嵌段高分子 手性图案诱导 单螺旋结构 圆柱受限

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