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合肥工大近期科研进展速览

请关注👉 合肥工业大学 2022-05-05

机器视觉与三维光学测量领域取得新进展

日前,仪器科学与光电工程学院卢荣胜教授课题组发表在光学领域国际期刊《Optics and Lasers in Engineering》的研究论文被国际著名工程学科技机构“Advances In Engineering”(简称AIE)遴选为关键科学文章(a key scientific article),并以“Initial structure of dispersion objective for chromatic confocal sensor based on doublet lens”为题在电子工程(Electrical Engineering)栏目进行专题报道。该团队博士研究生张紫龙为第一作者,卢荣胜教授为通讯作者。

光谱共焦测量方法无需使用机械扫描测量系统即可实现大范围的轴向绝对测量。该技术通过扩大光学系统的轴向色差,将宽光谱白光光源各个波长聚焦在不同平面或焦点上,建立波长与轴向位置一一对应关系。然而,在设计光谱共焦传感器光学系统时,选择合理的光学系统初始结构,实现不同波长的光在轴向分离,并在轴向产生大范围的色差,仍然是一个挑战,也是决定传感器设计成功与否的关键。目前的研究表明,光谱共焦传感器至少会使用一组双胶合透镜以产生足够的轴向色差。

团队在研究光谱共焦传感器结构的过程中认识到双胶合透镜的重要性,对双胶合透镜所使用的光学材料和面型结构进行深入研究。分析了不同光学材料组合和不同光焦度分布的双胶合透镜产生的色散特征,提出了L型和S型两种形式的色散类型,并推导出色散类型对光谱共焦传感器的色散范围和数值孔径的影响。

L型色散光路结构

 S型色散光路结构

使用L型和S型色散的双胶合透镜构建了光谱共焦传感器的扩散镜组,结合相同参数的会聚镜组提出了两种形式的色散物镜初始结构。研究结果清楚地表明,采用L型色散的双胶合透镜初始结构可用于设计具有大色散范围的传感器;使用S型色散的双胶合透镜初始结构有利于设计具有更高数值孔径的传感器。他们的研究成果发表在《Optics and Lasers in Engineering》139, 2021 杂志上。这项研究成果为设计人员选择合理的色散镜组光学初始结构提供了一个有效的途径,解决了设计光谱共焦传感器色散镜组光学结构初始参数选择难的问题。

光谱共焦传感器光路原理

光谱共焦传感器优化方向


该项研究成果受到国家自然科学基金、国家重点研发计划和国家重大科学仪器装备开发专项资助。

AIE主要面向工程科技领域的科学家、工程师及大学师生,拥有广泛的读者群和较大的影响力。每周筛选出20篇左右的优秀论文进行特别报道,研究方向包括材料、化学、电气、机械、纳米技术、土木以及通用工程(航空航天、通信、计算机),入选率仅为上述领域论文总数的1‰以内。


相关文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0143816620312641


研发高效制备高性能生物质基活性炭新方法

近日,机械工程学院马培勇副教授研究团队在生物质热解制备炭材料方面取得重要进展。该工作以“Efficient preparation of carbon nanospheres-anchored porous carbon materials and the investigation on pretreatment methods”为题发表在工程技术类国际著名期刊《Bioresoure Technology》上。

活性炭材料由于其比表面积高,孔结构可控性强,表面官能团丰富等优点,被广泛应用于废气废水处理、催化及电化学等领域。在“双碳”目标的时代背景下,开发可再生碳资源部分替代化石资源用于碳基材料的制备具有重要意义。通过绿色植物光合作用获得的生物质资源是自然界唯一的可再生碳资源。与传统的煤制炭相比,生物质制炭是一种绿色、清洁的“负碳”技术,能够减少温室气体的排放,实现碳封存。然而目前高比表面积(>1000 m2/g)的活性炭通常需要在高温下对前体进行长时间的活化才能获得,这意味着巨大的能源消耗,这与生物质制炭本身的“负碳”属性相矛盾。探究在温和条件下高效制备高性能活性炭的方法,是由工程实际需求衍生出的重要研究课题。

研究团队以来源广泛的木屑为碳源,采用磷酸水热联合快速活化的方法,在快速升温至450 ℃的较低温过程中实现前体的快速活化,整个活化升温过程仅有2.8分钟,无需额外的活化时间,大大减少了活化过程的能源消耗。获得的碳材料比表面积高达1980m2/g。研究发现制备的碳材料有较为丰富的微/介孔结构,且碳基底上负载有大量纳米碳球,其与碳层编织在一起,形成三维多孔网络结构。该碳材料对多种污染物均表现出了良好的吸附性能,具有良好的应用前景。

机械工程学院硕士生黄瑞毅同学为论文的第一作者,通讯作者为其导师马培勇副教授。本工作得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金等项目资助。


相关文章链接:https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.126235


学党史 ·  知校情

1946年11月18日,毛泽东为中共中央起草关于蒋介石召开伪国大和准备进攻延安给各中央局的指示。这个指示,第一次将“自卫战争”称为“人民解放战争”。这个指示和毛泽东一九四七年四月九日为中央起草的通知,合编收入《毛泽东选集》第四卷。

【校史上的今天】

2001年11月18日,合肥工业大学新校区(翡翠湖校区)奠基典礼隆重举行。

素材来源:学习强国、党史网、《合肥工业大学校史(1945-2005)》

学生编辑:何凯楠、李秋晨、韩彬妮

责任编辑:李庆宇、卫婷婷



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素材来源 | 校全媒体中心

责任编辑 | 卫婷婷

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