仿生多胞薄壁管耐撞性分析及优化

为提高薄壁管结构耐撞性，以雀尾螳螂虾螯为仿生原型，结合仿生学设计方法，设计一种含正弦胞元的多胞薄壁管结构。以初始峰值载荷、比吸能和碰撞力效率为耐撞性指标，通过有限元数值模拟分析了不同碰撞角度（0o、10o、20o和30o）条件下，仿生胞元数对薄壁管耐撞性的影响，通过多目标的复杂比例评估法获取仿生薄壁管的最优胞元数。基于不同碰撞角度权重因子组合，设置了4种单一角度工况和3种多角度工况，采用多目标粒子群优化方法获取了不同工况下薄壁管结构最优胞元高宽比和壁厚。复杂比例评估结果表明，胞元数为4的薄壁管为最优晶胞数仿生薄壁管。优化结果表明，单一角度工况下，最优结构参数高宽比的范围为0.88～1.50，壁厚的范围为0.36～0.60 mm，碰撞角度为0o和10o的最优高宽比明显小于碰撞角度为20o和30o的；多角度工况下，最优高宽比范围为1.01～1.10，壁厚范围为0.49～0.57 mm。     

肿瘤细胞内CdS纳米量子点的仿生化合成

以宫颈癌HeLa细胞为载体,细胞内源性谷胱甘肽为保护剂和稳定剂,在细胞生命代谢活动驱动下合成性质优良的CdS量子点。光学性能表征显示,该CdS量子点在波长为450nm左右有发射峰,其荧光产率为5.2%。透射电镜表征显示CdS量子点粒径约为3.0nm,X射线衍射光谱表明该CdS量子点为立方晶型结构。     

曲面相机阵列多分辨成像方法

针对现有成像系统因数据冗余而无法兼顾大视场、高分辨、高效性的问题,结合人眼视网膜变分辨成像和并列式复眼成像原理,设计一种多分辨率成像的复合仿生成像系统.该成像系统按照球面和平面兼顾的曲面布局方式,利用11个相机镜头构建相机阵列,组成了四个等级分辨率的子眼拍摄模块.通过物距100 m的远景实验和物距10 m的近景实验发现,该系统在实现高分辨成像的同时,获得总视场达150.8°×37.8°.多分辨率成像实验结果表明,该系统获取的图像的分辨率从中心视场到边缘视场逐渐降低,并且相较于中心清晰全视场成像,四级分辨率成像的拼接图像数据量减少了17.2倍的数据冗余.     

相变微胶囊型吸热剂MPCM-2的制备及其控热效果

以十二水合磷酸氢二钠为芯材，乙基纤维素为壁材，采用原位聚合工艺制备了相变微胶囊型吸热剂MPCM-2，其结构和性能经IR、 DSC、TG和粒度分析表征。结果表明：MPCM-2的相变温度为43.34和58.77 ℃，总相变焓值为144.82 J·g^-1，包裹率为67.5%； MPCM颗粒中径为57.26 μm，同时，MPCM-2应用于深水固井水泥浆体系可实现对水化热及水化温升的有效控制。     

二氧化硅包覆芒硝基相变储能微胶囊制备及性能表征

将四乙氧基硅烷(TEOS)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为硅源,芒硝基相变储能微胶囊作为芯材,通过乳液聚合的方法制备了二氧化硅包覆的芒硝基相变储能微胶囊.测得芒硝基相变储能微胶囊的熔化焓和凝固焓分别为136.4 J/g和76.9 J/g,融化和凝固温度分别为23.6℃和17.6℃.微胶囊的核-壳结构减轻了无机水合盐固液分离程度,抑制了相分层现象的发生.在100次循环后,熔化焓为64.3 J/g,具有较好的循环稳定性,可用于热能存储等领域.     

基于生物力学螺旋结构教具研制和实验课堂设计

对于复合材料微结构设计，笔者注意到在利用两相或多相普通材料来制备高性能复合材料方面，大自然给出了非常好的范例。笔者开设了复合材料力学设计课程，旨在培养学生们对这一新型仿生设计有更多理解。因此，本文提出了一种预浸料自动铺设仿龙虾钳表皮螺旋微结构设计平台，使同学们在课堂上实现精确的预浸料铺设角度的控制，为仿照生物组织中螺旋微结构来优化层合板力学性能等教学思路提供了可行的实验条件。     

刺激响应型微胶囊的可控释放研究进展

刺激响应型微胶囊由于具有独有的高稳定性、多功能性、膜结构的可调性、以及对不同芯材的运送能力,在药物封装和释放、人造细胞、催化、化学传感器等领域具有广阔的应用前景。本文综述了近年来不同刺激响应型复合微胶囊的可控释放的研究进展,包括温敏型、pH响应型、磁响应型、生物响应型、电响应型,以及光响应型微胶囊,根据释放机理的不同着重对光响应型微胶囊的释放过程进行了总结,并对微胶囊可控释放在未来的发展趋势进行了展望。     

环境响应性微胶囊及其在农业领域中应用的研究进展

在传统农业中,如何高效率地使用农药,提高其利用率,一直是一大难题。环境响应性微胶囊是一类在外界环境的刺激下,可以相适应地改变其表面结构的物质。这一类微胶囊具有智能、可控、精准、高效等特点。目前,这一项技术已经被广泛地应用于农业生产中。本文主要综述了环境中pH、温度、光以及磁场四大因素对响应性微胶囊的影响,并且简要介绍了该类微胶囊的制备技术、形成机理、主要材料以及在农业领域的应用。     

平行四面体纳米孔道中DNA超结构的组装和离子输运特性

<正>受生物膜离子通道结构和功能的启发,人工制备固体纳米孔道门控开关器件一直备受关注[1,2].基于仿生纳米孔道的非对称离子传输性质制备的离子二极管和场效应管装置对于构建离子电路和能量转换的纳米器件至关重要[3,4].然而,仿生制备的固体纳米孔道在离子传输过程中有漏电流的存在,严重影响了固体纳米孔道应用的灵敏度和信噪比[5].针对这一问题,研究者利用DNA分子的特殊识别和自组装的功能特性,相继构筑了基于DNA和纳米孔道的智能响应体系[6,7].但在之前的研究工作中,分[8]     

有机相变材料的发展及在纺织领域的应用

相变材料因为其优良的热性能,被广泛应用于纺织品、航空航天、交通运输、农业、国防、建材、太阳能系统和医疗设备等领域。近年来,开发应用新型相变材料已经成为研究热点。本文首先概括介绍了相变材料发展进程,着重介绍了有机相变材料,包括它的分类、性能和应用。详细介绍了有机相变材料在纺织行业的应用,以及对调温纺织品测试手段的研究和建立的相关数学模型的建立。