23考研｜土木工程学A类院校分析（第九篇）-河海大学
今天，小晟继续给同学们梳理考研十四大门类工科类考研中的土木工程学A类学校（第九篇）-河海大学。
院校基本情况：
河海大学研究生院是国家最早设立的56所研究生院之一，是国家高层次人才培养和科技创新的重要基地。研究生院坐落在南京市区风景优美的清凉山麓。培养领域覆盖了工、理、经、管、文、法等多学科，尤其是在水利学科研究生培养方面具有广泛的社会影响，是我国最大的水利学科研究生培养基地。
土木与交通学院介绍：
河海大学土木与交通学院的前身可以追溯到1922年河海工程专门学校设立的“结构部”和“路工学部”。1924年，河海工程专门学校与东南大学工科合并成立河海工科大学，我国著名土木桥梁专家茅以升先生任校长，为河海大学土木学科的发展奠定了坚实的基础。1984年成立工业与民用建筑系，1995年成立土木工程学院，2009年组建土木与交通学院。在2016年教育部组织的第四轮学科评估中，土木工程学科获评A-，排名全国第七。
报考方向和分数线（图一-七）：
考情分析
811水文学原理：考研题型包含简答题、分析证明题、计算题；
814水力学：考研题型包含判断题、填空题、大题；
813材料力学：考试题型为计算题；
858交通工程系统分析：考试题型为名词解释、计算题
参考书目（图八）
今天，小晟继续给同学们梳理考研十四大门类工科类考研中的土木工程学A类学校（第九篇）-河海大学。
院校基本情况：
河海大学研究生院是国家最早设立的56所研究生院之一，是国家高层次人才培养和科技创新的重要基地。研究生院坐落在南京市区风景优美的清凉山麓。培养领域覆盖了工、理、经、管、文、法等多学科，尤其是在水利学科研究生培养方面具有广泛的社会影响，是我国最大的水利学科研究生培养基地。
土木与交通学院介绍：
河海大学土木与交通学院的前身可以追溯到1922年河海工程专门学校设立的“结构部”和“路工学部”。1924年，河海工程专门学校与东南大学工科合并成立河海工科大学，我国著名土木桥梁专家茅以升先生任校长，为河海大学土木学科的发展奠定了坚实的基础。1984年成立工业与民用建筑系，1995年成立土木工程学院，2009年组建土木与交通学院。在2016年教育部组织的第四轮学科评估中，土木工程学科获评A-，排名全国第七。
报考方向和分数线（图一-七）：
考情分析
811水文学原理：考研题型包含简答题、分析证明题、计算题；
814水力学：考研题型包含判断题、填空题、大题；
813材料力学：考试题型为计算题；
858交通工程系统分析：考试题型为名词解释、计算题
参考书目（图八）
堂免一成钻研制造氢气
制造氢气很困难，最理想的方案是光解水。但实际上，科学家们从来没有放弃过光解水造氢气的技术方案。所谓光解水，是利用无处不在的阳光作为能源，再以水作为原料，在一些催化剂的作用下，让水变成氢气和氧气。这些氢气被收集以后，就可以作为燃料了。
扑在这个领域上的团队非常多，其中有一位日本的科学家，东京大学的堂免一成（Kazunari Domen）教授，几乎花了一生的时间，都在钻研这个领域。他27岁在这个领域一战成名，但随后的四十一年时间里，虽然做出了很多科研成果，但在氢燃料电池的产业化上，外人却看不到什么希望。
直到2021年，他终于联合一众团队，在实验室里拿下了激动人心的成果。他们研制出一种规模达到100平方米的光解水设备，成果发表在《自然》杂志上。
虽然这项成果还不能应用在工业领域，但已经被顶级期刊收录，意味着这种工程方案已经具备了可行性。
光解水制氢
不过你肯定会觉得奇怪，光解水制氢，耗电不说，效率还特别低。为什么非要去死磕光解水技术呢？
对日本来说，他们的技术，主要是推广用在其他国家和地区。毕竟，移动式能源对所有国家而言都有需求，特别是交通工具。这也就反向要求日本提供的技术方案，必须多国通用。
再者，日本是一个岛国，特殊场景就更为普遍了。所以，他们也必须要找到一种能够就地产生氢气的方案。而光解水方案，只要有阳光和水就能源源不断地供应氢气。这对日本来说，再好不过了。
如果光解水能成功，并实现规模化，到时也是光解水制氢方案更加经济实惠。毕竟经济效应是此消彼长，不是一成不变的嘛。
实际上，对于中日这样的科技大国而言，大家都不会把技术方案放在同一个篮子里，而是会选择多路线发展，在不同时期，有着各自不同的侧重。
我们国家现阶段选择废气提取氢气技术，非常务实。而对日本来说，发展光解水生产氢气的技术，也成了他们更优先的一种方式。
屡败屡战
虽然说，日本国内发展光解水制氢技术，势在必得。但真要做起来，这事儿没那么简单。
甚至，在堂免一成教授准备做光解水设备的时候，大家都觉得，这简直跟愚公移山差不多难度。当然，愚公移山故事里的智叟，是个反面角色，没有什么真见识。但是围观堂免一成教授的科学界同行，可不是智叟啊。他们一开始不看好堂免一成教授的光解水设备，是有历史原因的。
这是一个有点悲壮，又有点振奋人心的故事。
堂免一成教授，可不是什么一般人物。他早在1980年，27岁的时候，就有相当拿得出手的科研成果。他研发出来一种很高效的能把水分解成氢气跟氧气的催化剂，叫光催化剂钛酸锶，钛是钛合金的“钛”，锶也是一种金属元素，和钙的性质有些相近。只不过，这种催化剂，不适用于可见光，只能在紫外光下起作用。
接下来，他雄心勃勃，准备改进催化剂，好让它能在可见光下起作用。毕竟太阳光里大部分都是可见光和红外光，绝大部分紫外光早就在臭氧层被拦截掉了，没那么好获取。
想象一下，一个年轻的小伙子，刚刚开始做研究，起步没多久，就做出这么优异的成果。那会儿的他，充满信心地准备攻克下一个目标，得是多么意气风发啊。
但是，谁曾想，四十一年过去了，堂免一成已经从小伙子熬成老汉了，他的这项工作还没能成功。
不只是他，所有在这个领域工作的科学家，在这四十一年工作里，都没能拿下成果，在外人看来，好似碌碌无为。
好在，他们并不是真的碌碌无为。虽然四十一年里，他们没有拿到一鸣惊人的成绩，但他们在原理层面，往前推进了一大步。
以堂免一成教授为例。他在2020年，改进了他的得意之作钛酸锶，几乎将光的能量100%地用于水的分解，只不过遗憾的是，这里的光还是紫外光，不是可见光。他很清楚，这个产品不可能用于实际的工业化，但还是很仔细地通过计算和模拟，绘制出这种催化剂能够这么高效转化能量的机理。
《自然》杂志报道了他的这项工作，这可以看作是对成果的认可。
不仅如此，在过去很长一段时间的科研过程中，他也一直很重视工程化设计，并设想了很多方案，好为日后的工业化做准备。
当然，所有这些工作，不是堂免一成教授一个人，而是一群人。全日本的氢能源专家都在做着这样的事。
尽管他们已经为工业化做好了一切准备，可就是破解不了最核心的催化剂问题。就这样，在缺少核心催化剂的条件下，堂免一成教授仍然联合了多个团队，包括日本明治大学、信州大学以及日本产业技术综合研究所等多家科研单位的团队，研制出一种规模达到100平方米的光解水设备。这既是对过去成果的实际演练，也是为了能够将光解水制氢工作延续下去。
在设备安装好以后，研究人员让它连续运转了几个月，并对它的安全性与耐久性都做了评估，最终结果都达到了预期。
目前来看，这台光解水设备，由于缺少核心的可见光催化剂，最终转化效率只有0.76%。也就是说，阳光里如果蕴含100度的能量，经过催化剂转化以后，能够用来把水分解出氢气的只有0.76度。要做到商用，这个数据至少得提升至30%。实际上，商用是一件挺远的事情，毕竟这个效率，甚至远远不及把太阳光发电以后再电解水。
但尽管如此，研究人员还是兴奋不已。刨除掉转化率问题，整台设备的运转都非常顺利。
只要他验证了这条路是通畅的，那以后还可以再想办法去造车，增加运量。
实际上，在世界科技史上，这样的案例还有不少。
比如1946年出现的第一台计算机，它也缺少芯片的核心技术。那台计算机使用电子管作为核心元器件，体积庞大，算力却不敢恭维。尽管占地170平方米，但是就算造出1亿台这样的计算机，也不如我们现在手中的一台智能手机。
但最终结果我们都知道，随着晶体管取代了电子管，计算机的体积就逐渐缩小，性能却逐渐提高，这才有了我们现在的手机。
但是，如果要说哪台机器影响了计算机领域的发展，那么毫无疑问，最先要说的就是1946年的那个大家伙，虽然它很不好用。
原因无他，就在于第一台计算机，验证了电子计算这条路的可行性。在这之后，只要有人能够像画龙点睛一样，把这条路上遗留的问题解决，那么整个产业就会产生巨大的动能，超出我们的预期。
我们不可能把鸡蛋放在同一个篮子里。对我们来说，光解水制氢，也是一个值得需要攻坚的大目标。 https://t.cn/R2WxuoH
制造氢气很困难，最理想的方案是光解水。但实际上，科学家们从来没有放弃过光解水造氢气的技术方案。所谓光解水，是利用无处不在的阳光作为能源，再以水作为原料，在一些催化剂的作用下，让水变成氢气和氧气。这些氢气被收集以后，就可以作为燃料了。
扑在这个领域上的团队非常多，其中有一位日本的科学家，东京大学的堂免一成（Kazunari Domen）教授，几乎花了一生的时间，都在钻研这个领域。他27岁在这个领域一战成名，但随后的四十一年时间里，虽然做出了很多科研成果，但在氢燃料电池的产业化上，外人却看不到什么希望。
直到2021年，他终于联合一众团队，在实验室里拿下了激动人心的成果。他们研制出一种规模达到100平方米的光解水设备，成果发表在《自然》杂志上。
虽然这项成果还不能应用在工业领域，但已经被顶级期刊收录，意味着这种工程方案已经具备了可行性。
光解水制氢
不过你肯定会觉得奇怪，光解水制氢，耗电不说，效率还特别低。为什么非要去死磕光解水技术呢？
对日本来说，他们的技术，主要是推广用在其他国家和地区。毕竟，移动式能源对所有国家而言都有需求，特别是交通工具。这也就反向要求日本提供的技术方案，必须多国通用。
再者，日本是一个岛国，特殊场景就更为普遍了。所以，他们也必须要找到一种能够就地产生氢气的方案。而光解水方案，只要有阳光和水就能源源不断地供应氢气。这对日本来说，再好不过了。
如果光解水能成功，并实现规模化，到时也是光解水制氢方案更加经济实惠。毕竟经济效应是此消彼长，不是一成不变的嘛。
实际上，对于中日这样的科技大国而言，大家都不会把技术方案放在同一个篮子里，而是会选择多路线发展，在不同时期，有着各自不同的侧重。
我们国家现阶段选择废气提取氢气技术，非常务实。而对日本来说，发展光解水生产氢气的技术，也成了他们更优先的一种方式。
屡败屡战
虽然说，日本国内发展光解水制氢技术，势在必得。但真要做起来，这事儿没那么简单。
甚至，在堂免一成教授准备做光解水设备的时候，大家都觉得，这简直跟愚公移山差不多难度。当然，愚公移山故事里的智叟，是个反面角色，没有什么真见识。但是围观堂免一成教授的科学界同行，可不是智叟啊。他们一开始不看好堂免一成教授的光解水设备，是有历史原因的。
这是一个有点悲壮，又有点振奋人心的故事。
堂免一成教授，可不是什么一般人物。他早在1980年，27岁的时候，就有相当拿得出手的科研成果。他研发出来一种很高效的能把水分解成氢气跟氧气的催化剂，叫光催化剂钛酸锶，钛是钛合金的“钛”，锶也是一种金属元素，和钙的性质有些相近。只不过，这种催化剂，不适用于可见光，只能在紫外光下起作用。
接下来，他雄心勃勃，准备改进催化剂，好让它能在可见光下起作用。毕竟太阳光里大部分都是可见光和红外光，绝大部分紫外光早就在臭氧层被拦截掉了，没那么好获取。
想象一下，一个年轻的小伙子，刚刚开始做研究，起步没多久，就做出这么优异的成果。那会儿的他，充满信心地准备攻克下一个目标，得是多么意气风发啊。
但是，谁曾想，四十一年过去了，堂免一成已经从小伙子熬成老汉了，他的这项工作还没能成功。
不只是他，所有在这个领域工作的科学家，在这四十一年工作里，都没能拿下成果，在外人看来，好似碌碌无为。
好在，他们并不是真的碌碌无为。虽然四十一年里，他们没有拿到一鸣惊人的成绩，但他们在原理层面，往前推进了一大步。
以堂免一成教授为例。他在2020年，改进了他的得意之作钛酸锶，几乎将光的能量100%地用于水的分解，只不过遗憾的是，这里的光还是紫外光，不是可见光。他很清楚，这个产品不可能用于实际的工业化，但还是很仔细地通过计算和模拟，绘制出这种催化剂能够这么高效转化能量的机理。
《自然》杂志报道了他的这项工作，这可以看作是对成果的认可。
不仅如此，在过去很长一段时间的科研过程中，他也一直很重视工程化设计，并设想了很多方案，好为日后的工业化做准备。
当然，所有这些工作，不是堂免一成教授一个人，而是一群人。全日本的氢能源专家都在做着这样的事。
尽管他们已经为工业化做好了一切准备，可就是破解不了最核心的催化剂问题。就这样，在缺少核心催化剂的条件下，堂免一成教授仍然联合了多个团队，包括日本明治大学、信州大学以及日本产业技术综合研究所等多家科研单位的团队，研制出一种规模达到100平方米的光解水设备。这既是对过去成果的实际演练，也是为了能够将光解水制氢工作延续下去。
在设备安装好以后，研究人员让它连续运转了几个月，并对它的安全性与耐久性都做了评估，最终结果都达到了预期。
目前来看，这台光解水设备，由于缺少核心的可见光催化剂，最终转化效率只有0.76%。也就是说，阳光里如果蕴含100度的能量，经过催化剂转化以后，能够用来把水分解出氢气的只有0.76度。要做到商用，这个数据至少得提升至30%。实际上，商用是一件挺远的事情，毕竟这个效率，甚至远远不及把太阳光发电以后再电解水。
但尽管如此，研究人员还是兴奋不已。刨除掉转化率问题，整台设备的运转都非常顺利。
只要他验证了这条路是通畅的，那以后还可以再想办法去造车，增加运量。
实际上，在世界科技史上，这样的案例还有不少。
比如1946年出现的第一台计算机，它也缺少芯片的核心技术。那台计算机使用电子管作为核心元器件，体积庞大，算力却不敢恭维。尽管占地170平方米，但是就算造出1亿台这样的计算机，也不如我们现在手中的一台智能手机。
但最终结果我们都知道，随着晶体管取代了电子管，计算机的体积就逐渐缩小，性能却逐渐提高，这才有了我们现在的手机。
但是，如果要说哪台机器影响了计算机领域的发展，那么毫无疑问，最先要说的就是1946年的那个大家伙，虽然它很不好用。
原因无他，就在于第一台计算机，验证了电子计算这条路的可行性。在这之后，只要有人能够像画龙点睛一样，把这条路上遗留的问题解决，那么整个产业就会产生巨大的动能，超出我们的预期。
我们不可能把鸡蛋放在同一个篮子里。对我们来说，光解水制氢，也是一个值得需要攻坚的大目标。 https://t.cn/R2WxuoH
汉渝医管&诊所帮-第629期
近日，西安交通大学生命学院仿生工程与生物力学研究所研究人员开发了一种由水凝胶微针贴片制备的“智能纹身”，或可成为未来健康检测的“晴雨表”。
进行微针贴片检测时，微针仅刺入皮下不足1毫米处，不会触及神经和血管，因此不会流血，患者无痛感。微针刺入皮下后作为“墨水”的4种检测剂会对人体葡萄糖、pH值、尿酸和温度进行检测，并在受测部位呈现不同颜色。
近日，西安交通大学生命学院仿生工程与生物力学研究所研究人员开发了一种由水凝胶微针贴片制备的“智能纹身”，或可成为未来健康检测的“晴雨表”。
进行微针贴片检测时，微针仅刺入皮下不足1毫米处，不会触及神经和血管，因此不会流血，患者无痛感。微针刺入皮下后作为“墨水”的4种检测剂会对人体葡萄糖、pH值、尿酸和温度进行检测，并在受测部位呈现不同颜色。
✋热门推荐