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疏水二氧化硅粒子的制备及超疏水改性聚氨酯树脂

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高分子材料科学与工程 2024年第1期40卷 8-16页

作者：刘晓庆杨进华南理工大学轻工科学与工程学院造纸与污染控制国家工程研究中心制浆造纸国家重点实验室广东广州510640

为了制备具有稳定超疏水性能的改性水性聚氨酯树脂,受“荷叶效应”的启迪,以十二烷基三乙氧基硅烷(DTES)的碱性水解反应为基础,通过SiO_(2)粒子表面硅羟基的接枝反应,在其表面引入低表面能的长链烷烃结构,制备了微胶囊包覆型的具有疏水... 详细信息

为了制备具有稳定超疏水性能的改性水性聚氨酯树脂,受“荷叶效应”的启迪,以十二烷基三乙氧基硅烷(DTES)的碱性水解反应为基础,通过SiO_(2)粒子表面硅羟基的接枝反应,在其表面引入低表面能的长链烷烃结构,制备了微胶囊包覆型的具有疏水效应的二氧化硅粒子。通过红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等手段表征其结构,确定了疏水改性粒子的制备方法和规律。将自制改性SiO_(2)粒子与水性聚氨酯树脂(WPU)进行物理共混,制备出具有超疏水性能的水性聚氨酯涂料。采用差示扫描量热分析和热重分析表征涂料的共混性能及耐热性能,采用扫描电镜和原子力显微镜量化分析涂层特征及表面形貌,采用接触角测试表征水性涂层的超疏水性能及表面能的变化。结果显示,自制疏水粒子迁移到环氧树脂表面,通过化学作用和物理缠结形成强烈的界面结合,使其表面微纳结构稳定且持久,结合长链烷烃的低表面能修饰,赋予共混树脂超疏水性能,接触角达到158°,而涂层的均方根粗糙度(Rq)由纯WPU的7.82 nm增大至101 nm,平均粗糙度(Ra)由6.24 nm增大至77.9 nm,表面粗糙度大大提升。将水性树脂的水性化制备与超疏水性能相结合,制备了绿色环保具有自清洁效应的水性聚氨酯,而形成的特殊的树脂涂层表面在苛刻环境中保持了结构的稳定性和持久性,表现出优异的耐磨和耐化学腐蚀性能。

关键词：粒子设计水性聚氨酯超疏水表面能微胶囊包覆

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冲击+扰流柱双层壁冷却结构的强化换热性能及流阻特性

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航空动力学报 2024年第8期39卷 13-26页

作者：韦宏祖迎庆安徽工程大学机械工程学院安徽芜湖241000 复旦大学航空航天系上海200433

对于冲击+扰流柱的双层壁冷却结构,为了研究冲击孔的无量纲排间距和无量纲孔间距、扰流柱的无量纲直径以及冲击射流雷诺数对其强化换热性能以及其流阻特性的影响,基于多种几何参数和流动参数对冲击+扰流柱的双层壁冷却结构进行了实验研... 详细信息

对于冲击+扰流柱的双层壁冷却结构,为了研究冲击孔的无量纲排间距和无量纲孔间距、扰流柱的无量纲直径以及冲击射流雷诺数对其强化换热性能以及其流阻特性的影响,基于多种几何参数和流动参数对冲击+扰流柱的双层壁冷却结构进行了实验研究,并根据实验工况开展了相应的数值模拟。结果表明:在带有扰流柱的整个冲击靶板内表面上,面平均努塞尔数随着射流雷诺数的增大而单调增大,且基本上呈现为线性增长的趋势。总体而言,在扰流柱表面的面平均努塞尔数略高于冲击靶板内壁面的面平均努塞尔数。随着扰流柱的无量纲直径的增大,在双层壁冷却结构的整个内表面的面平均努塞尔数呈现为先下降后增大的趋势。此外,在整个内表面的面平均努塞尔数随着冲击孔的无量纲排间距的增大而减小;但是,面平均努塞尔数对无量纲孔间距变化的响应不敏感。对于冲击+扰流柱双层壁冷却结构的流量系数,它随着射流雷诺数以及冲击孔的无量纲排间距和无量纲孔间距的增大而增大,但是随着扰流柱的无量纲直径的增大而减小。

关键词：双层壁冷却结构冲击射流扰流柱强化换热努塞尔数流量系数

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揭示S型电荷转移机理

物理化学学报 2024年第4期40卷 1-3页

作者：余维来别传彪 Department of Chemical Engineering Stanford UniversityStanfordCA 94305USA 中国地质大学(武汉)材料与化学学院太阳燃料实验室武汉430078

The photoconversion efficiency of semiconductor photocatalysts is severely hindered by uncontrolled recombination of photogenerated charge carriers *** charge transfer dynamics and achieving manipulative carrier separ... 详细信息

关键词：电荷转移 charge separation

出平面剪切波作用下弹性非均匀材料中圆孔受刚度影响的力学分析

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Acta Mechanica Sinica 2024年第4期40卷 226-237页

作者：卞金来杨在林 Erasmo Carrera College of Aerospace and Civil Engineering Harbin Engineering UniversityHarbin150001China Key Laboratory of Advanced Material of Ship and Mechanics Ministry of Industry and Information TechnologyHarbin Engineering UniversityHarbin150001China Department of Mechanical and Aerospace Engineering Politecnico di TorinoTurinItaly

基于复变函数理论,研究了出平面剪切波在非均匀直角域内的传播特性.介质的非均匀性体现在剪切模量是与空间坐标有关的函数.引入一个位移辅助函数和一对映射函数用以辅助推导控制方程.同时,在复坐标系下可以更方便的进行坐标变换.使用镜... 详细信息

基于复变函数理论,研究了出平面剪切波在非均匀直角域内的传播特性.介质的非均匀性体现在剪切模量是与空间坐标有关的函数.引入一个位移辅助函数和一对映射函数用以辅助推导控制方程.同时,在复坐标系下可以更方便的进行坐标变换.使用镜像法构造了介质内反射波和散射波的波场表达式.根据圆孔处的边界条件求解了散射波中的未知系数,并给出了直角域空间内波场的解析表达式.在动力学分析中,刚度可以用剪切模量来表示.在算例分析中,讨论了位移幅值和动应力集中系数对非均匀参数,参考波数以及圆孔位置的依赖关系.

关键词：动应力集中系数复变函数理论散射波辅助函数圆孔剪切模量映射函数镜像法

基于影响因素分析的森林公园旅游发展效率提升策略——评《中国森林公园旅游发展:影响因素与效率研究》

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世界林业研究 2024年第1期37卷 140-141页

作者：桑庆庆安徽国际商务职业学院文化旅游学院合肥230000

随着经济的快速发展,城市化、工业化进程加快,城市环境问题也日益受到人们的关注。森林公园成为人们休闲、度假和旅游的重要选择之一,森林公园旅游业的可持续发展就成为了关注的焦点。然而,在森林公园旅游快速发展的同时,也出现了许多问... 详细信息

随着经济的快速发展,城市化、工业化进程加快,城市环境问题也日益受到人们的关注。森林公园成为人们休闲、度假和旅游的重要选择之一,森林公园旅游业的可持续发展就成为了关注的焦点。然而,在森林公园旅游快速发展的同时,也出现了许多问题,如投资不足、基础设施落后、环境污染等,不仅影响游客的旅游体验。

关键词：森林公园旅游城市环境问题旅游体验基础设施提升策略可持续发展环境污染城市化

新型全氟及多氟聚醚羧酸识别、分布特征及毒理效应研究进展

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科学通报 2024年第6期69卷 774-786页

作者：来冠铮戴家银盛南上海交通大学环境科学与工程学院生态环境部新型污染物环境健康影响评价重点实验室上海200240

随着全氟辛酸(PFOA)的管控,工业中开始使用结构中含有醚氧键的全氟及多氟聚醚羧酸(PFECA)作为加工助剂替代PFOA.近年来,得益于非靶向筛查和靶向分析技术的快速发展,不同环境介质和生物样品中已陆续检出多种PFECA,浓度呈升高趋势.已有研... 详细信息

随着全氟辛酸(PFOA)的管控,工业中开始使用结构中含有醚氧键的全氟及多氟聚醚羧酸(PFECA)作为加工助剂替代PFOA.近年来,得益于非靶向筛查和靶向分析技术的快速发展,不同环境介质和生物样品中已陆续检出多种PFECA,浓度呈升高趋势.已有研究发现,六氟环氧丙烷三聚体(HFPO-TA)、六氟环氧丙烷四聚体(HFPO-TeA)等PFECA表现出较PFOA更强的生物累积和毒性效应.相较于传统全氟及多氟烷基物质(PFAS),PFECA结构更为复杂,对环境和生物体的危害机制也可能存在差异.本文围绕PFECA的结构种类、污染水平和毒性效应,从非靶向识别、环境行为、生物及人群暴露水平、毒性效应和分子机制等多个方面对近年来的相关研究进行概述,探讨当前PFECA应用中存在的问题和潜在风险,对未来的研究方向和应用前景进行展望,旨在为PFAS替代品的环境污染及风险评估提供参考,为我国开展PFAS的管控和削减行动提供支撑.

关键词： PFECA 非靶向识别环境行为人体暴露毒性效应

复杂地形六轮独立驱动与转向机器人轨迹跟踪与避障控制

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兵工学报 2024年第1期45卷 166-183页

作者：刘江涛周乐来李贻斌山东大学控制科学与工程学院山东济南250014 智能无人系统教育部工程研究中心山东济南250014

为研究六轮移动机器人在复杂地形的运动控制方法,针对六轮独立驱动与转向机器人复杂地形轨迹跟踪问题,提出一种预测控制和动态补偿的控制方法。基于非完整约束的线性六轮移动机器人运动学模型,以模型预测控制算法为基础,引入比例-积分-... 详细信息

为研究六轮移动机器人在复杂地形的运动控制方法,针对六轮独立驱动与转向机器人复杂地形轨迹跟踪问题,提出一种预测控制和动态补偿的控制方法。基于非完整约束的线性六轮移动机器人运动学模型,以模型预测控制算法为基础,引入比例-积分-微分补偿控制器,抑制动态滞后引起的跟踪误差,设计速度与转向角动态反馈补偿,以应对地形扰动对轨迹跟踪的影响。分析机器人运动过程中障碍物的避碰问题,设计可求解避障轨迹的避障规划器,通过轨迹跟踪系统对局部避障轨迹进行跟踪控制,实现机器人的轨迹跟踪和自动避碰。对轨迹跟踪算法和避障算法进行仿真实验。实验结果表明:在典型工况下,机器人可完成凹形斜坡、凸形斜坡和凹凸地形正弦型轨迹跟踪控制和静态与动态障碍物避碰,验证了新方法的有效性。

关键词：六轮独立驱动与转向机器人轨迹跟踪控制模型预测控制 PID补偿控制避障控制

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知识与数据交互驱动的力学性能极限研究进展

固体力学学报 2024年第2期45卷 170-187页

作者：高恩来武汉大学土木建筑工程学院工程力学系武汉430072

探索物质力学性能极限是科学研究的前沿,发掘极限力学性能物质(材料或结构)可为国防军工等尖端领域发展提供物资基础.然而,杨氏模量、抗拉强度等力学性能的理论极限未知,引发长期以来悬而未决的争议与迷茫,诸如是否存在比金刚石更刚、... 详细信息

探索物质力学性能极限是科学研究的前沿,发掘极限力学性能物质(材料或结构)可为国防军工等尖端领域发展提供物资基础.然而,杨氏模量、抗拉强度等力学性能的理论极限未知,引发长期以来悬而未决的争议与迷茫,诸如是否存在比金刚石更刚、更硬的物质?人类是否已经接近材料力学性能的边界?化学元素相互组合可形成无穷物质,仅已知物质结构就多达数百万种且数目仍在快速增长,从中发掘出性能突破现有纪录的物质挑战巨大.知识与数据交互驱动的研究范式源远流长、历久弥新,是发展和革新力学理论的宝典.近年来,在新型知识与数据交互驱动下,研究人员发展了更高效能的物质性能预报理论,确定了若干力学性能的理论极限,设计制备出若干性能接近于理论极限的物质.本文回顾梳理了相关领域的研究现状,探讨了相关领域的发展趋势及其面临的机遇与挑战.

关键词：知识驱动数据驱动结构-性能关联力学性能极限极限性能物质

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面向知识结构分析的模糊概念格模型

软件学报 2024年第5期35卷 2466-2484页

作者：智慧来李金海河南理工大学软件学院河南焦作454000 昆明理工大学数据科学研究中心云南昆明650500 昆明理工大学理学院云南昆明650500

知识空间理论使用数学语言对学习者进行知识评价与学习指导,属于数学心理学的研究范畴.技能与问题是构成知识空间的两个基本要素,深入研究两者之间的关系是知识状态刻画与知识结构分析的内在要求.在当前的知识空间理论研究中,没有明确... 详细信息

知识空间理论使用数学语言对学习者进行知识评价与学习指导,属于数学心理学的研究范畴.技能与问题是构成知识空间的两个基本要素,深入研究两者之间的关系是知识状态刻画与知识结构分析的内在要求.在当前的知识空间理论研究中,没有明确建立技能与问题之间的双向映射,从而难以提出直观概念意义下的知识结构分析模型,也没有明确建立知识状态之间的偏序关系,不利于刻画知识状态之间的差异,更不利于规划学习者未来的学习路径.此外,现有的成果主要集中在经典的知识空间,没有考虑实际问题中数据的不确定性.为此,将形式概念分析与模糊集引入知识空间理论,建立面向知识结构分析的模糊概念格模型.具体地,分别建立知识空间与闭包空间的模糊概念格模型.首先,建立知识空间模糊概念格,并通过任意两个概念的上确界证明所有概念的外延构成知识空间.引入粒描述的思想定义技能诱导的问题原子粒,由问题原子粒的组合判定一个问题组合是否是知识空间中的一个状态,进而提出由问题组合获取知识空间模糊概念的方法.其次,建立闭包空间模糊概念格,并通过任意两个概念的下确界证明所有概念的外延构成闭包空间.类似地,定义问题诱导的技能原子粒,由技能原子粒的组合判定一个技能组合是否是闭包空间中某一知识状态所需的技能,进而提出由技能组合获取闭包空间模糊概念的方法.最后,通过实验分析问题数量、技能数量、填充因子以及分析尺度对知识空间与闭包空间规模的影响.结论表明知识空间模糊概念不同于现有的任何概念,也不能从其他概念派生而来.闭包空间模糊概念本质上是一种面向属性单边模糊概念.在二值技能形式背景中,知识空间与闭包空间中的状态具有一一对应关系,但这种关系在模糊技能形式背景中并不成立.

关键词：形式概念分析知识空间理论粒计算粒描述模糊概念格