胫骨生物复合材料多级微纳米结构的韧性机理

目的研究胫骨生物复合材料多级优良微纳米结构的韧性机理。方法利用扫描电镜观察胫骨成骨的多级微纳米结构。通过多级微纳米结构模型分析揭示胫骨的韧性机理。结果胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的、具有多级微纳米结构的生物复合材料。在不同尺度下的微纳米结构模型分析表明胫骨多层微纳米结构增加了胫骨的断裂能,而羟基磷灰石纤维片的交叉微结构以及羟基磷灰石纳米纤维片的长细形状尺寸增加了纤维片的拔出能。结论胫骨多级优良微纳米结构赋予胫骨高的断裂韧性,可用于仿生复合材料设计。

基于多级微反射镜的傅里叶变换红外光谱仪衍射效应分析

对基于多级微反射镜的傅里叶变换红外光谱仪的衍射效应进行了计算分析,讨论了多级微反射镜宽度,衍射距离以及波长产生的衍射效应对光谱复原的影响。从模拟的结果可知,在衍射距离小于10 cm,反射面宽度大于0.5 mm的情况下,衍射效应较小,而且探索出了一种可以减小噪声的数据处理方法。文章的结论将应用于微型傅里叶变换红外光谱仪的设计、数据处理以及系统的优化。

空间调制傅里叶变换红外光谱仪多级微反射镜倾斜误差分析

空间调制傅里叶变换红外光谱仪无可动部件,系统稳定而紧凑,而且程差可控,可实现在线监测和实时检测。多级微反射镜是光谱仪干涉系统的关键器件,其在系统中的位置精度对光谱仪性能影响很大。本文对多级微反射镜的倾斜误差引起的光程差变化进行了理论计算,并利用光学软件进行了模拟仿真。分析结果表明,随着多级微反射镜倾斜角度的增大,干涉图对比度下降,对应的光谱图脉冲谱线展宽,信噪比下降,严重时会出现波数偏离。以上分析方法对后期系统公差分配及装调有着重要的指导意义。

低阶梯多级微反射镜高度误差分析及制作研究

本文提出了一种基于多级微反射镜和栅格分束器的静态轻型傅立叶红外变换光谱仪,通过两个多级微反射镜实现光程差的空间离散和干涉图的静态二维采样,通过引入栅格分束器有效降低了系统的体积和重量。作为该光谱仪的核心光学器件,多级微反射镜的阶梯高度一致性、面型平整度和结构精度是决定采样间隔、分辨率和噪声等仪器指标的主要因素。本文提出了基于MOEMS技术的厚度依次减半多层膜法,制作了台阶高度为0.625μm,阶梯数为32的低阶梯多级微反射镜。测得实际阶梯高度平均值为626.9nm,表面粗糙度均方根值为1.72nm。分析了阶梯高度误差对光谱复原的影响,提出了两种阶梯高度误差校正方法,分别为通过修正因子来减小膜厚监控误差,和利用最小二乘余弦多项式算法对复原光谱进行校正。校正后的复原光谱误差(SCE)降低为2.34%,满足系统对光谱复原的要求。最后,将该低阶梯多级微反射镜置入光谱仪中,得到乙腈样品的干涉图和复原光谱图。

复合材料表面涂层多级微脉管修复剂输送系统研究

为了实现复合材料表面涂层划痕的多点自修复,研究多级管径的修复剂输送系统。在涂层中分别布置了主管道、次级管道以及末端微纳/多孔结构,构成多级微脉管修复剂输送系统。研究发现三级微脉管输送系统输送修复剂的效果最好,修复剂扩散更为均匀,扩散速度更快;主级管道水平布置更为合理,管道不易堵塞,修复剂输送更流畅,而且将主级管道嵌入基体中,可以减少其对涂层性能的影响。对末级管道结构的进一步研究表明,导流网结构比多孔泡沫镍的输送效果更好。因此,使用将主管道水平嵌入基体,末端微纳结构使用导流网的三级微脉管系统有望应用于复合材料表面涂层划痕的自修复。

简并能级多级微扰的高阶修正

就最一般情况，给出了简并能级多级微扰至四阶的修正过程，得到了能量修正和近似波函数的公式．

基于多级微反射镜的微型傅里叶变换光谱仪

简述了光谱仪的微型化发展趋势。介绍了一种基于多级微反射镜的微型傅里叶变换光谱仪,其调制方式为空间调制。介绍了其结构设计及工作原理,并分别介绍了光源、多级微反射镜等相关元器件。

论力学系统在定态无简并情况下的多级微扰作用的近似修正

从量子力学微扰理论出发，导出力学系统在定态无简并情况下，多级微扰作用修正的递推关系·并讨论了该情况下，系统能量的三级近似修正．

多级微管结构骨支架载体促进成骨成血管作用及机制

背景:如何募集内源性种子细胞促进成骨,为细胞提供适宜的骨再生微环境并保证新生骨血管化进程,是骨组织工程研究的难点。目的:综述多级微管结构骨支架载体促进成骨、成血管的作用。方法:由第一作者检索中国知网、万方、PubMed、Web of Science数据库1950至2020年有关多级微管结构骨支架载体促进成骨、成血管作用的文献,检索词为"多级微管结构、骨形成、血管生成;Hierarchical microchanneled scaffolds、osteogenesis、angiogenesis"。最终选取符合纳入标准的文献共计52篇。结果与结论:多级微管结构骨支架载体有良好的促进成骨、成血管作用,在骨组织工程中有较好的应用前景。目前多级微管结构骨支架载体在骨组织工程理论上比较成熟,体外实验证实了多级微管结构能较好地促进间充质干细胞黏附并可分化为成骨细胞系,但是体内实验成骨效果仍然欠佳,在成骨效果上仍然具有进一步提高的可能。将来的研究重点可能应该放在构建多级微管结构复合物,如载趋化因子或细胞因子可进一步提高体内实验的成骨效率。

用于微型光谱仪的硅基多级微反射镜设计与制作研究

提出了一种基于微光机电系统技术实现的空间调制方式的微型傅里叶变换光谱仪,介绍了其分光干涉系统结构及工作原理.对其核心部件多级微反射镜的制作方法进行了研究,采用硅在KOH溶液中的各向异性腐蚀方法制作多级微反射镜,硅腐蚀后形成的(111)反射面的表面粗糙度均方根小于10nm.

多级微氧生物流化床预处理高浓度丙烯酸废水

采用多级微氧生物流化床反应器预处理高浓度丙烯酸废水,考察了进水负荷的影响,并对丙烯酸的降解产物进行了分析.结果表明,反应器在水力停留时间为12 h,水温25℃,进水丙烯酸为3 000～9 000 mg.L-1,丙烯酸容积负荷为6.0～18.0kg.(m3.d)-1的条件下,对丙烯酸去除率在95%以上,COD去除率为15%～30%,出水中丙烯酸浓度<150 mg.L-1.丙烯酸降解的主要中间产物为乙酸和丙酸,平均每1.00 mol的丙烯酸可转化成0.22 mol乙酸和0.36 mol丙酸.多级微氧生物流化床可实现丙烯酸废水的高负荷预处理.

多级结构Mg_3B_2O_6∶Eu^(3+)花状微球的制备、表征及其发光性能

以硝酸镁(Mg(NO3)2·6H2O)和硼砂(Na2B4O7·10H2O)为原料,稀土元素Eu3+为激活剂,采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)辅助共沉淀法得到前驱体,并通过焙烧制备了多级结构Mg3B2O6∶Eu3+花状微球。通过XRD、SEM、TEM以及荧光光谱等手段分别对前驱体煅烧产物的结构、形貌、组成和荧光特性进行了表征。实验表明,在波长为393 nm激发光的激发下,所得到的产品在612 nm处有明显的特征发射峰,对应于Eu3+的(5D0→7F2)特征跃迁发射。这一荧光性质使得该材料在荧光灯、显示系统和光电设备应用中具有广阔的前景。同时我们还探讨了微球的形态、Eu3+的掺杂量及焙烧温度对花状微球荧光性能的影响。

红外光谱仪多级微反射镜模拟分析及制作研究

随着环境科学、气象监测和空间探测等前沿基础研究领域的发展,可便携、实时监测的光谱仪器的需求变得更加迫切。以多级微反射镜为关键器件的空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪体积小、无可动部件,可实现实时检测与在线监测。模拟分析了多级微反射镜的台阶高度及表面粗糙度对复原光谱的影响,得到多级微反射镜的台阶高度允许的最大误差为±0.18μm,反射面表面粗糙度的最大容限为150nm和200nm。根据实验研究及对比分析,选用多次光刻-电镀方法制作了多级微反射镜。测试表明,以此方法制作的多级微反射镜表面粗糙度均方根(RMS)值为90.23nm,台阶高度误差值为±0.1μm,基本满足系统的设计要求。

多级微反射镜对准误差的分析与抑制

由于系统装调与器件定位精度的限制,空间调制傅里叶变换光谱仪中的两个多级微反射镜在对准过程中会产生相对位置的平移和旋转。为了明确对准误差对系统产生的影响,利用线性系统理论与标量衍射理论分别建立了平移误差与旋转误差对应的干涉图像与复原光谱的模型。通过对计算结果的分析,平移误差与旋转误差均会对边缘的干涉图元进行剪裁,从而在复原光谱中引入伴线,带来光谱噪声。根据平移误差与旋转误差对干涉图像的作用特点,提出一种对干涉图像进行区域补偿的方法,通过扩展多级微反射镜的阶梯级数扩大干涉区域,然后利用干涉图像内部有效的干涉图元进行光谱反演;计算表明该方法可以有效抑制对准误差给系统带来的影响,从而降低多级微反射镜的定位精度要求。

基于摇床法的多级孔聚苯乙烯微球的制备及负载催化性能

文中以苯乙烯(St)和二乙烯基苯(DVB)为单体,通过分散聚合、两步种子溶胀法及超交联反应法合成了富含微孔、介孔和大孔的多级孔聚苯乙烯(PS)微球,借助摇床法实现了微球批量化制备;然后以氯金酸(HAuCl_(4))为前驱体,采用热还原法在多级孔PS微球上原位负载金纳米颗粒(Au NPs),得到Au NPs/多级孔PS复合微球。采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、全自动物理吸附仪、X射线电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)等对微球的结构进行了表征。结果表明,采用摇床法能得到具有良好单分散性的PS微球,随着分散剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)用量增加,微球粒径逐渐减小;采用甲苯/邻苯二甲酸二丁酯为致孔剂,可得到具有较高比表面积的多孔PS微球,超交联反应后微球比表面积进一步提高到565.22 m^(2)/g;XRD和XPS分析结果表明,HAuCl_(4)被还原为Au NPs,并成功负载于多级孔PS微球中;将其用作NaBH4还原刚果红的催化剂,14 min即可达到95%的降解效果,经过10次循环后催化效果仍能保持83.8%,具有良好的循环稳定性。

纳微多级孔ACF/PTFE/PEEK复合材料的制备及发汗式减摩耐磨性能

采用模压-滤取和高温真空熔渍工艺及纳微多尺度协同设计制备了自身发汗式多级孔活性炭纤维(ACF)/聚四氟乙烯(PTFE)/聚醚醚酮(PEEK)复合材料。考察了ACF、微米级造孔剂NaCl含量及载荷对其摩擦学性能的影响。结果表明,当介孔ACF总质量分数为8%、NaCl总质量分数为30%所得多级孔ACF/PTFE/PEEK复合材料摩擦系数和磨损率最低,载荷为200N时,摩擦系数、磨损率分别为0.0259、5.26×10-16m3/N·m,较经典炭纤维增强PEEK复合材料摩擦系数减少86%,耐磨性提高了16倍。研究表明,介孔ACF在材料内部形成了贯通型三维网络毛细管道,如同人体汗腺机制,使微米级孔中储存的润滑脂在载荷和温度的作用下能在摩擦面上形成较好的润滑油膜,并且ACF能起到部分骨架支撑作用,因而ACF在材料中起到很好的减摩耐磨作用。

三层多级弯曲磁微执行器设计与研究

吸合效应是许多微执行器都存在固有的不稳定性,基于RFMEMS(射频微机电系统)电容式开关改进(或消除)不稳定性的方法以及多层悬臂梁概念,设计了一种三层多级弯曲磁微执行器,分别用磁动势控制模型和磁通控制模型对其吸合现象进行了研究。仿真结果表明:磁动势控制模型中,当所串联的中磁极厚度h1=0时,漏磁阻对临界吸合角度θPI无影响,θPI为系统最大旋转角度θmax的44%,θPI随h1增大而增大,随漏磁阻减小而减小,并且θPI/θmax存在极限值约为0.724;磁通控制模型中无论是否考虑漏磁阻,h1大小对临界吸合角度无影响,θPI/θmax≈0.723。

多级弯曲磁微梁执行器力-磁耦合宏模型

本文以多级弯曲磁微梁执行器为研究对象 ,先采用梁的模态函数线性组合来逼近梁的变形曲线 ,再将求模态磁场力的积分项分段求积 ,最后利用磁路定律 ,建立了考虑力 磁耦合的非线性方程组 ,克服了以往的模型不能考虑力 磁耦合的缺点 .方程组的复杂程度 (阶数 )与所取的模态阶数相关 .计算结果同实验数据对比表明 ,模型有足够的精度 。

溶剂热合成多级ZnO微球及其光催化降解苯酚

以乙二醇为溶剂,KAc为助剂,采用溶剂热法合成多级ZnO微球。通过改变反应温度来调控ZnO微球形貌,并对合成的ZnO微球进行XRD、SEM、PL和UV-Vis DRS等表征分析。结果表明,合成的ZnO为六方纤锌矿晶体结构,由短纳米棒自组装成多级微球。在紫外-可见光照射下,ZnO表现出优异的光催化降解苯酚活性,180℃合成的ZnO样品光催化活性明显优于其他温度合成的样品。用0.1 g的ZnO降解100 mL浓度为5 mg·L^(-1)的苯酚溶液,光照150 min降解率达94.5%。多级ZnO微球光催化性能的提高可推测为较窄的禁带宽度(3.08 eV)有利于吸收光子,较小的晶粒尺寸(25.38 nm)、粗糙的表面以及中空结构有利于反应液与催化剂表面的充分接触。此外,由捕获实验证实光催化降解苯酚的机理是羟基(·OH)为主要的活性自由基,在苯酚降解过程中起主要作用。

改性微孔-介孔多级孔碳材料的制备及其甲苯吸附性能

为寻求高效有机废气吸附剂,选取石油化工行业特征污染物甲苯为研究对象,以MCM-41分子筛作为模板,制备大比表面积微孔-介孔多级孔碳材料。采用硝酸改性,分别考察了硝酸浓度、改性时间、改性温度对改性材料甲苯吸附性能的影响,并采用正交实验确定最佳改性条件。结果表明,合成微孔-介孔多级孔碳材料比表面积高达1104.08m^2/g,平均孔容为0.52cm^3/g,对模拟甲苯有机废气饱和吸附量可达0.107g/g;硝酸改性后,微孔-介孔多级孔碳材料甲苯吸附性能显著提高。最优的制备条件为硝酸质量分数20%、改性时间10h、改性温度60℃。在此条件下制备的硝酸改性微孔-介孔多级孔碳材料的甲苯饱和吸附量可达0.687g/g。