A MEMS-Based Piezoelectric Power Generator for Low Frequency Vibration Energy Harvesting

A novel power generator has been achieved to convert vibration to electrical energy via the piezoelectric effect. The generator obtained by micro fabrication process mainly consists of silicon based frame and composite cantilever. The prototype tested at resonant vibration generates 1.15μW of effective power to a 20.4-kΩ resistance load. The potential of this work is to offer miniaturization solutions for power generators, and with the proposed method the ambient ubiquitous vibration can be harvested effectively as endless energy source to form an integrated self-powering system.     

A High Revolution Speed Noncontact Ultrasonic Motor Driven by a Non-Symmetrical Electrode

A noncontact ultrasonic motor based on a non-symmetrical electrode is proposed. This motor has the advantages of using a simple driving electrode and having a high revolution speed. The revolution speed of its three-blade rotor can reach 5100rpm under a driving voltage of 20 V. A method operated easily is proposed to measure the output torque,     

大环多胺金属模拟酶催化水解梭曼机理研究

为解决生物酶在战场应用环境中易失活且环境耐受性差的问题,我们合成了大环多胺双锌模拟酶配合物-2,6-双{[双(2-羟乙基)氨基]甲基}-4-甲基酚(Zn L2).Zn L2对GD(Soman,梭曼)具有较高的催化活性,能够实现多次催化循环,并且在Zn L2与GD化学计量比为(0.56∶1)的条件下水解率为100%.使用高效液相色谱-质谱与核磁共振确定催化产物为甲氟膦酸酯、甲氟膦酸、甲基膦酸频哪酯与甲基膦酸,说明Zn L2水解GD为双平行反应,反应途径分别为GD的P—F与P—O键的断裂.建立在实验的基础上,使用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,从P—O与P—F键断裂这两个平行反应方向对催化过程进行计算.计算结果表明:Zn L2上Ot末端醇盐作为一个碱试剂去激活水分子,使其成为羟基并作为亲核试剂进攻中心磷原子,形成一个五配位的磷酰中间体,通过进一步亲核进攻水解中间体形成最终P—O与P—F键断裂产物.Zn L2催化GD水解的活化能为分别为5.6 kcal/mol(P—F键断裂)和11.5 kcal/mol(P—O键断裂),说明P—O键断裂过程是GD酶促水解反应的速控步骤.     

冷冻靶中硅冷却臂的温度场和力学分析

冷冻靶是实现惯性约束聚变高能量增益的重要靶型。冷却臂是冷冻靶的重要部件之一,通过它将冷源与铝套筒相连接,用于获得靶丸内均匀氘氚冰层时所需的精确温度,同时冷却臂也用于均匀夹持铝套筒。首先测试分析了硅材料在深低温下的热传导系数,表明硅材料在该温区具有优异的热传导能力。研究了硅冷却臂结构参数对冷却臂温度场分布的影响。分析不同晶向硅冷却臂周向均匀夹持铝套筒的特性,提出基于(111)晶向硅片研制冷却臂。研究了冷却臂力臂夹持力和共振频率,并对硅冷却臂的热-结构耦合进行分析。最后设计具有16个夹持力臂的二级分叉结构的冷却臂。基于微电子机械系统技术研制了硅冷却臂样机,并测试了冷却臂的侧壁垂直度和力学特性。将研制的硅冷却臂与铝套筒进行装配,表明冷却臂中力臂的力学特性能够实现对套筒的夹持。     

液相色谱-质谱联用仪研究极性含磷化合物

禁止化学武器公约包括的核查目标相当广泛,含有碳磷键的化合物属于重要的核查目标之一[1].因此,对此类化合物分析技术的研究是十分必要的.液相色谱-电喷雾质谱(LC-ESI-MS)技术是目前分析极性大,难挥发,热不稳定化合物的理想方法.以前常用的方法是通过较复杂的样品制备方式,经过衍生,生成挥发性的化合物再进行GC-MS分析[2],因此,回收率较低,大大降低了分析灵敏度.日益成熟的LC-ESI-MS技术大大简化了样品制备程序,水样和水提取样可直接分析,而且进样量较大,从而提高了分析灵敏度,同时也提供了分子量和结构信息.日益受到分析专家的重视.     

一种新型的圆筒非接触超声马达

提出了一种新型的圆筒非接触超声马达．该马达主要工作在驻波状态下,且仅需单路信号激励。文中给出了马达定子的振动解析,并依此设计定子。当马达稳定转动时,采用激光测振仪测得了马达定子的振动模态。实验表明,单路信号激励下同样可以实现非接触驱动。此外还采用高速摄像机拍摄了马达的起动特性。     

Experimental study of noncontact ultrasonic motor with non-symmetrical electrode

We have proposed a novel noncontact ultrasonic motor based on non-symmetrical electrode driving. The configuration of this electrode and the fabrication process of rotors are presented. Its vibration characteristics are computed and analysed by using the finite element method and studied experimentally. Good agreement between them is obtained. Moreover, it is also shown that this noncontact ultrasonic motor is operated in antisymmetric radial vibration mode of $B_{21}$ mode. The maximum revolution speed for three-blade and six-blade rotors are 5100 and 3700\,r/min at an input voltage of 20V, respectively. Also, the noncontact high-speed revolution of the rotors can be realized by the parts of I, III of the electrode or II, IV of the electrode. The levitation distance between the stator and rotor is about 140$\mu $m according to the theoretical calculation and the experimental measurement.     

串联质谱法鉴定丙基膦酸烷基酯异构体

采用串联质谱(MS/MS)研究了丙基膦酸烷基酯异构体,以鉴定与磷相连的丙基基团。针对电子轰击质谱(EI-MS)谱图中特征离子m/z 125和化学电离质谱(CI-MS)谱图中的准分子离子,进行串联质谱研究,对碰撞气压力和碰撞能量进行优化。实验结果表明:在碰撞能量20 V,碰撞气压力1.0 mTorr时,电子轰击串联质谱(EI-MS/MS)模式下,正丙基膦酸酯的母离子m/z 125碎裂产生较强的子离子m/z 107,而异丙基膦酸酯的母离子m/z 125则碎裂产生较强的子离子m/z 65和83;在化学电离串联质谱(CI-MS/MS)模式下,正丙基膦酸酯的准分子离子产生子离子m/z 125(基峰)和107,异丙基膦酸酯的准分子离子产生子离子m/z 125、107和83;通过串联质谱反应,能清晰地区分正丙基和异丙基膦酸烷基酯(C≥2)。     

3,4-二巯基甲苯衍生化法结合SPME/GC-MS技术分析尿样中超痕量氯乙烯基胂酸

选取氯乙烯基胂酸(CVAOA)为生物标志物,建立了路易氏剂染毒尿样中超痕量CVAOA的分析方法。采用正交试验,优化了CVAOA的巯基化衍生方法,选取3,4-二巯基甲苯(DMT)作为衍生试剂,CVAOA与DMT的用量摩尔比为1∶1 000,常温衍生5 min,可达到最高的衍生效率;之后在优化的顶空-固相微萃取(HS-SPME)条件下富集纯化衍生产物CVAOA-DMT;使用气相色谱-质谱/选择离子监测模式(GC-MS/SIM)进行定性定量分析。该方法在50.0 pg/m L~500 ng/m L浓度范围内呈良好的线性(r2=0.998 5),相对标准偏差(RSD)小于10%,检出限可达7.6 pg/m L,定量下限为23 pg/m L。对低、中、高3种浓度的路易氏剂染毒尿样进行检测,回收率为97.6%~105%,RSD为4.4%~7.1%。该方法分析灵敏度高,具有良好的准确度、精密度和普及性,可被广泛推广和使用。     

土壤基质中路易氏剂的测定方法

建立了土壤基质中不同浓度的路易氏剂的测定方法,即液液萃取-气相色谱法(LEE-GC)和固相微萃取-气相色谱法(SPME-GC)。两种方法对5种土壤基质回收率均大于70％;相对标准偏差均小于10％。