基于变分编码器的纳米纤维素分子结构预测模型框架研究

纳米纤维素因其多样化的原料、制备方法以及改性方法而展现出丰富的分子结构及性能。但正因其结构多样性,在传统方法下研发周期长,研发成本高,若能从微观尺度设计分子结构则有助于大幅缩短该周期,而目前,现有的分子结构预测模型多适用于无机材料,对纳米纤维素的适应性有限。基于变分编码器搭建了纳米纤维素分子结构预测模型,针对纳米纤维素结构特点,设计了4条独有的结构生成约束。模型的结构生成准确率达到约63.0%。模型在识别部分结构方面表现优异,对主体结构识别率达到87.0%,能有效解耦纳米纤维素主体结构与改性基团结构,并在一定程度上证明了提出的模型框架对纳米纤维素及衍生材料的结构预测具有可行性,有助于相关材料的研发与制备。

畸变对hopping电导的影响:Thue-Morse纳米结构模型

发展实空间重正化群方法 ,研究了一维非周期Thue Morse纳米结构链的hopping电导率 .计算表明Thue Morse纳米结构体系的晶粒种类、晶粒尺寸对hopping电导有显著的调制作用 ,界面结构和晶格畸变对hopping电导也有不同程度的影响 .从无序度对hopping电导的影响来看 ,Thue

酞菁镍与Fe_3O_4纳米粒子的复合机理及复合粒子的结构模型

分析了酞菁镍 (Ni Pc)与 Fe3O4纳米粒子的复合过程 ,提出了其复合机理。研究并建立了 Ni Pc-

YPSZ纳米结构热喷涂粉末材料制备机理及模型研究

采用纳米颗粒浆料进行喷雾干燥、热处理的方法制备适合于热等离子体喷涂纳米结构涂层的YP-SZ纳米结构粉末原料,等离子体喷涂制备涂层。利用扫描电子显微镜、X-ray衍射分析仪、热重—差热分析对YPSZ纳米结构热喷涂粉末材料制备过程机理进行分析研究。阐明了YPSZ纳米结构热喷涂粉末材料的制备原理,得出了此过程的机理模型。

碳纳米管力学性能分析的分子结构有限元模型

基于分子结构力学理论，将C—C共价键等效比拟为空间梁单元，利用ANSYS的二次开发工具APDL语言编程创建能够恰当模拟碳纳米管原子间相互作用势的分子结构有限元模型，应用该模型详细研究碳纳米管在简单拉伸和纯扭转时的力学性能及其尺度效应，即手性角和管径变化对碳纳米管杨氏模量、泊松比和剪切模量的定量影响。计算结果表明，杨氏模量和剪切模量与大部分相关文献的结果吻合，但泊松比的数值结果和尺度依赖性规律在国内外文献中尚未获得统一观点，且在弹性模量、泊松比和剪切模量之间未发现明确的定量关系。

含铌钕铁硼永磁体的纳米晶粒微观结构与矫顽力机制模型

运用1000kV超高压电子量微镜和Mossbauer谱仪结合磁测量,研究了含Nb钕铁硼永磁体的纳米微观结构与矫顽力机制模型。加入Nb,Ga等元素的NdFeB合金(3种化学元素以上组成Nd Fe B合金)的矫顽力变化机制用现有的成核硬化模型、界面局域钉扎、均匀钉札都不能解释,必须有一种新的矫顽力机制模型,这种新的模型提出的基础是畴壁受激活能作用而移动,当激活能足够大时,畴壁可克服阻力而脱出,从研究热涨落场和矫顽力关系引出研究三元以上NdFeB合金的理论,即"动态交叉,组合补益",要使这种动态交叉能补益必须去寻找Nb,Ga等元素加入量,文内提出以2%为宜。作者提出"晶粒细化局域钉札"模型可解释三元以上NdFeB的矫顽力变化机制。文内观察到的加Nb后出的Fe2Nb相(a=0.382nm,c=0.787nm)存在于Nd2Fe14B主相内,属Laves相。通过Mossbauer变研究得出:Nb进入e,c晶位,减少面各向异性,提高单轴各向异性,Nb主要在晶界,这是提高矫顽力原因之一。Nb和Ga以适量的添加即复合添加,可提高矫顽力,从而改善合金的热稳定性。

单壁碳纳米管静、动态屈曲问题的分子结构力学模型

采用分子结构力学方法研究单壁碳纳米管的静、动态屈曲问题.用分子框架结构模型模拟碳纳米管的原子结构,碳原子之间的共价键被模拟为框架梁单元,碳原子被模拟为单元节点.通过能量等价原理建立基于分子结构力学的局部原子势和计算结构力学单元应变能之间的关系,得到梁的截面参数.建立了单壁碳纳米管等效梁单元空间框架的静、动力屈曲有限元模型,研究了单壁碳纳米管在轴向载荷作用下的屈曲变形和临界屈曲应变,并与连续介质力学模型及分子动力学的结果进行了比较.

梯度纳米结构IF钢的协同强化本构模型

提出了一种基于显微硬度建立梯度纳米结构IF钢的本构模型的新方法,并通过单轴拉伸过程的有限元模拟研究了应力状态演化。首先将梯度纳米结构层划分为12个等厚度薄层,假设各薄层与芯部粗晶的力学性能可用Hollomon硬化准则和GTN损伤模型表征,通过基于实验的反演算法识别出模型中的材料参数,从而建立了表征梯度纳米结构IF钢的协同强化效应和损伤演化的本构模型。通过模拟梯度纳米结构IF钢的单向拉伸过程,获得了材料在拉伸过程中依次经历的3种应力状态,即纯弹性变形时的单轴拉伸应力状态、表层受压芯部受拉的多轴应力状态和表层受拉芯部受压的多轴应力状态。基于有限元模拟得到的轴向应力—轴向应变曲线,准确预测了不同梯度层占比时的临界失稳应变。

新型碳纳米管的结构模型和生长机制

在铁粒子管路上由热摧化分解的乙炔而生成的碳纳米管已曾研究，我们在这里描述已必经锻练处理后的碳纳米管的电子显微镜所成的象，除原已报告过的碳纳米管外，我们首次发现它的别外两个新的类别，其一是内部空中但由许多不规则的多层膜间隔的纳米管。

纳米颗粒增强金属基复合材料微结构有限元模型研究

综合运用图像处理、几何建模、有限元网格剖分等技术,改进了一种基于SEM照片建立颗粒增强金属基复合材料二维微结构有限元模型的方法,使其能够充分适用于纳米级颗粒增强金属基复合材料。利用改进后的方法建立了原位自生纳米TiB2颗粒增强A356复合材料的微结构有限元模型,并用该模型进行了TiB2/A356复合材料室温单轴拉伸模拟。结果表明,模拟数据与实验数据贴合性较好,误差较小。

结合有限元和机器学习优化镍金属纳米多孔结构的有效杨氏模量

纳米多孔材料相比于其宏观块材具有许多优异而独特的性能.纳米材料的这些性能来源于其特征尺寸及几何形状.因此,通过改变纳米多孔结构实现对其性能的有效调控可以促进它们的实际应用.本文基于表面本征应力模型和分子动力学模拟结果,构建纳米多孔结构的宏观模型,对镍金属纳米多孔结构的力学变形进行了有限元模拟,计算不同镍金属纳米多孔结构由于韧带表面应力产生的初始应变,并进一步计算其有效杨氏模量.为实现纳米多孔结构力学性能的优化,建立基于高斯过程的代理模型,该模型可以对构型的有效杨氏模量进行高精度预测,与有限元相比实现了7个数量级的加速计算.最后使用该模型对全设计域结构的有效杨氏模量进行预测,得到杨氏模量最大的构型并进行了有限元验证.本工作实现了纳米多孔结构的跨尺度模拟,并利用代理模型大幅提高了计算效率,为具有优异性能的纳米多孔材料的优化设计提供了方法框架.

基于流体模型的碳纳米管电离式传感器的结构优化方法

与常规电离式传感器相比,碳纳米管三电极电离式气体传感器具有体积小、工作电压低的优势,对智能电网、泛在物联网的发展具有重要作用,但存在输出电流低、灵敏度低的缺点,需要从结构上对其进行优化.本文基于汤生放电原理,采用COMSOL Multiphysics多物理场直接耦合分析软件,建立了传感器二维等离子体放电流体仿真模型.研究得到了8种不同结构的传感器,在氮气背景中的静电场分布及传感器收集极平均电流密度.通过对比不同结构参数下的电场强度及电流密度值,得到了最优传感器结构.结合仿真结果,制备了8种优化结构的传感器进行实验验证,最优传感器结构具有最高的收集电流密度,与仿真结果一致,证明了本文提出的结构优化方法的可行性.基于最优结构,制作了100和120μm极间距的传感器,获得了NO/SO_2两组分混合气体的敏感特性.与其他技术相比,最优传感器的灵敏度比现有技术高1—2个数量级,展示了三电极电离式碳纳米管传感器的应用潜力.

专利名称:一种中空碳包覆硒化钼纳米结构的制备方法及应用

专利申请号:CN201911063919.4,公开号:CN110783568A,申请日:2019.11.04,公开日:2020.02.11,申请人:陕西科技大学。本发明公开了一种中空碳包覆硒化钼纳米结构的制备方法及应用,采用MnCO_(3)作为骨架模型,通过硒化,包碳,及溶解MnCO_(3)骨架模型,形成一种中空MoSe_(2)/C纳米结构。利用空心碳纳米立方结构提供比表面积较大的纳米片和较好的导电性能,且适宜K+的通过,同时利用碳骨架之间的协同效应,使得到的活性材料的导电率,循环性能和倍率性能更佳。

依折麦布纳米结构脂质体的工艺制备和生物药剂学研究

目的制备依折麦布纳米结构脂质体(Ezetimibe nanostructured lipid carriers,Eze-NLCs),并评价其在大鼠体内的药物代谢动力学以及对高血脂模型大鼠的降血脂效果。方法以山嵛酸甘油酯(Compritol888ATO)作为固体脂质,丙二醇单辛酸酯(CapmulPG8)作为液体脂质,聚乙二醇-15羟基硬脂酸酯(KolliphorHS15)作为表面活性剂,通过Box-Behnken实验设计优化得到Eze-NLCs最佳处方。评价Eze-NLCs的理化性质,分别考察了Eze-NLCs在pH 1.2、4.5、6.83种介质溶液中体外释药特性;比较大鼠口服Eze混悬剂和Eze-NLCs后的体内药物代谢动力学及药效动力学。结果优化得到Eze-NLCs的处方组成为Compritol888ATO浓度为13mg/ml,CapmulPG8浓度为25mg/ml,KolliphorHS15浓度为10 mg/ml,连续制备3批Eze-NLCs的粒径为(215.62±13.55)nm,包封率为(86.73±2.58)%。在透射电镜下可观察到Eze-NLCs呈类球形,表面光滑,均匀分散。Eze-NLCs在3种pH值介质溶液中均表现为前期药物释放较快,后期药物释放平缓。与大鼠口服Eze混悬剂相比,大鼠口服Eze-NLCs后,其药物达峰时间(tmax)缩短,达峰浓度(Cmax)增加,半衰期(T1/2)延长,药时曲线下面积(areaunderthecure,AUC)增加。Eze-NLCs可显著降低高脂血症大鼠的总胆固醇(totalcholesterol,TC)、甘油三酯(trigly ceride,TG)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)水平,升高低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)水平。结论本研究制备的Eze-NLCs,能够显著提高药物的生物利用度,达到更好地调节血脂的作用,对Eze的临床应用具有重要价值。

纳米多孔结构气凝胶传热模型及绝热机理研究

气凝胶是一种具有纳米多孔结构的超级绝热材料,可广泛应用于航空航天、热能传输、节能建筑等领域。在结构单元的气固耦合传热基础上,建立了纳米多孔结构气凝胶的传热模型,推导了有效热导率表达式,并将该传热模型的计算结果与实验结果进行对比研究,进一步验证了该模型的准确合理性。计算分析了不同含量、不同纤维增强的SiO2复合气凝胶的绝热系数,为进一步优化设计多孔结构材料垫定了良好的理论基础。

新软件用DNA创建3D纳米结构

据报道,美国杜克大学和亚利桑那州立大学研究人员新开发的开源软件程序可让用户绘制圆形的图纸或数字模型,并将它们转化为由DNA构成的3D结构,每个3D结构就是一个微小的空心体,其直径不超过4/106cm,一根针头上可容纳超过50 000个这样的微结构。研究人员表示,这些不仅仅是纳米雕塑。

烧结纳米银的压缩实验分析与本构模型

随着高功率半导体器件的发展,电子封装结构面临高温、大电流的服役环境,同时也给电子封装材料的选用带来了巨大的挑战。Sn Pb系焊料逐渐被禁用,无铅Sn Ag Cu系焊料的低熔点难以匹配宽禁带半导体的极限工作环境。作为高温封装材料最具潜力的候选者,纳米银浆具有低温烧结、高温服役的特性,固态银的理论熔点可达961℃,在航空航天、电动汽车等领域具有广泛的应用前景。受纳米银浆料成分和烧结工艺的影响,烧结纳米银封装结构内部存在大量孔洞。在实际应用中,内部孔洞的演变导致烧结纳米银的力学性能劣化直至失效。

基于界带模型的碳纳米管声子谱的辛分析

针对碳纳米管声子谱的数值计算方法研究,基于对偶体系和辛几何算法提出了一套全新的计算方法和相应的界带结构模型,通过将碳纳米管模拟成不同的结构力学模型,利用分析结构力学中的振动理论来计算碳纳米管的色散关系.理论框架包括:周期结构的变分原理、周期结构中波的传播分析、子结构方法、界带理论和声子色散关系的基本算法.数值算例验证了理论和算法的有效性,而且也指出了针对碳纳米管的声子谱的计算,界带模型相对于其它传统模型存在着一定的优势.

纳米结构表面上冷凝液滴的生长模式及部分润湿液滴的形成机制

分析并计算了纳米结构表面上冷凝液滴按照不同途径长大的过程中液滴能量的增加速率,并以能量增加最小为判据来确定液滴的生长途径.结果表明,纳米结构内形成的冷凝液斑在初期按接触角(CA)增加的模式生长时,其能量增加速率远低于其它模式,于是,初始液斑先按增大接触角、并保持底面积不变的模式生长,直至液滴达到前进角状态.此后,沿接触角增加的模式长大所导致的能量增加速率开始远高于其它生长模式,于是液滴三相线开始移动,底面积开始增加,但接触角保持不变.液滴所增加的底面积可以呈润湿或复合两种状态,分别形成Wenzel液滴及部分润湿液滴,前者的表观接触角一般小于160°,而后者则明显大于160°.液滴的生长模式及其润湿状态均与纳米结构参数密切相关,仅当纳米柱具有一定高度、且间距较小时,冷凝液滴才能呈现部分润湿状态.最后,本模型对纳米结构表面上冷凝液滴润湿状态的计算结果与绝大部分实测结果相一致,准确率达到91.9%,明显高于已有公式的计算准确率.

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。