Effects of Continuous Size Distributions on Pressures of Granular Gases

Direct Monte Carlo simulations are employed to investigate the granular pressures in granular materials with a power-law particle size distribution. Specifically, smooth circular discs of uniform material density are engaged in a two-dimensional rectangular box, colliding inelastically with each other and driven by a homogeneous heat bath at zero gravity. The resulting pressures are found to decrease as the widths of particle size distribution are increased. Moreover, the granular pressures in power-law systems are found to be unequally distributed among the various sizes of particles, with large particles possessing more pressure than their smaller counterparts. The width-dependent nature of the total pressures is induced by the more dispersion of smaller particles in the system as the particle size distribution is widened.     

Sandpile Dynamics Driven by Degree on Scale-Free Networks

We introduce a sandpile model driven by degree on scale-free networks, where the perturbation is triggered at nodes with the same degree. We numerically investigate the avalanche behaviour of sandpile driven by different degrees on scale-free networks. It is observed that the avalanche area has the same behaviour with avalanche size. When the sandpile is driven at nodes with the minimal degree, the avalanches of our model behave similarly to those of the original Bak-Tang-Wiesenfeld （BTW） model on scale-free networks. As the degree of driven nodes increases from the minimal value to the maximal value, the avalanche distribution gradually changes from a clean power law, then a mixture of Poissonian and power laws, finally to a Poisson-like distribution. The average avalanche area is found to increase with the degree of driven nodes so that perturbation triggered on higher-degree nodes will result in broader spreading of avalanche propagation.     

用于断裂可靠性设计的P—Km—da／dN—△K曲面

本文提出了疲劳裂纹扩展Ｋｍ－ｄａ／ｄＮ－△Ｋ曲面，并给出了Ｐ－Ｋｍ－ｄａ／ｄＮ－△Ｋ曲面实验数据处理及参数估计公式，利用该曲面可进行断裂损伤折算及随机载荷谱作用下构件裂纹扩展寿命估算。最后给出了一实例。     

可注射水凝胶及其在再生医学领域的应用

近年来,由工程生物材料制成的可注射治疗剂正变得越来越流行,并推动传统的临床实践走向微创化.可注射水凝胶由于其可调控的物理及化学特性、可控的降解性能、高含水量以及在微创方式下实现递送的能力,在组织工程和药物递送领域中变得越来越重要.研究者们已开发出例如原位交联水凝胶、大孔水凝胶、水凝胶微粒、动态交联水凝胶等一系列性能独特的可注射水凝胶.通过调控水凝胶的固含量和交联密度,并引入适当的共价或非共价相互作用,例如静电相互作用、疏水相互作用等,这些水凝胶可在注射过程中实现生物活性分子的递送.同时,可注射水凝胶亦可用于细胞的递送,提供细胞培养所需的三维环境,并通过调控力学性能、化学修饰、生物功能化修饰等手段调控细胞黏附、增殖、分化等行为.本文旨在回顾近年来可注射水凝胶的设计和制备的相关进展,以及其在再生医学中的应用,并对该领域存在的挑战和潜力进行了展望.     

1,3-二(4-吡啶基)-丙烷与邻苯二甲酸构筑的过渡金属配合物的合成、结构和荧光性质

以1,3-二(4-吡啶基)-丙烷(bpp)和邻苯二甲酸(1,2-H2bdc)为配体,通过水热法合成了过渡金属配合物M2(1,2-bdc)2(bpp)2·2H2O[M=Co(1),Ni(2)]和Cd(1,2-bdc)(bpp)·H2O(3).配合物1和2属单斜晶系P21空间群,具有相似的三维骨架结构.配合物中存在2种配位环境相似的金属中心,每个金属中心采取六配位的畸变八面体构型,与来自2个1,2-bdc配体的3个氧原子和2个bpp配体的2个氮原子以及1个水分子配位.1,2-bdc配体采取单齿/双齿螯合的配位模式将金属离子连接成M1-(1,2-bdc)-M2右手螺旋链.bpp配体采取Trans-Gauche(TG)构型,连接相邻的金属离子形成M1-(bpp)-M1链和M2-(bpp)-M2链.这3种链交织在一起构筑成具有{65.8}拓扑的三维结构.配合物3属单斜晶系P21/c空间群,具有单节点的双层二维结构.Cd(Ⅱ)离子采取七配位的畸变五角双锥体构型,与来自2个1,2-bdc配体的4个氧原子,2个bpp配体的2个氮原子和1个水分子配位.1,2-bdc配体采取双齿螯合/双齿螯合的配位模式将Cd(Ⅱ)离子连接成Cd-(1,2-bdc)-Cd链.bpp配体采取TG构型,连接相邻的Cd(Ⅱ)离子,形成Cd-(bpp)-Cd链.这2种链通过共享Cd(Ⅱ)离子交错排列构筑成二维结构.配合物3显示出强的荧光,最大发射位于408 nm处,对应于配体的π*-π跃迁.不同有机小分子对配合物3的荧光强度有不同程度的影响,苯胺对其有显著的猝灭作用,基于荧光猝灭机理,配合物3可用于选择性检测苯胺分子.     

Effect of STI-induced mechanical stress on leakage current in deep submicron CMOS devices

The shallow trench isolation (STI) induced mechanical stress significantly affects the CMOS device off-state leakage behaviour. In this paper, we designed two types of devices to investigate this effect, and all leakage components, including sub-threshold leakage ($I_{\rm sub})$, gate-induced-drain-leakage ($I_{\rm GIDL})$, gate edge-direct-tunnelling leakage ($I_{\rm EDT})$ and band-to-band-tunnelling leakage ($I_{\rm BTBT})$ were analysed. For NMOS, $I_{\rm sub}$ can be reduced due to the mechanical stress induced higher boron concentration in well region. However, the GIDL component increases simultaneously as a result of the high well concentration induced drain-to-well depletion layer narrowing as well as the shrinkage of the energy gap. For PMOS, the only mechanical stress effect on leakage current is the energy gap narrowing induced GIDL increase.     

磁共振成像信号的数字化接收系统设计

磁共振成像信号的采集是磁共振成像系统当中最重要的环节之一,设计性能良好的信号接收系统直接关系到成像质量的好坏. 本文根据磁共振信号强度弱、频率高、带宽窄的特性对接收系统进行了统一设计. 详细地对可控增益放大、高速A/D、数字解调以及抽样滤波器等几个部分进行了讨论,给出一整套设计方案,尤其对多级抽样滤波器,根据磁共振成像的性能需求和滤波器的不同特性给出了抽样系数分配和滤波器设计的一般方法. 根据该方案设计出的磁共振信号接收系统有较高的信噪比,已经应用在临床医疗诊断当中.      

黄芪多糖脂质体的制备

采用逆相蒸发法和薄膜法制备黄芪多糖脂质体,并对脂质体的包封率进行了测定。结果表明,逆相蒸发法制备的为大单层脂质体,其包封率为44.32%;薄膜法制备的为复层脂质体,其包封率为36.28%,逆相蒸发法操作简单,所需仪器设备为常规仪器,再加上其制备的大单层脂质体包封容积大,包封率高,因此是一种黄芪多糖脂质体制备的理想方法。     

土壤颗粒表面电场作用下固-液界面Mg~(2+)-K~+与Ca~(2+)-K~+交换动力学的比较研究

通过恒流法研究了不同表面电场作用下Mg2+、Ca2+吸附动力学.结果发现:(1)实验初期阶段是强静电力作用下的零级动力学过程和一定反应时间后的弱静电力作用下的一级动力学过程,且零级速率过程和一级速率过程之间存在明显的转折点;(2)不同电解质构成中Ca2+的吸附速率明显快于Mg2+的,平衡吸附量也大于Mg2+的,且Ca2+在土壤颗粒表面的覆盖度比Mg2+在土壤颗粒表面的覆盖度高;(3)离子的相对有效电荷系数与土壤颗粒表面电场作用的不同是各体系中Ca2+、Mg2+吸附动力学有差别的根本原因;(4)根据离子吸附的理论模型可以分别计算出速率系数、平衡吸附量、离子在土壤颗粒表面的覆盖度以及固定液的体积,这些参数可以定量评估土壤颗粒表面电场对离子吸附动力学的影响.     

基于多孔弹性模型的脊椎关节生物力学特性和体液流动特性研究

建立了L4/L5段人体腰椎关节的非线性多孔弹性有限元模型,并对其施加1000N振动载荷1h,考察在不同的振动频率(1Hz、4Hz、8Hz、11.5Hz、15Hz)下腰椎关节的变形、应力分布和体液流动情况;并对不同频率作用下脊椎组织的生物力学特性进行了对比分析。结果表明,在不同频率振动载荷下,脊椎模型的应力分配、体液流量都呈现与振动载荷不同的周期性波动变化。振动载荷频率等于腰椎关节的固有频率11.5Hz时,椎间盘应力分配和体液流量波动的幅值最短;而振动频率为4Hz、8Hz、15Hz时各项指标波动的幅值比11.5Hz时小。振动过程中,椎间盘内外压力梯度的变化引起体液的流动,振动时间越长,总流失量越大。