一个强荧光三维超分子有机框架的构建及其对苦味酸的选择性传感

在四苯基甲烷外侧通过C=C双键引入四个N-甲基-4-苯基吡啶盐片段,合成了一个新的全共轭单体T-1.其在水中与2 equiv.的葫芦脲[8]结合,形成了新的高强荧光的超分子有机框架SOF-r-SPP.动态光散射实验表明,在T-1浓度为1.0和0.031 mmol/L时,SOF-r-SPP的流体力学直径分别为68和41 nm.粉末X-射线衍射实验揭示,SOF-r-SPP形成孔径为2.3 nm的三维金刚石型周期性结构.硝基苯衍生物能有效淬灭SOF-r-SPP的荧光.在17个研究的硝基苯类分子中,苦味酸的淬灭效率最高. SOF-r-SPP作为荧光传感器,对苦味酸的检测极限可以达到0.024 mmol/L.     

基于反激变压器的压电振动能量双向操控技术

压电材料因其具有良好的机电耦合特性, 在振动能量俘获和结构振动控制领域有着良好的应用前景. 基于同步开关和电感的压电元件接口控制电路, 可以通过振荡电路工作原理调节压电元件的电压幅值和相位, 优化压电振动系统的机电能量转化. 优化型同步电荷提取技术即基于上述接口控制电路实现了压电振动能到电能的高效转换. 本文提出了一种衍生于优化型同步电荷提取电路的压电阻尼半主动控制电路, 借鉴反激变压器的原、副边能量转换特性, 实现了压电振动控制系统从电能到机械能的能量操控, 进而达到结构振动抑制的效果. 至此, 结合了压电电荷能提取与压电阻尼半主动控制技术的新电路, 以反激变压器为核心实现了压电振动能量的双向操纵. 论文首先介绍了相应的控制电路及工作原理, 推导了新型同步开关阻尼技术下的结构的振动阻尼比模型, 搭建了压电悬臂梁振动控制实验平台, 最终通过实验验证了理论模型, 并使用更简单的控制方法解决了振动控制系统的稳定性问题.      

超低频振动能量收集器中夹片弹簧结构的建模与验证

针对一类基于夹片弹簧的压电振动能量收集器，利用材料力学莫尔积分理论建立了振荡俘能结构中夹片弹簧的等效刚度模型，通过万能拉伸试验机验证了模型精度。在此基础上，讨论了夹片弹簧刚度线性简化的两种途径：拉伸曲线线性拟合和固有频率修正。研究结果表明，从夹片弹簧拉伸曲线上看，将其等效成线性弹簧具有一定的合理性；而在实际振动能量收集器结构中，若振动加速度相对较小，通过固有频率修正法对夹片弹簧刚度进行线性简化，其幅频响应特性与非线性模型的特性相近。该研究成果为压电振动能量收集器的动力学和机电耦合模型简化提供了理论支撑。     

面向超低频振动能俘获的内共振升频式压电振子与性能分析

自然环境中的低频、超低频振动能分布十分广泛,但如何高效俘获依然是一个技术难题。本文主要研究了一种基于摆锤、内嵌式双悬臂梁、一对永磁铁和限位器的升频式超低频振动能量收集器,并对其进行了理论建模、仿真分析和实验验证。该振子结构可以利用1:2:6升频转换机制将初始激励的超低频率升高至6倍频的电压输出,有效地增大了压电元件的换能效率,提高了振子结构输出功率。该原型装置可以在频率2 Hz、幅值0.2 m/s 的激励下达到1.4 mW的能量收集水平,展现出了较高的能量俘获和转换潜力。     

两级串联扩张腔式消声器声学特性的分析

通过建立双扩张腔消声器串联模型,研究分析其结构参数对消声器声学特性的影响。分析发现:两扩张腔中间连接管长度的变化以及前后扩张腔长度比对消声器平均传递损失影响不大,但传递损失的零点位置和数目发生改变,会使消声频带发生变化;中间连接管的直径越小,传递损失越大,且消声频率范围相对变宽;前后两个扩张腔交换直径比对传递损失没有影响,且当其中之一扩张腔直径不变时,另一扩张腔直径与其差值越小传递损失越大,前后扩张腔直径比对消声零点和峰值对应频率的影响可以忽略。研究结果对于串联消声器结构参数的设计具有重要的指导意义。