动物进化的抗冲击策略及其仿生机理研究

经过长期的自然选择, 自然界中的动物已经进化出各种各样高效的、可靠的、适应性强的抗冲击策略和机体防护机制, 抵抗来自周围复杂环境的碰撞和冲击载荷, 保护生物外部结构和内部器官在进行激烈生物活动时不受伤害. 相比传统工程防护结构, 这些天然的生物防御系统具有优异的抗冲击特性、高效的能量耗散效率以及可重复使用等特征. 因此, 近年来, 关于探索生物及其仿生机理的研究越来越受到广大学者的关注. 本文作者结合近期在该领域的研究成果, 综述了自然界各类动物的抗冲击策略与身体防护机制及其相关仿生设计与应用的最新研究进展. 特别地, 我们归纳分析和讨论了面对不同载荷环境时生物抗冲击结构独特的进化过程和非凡的力学性能, 并且介绍了相关的抗冲击仿生应用研究. 最后, 讨论了动物抗冲击策略与防护机制及其仿生应用研究的挑战和未来发展方向. 本文可为研究人员和工程师提供有效的数据资料, 为可重复使用能量吸收装置及其飞行器结构的抗冲击与防护设计提供有益借鉴和仿生依据.      

仿长耳鸮翼型的参数化研究

以长耳鸮翼型为仿生原型,采用逆向工程方法提取鸮翼翼型下表面特征点并利用B样条曲线进行拟合建立鸮翼仿生重构模型。通过数值求解耦合Langtry-Menter SST模型的雷诺时均Navier-Stokes方程,研究了仿生翼型的前缘弧线曲率、前缘厚度、前端倾角、翼型中部下表面曲率以及尾部厚度等参数对翼型升阻比的影响,获得了一种能有效抑制大攻角下流动分离发生的仿生翼型。正交试验结果表明:翼型前缘厚度对仿生翼型的升阻比影响最大,随着翼型前缘厚度的减少,翼型升阻比增加;翼型下表面中部曲率和翼型尾部厚度均存在最优值使仿生翼型升阻比最大。     

基于差分Pattern时延差编码和海豚whistles信号的仿生水声通信技术研究

为解决传统的隐蔽水声通信方法带来的通信性能降低问题, 提出了一种将差分 Pattern 时延差编码通信体制与海豚whistles信号相结合的仿生水声通信技术. 海豚whistles信号频带较窄且各信息码元间隔不等、码元之间互相关性较弱, 选取whistles信号作同步码和Pattern 码, 并以相邻whistles信号之间的时延差值携带信息. 这种仿生的水声通信信号不易被敌方探测、截获, 且差分Pattern时延差特殊的编码方式也不易使信息被破译, 因此该水声通信技术具有较强的隐蔽性和保密性, 且在抗码间干扰以及抗多普勒效应方面具有优异性能. 本文对系统进行了水池实验, 在信噪比为0 dB、存在相对运动时实现了通信速率为67 bit/s的低误码数据传输, 验证了系统的有效性、稳健性和隐蔽性. 关键词： 仿生水声通信 差分Pattern时延差编码 海豚whistles信号 隐蔽性     

封面照片说明

 照片上介绍的是仿生机器人的一种--蛇形机器人,由中国人民解放军国防科学技术大学研制。蛇形机器人因其外形和运动方式与自然界中的蛇类相似而得名。     

珍珠和贝壳珍珠层的傅里叶变换红外光谱研究

本文通过高分辨率傅里叶变换红外光谱法和Ｘ射线衍射技术研究了三角帆蚌生长的珍珠和壳珍珠层粉末在１６０℃热处理前后谱图的变化。     

智能材料——材料科学发展新趋势

材料的智能化代表了材料科学发展的最新方向，智能材料的研究主要是依照仿生学方法，采用各种先进复合技术，实现复杂材料体系的多功能复合，并最终实现材料智能能化和器件集成化，文章在简要介绍有关材料概念的基础上，总结了智能材料的设计思想，路线及合成技术途径，综述了最近国内外有关智能材料的发展动向及研究进展，指出了一些应用背景及现在面临的问题。     

甲苯类化合物的选择性氧化

综述了以O2为清洁氧源甲苯类化合物的气相和液相选择性氧化.甲苯类化合物的气相选择性氧化中主要介绍了金属氧化物、分子筛和负载型催化剂并对影响催化剂活性和选择性的因素进行了分析;甲苯类化合物的液相选择性氧化中重点介绍了MC (mid-century)催化体系及其反应机理方面的研究进展,并特别介绍了仿生催化在甲苯类化合物催化氧化中的应用.对各催化氧化体系的应用前景进行了展望.     

LB膜诱导Ba(NO3)2晶体取向生长

In this work, Ba(NO₃)₂ crystals with single crystal face were induced by using the the method of bio-mimetic mineralization and double LB films of behenic acid (BA) as the template. The crystals were characterized by Scanning Electron Microscope (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD). The crystals were observed in regular square shape with uniform size about 5～8 μm by SEM, and they were found by XRD to grow along the (111) plane. From these experiments, we can conclude that the good selection of the (111) crystal face of Ba(NO₃)₂ is due to the electrostatic interactions , the match between this crystal face and the definite lattice structure of the LB films.     

活性聚苯乙烯膜诱导碳酸钙异相成核结晶

0引言生物矿物材料(如骨、牙齿、贝壳等)的优异性能[1]使得无机材料的仿生合成(又称有机模板合成)成为近年来研究的热点之一[2]。该合成技术的优点是,通过有机物分子与无机离子的相互作用,能够在温和的条件下合成出具有多级结构、特殊形貌和优异性能的有机/无机复合材料。CaCO3