Nucleation and growth of fibres and gel formation in sickle cell haemoglobin

Deoxygenated sickle haemoglobin polymerizes into long 210-A diameter fibres that distort and decrease the deformability of red blood cells, and cause sickle cell disease. The fibres consist of seven intertwined double strands. They can form birefringent nematic liquid crystals (tactoids) and spherulites. Rheologically, the system behaves as a gel. The equilibria show a phase separation and a solubility. The reaction kinetics show a delay time, are then roughly exponential and are highly dependent on concentration and temperature, and accord with the double nucleation model. But these conclusions are derived from macroscopic data, without direct observation of individual fibres. We have now used non-invasive video-enhanced differential interference contrast (DIC) and dark-field microscopy to observe nucleation, growth and interaction of sickle deoxyhaemoglobin fibres in real time. The fibres originate both from centres that produce many radially distributed fibres and on the surface of pre-existing fibres, from which they then branch. The resulting network is cross-linked and dynamic in that it is flexible and continues to grow and cross-link. Our results support most aspects of the double nucleation model.     

机械手夹持机构运动与控制的联合仿真

设计一种基于凸轮运动原理的简易机械手夹持机构,以期将其应用于机械臂的末端夹持装置和管道攀爬机器人的手爪。建立夹持机构的简化三维模型,在ADAMS环境下对其进行运动学与动力学仿真。通过ADAMS／Control接口模块,在Simulink中搭建夹持机构的联合仿真控制系统,利用三闭环PID控制方法进行机械系统与控制系统的联合仿真分析。仿真结果表明,所设计的夹持机构系统具有良好的动态响应和轨迹跟踪特性。     

新型平板夯实机及其运载机构的设计研究

新型平板夯实机运动机构的运动力学模型，从中推导出最简单的工程计算模型。提出了一种方便实用的进行夯机移动转场的方法．     

多功能护理床起背机构创新设计及运动分析

针对现在多功能护理床起背过程中存在摩擦皮肤、病人容易滑落、腰部存在支撑盲区等问题,基于人机工程学原理,设计了一种八杆单自由度起背机构,并构建了该系统运动学模型.通过参考座椅的人机工程学尺寸,选取和确定了机构完整的参数,并以此为依据,分别进行了MATLAB数值仿真和ADAMS虚拟样机的仿真,得到了各板的运动曲线图,通过比较验证了运动学模型构建的正确性;并且各板运动曲线光滑平缓,无速度、加速度突变,证明了起背机构设计的合理性.该研究可为多功能护理床的研发提供参考.     

一种解空间机构运动分析问题的新方法

针对目前在空间机构的运动研究中缺少高效的研究工具的现状,提出了一种解空间机构运动分析问题的新方法--三维矢量的复指数形式,并探讨了应用该方法表示三维矢量的坐标变换形式.在机械手实例中,分别采用复指数变换法和坐标矩阵变换法进行求解.对比求解过程,可以看出复指数变换法是一种解决空间机构运动分析问题的有效和便捷的方法.     

外加电场下脉冲激光烧蚀制备纳米硅晶粒成核生长

采用脉冲激光烧蚀技术,在引入垂直于烧蚀羽辉轴线外加直流电场的前后,分别在1,3,5Pa的室温氩气环境下沉积制备了一系列纳米硅晶薄膜,其中衬底与羽辉轴线平行.扫描电子显微镜(SEM)的检测结果表明,在同一直流电压下制备的纳米Si晶粒平均尺寸和面密度均随气体压强的增加而增大.保持气压不变,引入电场后所制备的纳米Si晶粒平均尺寸相对于无外加电场时增大,而面密度减小.结合纳米晶粒气相成核生长动力学,对实验结果进行了定性分析.     

MO-HTlc的合成及其结构分析

以MgCl2?6H2O、AlCl3?6H2O、甲基橙为原料,NaOH为沉淀剂,采用乙二醇－水热法合成了片状甲基橙柱撑类水滑石,样品采用XRD、SEM及红外等技术进行了物相、 晶体形貌和结构分析,结果表明采用乙二醇水热法可制备晶形好、 板层结构显著的甲基橙柱撑类水滑石. 文章运用负离子配位多面体生长模型讨论了甲基橙柱撑类水滑石生长形态及其生长机制, 结果发现甲基橙柱撑类水滑石的生长符合该模型机制, 其生长形态为生长基元先叠合为金属板层, 金属板层再吸附甲基橙及H2O组成规整的层状结构化合物, 乙二醇在     

液态金属Cu凝固过程中晶体形核与生长及纳米团簇结构的演变特性

采用分子动力学方法和Quantum Sutton-Chen（Q-SC）多体势,对含有5万个液态金属铜（Cu）原子系统在凝固过程中的晶体成核与生长规律及纳米团簇微观结构转变特性进行了模拟跟踪研究.运用Honeycutt-Andersen（HA）键型指数法和新的原子团类型指数法（CTIM-2）分析了金属Cu原子的成键类型和原子团簇微观结构演变特性.结果发现：在以1.0×1013K/s速度冷却时,体系最终形成晶态与非晶态结构共存的混合结构,非晶转化温度约为673K,结晶起始温度为373K.在以4.0×1012K/s速度冷却时,结晶起始温度为673K,系统形成以1421和1422二种键型或由其构成的面心立方（fcc）（12000120）和六角密集（hcp）（1200066）基本原子团为主体的晶态结构,尤其是由1421键型构成的面心立方基本原子团在晶核生长和纳米团簇结构形成过程中占主导地位.形核和生长过程对凝固微观结构演变特性有重要的影响.     

A positive feedback mechanism governs the polarity and motion of motile cilia

Ciliated epithelia produce fluid flow in many organ systems, ranging from the respiratory tract where it clears mucus to the ventricles of the brain where it transports cerebrospinal fluid. Human diseases that disable ciliary flow, such as primary ciliary dyskinesia, can compromise organ function or the ability to resist pathogens, resulting in recurring respiratory infections, otitis, hydrocephaly and infertility. To create a ciliary flow, the cilia within each cell need to be polarized coordinately along the planar axis of the epithelium, but how polarity is established in any ciliated epithelia is not known. Here we analyse the developmental mechanisms that polarize cilia, using the ciliated cells in the developing Xenopus larval skin as a model system. We show that cilia acquire polarity through a sequence of events, beginning with a polar bias set by tissue patterning, followed by a refinement phase. Our results indicate that during refinement, fluid flow is both necessary and sufficient in determining cilia polarity. These findings reveal a novel mechanism in which tissue patterning coupled with fluid flow act in a positive feedback loop to direct the planar polarity of cilia.     

膨胀波纹管焊接机器人的研制及其机构运动分析

对一种满足"8"字型膨胀波纹管自动焊接的机器人进行研究。分析膨胀波纹管结构特点,提出基于焊接小车、微型跟踪执行机构、微型焊枪、高低跟踪机构的机器人系统机构方案,对机器人系统机构方案进行运动分析,建立基于D-H法则的焊接机器人运动学模型,通过模型分析及Matlab仿真验证机构模型的正确性。结果表明,建立的基于压力检测的焊接小车与微型跟踪执行机构协同作业机制,解决了"8"字形波纹管断面的机器人焊缝轨迹跟踪问题。仿真结果验证了所建机构模型的正确性。     

多关节跳跃机器人的起跳机理与运动规划分析

在给定离地任务要求的情况下,针对多关节冗余自由度跳跃机器人起跳机理及运动规划与优化问题进行了研究.以速度方向可操作度为性能指标,将期望的离地质心速度和加速度映射到关节空间,作为关节空间规划的边界条件.采用Fourier基函数参数化关节空间轨迹,从正运动学方程出发,结合驱动约束条件,利用粒子群优化算法搜索和寻求使能量利用率最大的参数值,实现起跳性能的优化.利用计算机仿真证实了此种方法的可行性.此外还建立了滑模控制器,实现起跳阶段轨迹跟踪控制仿真分析,为具有冗余自由度的多关节跳跃机器人的运动规划提供了一种有效的方法.     

Two-grade search mechanism based motion planning of a three-limbed robot

A novel three-limbed robot was described and its motion planning method was discussed. After the introduction of the robot mechanical structure and the human-robot interface, a two-grade search mechanism based motion planning method was proposed. The first-grade search method using genetic algorithm tries to find an optimized target position and orientation of the three-limbed robot. The second-grade search method using virtual compliance tries to avoid the collision between the three-limbed robot and obstacles in a dynamic environment. Experiment shows the feasibility of the two-grade search mechanism and proves that the proposed motion planning method can be used to solve the motion planning problem of the redundant three-limbed robot without deficiencies of traditional genetic algorithm.     

TiO2纳米管阵列的可控生长及其生长机理探讨

目的研究TiO2纳米管阵列的可控生长最佳条件及其生长机理。方法采用阳极氧化法在Ti箔上生长有序排列的TiO2纳米管阵列,用场发射扫描电镜(日立S-4800型)分析其表面与界面形貌,通过电流-时间曲线分析TiO2纳米管的生长规律。结果通过实验结果可知,纳米管的可控生长模式为阻挡层变厚并趋于稳定;而纳米管的生长机理可以理解为化学溶解与电化学刻蚀与溶解的相互竞争并达到平衡,同时纳米管的生长受电压、温度、搅拌速度的影响,阳极电压不仅控制了纳米管的生长速度,还决定着纳米管的生长模式;纳米管生长速度随温度的升高而增大,随搅拌速度的增大而减小。结论通过分析纳米管的生长过程中电流变化与表面形貌,得出了纳米管的可控生长模式和纳米管的生长规律。     

电阻法探测Al和Al-Cu合金形核与初始生长

用电阻法探测了 Al和 Al-Cu合金的凝固过程 ,研究了形核与初始生长对电阻率的影响 ;观察到结晶开始时总是伴有电阻率突然升高现象 (呈山峰状 ) ;而添加晶粒细化剂后凝固开始时电阻率突然升高的峰值减小     

缠绕式可重构柔索并联机器人驱动机构运动分析

针对混合驱动柔索并联机器人末端执行器工作空间受限的问题,以常速电机,伺服电机作为共同驱动机构,五连杆作为传动载体,将平面五连杆的优势和缠绕机构融合,构造出缠绕式的混合驱动五连杆装置。本文对混合驱动五连杆装置的运动学进行分析、建模,并且基于运动模型对其运动性能进行数值仿真。结果表明,缠绕式可重构机器人驱动机构结构合理,工作空间大,驱动控制性能较好。     

平面轨迹机构多目标的运动精度可靠性评价

提出了一种多尺寸概率综合法,对考虑构件杆长公差和运动副间隙的平面轨迹机构进行了运动学设计.构建轨迹点运动误差的概率模型,以运动精度最大失效概率最小化为目标,将可靠性和运动无缺陷作为性能概率约束,建立了机构运动精度可靠性概率优化设计数学模型,并验证了模型的有效性.在满足给定运动输入输出关系的前提下,优化出了各配合方案的最优杆长及允差等设计参数.根据铰点配合方案及优化获得的杆长尺寸公差均值,得到了不同铰点配合间隙对机构运动精度可靠度的影响程度;结合预估制造成本,进行方案综合评价.研究结果表明铰点B,C,A和D的配合间隙对机构运动精度可靠度的影响程度依次增大.兼顾成本和可靠度,给出了最优设计方案.     

装载机正转型工作机构的虚拟设计与运动仿真

对装载机正转型六杆机构进行三维实体建模、运动仿真和干涉检查,并对仿真结果进行分析,实现了正转型工作机构在Pro/E软件环境下的虚拟样机设计,为装载机及其他类型工作机构和相关机械装置的虚拟样机设计提供了一种可供借鉴的方法.     

多种纳米结构SiO2的制备及其生长机制研究

采用化学气相沉积方法,以Au量子点作催化剂在Si衬底上直接生长特定形貌的SiO2纳米结构．与传统的VLS机制相比,SiO2纳米结构的生长应该是SLS生长机制．     

曲柄滑块机构运动分析的简便图解法

结合传统图解法进行运动分析。介绍一种简便实用、作图误差小，且不必选速度比例尺、加速度比例尺，直接在机构运动筒图上作速度多边形和加速度多边形的图解法。     

立方二硒化镍NiSe_2的形貌控制合成与生长机理

在不同溶剂体系中,用简单的溶剂热法制备了NiSe2微球、切边切角八面体、三种不同尺寸的正八面体以及纳米线。在NH80/En混合溶剂中,随着En含量的增加,形貌逐渐由均一微球转化为切角切边八面体,最终转化为正八面体。在NH80/H2O溶剂中,反应的初期均出现了NiSe2纳米线,最后转变为正八面体。混合溶剂NH80/En体积比和NH80/H2O体积比对形貌控制合成具有关键性的作用。由于面心立方NiSe2内在晶体结构决定了晶面生长速率的次序R{111}R{100}R{110}。同时,由于乙二胺分子优先吸附在有裸露Ni 2+的晶面上,最终导致不同形貌的NiSe2晶体的生成。