智能蜂窝状有序多孔薄膜：体系构建、响应性能及应用探索

蜂窝状有序多孔膜是一种典型的具有微、纳米尺寸的图案化高分子薄膜材料,在超疏水表面、光电材料、组织工程、生物医学、传感器等领域都具有良好的应用前景。表面形貌或性质具有可逆刺激响应特性的智能型多孔膜不仅拥有常规多孔膜的性能,而且还拥有独特的"开-关"功能,因此受到广泛关注。本文回顾了智能有序多孔膜近年的研究进展,重点对其体系构建、响应方式、机理、性能和相关应用进行了归纳与分析,评述了不同刺激响应多孔膜的特点及优劣势,探讨了智能多孔膜的优化设计及提高响应性能等问题,指出了目前面临的挑战,并展望了未来的发展方向。     

光电容积脉搏波的睡眠呼吸暂停综合征筛查方法

睡眠呼吸暂停综合征（SAS）素有“睡眠杀手”之称。由于其诊断金标准多导睡眠监测仪（PSG）的限制，诊断率一直偏低。由于呼吸暂停发生时会引发心率节奏的变化，因此利用心电图（ECG）通过心率变异性（HRV）分析可以实现SAS的自动筛查。但是，ECG-SAS方法所用电极穿戴繁琐、材质致敏性较高，影响睡眠安适度。鉴于脉率变异性（PRV）分析与HRV分析高度相关，并且光电容积脉搏波（PPG）信号相对ECG信号获取方式更加简单，不仅电极不易致敏，而且更易于穿戴，对睡眠干扰小。由此，提出利用同步采集的PPG信号和ECG信号，应用相同的建模方法，比较二者的疾病识别能力。应用反向传播（BP）神经网络，分别建立PPG-SAS与ECG-SAS自动筛查模型，并采用十折交叉验证法及受试者工作特征（ROC）曲线对模型进行对比与评估。实验数据来源于MIT-BIH Polysomnographic Database，共8 248个样本，其中正常样本6 227例。首先采用三层BP神经网络，默认参数下建立PPG-SAS与ECG-SAS模型，使用十折交叉验证法及ROC曲线进行模型分类准确性的对比；然后依次改变影响分类性能的隐层节点数、训练函数以及传递函数，建立多个PPG-SAS与ECG-SAS模型，从中选取各自的最优模型再进行对比。通过比较识别率、预测率以及ROC曲线面积，采用默认参数的PPG-SAS模型优于ECG-SAS模型。通过比较平均分类准确率，隐层节点数为50、训练函数为一步正割算法、隐含层传递函数为双曲正切S型函数时，PPG-SAS模型得到的最高识别率与预测率分别为80.30%和80.13%；隐层节点数为50、训练函数为一步正割算法、隐含层传递函数为径向基时，ECG-SAS模型的最高识别率与预测率分别为77.60%和77.67%。以上实验结果均表明PPG信号的SAS分类能力较ECG信号更具优越性，由此证明了PPG信号筛查SAS的可行性及可靠性，为临床SAS病症的早期发现及诊断率提升奠定理论基础。     

NaN_3对玉米萌发过程中超弱光子辐射的影响

为了解读植物种子萌发过程中超弱光子辐射信息的生物学意义,采用呼吸抑制剂NaN3处理萌发玉米种子,跟踪测量和分析了玉米种子萌发过程中超弱光子辐射中自发光子辐射和外界光诱导的延迟光子辐射的变化规律,同时研究了萌发玉米种子鲜质量的变化.结果发现,NaN3同步抑制了萌发玉米自发光子辐射和鲜质量的增长,造成萌发玉米延迟光子辐射的初始光子数和延迟光子辐射积分强度大幅度降低,相干时间减小.机理分析表明,NaN3对呼吸代谢电子传递链的抑制造成的自由基反应减弱是萌发玉米自发光子辐射减小的原因,自发光子辐射强度可以作为玉米萌发状态的信号,延迟光子辐射动力学参数的大小可以表征萌发玉米呼吸代谢的强弱,相干时间是种子细胞组织序性的量度,通过对萌发种子超弱光子辐射的采集和分析可以实现对萌发种子细胞代谢和功能状态变化的灵敏和无损检测.     

平面叶栅跨音流场气动特性的数值研究

通过对模型方程的分析，给出了一种新的隐格式构造思想。将它运用到关通量分裂格式中，可得到无近似因子分解、无矩阵运算的高效二阶精度隐式矢通量分裂差分格式，并用来直接求解时间平均Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程组。数值计算标明：该方法具有精度高、稳定性好、计算量少、收敛快等优点，在平面叶栅跨音流场的计算中，较好地捕获了激波，与实验比较，结果令人满意。     

洋葱碳基双极板制备及在PEMFCs中的应用

以甲烷为碳源，采用化学气相沉积(CVD)法制备了尺寸均匀(粒径在50～140 nm)的带有金属核心的纳米洋葱碳(CNOs)。通过微波加热对合成的CNOs进行纯化得到纯度为99%的洋葱碳材料，并作为双极板导电填料应用于质子交换膜燃料电池(PEMFCs)电堆。通过CNOs的表征和分析表明，合成的CNOs中内嵌Fe-Ni纳米金属粒子。由接触角测试可知，注塑工艺制备的洋葱碳基双极板的润湿角低于91°,亲水性较商用石墨双极板有所改善，有利于电子的传输。经自呼吸电堆耐久性和功率测试发现，由洋葱碳基双极板组装的电堆在13.2 V下的输出功率达到58 W,比商业石墨双极板电堆输出功率(48 W)提高21%。研究证实洋葱碳基复合材料可以提高PEMFCs电堆的功率密度、效率及寿命。     

2.0μm附近模拟呼吸气体中~(13)CO_2/~(12)CO_2同位素丰度的高精度实时在线测量

采用可调谐二极管激光吸收光谱技术,结合一新型多通池搭建了一套模拟呼吸气体中CO_2同位素丰度的测量装置.气体的压强、温度和流速被很好地控制且均能保持长期的稳定性;采用三次多项式拟合光谱基线,对光谱进行归一化,很好地消除了功率变化对测量结果的影响;利用移窗-回归技术消除频率漂移对同位素丰度测量的影响.实验结果表明:移窗-回归法的引入不仅延长了系统的稳定时间,还提高了系统的测量精度;小波去噪的应用获得了比多光谱平均法高2倍的信噪比;系统的稳定时间为100 s;Kalman滤波后系统测量精度为0.067‰.     

甲醇浓度对被动式自呼吸直接甲醇燃料电池性能的影响

依据单电池测试结果和甲醇传质理论考察了甲醇溶液的浓度对被动式自呼吸直接甲醇燃料电池（DMFC）性能的影响.研究结果表明,电池的法拉第效率和能量转化效率会随着浓度的增大而降低,采用4mol/L的甲醇溶液实现了最大的放电功率13.9mW/cm^2,并能在60mA下稳定放电长达20h.这取决于电池运行过程中电极内部的甲醇传质和甲醇透过的共同作用.     

平面叶栅气动试验研究进展与展望

平面叶栅气动试验传统上是验证压气机、涡轮的基元性能的主要手段, 近年来国内外研究人员利用平面叶栅开展了大量的流动测量试验, 以揭示叶栅内部复杂流动现象的本质和规律、探索减小叶栅内流动损失的方法. 本文从试验装置、测试技术和研究内容三个方面, 综述了近年来平面叶栅气动试验研究的进展情况. 首先介绍了平面叶栅试验装置的发展及提高平面叶栅试验段流场品质的措施; 其次介绍了叶栅气动试验采用的部分流场测试技术, 包括叶片表面压力场、叶片表面温度场、内流速度场及流场可视化等测试技术, 分析了这些测试技术的进展和存在的问题; 然后梳理了近年来平面叶栅试验研究的相关科学问题及进展, 包括跨音速叶栅中的激波研究, 叶顶间隙泄漏流动研究, 叶型优化研究, 多尺度非定常旋涡结构研究, 振动环境下叶栅流场研究等; 最后对平面叶栅气动试验研究方向进行了展望. 通过了解叶栅内复杂流动现象及本质, 为进一步探索和提高压气机、涡轮的气动性能提供技术支撑.      

Two-Dimensional Breather Lattice Solutions and Compact-Like Discrete Breathers and Their Stability in Discrete Two-Dimensional Monatomic β-FPU Lattice

We restrict our attention to the discrete two-dimensional monatomic β-FPU lattice. We look for two- dimensional breather lattice solutions and two-dimensional compact-like discrete breathers by using trying method and analyze their stability by using Aubry＇s linearly stable theory. We obtain the conditions of existence and stability of two-dimensional breather lattice solutions and two-dimensional compact-like discrete breathers in the discrete two- dimensional monatomic β-FPU lattice.     

Periodic, Quasiperiodic and Chaotic Discrete Breathers in a Parametrical Driven Two-Dimensional Discrete Klein-Gordon Lattice

We study a two-dimensional lattice of anharmonic oscillators with only quartic nearest-neighbor interactions, in which discrete breathers can be explicitly constructed by an exact separation of their time and space dependence. DBs can stably exist in the two-dimensional Klein-Gordon lattice with hard on-site potential. When a parametric driving term is introduced in the factor multiplying the harmonic part of the on-site potential of the system, we can obtain the stable quasiperiodic discrete breathers and chaotic discrete breathers by changing the amplitude of the driver.