The oscillatory behavior, static and dynamic analyses of a micro/nano gyroscope considering geometric nonlinearities and intermolecular forces

The nonlinear dynamic and static deflection of a micro/nano gyroscope under DC voltages and base rotation are investigated. The gyroscope undertakes two cou- pled bending motions along the drive and sense directions and subjected to electrostatic actuations and intermolecular forces. The nonlinear governing equations of motion for the system with the effect of electrostatic force, intermolecular tractions and base rotation are derived using extended Hamilton principle. Under constant voltage, the gyroscope finds the preformed shape. First, the deflection of the rnicro/nano gyroscope under electrostatic forces is obtained by static and dynamic analyses. Furthermore, the static and dynamic in- stability of the system are investigated. Afterward the oscillatory behavior of the pre-deformed micro/nano gyroscope around equilibrium is studied. The effects of intermolecular and nonlinear parameters on the static and dynamic de- flection, natural frequencies and instability of the micro/nano gyroscope are studied. The presented model can be used to exactly determine static and the dynamic behavior of vibratory micro/nano gyroscopes.     

Static and dynamic properties of grafted ring polymer: Molecular dynamics simulation

The static and dynamic properties of a system of end-grafted flexible ring polymer chains grafted to a flat substrate and exposed to a good solvent are studied by using a molecular dynamics method. The monomers are described by a coarse-grained bead-spring model. Varying the grafting density ρ and the degree of polymerization or chain length N, we obtain the density profiles of monomers, study the structural properties of the chain (radius of gyration, bond orientational parameters, etc.), and also present the dynamic characteristics such as chain energy and bond force. Compared with a linear polymer brush, the ring polymer brush exhibits different static and dynamic properties for moderate or short chain length, while it behaves like linear polymer brush in the regime of long chain length.     

高岭土成型体水热转化无粘结剂4A分子筛研究

以煤系高岭土与碳质造孔剂、凹凸棒石增强剂加水混匀成型,经高温焙烧活化,水热反应转化4A分子筛,重点探讨了成型体的活化制度及造孔剂的作用机制.结果表明,造孔剂过量会使成型体的强度降低,欠量则不能形成丰富的前驱孔通道,无法保证晶化液进入体内充分反应;成型体的煅烧温度过低和/或时间过短,高岭石及造孔剂得不到充分分解,而温度过高和/或时间过长,会使偏高岭土的活性降低,且使前驱孔通道塌陷,皆影响分子筛的转化.高岭土与11;造孔剂和3;增强剂加水混匀并滚制成φ3mm的小球,在750℃锻烧3h,形成多孔活化体,再经水热转化可形成结晶良好、晶体互联交织生长的4A分子筛聚集体,宏观上保持原有的球形未变,其抗压碎力达115 N/颗,静态水吸附率达23.75;.     

考虑中性层位置变化的微悬臂梁气体传感器静态模型的分析

微悬臂梁是一种高灵敏度的生化传感器。本文考虑吸附表面应力引起的中性层位置的变化,采用能量法建立了微悬臂梁在单层分子吸附稳定后的静态弯曲模型,并以表面吸附有水蒸汽分子的微悬臂梁为例,研究了微悬臂梁曲率半径随其厚度、杨氏模量及吸附分子间距的变化规律以及中性层位置变化对微悬臂梁传感器性能预测的影响,结果发现：1)微悬臂梁的曲率半径与其杨氏模量、厚度及吸附分子间距之间可以近似用一次、二次和八次函数关系表示;2）中性层变化导致的曲率半径计算误差,随着微悬臂梁厚度、杨氏模量的增加而减小,但影响较小,而吸附分子间距会对该相对误差产生明显影响;3）中性层位置变化会对微悬臂梁传感器灵敏度和表面应变预测产生明显的影响。     

空间稳定系统加速度计在线标校

三轴加速度计是惯性导航系统的核心元件之一,其误差对导航精度具有重要影响。提出一种适用于空间稳定系统的加速度计在线标校方法。在三轴加速度计十二系数误差模型基础上,推导比力的模误差与加速度计误差系数之间的关系式。设计一个五维静态Kalman滤波器进行加速度计组合误差系数的在线标定,并讨论了加速度计组合误差的补偿方法。计算机仿真和多组试验结果表明:采用所提方法,空间稳定系统加速度计误差的标校精度达到1×10-5g量级,所用加速度计的长期稳定性优于1.5×10-5g,对实现高精度导航具有实用价值。     

过渡金属体系非线性光学性质计算的ECP基组研究

有效核势(ECP)方法是计算含有过渡金属体系的电子结构及物理性质的有效方法. 本文比较了一系列典型的ECP基组对计算含过渡金属体系非线性光学性质精度的影响. 分别在HF, MP2和DFT理论水平上对过渡金属元素使用不同的ECP基组, 计算了几个过渡金属有机化合物的静态一阶超极化率β₀. 研究结果表明: 使用有效核势计算含过渡金属体系时, 核电子的选取是提高计算精度的前提, ns和np电子应该和nd电子一同作为价电子处理; 对于重原子, 必须考虑自旋-轨道耦合相对论效应. 经过综合评估, 认为使用Stuttgart/Dresden赝势的ECP基组, MHF, 在计算含有过渡金属体系非线性光学性质方面是比较好的基组; Stuttgart RSC 1997和SBKJC VDZ相对而言是较好的基组; 基组Lanl2dz, Hay-Wadt MB (n＋1)和Hay-Wadt VDZ (n＋1)由于没有考虑自旋-轨道耦合, 计算精确度次之; 而基组CRENBL和CRENBS计算的偏差要大一些, 尤其是CRENBS基组由于价电子选择得太少而导致与实验值的偏差最大.     

苯系物扩散管气体标准物质的研制

按照ISO 6145—2003、ISO 6144—1998标准,研制了新型气体标准物质动态配气装置,实现了微机对动态配气装置主要参数数据的实时监控。用该装置研制了氮中微量苯系物扩散管气体标准物质,量值的相对扩展不确定度为2％-3％,并与静态容量法配气进行了比较。     

中学化学教材评价工具的制定

客观地、有效地、可操性地评价化学教材,对促进化学教材质量的提高和教材的多样化有着重要的意义。中学化学教材评价工具从内容、思想与文化、心理规律与能力发展、编制水平以及可行性与效果5个维度定性和定量评价化学教材,并制订了中学化学教材静态分析评价表。     

On the well-posedness of the initial value problem of non-static rotating fluid

A systematic study was made on the topological nature of the system of non-static rotating fluid. Several initial （boundary） value problems and their well-posedness were discussed.     

C60吡咯烷羧酸衍生物的合成及其在水溶液中的聚集行为

C60与亚氨基二乙酸甲酯[NH(CH₂COOMe)₂]的光化学反应制得2,5-双(甲氧羰基)富勒烯吡咯烷(1), 产率为52% (基于已反应的C60). C60吡咯烷衍生物1与氯乙酸甲酯(ClCH₂COOCH₃)的N-烃基化反应, 在微波辐射、无溶剂及相转移条件下, 得到2,5-双(甲氧羰基)-N-(甲氧羰基)甲基富勒烯吡咯烷(2), 产率47%(基于C60吡咯烷衍生物1). C60吡咯烷衍生物1和2用NaH, CH₃OH水解后, 经盐酸酸化得相应的二羧酸衍生物3和三羧酸衍生物4, 产率分别为65%和53% (基于C60吡咯烷衍生物1和2). C60吡咯烷衍生物1～4的结构由¹H NMR, ¹³C NMR, IR, FAB-MS和元素分析证实. 用电导法测定了C60吡咯烷二羧酸3和三羧酸4钠盐的临界聚集浓度(CAC), 分别为3.58×10^－4 mol/L (3)和3.33×10^－4 mol/L (4). 这一结果被C60吡咯烷衍生物3和4, 在临界聚集浓度(CAC)附近的UV-Vis光谱的特征变化所支持. 透射电子显微镜(TEM)和静态光散射(SLS)等方法也被用于检测C60吡咯烷衍生物3和4在临界聚集浓度(CAC)时的聚集行为, 结果显示, C60吡咯烷衍生物3在缓冲溶液中(0.001 mol/L NaCO₃-NaHCO₃), 其聚集体粒径的大小(R_g≈21 nm)不同于C60吡咯烷衍生物4 (R_g≈23 nm). C60吡咯烷二羧酸3钠盐的临界聚集浓度(CAC)比C60吡咯烷三羧酸4钠盐的临界聚集浓度(CAC)大, 聚集体粒径大小的不同, 表明C60单加成衍生物加成基团中羧基(COOH)数目的多少对其聚集行为的影响. 用化学发光法分别检测了C60吡咯烷二羧酸3和C60吡咯烷三羧酸4在缓冲溶液(0.05 mol/L NaCO₃-NaHCO₃)中对邻苯三酚自氧化产生的超氧阴离子(O₂^－·)的清除活性. C60衍生物3和4对 O₂^－· 的清除呈现有明显的剂量效应, 但当超过一定浓度时(3: ～3.50×10^－4 mol/L, 4: ～3.25×10^－4 mol/L), 清除效率出现转折, 并下降. 这一现象与电导率测定时出现的CAC现象相一致, 进一步证实了C60吡咯烷二羧酸3和C60吡咯烷三羧酸4在较高浓度的水溶液中有聚集的倾向, 也说明了C60吡咯烷二羧酸3和C60吡咯烷三羧酸4的聚集会影响其清除超氧阴离子(O₂^－·)的活性.