生物油-树脂复合调优技术研究进展与性能评价

梳理和总结生物油-树脂复合调优技术的研究进展,探索生物油-树脂复合材料的性能评价方法,为该材料的进一步应用和发展提供基础知识和借鉴方法。分析生物油-树脂复合材料的材料组成及基本性质,明确生物油-树脂复合材料的分类及相应制备工艺,评价不同类型生物油-树脂复合材料的基本性能及力学性能,从微细观角度阐释生物油-树脂复合机理。根据调优目标及材料配比,生物油-树脂复合材料分为生物油改性树脂及树脂改性生物油两类。现阶段研究聚焦于生物油改性树脂,其中以生物油代替苯酚合成改性酚醛树脂研究为主。生物油与树脂经复合调优既可补强生物油的高温性能,亦可改善树脂的柔韧性。但随着生物油掺量提高,复合材料的拉伸强度、黏结强度均不断降低。基于综合性能考虑,推荐复合材料中的生物油掺量为10%~30%。本研究为生物油-树脂复合材料的合成体系优化、制备工艺更新等深度研发与进一步推广拓展新思路。

基于多保真度神经网络的超材料力学性能预测

超材料是具有特殊机械性能的工程结构材料,可以通过设计单胞结构,定制超材料的力学性能。提出一种基于多保真度神经网络的超材料力学性能预测方法,采用拉丁超立方采样与物理试验、有限元分析等方法,构建包含两个保真度数据集的初始数据库。基于低保真度数据集,训练获得低保真度神经网络。冻结低保真度神经网络的通用特征层,对特定特征层基于高保真度数据集进行重训练,获得多保真度神经网络。将待预测结构件作为多保真度神经网络的输入,多保真度神经网络的输出即为预测得到的超材料力学性能。研究表明,所提出的方法预测精度与效率显著优于传统方法,为超材料的优化设计奠定了基础。

吸收率和吸收频率大小电热可调的超材料吸波体

提出了由“田”字型狄拉克半金属(BDS)谐振器和钛酸锶(STO)组成的双调谐“完美”超材料吸波体并进行数值仿真。结果表明:当BDS费米能量为40 meV、STO温度为400 K时,吸波体在2.6131 THz处吸收率达到了99%。同时,当BDS费米能量和STO温度改变时,可实现吸波体吸收频率和吸收率大小的动态双调谐。此外,分别利用了耦合模理论(CMT)和等效电路模型(ECM)从理论上分析了吸波体的性能。最后,进一步讨论了模型各参数改变时,吸波体吸收光谱的变化规律。这为双调谐滤波器、吸波体的设计提供了理论依据。

蚬子外壳仿生表面减阻结构的设计与分析

受天然生物蚬子在泥沙环境中优异的运动能力的启发,提出了仿生蚬子表面形貌减阻方法,并根据其外壳表面形貌特征的显微图像设计了仿生表面减阻结构,利用CFD数值模拟方法中的多相流Mixture模型对设计的3种仿生表面结构进行横向仿真模拟并与光滑表面结构进行减阻效果对比。结果表明,在不同的两相流流速下,3种仿生表面结构在横向模拟中都具有一定的减阻特性,且以棱纹结节表面结构的减阻性能最佳。

电磁超表面在隐身技术中的应用研究进展

电磁超表面能够利用散射调控和电磁波吸收2种主要机理进行隐身是隐身技术中一种极具潜力的新型技术途径。对电磁超表面在隐身技术中的应用与研究进展进行综述,首先介绍了超表面散射调控机理进行隐身设计的基本原理与实现方法,介绍了相位梯度超表面、编码超表面和超表面隐身套的发展历程和研究成果;其次介绍了基于吸波机理的超表面隐身技术研究进展,包括完美吸波结构、多频带吸波结构、宽频带吸波结构、宽角域吸波结构;再次介绍了超表面雷达隐身与其他功能的复合设计研究,包括超表面隐身强度复合设计、超表面吸波透波散射一体化、雷达红外兼容隐身等内容;最后总结了一些超表面在隐身技术应用中存在的问题和未来的研究方向。

三维培养结肠癌细胞的微流控芯片荧光成像研究

改良了一种微流控芯片,可用于对结肠癌细胞进行三维培养并实现实时荧光成像。在结肠癌细胞内植入内源性的红色荧光蛋白,使用激光共聚焦显微镜对芯片中三维培养的细胞进行成像。通过细胞内部红色荧光蛋白的表达,可以观测到细胞的生长状态,实现对细胞的实时监测和高分辨率荧光成像。同时,通过免疫荧光染色来表征反映细胞活性的特征蛋白,其荧光强度和蛋白表达呈正相关。研究结果提示,细胞活性相关蛋白的表达受到微环境的影响,其在芯片三维培养中的活性强于二维培养,表明芯片内环境更加接近真实的人体微环境。该方法为进一步探究肿瘤细胞转移机制及相关药物的筛选研究提供了一种新的技术手段及实验平台。

火山石作为经济可靠的低温储热材料的可行性分析

设计并制备了成本较低、性能较好的新型热化学储能材料,并探究了其在建筑中应用的可行性。以云南省地区易开采的火山石作为骨架基质,提出了2种制备方案。通过火山石与MgCl_(2)和CaCl_(2)的结合,分别制备出了基于天然大孔的石-MgCl_(2)、石-CaCl_(2)和粉末酸洗并重新压制的块-MgCl_(2)、块-CaCl_(2),并对所制备的材料进行了表征、同步热分析(DSC)测量、经济性分析和可行性分析。结果表明:火山石的主要孔隙结构为大孔(孔径>100 nm),很容易被水合盐填充;石-CaCl_(2)、石-MgCl_(2)、块-CaCl_(2)和块-MgCl_(2)的热化学储能密度分别为641 kJ/kg、983 kJ/kg、440 kJ/kg和733 kJ/kg;石-CaCl_(2)、石-MgCl_(2)的储能密度成本低至0.010 7元/kJ和0.017 4元/kJ,相比于已有研究材料,所制备的材料在经济角度具备明显优势;与可再生能源结合后,所制备的材料具备明显的污染物减排潜力,且也适合供热需求大的北方地区。

高速列车用铜铁基摩擦材料的研究

铁路运输是我国工业化进程重要的运输方式,随着列车运行速度的提高,对制动系统材料也提出了更高要求。对现役进口高铁制动片进行测试分析,得到其各组元的具体成分及其配比,以此进口配方为基础制定工艺方案,应用热压烧结工艺使性能得到进一步优化。试验结果表明:进口材料样品基体中w_(Cu)为50%、w_(Fe)为23%;润滑组元中w_(C)(鳞片石墨和团聚型石墨)为15%、w_(MoS_(2))为2%;摩擦组元中的Fe-Cr合金比例为10%。根据以上进口样品配方,使用国产原料进行配比,并通过混料预成形、热压烧结等一系列工艺步骤,成功制备样品。将自主制备样品与进口样品的基础性能进行对比分析,自主制备样品的密度为5.29g/cm^(3),大于进口样品的4.5g/cm^(3),抗弯强度为48.77MPa,高于进口样品的38MPa,而抗压强度为88.42MPa,略低于进口样品的95MPa。综合以上分析,高铁用铜铁基摩擦材料可实现自主制备,且性能相当或优于进口指标。

基于天然指状蔷薇珊瑚礁结构的仿生珊瑚修复材料

在对天然指状蔷薇珊瑚礁(Md CR)进行了全面化学成分、物理形貌及力学性能分析的基础上,以白水泥(WCE)为基底,通过添加发泡剂(LG-2258)和壳聚糖(CS),模拟Md CR的化学组成及物理结构,制备了3种Md CR仿生材料。通过SEM、FTIR、EDS、ICP-OES和微机控制电子万能试验机对Md CR及Md CR仿生材料进行了结构表征、化学成分测定和性能测试,并将Md CR移植到仿生材料上,放置于模拟海水中进行了为期6个月人工培育。结果表明,Md CR仿生材料具有与Md CR相似的孔隙结构、力学性能及化学组成;珊瑚虫可附着在仿生材料表面生长出新的珊瑚组织,Md CR在仿生材料表面培育平均增长10.36 mm。

高黏弹、黏韧性多孔沥青的制备方法及耐用性研究

高黏弹、黏韧性多孔沥青的制备方法及耐用性技术研究背景主要基于当前交通建设领域对高性能沥青材料的需求。随着道路交通流量的不断增加和车辆载重的提高,对沥青路面的耐久性、抗裂性、防滑性等性能要求也日益严格。因此,研发出具有优异性能的高黏弹、黏韧性多孔沥青,对于提升道路建设质量、延长路面使用寿命具有重要意义。

地壳内高温高压环境下超硬材料合成的热力学与动力学研究

高温高压技术对地质矿物学物理化学以及金刚石立方氮化硼等人造超硬材料的合成研究具有重要作用。本研究采用第一性原理热力学和分子动力学模拟方法,对地壳内高温高压环境生成两种重要的超硬材料:钻石和立方氮化硼进行模拟研究。结果显示,在高压环境下,金刚石合成的稳定温度窗口大于立方氮化硼。在动力学方面,通过模拟计算,发现立方氮化硼的合成反应速率低于钻石,说明在地壳内高温高压环境下生成超硬材料的过程动力学限制是主要的。相对于降低合成反应的激活能,提高反应速率成为改进其合成技术的关键。以上研究结果为深入理解地壳内高温高压环境下超硬材料合成的热力学和动力学过程提供了重要信息,对于研发新的合成技术以及拓展超硬材料的应用领域有重要指导意义。

绿色建筑材料在物流仓储耐磨地坪中的应用研究

近年来绿色建筑材料在物流仓储领域的应用越来越广泛尤其是在耐磨地坪方面的应用,通过使用绿色建筑材料可以显著提升仓储地坪的耐磨性、环保性和使用寿命、降低维护成本、提高物流仓储的整体效益,本文旨在探讨绿色建筑材料在物流仓储耐磨地坪中的应用,从材料选择、施工技术及性能表现等方面进行详细分析并提出未来的发展方向和研究建议。

基于改进蜣螂优化算法的海洋牧场三维UWSN覆盖方法

针对海洋牧场三维环境监测,提出了一种基于改进蜣螂优化算法(IDBO,improved Dung beetle opti‐mizer)的UWSN(underwater wireless sensor networks)覆盖方法。首先,在蜣螂优化算法(DBO)种群初始化时加入Chebyshev混沌映射,使得种群资源在搜索空间的分配方面更加均衡。其次,通过自适应权重因子和Levy飞行改进觅食小蜣螂的位置更新方式,提升了位置搜索能力和DBO算法的收敛能力。将IDBO算法应用在海洋牧场UWSN覆盖优化中,仿真结果表明:在不同参数环境下,IDBO算法的覆盖率高于随机部署和其他智能优化算法,并且能以较低的节点能耗获得更高的覆盖率,节点分布也更加合理。

基于微流控–免疫荧光层析技术的家庭化胰腺癌检测芯片

近年来胰腺癌的高发病率与高致死率引起了人们的广泛关注。现有的检测手段成本高昂且操作复杂,难以推广应用至社区家庭中。而成本较低的传统的免疫层析试纸条难以有效检测血液样本中的标志物。为此,研究设计了一种针对肿瘤标志物CA199的微流控−免疫层析试纸条复合结构,借助光学显微镜,通过芯片实验观察到微流控微阵列滤红结构可以有效分离血液样本中的红细胞,并不会破坏细胞结构。利用透射电子显微镜与多功能酶标仪分析了量子点荧光纳米微球的物理特性,表明其具有良好的稳定性与分散性。与未经滤红样本的对照实验显示了滤红结构对于血液样本中CA199荧光信号的增强作用,系统检测限为4.2 U/mL。微流控−免疫层析试纸条成本低廉,操作简单且安全稳定,为胰腺癌的家庭化筛查提供了一种新的思路。

新型建筑材料在土木工程中的应用及其环境影响评估

随着科技进步和全球对可持续发展理念认识的深入,新型建筑材料在土木工程领域的应用逐渐增加其在改善建筑性能、降低对环境的负面影响方面起到了至关重要的作用,这类材料不仅展现出优异的物理和化学性能还在促进绿色建筑和生态城市发展中扮演着重要角色,旨在全面分析新型建筑材料在土木工程中的应用实践,包括如何促进建筑项目的可持续性以及这些材料在使用过程中对环境可能产生的正面及负面影响,通过对比分析揭示了新型建筑材料的显著优势和面临的环境风险挑战,旨在为工程师、设计师和决策者在面对材料选择和工程实施时提供科学依据和实践指导,以期在未来的工程项目中实现更高的性能和环境可持续性。

水利水电土建施工中的混凝土施工技术研究

文章对水利水电土建施工混凝土施工技术进行深入的研究,涉及从选材,配合比设计以及施工技术要点和质量控制等各方面进行分析。本文提出混凝土施工技术是水利水电工程中的核心内容,对于项目最终的质量与安全有着决定性的影响。现阶段,伴随着科学技术的不断进步以及环保理念的普及,混凝土施工技术也在向着高效,环保等方向不断迈进,智能化与自动化已经成为了今后的发展趋势。与此同时,新型混凝土材料在工程中的开发与应用会给工程建设带来较大的革新。本课题研究既对水利水电工程混凝土施工提出理论指导与实践建议,又对今后这一领域指出发展方向。

环保材料在市政道路设计中的实践与应用

环保材料在市政道路设计中扮演着重要角色,它们不仅有助于减少环境污染,还能提高道路的可持续性和生态效益。沥青混凝土道路材料的回收再利用和低碳环保型开发,透水性混凝土材料的透水特性及其在市政道路中的应用,以及生态型植被护坡材料的使用,都是环保材料在市政道路设计中实践应用的典范。这些材料的应用有助于提升道路的耐久性、透水性和生态性,为城市可持续发展和环境保护提供有力支持。

装配式建筑预制构件模具轻量化研究

在建筑行业快速发展的今天装配式建筑已经成为主要的流行趋势,而其中所涉及到的预制构件,生产质量和效率必须要有所保证。但现阶段,装配式建筑构件生产很容易出现拆模效率较低的问题,其主要原因是由于模具自身体积较大,重量也比较沉,所以会产生此类问题。故此对装配式建筑预构件模具轻量化建设就成为了当前的热门话题之一,有关人员应当重视起来。

土木工程建筑中混凝土结构的施工工艺

我国经济高速发展,人民的物质生活得到了极大的改善,人民在物质方面的需要也在不断提高,追求更高品质的生活。高品质的生活首先要有一个安定的居住环境,不仅仅是要有一个栖身之所,还要能承载一定的精神上的寄托。所以,与之相适应的混凝土结构的建造工艺也需不断提升。混凝土结构是土木工程中必不可少的一部分,一旦发生事故,就有可能导致灾难性的后果。本文通过对混凝土结构的施工工艺各方面的影响因素的分析与讨论,以期为土木工程的健康续发展提供参考。

基于RFID的烧结环冷自动卸料系统

钢铁行业正面临环境污染的重大挑战。在国家环保政策推动下,产能淘汰和产业结构优化已取得显著成效,推动行业向绿色低碳转型,智能制造和数字化转型发挥了关键作用。国内领先钢铁企业通过改造翻转卸料式环冷机,有效降低漏风率,增加有效冷却面积,实现节能环保。然而,自动卸料系统效率不足,过度依赖人工。本研究分析了环冷自动卸料系统控制策略,并提出节能控制策略。基于此,设计了基于RFID技术的环冷自动卸料系统,利用RFID和无线AP通讯技术,实现精确定位和PLC通信,减少线材和元器件使用,降低成本和故障风险。系统还实现了远程自动控制,提升了操作便捷性和效率。