针对现有离子束刻蚀设备的剩余使用寿命预测方法难以捕捉设备退化中的物理耦合关系与跨时空状态演变规律，缺乏可解释性且预测精度受限等问题，该文提出了一种融合时序卷积网络与图卷积网络的时空联合建模方法，旨在多尺度地解析设备的动态退化规律。该方法基于传感器的物理拓扑，构建了可学习的图卷积网络，实现了设备关联层次化特征提取；采用时域卷积网络的分层膨胀卷积架构，提取设备退化过程中的长期趋势特征与局部波动模式；通过时空交互模块深度融合特征数据，进行剩余使用寿命的回归预测。在工业离子束刻蚀系统数据集上的实验表明，该方法较LSTM、CNN、MLP等传统模型的均方根误差分别降低了20.6%、23.3%、29.9%，较单一时空卷积模型、Transformer网络则分别降低了11.0%、13.7%。该研究为设备剩余使用寿命预测提供了有效的新思路，可推广应用于半导体实验室的设备状态监测与维护决策。
在新工科建设推动实验教学改革的背景下，设计了ZIF-67/Zn0.1Cd0.9S复合材料制备及光催化降解盐酸四环素(TC-HCl)综合教学实验。通过调控反应溶液pH值和引入ZIF-67，结合多种表征测试方法，揭示了合成条件对材料的组成、形貌、光吸收性能和光催化活性的影响规律。实验数据显示，相较于纯相Zn0.1Cd0.9S,p H=7条件下制备的ZIF-67/Zn0.1Cd0.9S-7光谱响应范围更宽，比表面积提升59.8%，其光催化降解TC-HCl的速率常数(0.035 min–1)分别是p H=5(ZIF-67/Zn0.1Cd0.9S-5)和p H=9(ZIF-67/Zn0.1Cd0.9S-9)条件下合成样品的4.07倍和2.97倍。结合自由基捕获实验和光电化学测试，提出了S型异质结光催化降解机理。实验内容融合了材料合成、表征和性能评价，通过定量实验数据分析和跨学科知识整合，培养学生建立“合成方法-结构-性能”关联的科研思维，提升学生解决复杂问题的能力和实验技能。
为解决贵州磷矿红页岩巷道变形严重、支护成本高的问题，文章通过制备层理角度为0°、30°、45°、60°、90°的试件，采用加载速率0.1 mm/min的巴西劈裂实验，结合声发射RA(rise angle)-AF(average frequency)值的破裂判据，研究其抗拉强度与破裂模式的各向异性特征。实验发现红页岩抗拉强度随层理角增大呈递减趋势，从0°时的6.20 MPa降至90°时的3.17 MPa，降幅达48.9%;0°与90°的试件以张拉破裂（RA<3μs/d B）为主，层理角度为30°～60°的试件剪切破裂占比递增，至层理角度为45°时达75%；声发射振铃计数呈现“稳定累积—突增释放—耗散平稳”三阶段演化特征，且与应力曲线高度耦合。据此，文章提出了层理导向支护方案：层理角度为0°的巷道采用Φ22 mm的高强锚索（预应力≥150 kN），而层理角度为30°～60°的巷道则采用注浆加固层理面。该研究成果可为深部红页岩巷道控制提供依据。
自动驾驶汽车凭借其高效性、便捷性与智能性等特征，开始应用于交通、物流等领域。但传感器故障导致的安全事故对居民财产与生命安全构成严重威胁，故障诊断已成为保障自动驾驶安全性与可靠性的核心技术。该文系统综述了自动驾驶汽车传感器故障诊断技术的研究现状。介绍了自动驾驶汽车的常见传感器类型及其典型故障模式，剖析了基于知识驱动和数据驱动两类诊断方法的原理，比较了各种方法的优势、局限性及适用条件，整合了基于实时性与准确性的定量评价指标体系，展望了未来的研究趋势。该研究成果可为车载传感器故障诊断系统的设计与应用提供理论指导与技术支撑。
可压缩空气动力学课程主要面向飞行器设计与工程本科培养计划开设，主要讲授高速流动下空气动力学的现象与规律，是飞行器设计师培养的关键专业基础课程。该研究针对我国可压缩空气动力学实验教学严重缺乏现状，基于Ludwieg管式高超声速风洞建设可压缩空气动力学课程实验教学项目，以高超声速来流马赫数测量实验为例，有效耦合了可压缩空气动力学理论教学与实验教学，通过光学测试技术将不可见的空气变为可见的空气动力学现象，强化了学生对可压缩空气动力学知识点的直观理解，为飞行器设计与工程专业拔尖人才培养奠定实验平台基础。
文章首先采用有限元方法对亚波长介质光栅的性能进行了数值模拟和实验研究，分析了光栅的材料、占空比和光栅脊高度等参数对光栅引入的相位延迟量的影响；同时借助紫外纳米压印技术制作了光栅脊高度约为1 280 nm、光栅周期约为826 nm的石英光栅，并搭建了光路测量光栅在入射光波长λ=1 550 nm，入射角度θi=0°时的相位延迟量，实验结果与理论模拟的误差约为2.3%。该研究表明，亚波长介质光栅引入的相位延迟量是可以设计的，并且具备大入射角、波带宽等特点，而采用亚波长介质光栅引入特定相位延迟量是实现二维光场调控的有效方法。
大尺度山火火线形态是评估山火蔓延与输电通道安全距离的关键参数，研究其动态演化规律对山火实时监测与防控具有重要意义。研究构建了50 m×40 m真型山火燃烧实验平台，结合无人机热红外、杆塔可视化及多源气象感测系统，针对麦草秸秆和松针凋落物两种典型地表可燃物，系统开展了气象条件驱动下的山火蔓延大尺度实验，重点分析了火线前锋形态、稳定火线长度时序变化、火线推进角度等关键特征量的演化规律。研究结果表明：火线前锋夹角随燃烧进行持续增大，麦草秸秆火线前锋平滑而松针火线前锋尖锐且易分叉；稳定火线长度受燃料种类与风向稳定性主导，风向最值差越大，火线长度波动越剧烈；相同风向下，平均风速越高，火线长度变化极值越大，风向不稳定导致火线长度变化较大；火线推进角度随蔓延进程逐渐减小，风向稳定性和平均风速越高，推进角度平均值越小。文章揭示了气象条件与燃料特性对火线形态的综合影响机制，可为输电通道山火蔓延预测模型构建与山火防控提供大尺度实验依据与关键参数支撑。
为了研究氢环境下非金属密封材料性能，设计了氢环境下非金属密封材料性能实验教学系统，该系统评估了不同掺氢比和压力条件下非金属密封材料的适应性。实验发现：乙丙橡胶和低腈基丁腈橡胶在氢致老化后体积溶胀率低于15%，力学性能保持率超过85%，抗老化性能最优，氟橡胶的性能表现较好；在渗透实验中，四丙氟橡胶、丁腈橡胶的渗透系数较低，表现出优异的阻隔性能。在8种非金属材料中，氢环境下综合性能最优的材料为氟橡胶。通过该实验得出的氢环境下非金属材料老化及渗透性能劣化规律，可为掺氢管道工程密封系统优化设计和设施安全标准制定提供重要依据。
针对当前生物医用异质结构材料的研究热点，开发了一种绿色、低成本、高效的不同晶型TiO2/Ti_3C_2Tx异质结构的可控制备方法，并研究了其生物医用性能。以新型MXene材料Ti_3C_2Tx为前驱体，通过在乙二醇、乙醇和去离子水中的溶剂热反应，原位制备了锐钛矿型、金红石型及其混合晶型的TiO2/Ti_3C_2Tx异质结构。通过SEM、TEM、XRD和XPS等表征方法，表明溶剂类型显著影响TiO2/Ti_3C_2Tx材料的形貌和结构。此外，在模型蛋白的富集实验中，不同晶型TiO2/Ti_3C_2Tx异质结构富集磷酸化肽的数量和种类具有明显差异，表明材料的富集性能对晶型和形貌的依赖性。该研究为不同晶型TiO2/Ti_3C_2Tx异质结构的可控制备及其在生物医学领域的应用提供了新途径。
反应中间体的捕获与机理解析是深化有机反应认知的关键。基于电喷雾辅助的碳纤维纸喷雾离子化质谱技术，通过原位捕获芳基硼酸与过氧化氢合成芳基酚过程中的瞬态反应中间体，系统探究了该反应的可能机理。实验验证了两种反应机理，一是离子反应路径，即过氧酸根与硼配位后重排水解的过程；二是自由基反应过程，过氧阴离子自由基与硼配位，随后经历自由基转移与重排过程水解为产物。实验涵盖内容丰富，包括离子源搭建、在线反应实施、反应中间体捕获、鉴定以及反应机理的推断。该实验有助于锻炼学生的交叉学科思维，提高对有机反应中间体和反应机理的认识，并掌握大型质谱仪器的离子源搭建及仪器操作的关键步骤。