聚丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶摩擦学性能研究

通过自由基聚合制备了聚丙烯酸(PAA)水凝胶。在水凝胶体系中掺入氧化石墨烯(GO),改善其机械强度。用往复摩擦试验机,在面-面接触的条件下考察了在不同载荷、速度、接触面积下,摩擦力和摩擦系数变化。实验结果表明,PAA水凝胶摩擦行为不遵从传统的固体摩擦定律(Amonton’s law)。通过与铜(Ⅱ)离子络合和去络合作用可实现摩擦系数从极低到较高的可逆调节。     

孔隙深度对多孔储液介质摩擦学性能的影响研究

多孔储液介质凭借其独特的孔隙结构可以储存并释放润滑介质,具备良好的自润滑性能. 利用计算流体力学(CFD)方法研究了孔隙深度对多孔储液介质摩擦界面流体压力分布的影响;考虑气-液界面的弯月面力作用,研究了不同孔隙深度的多孔储液介质气-液承载模型以及气-液二相的最小压差分布规律. 基于模拟计算结果,采用3D打印技术制备了不同孔隙深度的多孔储液介质,进一步考察了孔隙深度对其摩擦学性能的影响. CFD模拟结果表明合理设计孔隙深度能够增强多孔储液介质的流体动压润滑效应,孔隙深度较低会使得润滑升力不足,孔隙深度过高又会使得孔隙中流体产生回流循环,削弱楔形效应. 气体进入多孔储液介质摩擦副表面后,在孔隙中形成气-液二相受压承载,其最大承载力随着孔隙深度的增加先升高后趋于平稳,但孔隙深度越小,对润滑作用的积极效果越显著. 摩擦试验表明多孔储液介质的摩擦系数随着孔隙深度的增加呈先降低后增加的趋势,与模拟计算结果一致. 因此合理设计多孔储液介质的孔隙深度,能优化多孔储液介质的润滑性能.      

Constructing reduced model for complex physical systems via interpolation and neural networks

The work studies model reduction method for nonlinear systems based on proper orthogonal decomposition (POD)and discrete empirical interpolation method (DEIM). Instead of using the classical DEIM to directly approximate thenonlinear term of a system, our approach extracts the main part of the nonlinear term with a linear approximation beforeapproximating the residual with the DEIM. We construct the linear term by Taylor series expansion and dynamic modedecomposition (DMD), respectively, so as to obtain a more accurate reconstruction of the nonlinear term. In addition, anovel error prediction model is devised for the POD-DEIM reduced systems by employing neural networks with the aid oferror data. The error model is cheaply computable and can be adopted as a remedy model to enhance the reduction accuracy.Finally, numerical experiments are performed on two nonlinear problems to show the performance of the proposed method.     

激光等离子体推进中靶动量测量方法的改进

总结了激光等离子体推进中靶动量的测量方法,设计了双光束测量方法.该方法能够减小靶宽度和靶的运动速度对测量结果的影响.     

二维晶体材料MXenes的合成、性能和应用研究进展

近年来,MXene材料因具有独特的结构和优异的特性越来越受到研究人员的关注,对其研究也不断深入.MXene材料是由Mn+1AXn(n=1,2,3…)相刻蚀得到,目前已有化学液相常压刻蚀法、水热刻蚀法和高温分解等制备方法.研究发现MXene拥有优良的导电性、稳定性、磁性能以及力学性能,被广泛的应用于储能、催化、吸附等应用领域.本文主要综述了MXene的基础理论、制备方法、结构性能以及其在各领域的应用研究进展,并对以后的发展和面临的问题做出了展望.     

三有机锡（4R）-3-[[（2S）-5-氧-2-吡咯烷基]羰基]-4-噻唑烷甲酸酯的合成、结构和体外抗癌活性

利用三有机锡氢氧化物和手性配体（4R）-3-[[（2S）-5-氧-2-吡咯烷基]羰基]-4-噻唑烷甲酸（HL）反应合成了3个三有机锡（4R）-3-[[（2S）-5-氧-2-吡咯烷基]羰基]-4-噻唑烷甲酸酯R₃SnL[1,R=c-C₆H₁₁（a）,C₆H₅（b）,C₆H₅C（CH₃）₂CH₂（c）],通过元素分析、IR、¹H NMR和X-射线单晶衍射表征了其结构。化合物1a属正交晶系,P2₁2₁2₁空间群;化合物1b属单斜晶系,P2₁空间群。二者均为由羧基氧和内酰胺羰基氧桥联配位形成的右螺旋链状有机锡配位聚合物,锡原子具有五配位[SnC₃O₂]畸变三角双锥构型。化合物1a和1b对体外2种人癌细胞Colo205和Bcap37增殖均有强的抑制作用,其活性为1b >1a。     

3D打印生物医用材料研究进展

3D打印(亦称增材制造)技术因其独特的材料成型优势,在组织工程、航空航天、汽车制造、以及电子工业等众多领域显示出巨大的应用潜力。然而,在实际生物医学应用中,3D打印生物器件和组织器官除了要求具有复杂的结构和优异的生物学性能外,其打印结构的表面性质也需满足某些特定的要求,如3D打印组织骨架和器官必须具有生物相容性、抗菌性及细胞粘附性等。因此,将3D打印与传统表面修饰技术相结合,在不改变材料三维结构的基础上调控其表面生物化学性质,从而赋予3D打印生物骨架器官多功能化,可实现更为广泛的应用。本文以3D打印生物骨架及器官的表面修饰为主要内容对就近年来3D打印生物医用材料的最新研究进展进行了综述。     

口腔正畸摩擦研究进展

正畸矫治是使用有效力使牙齿产生生理性的移动.一旦弓丝与托槽之间出现相对滑动的趋势时,摩擦力就会产生.如何减少弓丝与托槽间的摩擦力,提高轻力矫治的有效性是目前正畸矫治需要克服的难点.本文中阐述了口腔正畸摩擦力产生的力学基础,分析了影响正畸摩擦力的相关因素,对口腔正畸摩擦相关研究进展进行了综述分析.     

基于Mori-Zwanzig格式和偏最小二乘的非线性模型降阶

本征正交分解及Galerkin投影是解决复杂非线性系统模型降阶问题常用的方法.然而,该方法在构造降阶系统过程中只截取基函数的部分模态,这通常会使得降阶系统不准确.针对该问题,提出了对降阶系统误差进行快速校正的方法.首先应用Mori-Zwanzig格式对降阶系统的误差进行分析,理论上得到误差模型的形式和有效预测变量.再通过偏最小二乘方法构造预测变量和系统误差的多元回归模型,建立误差预测模型.将所构造的误差预测模型直接嵌入到原降阶系统,得到新的降阶系统在形式上等价于对原模型的右端采用Petrov-Galerkin投影.最后给出了新的降阶系统的误差估计.数值结果进一步说明了所提方法能有效地提高降阶系统的稳定性和准确性,且具有较高计算效率.     

Automatic calibration method of voxel size for cone-beam 3D-CT scanning system

For a cone-beam three-dimensional computed tomography （3D-CT） scanning system, voxel size is an important indicator to guarantee the accuracy of data analysis and feature measurement based on 3D-CT images. Meanwhile, the voxel size changes with the movement of the rotary stage along X-ray direction. In order to realize the automatic calibration of the voxel size, a new and easily-implemented method is proposed. According to this method, several projections of a spherical phantom are captured at different imaging positions and the corresponding voxel size values are calculated by non-linear least-square fitting. Through these interpolation values, a linear equation is obtained that reflects the relationship between the voxel size and the rotary stage translation distance from its nominal zero position. Finally, the linear equation is imported into the calibration module of the 3D-CT scanning system. When the rotary stage is moving along X-ray direction, the accurate value of the voxel size is dynamically exported. The experimental results prove that this method meets the requirements of the actual CT scanning system, and has virtues of easy implementation and high accuracy.