基于BP算法和FBG传感的复合材料冲击定位检测技术

复合材料在服役过程中易受到外部的低能量冲击,造成不可见损伤,为了监测复合材料健康状况,将光纤布喇格光栅(FBG)传感网络粘贴布置于碳纤维复合材料表面,采用基于反向传播(BP)神经网络系统的智能复合材料冲击定位识别技术,获取FBG传感的时域信号响应值,从而进行了复合材料冲击位置的预判。结果表明,BP神经网络算法具有非线性逼近能力强、容错率高和自适应能力强等优点,可以实现复合材料层合板的参数化识别定位,且预测结果与待测复合材料层合板总长度比值小于0.1。该FBG传感系统可为智能化复合材料冲击损伤自调整和自修复能力提供更准确的信息。

植入式锂离子电池光纤布拉格光栅温度传感器

锂离子电池运行期间尤其在高放电倍率下产生的热量会导致温度大幅上升,仅仅依赖于单体电池表面的温度监测不能为电池管理系统提供最准确、最可靠的传感数据。对锂离子电池原位监测是防止锂离子电池热失控的最有效的方法之一,将传感器置于锂离子电池的热源核心处,可第一时间感知温度变化。在18650圆柱体锂离子电池内部中心处埋入光纤复合温度传感器,利用同一根光纤上的法布里-珀罗空气腔消除布拉格光栅传感机理固有的温度与应力交叉敏感,实验结果表明,在电池充放电阶段可以实时监测电池内部温度变化,光纤传感器与电池内部电芯相容性较好,可以满足大尺度锂离子电池集成组件的健康状态长期监测。

羧丁酰壳聚糖/氧化普鲁兰复合水凝胶的制备及其性能

将壳聚糖亲水化改性制备羧丁酰壳聚糖(NSC),以转谷氨酰胺酶为催化剂,在羧丁酰壳聚糖上接枝小分子胶原蛋白肽(COP),并与氧化普鲁兰多糖(OPL)通过Schiff碱反应交联,制备得到一种新型羧丁酰壳聚糖/氧化普鲁兰(NSC-COP/OPL)复合水凝胶。采用红外光谱和扫描电镜对水凝胶的结构与形貌进行分析,同时考察了该水凝胶的凝胶时间、溶胀率、水蒸发率、溶血率和生物相容性等性能。结果显示,该水凝胶具有三维网状结构,凝胶时间随氧化普鲁兰多糖的加入量呈先减小后增大的趋势,最短为32 s;最大溶胀率可达574%;水蒸发率随氧化普鲁兰多糖加入量的增加而逐渐减小;不同比例的水凝胶溶血率均在5%以下;同时,具有良好的生物相容性。

魔芋葡甘露聚糖/聚乙烯醇复合海绵的制备及性能

采用热成型法,利用魔芋葡甘露聚糖(KGM)和聚乙烯醇(PVA)共混溶液,与甲醛交联进行缩醛化反应制备KGM/PVA复合海绵。样品的Fourier变换红外光谱(FT-IR)表明了缩醛化反应的发生,扫描电镜(SEM)结果确认了海绵内部连通的孔隙形貌。性能研究结果表明,复合海绵的密度随KGM含量增加而增加,而孔隙率随之呈现出下降趋势;当KGM含量为2%(质量分数)时,复合海绵的断裂伸长率最优,为255%,拉伸强度为31 kPa,同时具有较好的吸水保水性能。

羧丁酰壳聚糖-丝素肽/氧化魔芋可注射水凝胶的制备及性能

利用丝素肽对羧丁酰壳聚糖进行接枝改性,再以氧化魔芋(OKGM)作交联剂,通过Schiff碱反应制备得到一种可注射的羧丁酰壳聚糖-丝素肽/氧化魔芋(NSGM)水凝胶。样品的红外光谱和磁共振氢谱证实了改性、接枝和交联反应的发生,扫描电镜结果表明该水凝胶具有内部连通的孔结构。性能研究结果表明,该水凝胶具有35~70 s可调节的凝胶时间,溶胀率最高可达1259%,室温下24 h后最多可维持21.1%的水分,同时具有良好的生物相容性。