额外电子受体功能化的C216基敏化剂光伏性能理论研究

通过向C216染料中插入额外电子受体的分子设计策略,设计了5个具有D-A-π-A结构的新染料,利用密度泛函理论计算和Marcus电荷传输模型研究了其结构、电子、光学及光伏性质．结果表明,插入额外电子受体可以稳定LUMO能级、缩小HOMO-LUMO能隙及显著红移染料的光吸收峰．基于对电子注入/复合速率和效率的估算,预测C216染料在标准光辐射下(100mW·cm^-2)的光电转换效率(PCE)约为7.85%,与实验测量值7.70%非常接近,证明本文所用计算方案是可靠的．采用同一方案,预测所设计染料A4/A5的PCE值高达14.29%/15.47%,约为C216的1.82/1.97倍,说明染料A4和A5是潜在的高性能染料候选物,值得进一步实验研究．     

点火能对预混气体爆炸过程及管道薄壁加载响应的影响

在两端封闭的无缝不锈钢管道中,利用压力传感器、应变片以及数据采集系统实验测试了不同点火能作用下,管道内甲烷-空气预混气体爆炸波发展规律及由此造成的管道外壁的动态响应。结果表明,点火能量越大,爆炸反应程度越剧烈,管道内最大爆炸压力就越大,管道薄壁的最大动态应变也越大,爆炸波发展就越迅速,并且管壁动态应变信号和压力波信号出现较好的一致性。本文结果可为油气长输管道的爆炸破坏效应研究提供一种新的思路和方法。     

高速列车的关键力学问题

在过去10 年时间, 中国和谐号系列高速列车经历了一系列速度上的飞跃. 在最初引进消化吸收基础上, 研制了新一代高速列车并大规模投入运营, 伴随这一过程的大量试验与工程实践, 大大促进了对高速铁路这样一个车- 线- 网- 气流强耦合的复杂大系统中的关键力学问题的深入理解和全面研究. 该文将从6 个方面对高速列车研制和运行过程中的典型力学问题的研究进展以及未来的研究方向做一个梳理. 考虑到这样一个大系统的复杂性,同时也为了使对高速列车感兴趣的技术与科研人员对这些力学问题有一个比较全面的认识, 文中将分别就高速列车的空气动力学、弓网关系、车体振动与车体模态设计、车体运行稳定性、高速轮轨关系、关键结构的运行可靠性和列车噪声等方面的研究进行总结和展望. 同时也对中国及国际高速列车发展趋势及其中的力学问题做了一个简要介绍.      

真空低温环境下超声马达驱动特性研究― 空载特性

利用自制的一套真空低温超声马达摩擦驱动特性测试系统,选取了4种工程塑料作为超声马达转子摩擦材料,测试出超声马达在真空低温环境下的空载转速,研究了真空度、环境温度和摩擦材料等因素对行波超声马达空载特性的影响.结果表明,随着真空度的增加,马达的空载转速下降;随着环境温度的降低,马达的空载转速下降.比较了所选4种工程塑料的驱动特性,筛选出一种在真空低温环境下空载特性较好的超声马达转子摩擦材料.     

酮类甲醛荧光探针的合成及其光学性质

设计合成了两种化合物4-氨基4-（4-甲氧基苯基）-3-丁烯-2-酮（1b）和4-氨基-4-（1,3-亚甲二氧基苯基-5-基）-3-丁烯-2-酮（2b）,测试了其在不同甲醛含量下的紫外吸收光谱及单光子荧光光谱。当含有100 μmol/L和5 μmol/L的甲醛时,化合物1b和2b的紫外吸收峰强度分别达到其最大值。在单光子荧光方面,化合物1b的荧光发射峰位置在384 nm,与紫外吸收峰相比红移50 nm。化合物2b的荧光发射峰呈现出双峰形状,其发射峰位置分别在384 nm及411 nm左右。当加入15 μmol/L的甲醛时,化合物2b的411 nm处的荧光发射峰明显增强,两峰的重叠程度降低,可作为检测甲醛的特征变化。以上数据表明,化合物1b和2b不仅能够对微量甲醛产生响应,也可作为一种理想平台为更进一步拓宽化合物1b和2b在监测生物体系中甲醛荧光生物成像上的应用奠定理论基础。     

羧基化氧化石墨烯的可控合成及血液相容性

采用自由基引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)作为功能改性剂, 通过AIBN分解产生的异丁腈自由基进攻氧化石墨烯上五元环与七元环的缺陷点, 形成氰基改性氧化石墨烯中间体, 再通过水解反应制得羧基化氧化石墨烯[GeneO-C(CH₃)₂-COOH]纳米材料. 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR), X射线衍射(XRD), 热重分析(TGA)和原子力显微镜(AFM)等方法对合成的材料进行了表征, 并采用复钙时间测试考察了材料的血液相容性. 研究结果表明, 氧化石墨烯中羧基的含量可以通过调整AIBN和GeneO的投料比来控制. 本方法不但可提高氧化石墨烯的羧基含量, 而且可使其具有良好的血液相容性.     

甲酸铵催化转移氢化还原肽链中的芳香硝基——对氨基苯丙氨酸的间接引入

研究了用甲酸铵催化转移氢化法(AF-CTH)对不同类型肽中的芳香硝基的还原行为, 这些肽类化合物包括促黑激素(MSH: 四肽)、促黄体素释放激素(LHRH: 十肽)和强腓肽(十七肽)的类似物. 用HPLC对还原过程进行了跟踪监测, 结果显示, 除含对氯苯丙氨酸残基的LHRH类似物因发生脱氯副反应不适合用AF-CTH还原外, 其余序列还原过程中均无明显副反应发生, 硝基几乎定量地转化成为相应的氨基, 实现了对氨基苯丙氨酸向肽链的间接引入. 另外发现, 硝基还原所需的时间与肽链长度有关, 肽链越长, 还原所需时间越长, 但与其在序列中的位置关系不明显.     

高铁酸钾电化学性能研究

主要研究正极材料高铁酸钾的合成以及用它作为正极活性物质在一次性碱性电池中 ,于不同浓度电解质溶液和不同放电电流下的放电性能 .发现其在 9mol/L- 1KOH溶液中放电容量最高 ,并表现出良好的放电平台特性 .0 .4C时 ,放电容量可达 5 2 1 .3mAh/ g .XRD分析表明 ,放电后产物为Fe3O4 ,由此提出相关可能的放电反应机理     

高温熔融锡液遇水爆炸机理的实验研究

为研究低熔点金属锡遇水爆炸机理及能量转化过程,搭建了一套由高频熔融炉、高速摄像机和信号采集仪等组成的可视化实验平台,监测锡与水的质量比为5、10、15和20时熔融锡液与水接触反应过程,并选取中高熔点金属铝进行相同条件下的对比实验。同时,结合能量守恒定律、爆炸冲击理论建立数学计算模型,用于定量分析爆炸冲击波能量。结果表明:质量比为5时,熔融锡液与水反应触发2次蒸汽爆炸;由相同条件下熔融铝液遇水爆炸实验,反应剧烈程度和持续时间与金属碎化程度和金属热扩散率有关。此外,高温熔融锡液遇水爆炸过程中,0.45%～10.91%热能转化为冲击波能量。随着质量比的增加,冲击波能量转化率呈现先增后减趋势;当质量比为10时,冲击波能量转化率最大。由锡/铝遇水爆炸实验的冲击波压力曲线可知,当质量比小于12.69时,锡液遇水爆炸实验的冲击波能量转化率高于铝液遇水爆炸实验的冲击波能量转化率。     

1种双配副摩擦试验机及其在多孔聚酰亚胺摩擦磨损测试方面的应用

在轴承中存在2类摩擦副，滚动体与内外沟道以及滚动体与保持架，尤其在采用聚合物保持架的轴承中，这2类摩擦副的性质完全不同，2类配副之间的相互影响不可忽略.目前，市面上的标准摩擦试验机均采用单配副，并不能很好地模拟轴承内部的摩擦.针对此问题，本文中研制了双配副摩擦试验机，并对该试验机进行了标定和校准.采用该试验机研究了多孔含油聚酰亚胺(iPPI)轴承保持架材料的发黑过程，对比了单配副和双配副下iPPI材料的摩擦磨损特性.结果表明，研制的双配副摩擦试验机能够较为真实地模拟保持架材料表面的磨损发黑现象，而单配副摩擦试验难以重现这种发黑现象.采用能谱分析(EDS)和拉曼(Raman)光谱分析单配副和双配副下iPPI的磨损表面，发现iPPI表面的发黑物质为α-Fe₂O₃和Fe₃O₄.研制的双配副摩擦试验机测试精度高、重复性好，是1种模拟轴承内部摩擦的有效工具.