聚乙烯醇调控水溶性共轭聚噻吩的光学性质

针对发光共轭聚合物稀溶液在干燥形成固体时的荧光淬灭问题, 通过高分子聚乙烯醇(PVA)的氢键网络调控水溶性共轭聚噻吩在溶液中的聚集行为和构象, 并采用不同的干燥方式实现了调控其固体光学性质的目的. 紫外-可见光吸收、荧光发射光谱测试表明, 在水溶液中PVA可以分散共轭聚合物链, 并增强其共平面性; 高温干燥后, 聚噻吩薄膜与无PVA添加的聚噻吩溶液的荧光性质相似; 而采用冷冻干燥法, 薄膜则保留了添加PVA后混合溶液的发光特性. 该结果表明, PVA对聚噻吩在溶液状态下的聚集/分子构象的调控行为随干燥方式的不同得到了不同程度的保留——高温加热干燥仅维持了PVA对聚噻吩的分散作用; 而冷冻干燥则完整保留了PVA与聚噻吩的分子间相互作用, 将溶液中分子的分散状态和构象同时固定. 本研究从干燥方式的角度为固态共轭聚合物聚集行为及发光性质的调控提供了新的策略.     

一种并联骨折手术机器人的安全运动控制方法

骨折手术机器人是实现精准微创骨折复位的优势方案．现有骨折复位手术器械存在效率低、精度差、缺乏复位安全策略等问题，难以保证安全高效的治疗．为解决上述问题，本文提出一种并联骨折手术机器人及基于全关节逆解算法的安全运动控制方法．首先，针对该并联机构开展全关节逆解分析．由骨折复位轨迹的离散轨迹点获取机器人末端的位姿，建立机器人机构的闭环矢量方程，以关节转角为未知量整理多元一次方程组，考虑关节间的运动约束通过两条运动链解析求解所有关节转角．其次，设计安全运动控制系统．上位机设置正常、预警及超限3种状态．在机器人运行过程中，由上位机读取复位轨迹离散点的位姿信息，通过全关节逆解模型计算出下一轨迹离散点对应的关节转角并判断运行状态，若超限则发送指令使机器人停止运动，并显示发生危险的关节位置．最后，开展安全运动仿真与实验研究．仿真表明全关节逆解模型可快速计算出全部关节的运动状态并准确进行安全判断．实验结果表明，骨折手术机器人运行过程中，控制系统可及时发现机器人临近危险状态并使机器人停止运动．本文提出的安全运动控制方法无需增设安全检测或保护装置，既保证了骨折手术机器人的轻质便携需求，又保证了安全高效精准的...     

亲水性高分子对冰重结晶的抑制作用研究

研究了聚丙烯酸、聚丙烯胺、聚乙烯醇三种亲水性高分子对冰重结晶过程的影响。结果表明,随着溶液浓度的增加,三种高分子对冰重结晶的抑制作用均逐渐增强。不同侧链基团会影响高分子对冰重结晶过程的调控效果,聚丙烯胺和聚丙烯酸没有明显抑制冰重结晶的效果,而聚乙烯醇具有很强的抑制冰重结晶的能力。对不同醇解度的聚乙烯醇研究发现,聚乙烯醇抑制冰重结晶的效果会随着醇解度的提高而不断增强。通过研究水分子的质子自旋-自旋弛豫时间(T2)发现:高羟基含量的聚乙烯醇可以更加有效地限制水的扩散运动,从而抑制冰重结晶。     

防冰材料研究进展及其在风电领域的应用展望

新型防冰材料在风力发电领域具有非常广泛的应用前景。风机叶片表面的覆冰现象通常与冰的成核和冰生长两个因素息息相关。本文总结了本课题组在防冰材料方面的研究进展，包括抑制冰成核、防止冰生长、降低冰粘附力以及在低温与高湿等极端环境下具有光热除冰性能的防冰涂层。防冰材料技术的进步势必极大促进风电行业的发展，对我国的经济转型和能源结构调整具有重要意义。