Flowrate behavior and clustering of self-driven robots in a channel

In this paper, the collective motion of self-driven robots is studied experimentally and theoretically. In the channel,the flowrate of robots increases with the density linearly, even if the density of the robots tends to 1.0. There is no abrupt drop in the flowrate, similar to the collective motion of ants. We find that the robots will adjust their velocities by a serial of tiny collisions. The speed-adjustment will affect both robots involved in the collision, and will help to maintain a nearly uniform velocity for the robots. As a result, the flowrate drop will disappear. In the motion, the robots neither gather together nor scatter completely. Instead, they form some clusters to move together. These clusters are not stable during the moving process, but their sizes follow a power-law-alike distribution. We propose a theoretical model to simulate this collective motion process, which can reproduce these behaviors well. Analytic results about the flowrate behavior are also consistent with experiments.     

交通工具上的小空间睡眠区不同气流组织的数值分析

长途旅行中的睡眠区气流组织设计对于人体热舒适和空气质量控制是极其重要的。为了给小空间睡眠区提供更加舒适和空气质量更佳的气流组织,本文首次针对置换通风、个性通风、混合通风三种通风方式,利用CFD(计算流体力学)对睡眠区速度场、温度场、污染物CO2的浓度分布进行了数值模拟分析。对利用CFD计算出的面部舒适速度比例(FSR)、吹风感(DR)、空气龄(MA)进行比较,得出:在睡眠区采用个性送风可以在最节能的情况下得到更好的面部舒适速度比例和空气质量,优于置换通风和混合通风;1.5m3/min为个性通风的最佳通风量;为了避免在睡眠区使用个性通风时产生吹风感,应该保证送风温度不能过低;增大个性送风口送风面积可以有效降低吹风感。     

基于太赫兹光谱的固体片剂孔隙率研究

内部孔隙影响着药片的崩解特性,进而影响药效的发挥,但目前鲜有关于药片孔隙率有效检测手段的报道。基于太赫兹脉冲的飞行时间测量原理,利用太赫兹时域光谱技术研究了微晶纤维素和吲哚美辛混合片剂的孔隙率与折射率、吲哚美辛质量分数之间的定量关系;建立了三者关系的数学计算模型,通过实际测试固体样品片剂的太赫兹时域光谱,计算了片剂的孔隙率、折射率。结果表明:片剂的孔隙率与折射率、不同成分质量分数间存在线性关系,与建立的数学计算模型相符。利用太赫兹光谱法测得的孔隙率与采用气体置换法测量的孔隙率的平均相对误差为6.0%,与采用密度法计算的孔隙率的平均相对误差为8.9%,表明利用太赫兹光谱法测量片剂孔隙率具有可行性,能够成为药物片剂质量监测的补充手段。     

NaBF4对锂离子电池石墨负极性能的影响

利用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗、SEM、EDS等测试技术研究了在锂离子电池石墨负极和浆过程中加入NaBF₄对其电化学性能的影响。结果表明:NaBF₄的最佳添加量为2%,可明显提高石墨电极的首次放电比容量和充放电效率;电极的自放电性能和循环稳定性得到明显改善。室温条件下,添加了2% NaBF₄的电极以放电容量计算的自放电率为0.87%·d^-1,比未添加时降低了15%;循环伏安、EDS以及SEM测试结果表明,四氟硼酸钠参与了石墨电极的成膜过程,改变了SEI膜的组分和形貌。     

金属有机骨架薄膜材料的三阶非线性光学性能研究进展

金属有机骨架(MOFs)材料因其可设计的结构以及灵活可控的配位模式,在三阶非线性光学(NLO)领域引起了广泛的关注。与液体分散状态相比,MOFs在固体状态下的三阶NLO性能更为重要,这不仅可以深入了解MOFs本身所固有的光学性能,还有助于实现MOFs在光学器件中的实际应用。然而,由于散射的存在和透光率的限制,单独的MOFs材料难以直接实现固体状态下的三阶NLO性能研究,将MOFs制备成具有较好光学透过性的薄膜是研究其NLO性能最为可行的一种策略。MOFs薄膜不仅很好地继承了MOFs所固有的三阶NLO性能,而且还结合了薄膜的高透光率以及灵活的机械性能。基于此,本文分析总结了MOFs薄膜的制备方法及其NLO性能研究方面的相关工作,并根据目前MOFs薄膜在三阶NLO性能方面的研究现状对其未来发展予以了展望。     

化学修饰的大孔吸附树脂对1,2-苯并异噻唑-3-酮的吸附研究

选用在有机废水处理中已经得到广泛使用的商业化树脂Amberlite XAD-4作参照,通过等温吸附实验和吸附动力学实验研究了单宁酸和邻羧基苯甲酰基修饰的吸附树脂(分别命名为FZH-11和FZH5)对1,2-苯并异噻唑-3-酮的吸附性能。结果表明,修饰后的树脂FZH-11和FZH5对1,2-苯并异噻唑-3-酮具有较高的吸附容量,吸附过程存在化学吸附作用。1,2-苯并异噻唑-3-酮在FZH-11和FZH5树脂上的吸附过程符合准一级动力学方程,颗粒内扩散是吸附过程的主要速度控制步骤。FZH-11和FZH5树脂经酸液脱附可重复利用,废水在得到有效治理的同时实现了1,2-苯并异噻唑-3-酮的资源化回收利用。     

三尖杉酯碱侧链酸的不对称合成及结构表征

以N-Boc苏氨醛为起始原料,经Wittig、Meisenheimer重排和催化氢化系列反应,不对称合成了天然产物三尖杉酯碱的侧链酸,中间体及目标产物结构经核磁共振(1 H NMR、13 C NMR)、红外光谱和质谱表征.结果表明,所用合成方法具有产率高、反应条件温和、操作简单等优点;目标化合物的总收率达30%.     

硫脲壳聚糖-银配合物的制备及其结构和抑菌性能

合成了一系列不同银含量的硫脲壳聚糖-银配合物;利用傅立叶变换红外光谱分析了合成产物的结构,并测定了壳聚糖、硫脲壳聚糖及4种硫脲壳聚糖-Ag配合物对细菌和植物病原菌的抑菌性能.结果表明:硫脲壳聚糖-Ag配合物的抑菌性能优于单一的壳聚糖和硫脲壳聚糖;随着硫脲壳聚糖-Ag配合物中银含量的增大,抑菌效果明显增强.     

硫酸酯化川芎粗多糖的半合成及其抗氧化活性

以水提醇沉法制备川芎粗多糖(1)。首次报道了1与氯磺酸-吡啶经亲核取代反应半合成硫酸酯化川芎粗多糖(2)的方法,其结构经UV和IR表征。用氯化钡-明胶比浊法测定2的取代度。考察了1和2对邻苯三酚自氧化反应产生的超氧阴离子(O2-·)和1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)体外清除自由基能力。结果表明:在测定浓度范围内,1和2对O2-·清除能力极弱,但对DPPH自由基有一定的清除作用。     

载体表面氧化程度对Ni/SiC甲烷化催化剂性能的影响

采用等体积浸渍法制备了Ni/SiC甲烷化催化剂, 研究了SiC载体表面氧化程度对催化剂低温活性和高温稳定性的影响, 并采用热重-差示扫描量热、N₂物理吸附、傅立叶变换红外光谱、氨程序升温脱附、X射线衍射、氢程序升温还原和氢化学吸附技术对样品进行了表征. 结果表明, 随着载体氧化温度的提高, 催化剂的比表面积和镍分散度降低, 但还原性和反应稳定性提高. 未氧化载体所负载催化剂的高温稳定性最差, 其原因在于载体对镍粒子的固定作用最弱. 负载于500和700℃处理的SiC载体上的催化剂具有较好的低温活性和高温稳定性, 这是因为适度氧化后的载体能较好地分散并固定镍粒子. 900℃处理的载体因过度氧化形成了低活性的氧化层, 使负载的镍粒子变大, 因而催化剂的低温活性最差.