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台州学院王家成团队综述：焦耳热冲击非平衡合成金属单原子催化剂——从原子锚定到工业级构筑
金属单原子催化剂（SACs）凭借100 %原子利用率、独特的电子结构及量子尺寸效应，在电化学能源转化（锌-空气电池、电解水）、环境净化（CO 氧化、VOCs 降解）、电磁防护等领域展现出巨大潜力。 功能应用突破1）新能源领域：Fe-N₄位点催化剂组装的锌空电池，循环1100小时后电压间隙仅0.92 V（图7a(6)）。 3）环境治理：Pt₁/CeO₂催化剂在423 K实现CO全转化，能耗降低87%（图8a(5)）。 图1：焦耳加热制备金属单原子材料的综合示意图图2：焦耳加热技术发展历程时间轴图3：焦耳加热反应器结构分类与原理示意图4：典型金属单原子材料的焦耳加热参数汇总图5：贵金属单原子焦耳加热合成实例图6：非贵金属单原子焦耳加热合成策略图 7：焦耳加热单原子材料在新能源与环境中的典型应用【结论】焦耳加热技术以“超快、高效、可控、绿色”的核心优势，成为金属单原子材料规模化制备的最具潜力路线之一。
31510编辑于 2025-07-19清华刘锴、李佳Nat Commun：焦耳加热法制备高熵协同Pt单原子催化剂实现高效甲醇氧化
采用焦耳加热法合成Pt含量仅2.3 at%的催化剂Pt₁-NiCoMgBiSn，其创新设计使单原子Pt位点既能激活C-O键，又通过高熵配位环境削弱CO吸附。 通过精确控制Pt含量（<4 at%），确保Pt以孤立单原子形式分布于高熵晶格中，避免形成Pt-Pt键；而Pt含量>5 at%时则生成含连续Pt原子的传统HEA-Pt。 结构表征与单原子位点验证HAADF-STEM与EDS元素映射证实HEASA-Pt中六种元素（Pt/Co/Ni/Sn/Bi/Mg）均匀分布（图2a），Pt在纳米颗粒边缘呈稀疏单原子态（原子级分散）。 总结展望本研究成功设计并合成了高熵合金化单原子Pt催化剂（HEASA-Pt, Pt₁-NiCoMgBiSn），通过高熵晶格结构激活惰性单原子Pt位点，在仅2.3 at% Pt含量下实现35.3 A mg 这项工作开创的"高熵合金化单原子"策略不仅为贵金属催化剂抗中毒设计提供普适范式，更推动清洁能源器件向工业化应用迈进，未来可进一步探索动态结构演变机制与非Pt体系拓展，加速绿色能源替代进程。
48710编辑于 2025-07-15- 来自专栏程序员的园——原创文章
原子变量——原子操作
在原子变量一中做了原子变量的科普介绍，仅仅将普通变量升级为原子变量，便解决了多线程环境下的数据竞争问题。 在应对如上的简单案例时，仅仅使用原子变量重载的操作++即可，为了应对更加复杂的使用场景，C++标准库提供了丰富的原子变量操作，使之无需加锁便可在多线程环境中操作共享数据。 本文将对这些原子变量操作做更详细的说明。 在C++中，常用的原子变量操作包括： store：存储/改写一个新值。 load：读取当前值。 exchange：交换当前值并返回旧值。 让我们开始本文的原子变量操作之旅。 1. 存储操作 store操作将一个新值存储到原子变量中。 这些操作尝试将原子变量从给定的旧值更改为新值，并返回布尔值表示操作是否成功。
47310编辑于 2024-11-07 - 来自专栏智药邦
日本东北大学李昊：AI催化实验室DigCat平台的预印版发布！
这些数据涉及过渡金属及其合金、金属X化物（如金属氧化物、氮化物、碳化物、硫化物和磷化物）、单/多原子催化剂、碳基材料、二维材料和钙钛矿等材料。 图2 DigCat电催化反应类型和材料类型概述 除贵金属等经典催化材料外，截至2024年9月12日，DigCat还收录了文献中最全面的M-N-C电催化剂实验数据，包括新兴非贵金属体系，如单原子/多原子金属团簇掺杂缺陷石墨烯 、单原子分子片段催化剂、共价有机框架（COFs）、金属有机框架（MOFs）和金属掺杂石墨相氮化碳（g-C3N4）。 在理论结构数据库界面，用户可选择特定催化反应类型和元素类型，平台将显示相应的结构数量统计与原子数分布（图4a）。通过选择表格中的可视化选项，用户可直接在网页上查看催化剂的3D结构并下载（图4b）。 图4 DigCat中理论结构数据的可视化（a）结构计数和原子数分布的统计。（b）原子结构的可视化和下载界面。 功能2：文献追踪与AI问答 筛选文献后，用户可使用平台的扩展功能，如原文追溯和AI问答。
1.1K10编辑于 2025-02-26 - 来自专栏go语言核心编程技术
并发基础之原子操作与原子变量
既然错误是因为++不是一个原子操作而导致的，那么我们想办法使其成为原子操作就可以了，因此我们可以： 加锁； 使用原子变量。 来解决上述问题。 下面我们来试试使用原子变量。 要想找到答案，就得分析原子变量提供的原子操作是怎么实现的。 下面我们首先来看Java中的实现，然后分析gcc的实现。 我们再来看一下gcc是怎么实现的原子操作。 最后简单的总结一下Java以及gcc对原子变量的实现：Java中用的是循环使用CAS操作实现的原子变量的原子操作，而gcc使用的是xadd指令，可以看出gcc的实现方式更加简洁，应该也更高效，另外，go
1.7K20发布于 2019-07-30 - 来自专栏用户4480853的专栏
原子操作
原子操作 原子操作类型 原子操作是指一个或者多个不可再分割的操作。这些操作的执行顺序不能被打乱，这些步骤也不可以被切割而只执行其中的一部分（不可中断性）。 在 Java 中通过原子操作来完成工作内存和主内存的交互，其中原子操作又可分为如下几类： 操作 作用目标 功能 lock 主内存 把变量标识为线程独占状态 unlock 主内存 解除独占状态 read 实现原子操作 在 Java 中实现原子操作的方法就是使用 CAS 方法，CAS 是 Compare and swap（比较并交换）的简称，这个操作是硬件级操作，在硬件层面保证了操作的原子性。 对象逃逸与原子操作 对象逃逸是指当一个对象还没有构造完成时，就使它被其他线程所见。造成以上的原因就是因为在一个线程中对一个对象的实例化不是一个原子操作。 对象逃逸在饿汉式、懒汉式单例中较为常见，以其中实例化对象为例： instance = new Singleton(); // 在多线程中该操作最容易发生对象逃逸 通过指令 javap -v Main.class
1.1K20编辑于 2023-01-10 - 来自专栏每日分享java架构小知识
原子操作类
原子操作类 原子性这个概念，在多线程编程里是一个老生常谈的问题。 所谓的原子性表示一个或者多个操作，要么全部执行完， 要么一个也不执行。不能出现成功一部分失败一部分的情 况。 因为 A 和 B 在更新变量 i 的时候拿到的 i 可能都是 1 这就是一个典型的原子性问题。 多线程里面，要实现原子性，有几 种方法，其中一种就是加 Synchronized 同步锁。 J.U.C 中的原子操作类 由于变量类型的关系，在 J.U.C 中提供了 12 个原子操作的 类。这 12 个类可以分为四大类。 1. 原子更新基本类型 AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicLong 2. 原子更新数组 AtomicIntegerArray 、 AtomicLongArray 、 AtomicReferenceArray 3.
1.3K10发布于 2020-08-17 - 来自专栏happyJared
Atomic 原子类
认识 Atomic 原子类 Atomic 翻译成中文是原子的意思。在化学中，原子是构成一般物质的最小单位，是不可分割的。 JUC 原子类概览 JUC 包中的原子类 基本类型 使用原子的方式更新基本类型 AtomicInteger：整形原子类 AtomicLong：长整型原子类 AtomicBoolean：布尔型原子类 数组类型 使用原子的方式更新数组里的某个元素 AtomicIntegerArray：整形数组原子类 AtomicLongArray：长整形数组原子类 AtomicReferenceArray：引用类型数组原子类 引用类型 AtomicReference：引用类型原子类 AtomicStampedReference：原子更新引用类型里的字段原子类 AtomicMarkableReference ：原子更新带有标记位的引用类型 ：原子更新带有版本号的引用类型。
1.3K30发布于 2019-07-10 - 来自专栏后端码匠
【Java】原子类
原子类 原子变量类 比锁的粒度更细，更轻量级，并且对于在多处理器系统上实现高性能的并发代码来说是非常关键的。原子变量将发生竞争的范围缩小到单个变量上。 原子变量类可以分为 4 类 基本类型 AtomicBoolean：布尔类型原子类； AtomicInteger：整型原子类； AtomicLong：长整型原子类。 引用类型 AtomicReference：引用类型原子类； AtomicMarkableReference：带有标记位的引用类型原子类； AtomicStampedReference：带有版本号的引用类型原子类 数组类型 AtomicIntegerArray：整形数组原子类； AtomicLongArray：长整型数组原子类； AtomicReferenceArray：引用类型数组原子类。 基本类型 AtomicBoolean：布尔类型原子类； AtomicInteger：整型原子类； AtomicLong：长整型原子类。
1.4K30编辑于 2023-02-27 - 来自专栏程序员的园——原创文章
原子变量一
解决数据竞争问题是保障程序安全性和一致性的关键，除常规的锁、条件变量外，原子变量是一种更为高效的同步机制。原子变量通过确保读写操作的不可分割性，保障了共享数据的一致性。 原子变量 原子变量是一种特殊类型的变量，它保证了对其执行的操作是不可分割的，且不会被其他线程中断。 C++11标准库中的`std::atomic`模板提供了对原子变量支持，C++不仅提供了常见的原子变量的支持，还提供了自定义原子类型的支持。 原子操作与普通操作的区别 原子操作与普通操作在以下几个方面存在显著区别： 线程安全性：普通变量在多线程环境下无法保证线程安全性，而原子变量通过不可分割性操作确保了线程安全。 通过原子变量和原子操作，程序在多线程环境中能够有效地避免数据竞争问题，提高了并发访问的安全性和性能。原子变量在多线程计数器和标志位等场景中的应用，使其成为高效且可靠的数据安全保障方案。
28710编辑于 2024-11-06 - 来自专栏C/C++基础
C++11原子类型与原子操作
1.认识原子操作 原子操作就是在多线程程序中“最小的且不可并行化的”操作，意味着多个线程访问同一个资源时，有且仅有一个线程能对资源进行操作。 C++11通过引入原子类型帮助开发者轻松实现原子操作。 使用C++11提供的原子类型与多线程标准接口，简洁地实现了多线程对临界资源的原子操作。 ，原子类型能够实现原子操作是因为C++11对原子类型的操作进行了抽象，定义了统一的接口，并要求编译器产生平台相关的原子操作的具体实现。 ---- 参考文献 [1]《深入理解C++11》笔记-原子类型和原子操作 [2]深入理解C++11[M].6.3原子类型与原子操作.P196-P214
6.1K20发布于 2019-01-03 - 来自专栏智能生信
[JCIM | 论文简读] 利用机器学习探索小粒子吸附的结构敏感关系
Exploring Structure-Sensitive Relations for Small Species Adsorption Using Machine Learning 论文摘要 非均相催化剂表面吸附能的准确预测是预测反应活性和筛选材料的关键 广泛发展的吸附线性比例关系往往准确性不足，并且每次只适用于一种吸附物和一种结合位点类型，这削弱了他们预测结构灵敏度和最佳催化剂结构的能力。 它可以暴露化学反应的结构敏感性，并通过设计颗粒形状和小关节缺陷增强催化剂活性。通过使用过渡金属数据训练模型，并将其转化为预测单原子合金吸附能的方法，同时验证了该方法的通用性。
28320编辑于 2022-12-29 - 来自专栏后端码匠
CAS 原子操作
CAS(Compare And Swap): 我们先要学习的是并发编程中的CAS,也就是原子操作 那么,什么是原子操作?如何实现原子操作? 什么是原子操作: 原子,也是最小单位,是一个不可再分割的单位,不可被中断的一个或者一系列操作 CAS是以一种无锁的方式实现并发控制,在实际情况下,同时操作一个对象的概率非常小,所以多数加锁操作做的基本是无用功 CAS以一种乐观锁的方式实现并发控制 如何实现原子操作: Java可以通过锁和循环CAS的方式实现原子操作 为什么要有CAS: CAS就是比较并且替换的一个原子操作,在CPU的指令级别上进行保证 只能保证一个共享变量的原子操作 当对一个共享变量执行操作时，我们可以使用循环CAS的方式来保证原子操作，但是对多个共享变量操作时，循环CAS就无法保证操作的原子性，这个时候就可以用锁，或者有一个取巧的办法 ,但是源对象src却没有改变,因为原子引用类和原对象本身是两个东西,CAS后就可以理解为内存中的东西变了,也可以说是引用变了,他只能保证你在改变这个引用的时候保证是原子性的 记得之前上面说的ABA问题吧
1.1K20发布于 2020-10-27 - 来自专栏网络收集
Atomic 原子类
Atomic 原子类原子对象的单个方法具有原子性，通过 CAS 算法和自旋操作实现，并发效率高。使用时需导入 import java.util.concurrent.atomic.*。 }}class MyThread implements Runnable { AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); // 定义整型地原子类 { for (int i = 0; i < 10000; i++) { count.incrementAndGet(); // 原子性自增操作
53020编辑于 2022-08-06 - 来自专栏量子发烧友
世界首个原子级量子集成电路诞生，SQC 宣布其首个量子集成电路
这种作为模拟量子处理器运行的原子级集成电路的交付距离该团队 2012 年宣布制造了世界上第一个单原子晶体管并提前两年实现了不到十年。 SQC 的原子级电路技术的发展将使该公司及其客户能够为一系列新材料构建量子模型，无论是药品、电池材料还是催化剂。用不了多久，我们就可以开始实现以前从未出现过的新材料了”。 通过精确控制原子的量子态，新处理器可模拟分子的结构和特性，有望帮助科学家“解锁”未来的全新材料和催化剂。 在论文中，研究人员描述了他们是如何模拟有机化合物聚乙炔的结构和能量状态的。 聚乙炔是一种由碳和氢原子组成的重复链，其中碳碳之间单双键交替。研究团队构建了一个由10个量子点链组成的量子集成电路，以模拟聚乙炔链中原子的精确位置，其中有6个金属门控制电子在电路中的流动。 由于原子之间可能存在大量的相互作用，今天的经典计算机难以模拟相对较小的分子。SQC原子级电路技术的开发将使该公司及其客户能够为一系列新材料构建量子模型，无论这些新材料是药品、电池材料还是催化剂。
50830编辑于 2023-02-24 - 来自专栏java开发的那点事
CAS 原子操作
CAS(Compare And Swap): 我们先要学习的是并发编程中的CAS,也就是原子操作 那么,什么是原子操作?如何实现原子操作? 什么是原子操作: 原子,也是最小单位,是一个不可再分割的单位,不可被中断的一个或者一系列操作 CAS是以一种无锁的方式实现并发控制,在实际情况下,同时操作一个对象的概率非常小,所以多数加锁操作做的基本是无用功 CAS以一种乐观锁的方式实现并发控制 如何实现原子操作: Java可以通过锁和循环CAS的方式实现原子操作 为什么要有CAS: CAS就是比较并且替换的一个原子操作,在CPU的指令级别上进行保证 只能保证一个共享变量的原子操作 当对一个共享变量执行操作时，我们可以使用循环CAS的方式来保证原子操作，但是对多个共享变量操作时，循环CAS就无法保证操作的原子性，这个时候就可以用锁，或者有一个取巧的办法 ,但是源对象src却没有改变,因为原子引用类和原对象本身是两个东西,CAS后就可以理解为内存中的东西变了,也可以说是引用变了,他只能保证你在改变这个引用的时候保证是原子性的 记得之前上面说的ABA问题吧
1K61发布于 2020-11-06 - 来自专栏陈琛的Redis文章
一篇文章快速搞懂 Atomic（原子整数原子引用原子数组LongAdder）
Atomic基础篇分界线 原子整数（基础类型） 整体介绍 Atomic是jdk提供的一系列包的总称，这个大家族包括原子整数（AtomicInteger,AtomicLong,AtomicBoolean） ，原子引用（AtomicReference,AtomicStampedReference,AtomicMarkableReference），原子数组(AtomicIntegerArray,AtomicLongArray 但是这存在一个ABA问题，下面将原子引用的时候再说，先立个flag。 原子引用 在日常使用中，我们不止对上述基本类型进行原子操作，而是需要对一些复杂类型进行原子操作，所以需要AtomicReference。 [] array = new AtomicInteger[10]; array[0].getAndIncrement(); // 将第0个元素原子地增加1 字段更新器和原子累加器比较简单，这里就不说了
1.5K40发布于 2020-06-17 - 来自专栏大数据文摘
用“鸟屎”调侃同行，石墨烯真的是加个“屎”都能发论文？
石墨烯是21世纪初的一项伟大的发现，石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。 一直以来，人们都在寻找更低成本，效果更好的氧化还原反应(ORR)和析氢反应(HER)催化剂，而在过去的几十年里，杂原子掺杂(氮、硫或者混合物质)的石墨烯，被发现在这方面表现优异。 事实上，石墨烯是一种“平面单层紧密打包成一个二维（2D）蜂窝晶格的碳原子”，内部的碳原子之间的连接很柔韧，因此很难调控其电学特性，所以超纯的石墨烯没有很好的电催化性也很正常，然而采取掺杂杂质原子的化学方法可以使其具备很好的半导体特性 难怪“一去不回头”也在文章中说：“元素周期表中有84个稳定的元素（除去气体和碳），那么单掺杂的催化剂就能有84个，双掺杂的就能有3486个，三个掺杂的话就是95284个，四个掺杂那就是2*106个，再加上每种材料能在多个领域内应用 总而言之，我们推测可以通过调整（雏鸡）进食，以进一步提高所掺杂的催化剂的质量。
97110发布于 2020-02-21 - 来自专栏ImportSource
并发编程－原子性
假设有两个操作A 和 B，如果从执行A的线程来看，当另一个线程执行B时，要么将B全部执行完，要么完全不执行B，那么A 和 B对彼此来说是原子的。 原子操作是指，对于访问同一个状态的所有操作（包括该操作本身）来说，这个操作是一个以原子方式执行的操作。 如果在UnsafeSequence中的递增操作是原子的，那么前面的图1.1描述的竞态条件将不会发生，并且递增操作的每一个执行步骤都会将计数器加1。 java.util.concurrent.atomic包里包含了原子变量类，用来实现数字以及对象引用上的原子状态转换。 用AtomicLong来代替long类型的计数器，我们可以确保访问计数器状态的所有操作都是原子的。
1.5K110发布于 2018-04-03 - 来自专栏鳄鱼儿的技术分享
什么是原子操作
什么是原子操作？ 原子操作（atomic operation）意为”不可被中断的一个或一系列操作” 。 处理器使用基于对缓存加锁或总线加锁的方式来实现多处理器之间的原子操作。 在Java 中可以通过锁和循环CAS的方式来实现原子操作。CAS操作——Compare & Set，或是Compare & Swap，现在几乎所有的CPU 指令都支持CAS的原子操作。 原子操作是在多线程环境下避免数据不一致必须的手段。 int++并不是一个原子操作，所以当一个线程读取它的值并加 1 时，另外一个线程有可能会读到之前的值，这就会引发错误。 到JDK1.5，java.util.concurrent.atomic 包提供了 int 和 long 类型的原子包装类，它们可以自动的保证对于他们的操作是原子的并且不需要使用同步。 在Java Concurrency API 中有哪些原子类(atomic classes) java.util.concurrent 这个包里面提供了一组原子类。
45410编辑于 2024-05-21
腾讯云开发者
