竖直恒温面自然对流边界层不稳定性研究

在无扰动、随机式扰动以及正弦式扰动下,通过对竖直恒温面处状态Ra为1.328×10^9、Pr为6.24的自然对流进行模拟,探索了热边界层的不稳定性和共振强化自然对流换热。结果表明:(1)竖直自然对流边界层上游位置的随机式扰动对热边界层的影响主要体现在稳定阶段;(2)该状态下的竖直自然对流边界层的特征频率为15 067,且相比于无扰动状态,频率为15 067的正弦式扰动能在竖直恒温面处提高5.15%的换热量;(3)在竖直自然对流边界层上游位置加入特征频率的正弦式扰动,竖直恒温面处的局部努塞尔数Nu均出现明显波动,且波动随着边界层高度的增加而增大。     

基于多弛豫信号补偿的快速磁共振T1ρ散布成像

定量磁共振成像（MRI）可量化组织特性,是科学研究和临床研究的重要工具.旋转坐标系下的自旋-晶格弛豫时间（T_1ρ）能反映水与大分子之间的低频交互作用,在3 T及以上的高场环境下,T_1ρ受水和不稳定质子之间化学交换的影响较大,通过测量弛豫率随自旋锁定场强度的变化而得到其分布情况（T_1ρ散布）,可用于分析和量化质子的交换过程,因此T_1ρ散布是一种重要的定量MRI技术.然而,获得不同自旋锁定场强下T_1ρ加权图像的时间过长,限制了其应用范围.针对这一问题,本研究提出一种基于多弛豫信号补偿策略的快速T_1ρ散布成像方法.该方法将不同锁定频率下的T_1ρ加权图像补偿到同一信号强度水平,并结合低秩与稀疏建立重建模型.实验结果表明,该方法在加速倍数高达7倍时仍获得了较好的重建结果.     

微米尺寸二硫化钼层间化合物的电化学制备及其储镁性能

采用一种简便的电化学方法制备了有机阳离子(1-丁基-3-甲基咪唑阳离子,BMIM~+)插层的微米尺寸MoS_2层间化合物,并将其用作镁离子电池正极材料。所制备的MoS_2层间化合物(MoS_2-BMIM~+)具有扩大的层间距(0.98 nm),能有效降低Mg~(2+)的嵌入/脱出势垒,为存储Mg~(2+)提供了更多的活性位点,从而表现出显著提高的充电比容量和良好的倍率性能。MoS_2-BMIM~+在20 mA·g~(-1)电流密度下的充电比容量可达101.93 mAh·g~(-1)(约4倍于初始体相MoS_2)。我们进一步证明了这一方法同样适用于插层1-丁基-1-甲基吡咯烷双阳离子(Pyr~+_(14)),所得化合物的层间距为1.04 nm。     

Thermoelectric transport in conductive poly(3,4-ethylenedioxythiophene)

Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT)has proved its quite competitive thermoelectric properties in flexible electronics with its excellent electrical and mechanical properties.Since the early discovery of PEDOT,considerable experimental progress has been achieved in optimizing and improving the thermoelectric properties as a promising organic thermoelectric material(OTE).Among them,theoretical research has made significant contributions to its development.Here the basic physics of conductive PEDOT are reviewed based on the combination of theory and experiment.The purpose is to provide a new insight into the development of PEDOT,so as to effectively design and preparation of advanced thermoelectric PEDOT material in the future.     

Thermoelectric Performances of Free-Standing Polythiophene and Poly（3-Methylthiophene） Nanofilms

Thermoelectric performances of free-standing polythiophene （PT） and poly（3-methylthiophene） （PMeT） nanofilms with high tensile strength electrosynthesized from boron trifluoride diethyl etherate （BFEE） are systematically investigated. They display decent electric conductivity （47 and 73S.cm^-1）, high Seebeck coefficient （130 and 76μV.K^-1） and low thermal conductivity （0.17 and 0.15 W.m^-1.K^-1） at room temperature. Their figure of merit can reach 3.0 × 10^-2 at 250K, higher than that of many other conducting polymers. The decrease of charge carrier concentration resulting from volatile and water-sensitive dopants from BFEE leads to the decrease of electrical conductivity but a substantial increase of the Seebeck coet~cient, making their figure-of-merit values maintained at more than 10-2 even after prolonged storage （two months）. Moreover, free-standing PT and PMeT exhibit much better thermoelectric performances than those in pressed pellets due to the good arrangement of the polymer chains and preferably oriented structure in films. It therefore provides a way to improve the thermo- electric performances of conducting polymers by controlling regularity of the extended conjugated chain structure and/or the chain packing to achieve high charge mobility.     

超支化聚酯酰胺的合成及在聚碳酸酯加工中的应用

以1,2,4-偏苯三羧酸酐(BTAA)和乙醇胺(EMA)为原料,分别采用"二步法"和"一步法"熔融缩聚制备了端羧基超支化聚酯酰胺(HBPEA).第1步利用官能团非等活性原理,在乙醇溶剂中由BTAA中高活性的酸酐基团与EMA中高活性的氨基反应原位生成含1个羟基和2个羧基的AB_2中间体,蒸除乙醇后,再第2步熔融缩聚得到超支化聚酯酰胺,可避免聚合过程中发生凝胶.为便于工业化应用,还采用BTAA与EMA经"一步"熔融缩聚制备了端羧基超支化聚酯酰胺.分别采用核磁共振(NMR)、乌氏黏度计、示差扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TGA)以及阿贝折射仪等对2种方法所制备的目标产物化学结构和特性黏度等各项性能进行了表征,结果表明:所得聚酯酰胺具有超支化结构,特性黏数为0.12~0.15 d L/g,支化度为0.64~0.65,在350oC之前未发生热失重,玻璃化转变温度为125~126oC,折射率为1.57~1.58,与聚碳酸酯(PC)相近.因此将其作为加工助剂用于PC塑料体系的加工.超支化聚酯酰胺的加入,不仅能改善PC的加工流动性,同时还能改善制品的机械性能和表面光洁度,且不会引起PC色泽的变化.     

基于CC2531的安全监测预警系统设计

为解决目前基层军营安全监测手段存在的高功耗、高成本、实时性较差、易被破坏等问题,选用CC2531和CC2591作为ZigBee通信模块芯片,布设多种传感器,搭建无线传感网,以PC机为监测主机,制定通信协议,设计出军营无线安全监测与预警系统;实现一平方公里范围内温度、湿度、人体入侵、可燃气体烟雾浓度等信息的远程监测与自动预警;以不同距离监测哈尔滨十二月份室外温度、相对湿度为试验,无数据丢失,温湿度测量误差不大于2%,表明系统具有高可靠性、高精度、低功耗、灵活易用等优点,具有广阔的应用前景。     

烷基步长对聚丙烯酸修饰咔唑电聚合的影响

合成了含有不同烷基链取代的N-丙烯酰氧癸基咔唑(MACZ10)和N-丙烯酰氧十二烷基咔唑(MACZ12), 通过自由基聚合得到聚N-丙烯酰氧烷基咔唑(PMACZ). 分子量分析表明, 随着烷基链长度的增加, 聚合物分子量减小, 分布变宽. 荧光光谱表明, 随着烷基链长度的增加, 聚合物在353 nm处的发射峰逐渐减弱. 在四氢呋喃和体积分数为10%三氟化硼乙醚与四氟化硼四丁基胺的混合电解质溶液中, 直接阳极氧化PMACZ获得自支撑交联网状的聚(聚N-丙烯酰氧烷基咔唑)(PPMACZ)薄膜. PPMACZ薄膜具有良好的氧化还原活性、热稳定性和蓝色发光性能, 聚合物氧化还原可逆性随着烷基链长的增加而增加, 且发射峰变宽.