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Woven fabric triboelectric nanogenerators for human-computer interaction and physical health monitoring

Nano Research 2024年第6期17卷 5540-5548页

作者： Yu Miao mengjuan zhou Jia Yi Yanyan Wang Guangjin Tian Hongxia Zhang Wenlong Huang Wenhao Wang Ronghui Wu Liyun Ma College of Textile and Clothing Xinjiang UniversityUrumqi 830046China College of Textiles Donghua UniversityShanghai 201620China College of Physics Xiamen UniversityXiamen 201620China Department of Bioengineering Imperial College LondonLondon SW72AZUK

Triboelectric nanogenerator(TENG)converts mechanical energy into valuable electrical energy,offering a solution for future energy *** an indispensable part of TENG,textile TENG(T-TENG)has incredible advantages in harvesting biomechanical energy and physiological signal ***,the application of T-TENG is restricted,partly because the fabric structure parameter and structure on T-TENG performance have not been fully *** study comprehensively investigates the effect of weaving structure on fabric TENGs(F-TENGs)for direct-weaving yarn TENGs and post-coating fabric *** direct-weaving F-TENGs,a single-yarn TENG(Y-TENG)with a core-sheath structure is fabricated using conductive yarn as the core layer yarn and polytetrafluoroethylene(PTFE)filaments as the sheath *** fabrics with five different sets of parameters were designed and *** post-coating F-TENGs,fabrics with weaving structures of plain,twill,satin,and reinforced twill were fabricated and coated with conductive silver ***,the twill F-TENGs have the best electrical outputs,followed by the satin F-TENGs and plain weave ***,the increase of the Y-TENG gap spacing was demonstrated to improve the electrical output ***,T-TENGs are demonstrated for human-computer interaction and self-powered real-time *** systematic work provides guidance for the future T-TENG’s design.

关键词： single-yarn triboelectric nanogenerators woven fabric triboelectric nanogenerators fabric weaving structures and parameters human-computer interaction physical health monitoring

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Effect of Surface Energy of Electrospun Fibrous Mat on Dynamic Filtration Performance for Oil Particles

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Journal of Donghua University(English Edition) 2021年第6期38卷 471-476页

作者： zhou Zhiyong zhou mengjuan HUANG Xiaorui ZHANG Hongnan DUAN Gaigai QIN Xiaohong LIU Li College of Textiles Donghua University Shanghai 201620 China Co-Innovation Center of Efficient Processing and Utilization of Forest Resources College of Materials Science and Engineering Nanjing Forestry University Nanjing 210037 China

Oil particle removal,different from the removal of general salt particular matter,has an unusual filtration process in which oil particles will be captured by forming a continuous film on the surface of the ***,it is important to investigate the effect of surface property of the filter on the oil particle dynamic filtration *** this study,three fibrous mats with different surface energies were fabricated from polyacrylonitrile(PAN),polyacrylonitrile/cellulose acetate(PAN/CA),and polyacrylonitrile/polyvinylidene fluoride(PAN/PVDF)solutions by needleless ***/PVDF fibrous mat presented the lowest surface energy(19.99 mJ/m2),followed by PAN/CA fibrous mat(29.49 mJ/m2)and PAN fibrous mat(40.91 mJ/m2).As the oil particle filtration went on,the PAN/PVDF fibrous mat presented both the fastest filtration efficiency decline(4.72%in 10 min)and the fastest filtration resistance increase(543.41 Pa in 10 min).

关键词： fiber technology interface electrospinning dynamic filtration oil particle

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圆柱螺旋齿轮热精锻过程齿变形规律的研究

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热加工工艺 2020年第7期49卷 84-88页

作者：周梦娟冯玮武汉理工大学材料科学与工程学院湖北武汉430070 现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070

圆柱螺旋齿轮锻造成形过程中存在成形载荷大、齿形角隅部分充填不满等问题。本文利用Deform-3D软件建立了圆柱螺旋齿轮热精锻的传热-变形耦合有限元模型,通过软件的flow-net功能在选定的特征截面上绘制标记线,得到了不同成形阶段不同位... 详细信息

圆柱螺旋齿轮锻造成形过程中存在成形载荷大、齿形角隅部分充填不满等问题。本文利用Deform-3D软件建立了圆柱螺旋齿轮热精锻的传热-变形耦合有限元模型,通过软件的flow-net功能在选定的特征截面上绘制标记线,得到了不同成形阶段不同位置的网格变形规律。从轴向、周向、径向反映了齿形变形流动规律,利用坐标网格试验对模拟分析结果进行了验证。结果表明试验结果与模拟结果一致性较好。

关键词：圆柱螺旋齿轮热精锻变形规律坐标网格法

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Washable and Multifunctional Electronic Textiles Via In Situ Lamination for Personal Health Care

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Advanced Fiber Materials 2024年第2期6卷 458-472页

作者： Xinghua Hong Wei Sun Songlin Zhang Zhaogang Tang mengjuan zhou Shuai Guo Xingkui Guo Weili Zhao Xiaolin Wang Haiming Chen Ziquan Zhang Dongsheng Mao Chaobin He Swee Ching Tan College of Textiles(International Silk Institute) Key Laboratory of Intelligent Textile and Flexible Interconnection of Zhejiang ProvinceZhejiang Sci-Tech UniversityHangzhou 310018China Department of Materials Science and Engineering National University of SingaporeSingapore 117575Singapore Key Laboratory of Marine Materials and Related Technologies Zhejiang Key Laboratory of Marine Materials and Protective TechnologiesNingbo Institute of Materials Technology and EngineeringChinese Academy of SciencesNingbo 315201China Key Laboratory of Bio‑Based Polymeric Materials Technology and Application of Zhejiang Province Laboratory of Polymers and CompositesNingbo Institute of Materials Technology and EngineeringChinese Academy of SciencesNingbo 315201China BCA Academy Singapore 579700Singapore Institute of Materials Research and Engineering Singapore 138634Singapore

Limitations of current electronic textiles(e-textiles),including poor washability,instability,and inferior sensing capability,are concerns hindering their broad and practical applications in personal health care management,virtual games,sports,and ***,we report an RGO/PANI e-textile via alternative coatings of in situ reduced graphene oxides(RGO)and in situ polymerized polyaniline(PANI),establishing a laminated structure on a knitted textile *** a result of an in situ lamination strategy,our e-textile exhibits excellent breathability(1428 mm s^(-1),greater than that of bare cotton fabric)and outstanding sensitivity(gage factor of 39.7)over a wide strain range(~0.0625–200%).Importantly,we observed exceptional sensing durability even after severe mechanical disturbance of stretching,bending,or twisting(>1500 cycles)and daily machine *** analysis revealed that our proposed in situ lamination approach enabled the physical and chemical interactions between sensing active materials and the textile ***,the electromechanical behavior of our RGO/PANI e-textile was thoroughly analyzed based on an equivalent electrical circuit,which agreed well with the experi-mental *** applications of the e-textile were demonstrated for personal health care management,including body motion monitoring,emotional sensing,and flatfoot gait *** RGO/PANI e-textile presented in this study holds significant implications for the evolution of health care applications utilizing smart e-textiles.

关键词： Reduced graphene oxide(RGO) Polyaniline(PANI) In situ lamination Washable e-textile Gait monitoring

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横流式冷却塔传热传质数值计算

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上海交通大学学报 1989年第4期23卷 52-60页

作者：邹梦娟杨强生陈汉平上海交通大学动力机械工程系

采用一种流动传热数值计算模型,利用SIMPLE算法求解二维椭圆型方程的程序,针对上海化机二厂HBG-700型横流塔进行了传热传质数值计算,考虑了流动的非均匀性和空气密度变化,以及流动、传热和传质的耦合。通过计算,得出冷却塔中,空气的速... 详细信息

采用一种流动传热数值计算模型,利用SIMPLE算法求解二维椭圆型方程的程序,针对上海化机二厂HBG-700型横流塔进行了传热传质数值计算,考虑了流动的非均匀性和空气密度变化,以及流动、传热和传质的耦合。通过计算,得出冷却塔中,空气的速度、压力、温度和含湿量,以及水温的二维分布。出塔平均热力参数与实塔测试结果以及压差法的计算结果基本相符。

关键词：冷却塔数值模拟传热传质

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碳源对反硝化细菌的反硝化速率和群落结构的影响

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环境科学研究 2018年第12期31卷 2047-2054页

作者：周梦娟缪恒锋陆震明阮文权江南大学环境与土木工程学院江苏无锡214122 江苏省厌氧生物技术重点实验室江苏无锡214122 江苏省水处理技术与材料协同创新中心江苏苏州215009 粮食发酵工艺与技术国家工程实验室江苏无锡214122

为探究碳源类型在反硝化过程中对氮素转化和微生物群落组成的影响,分别建立R1(以C6H12O6为碳源)和R2(以CH3COONa为碳源)反应器,通过分析R1和R2反应器中反硝化过程的氮素转化情况,评价C6H12O6和CH3COONa对脱氮效果的影响,并运用动力学模... 详细信息

为探究碳源类型在反硝化过程中对氮素转化和微生物群落组成的影响,分别建立R1(以C6H12O6为碳源)和R2(以CH3COONa为碳源)反应器,通过分析R1和R2反应器中反硝化过程的氮素转化情况,评价C6H12O6和CH3COONa对脱氮效果的影响,并运用动力学模型对R1和R2反应器中反硝化能力进行评价;同时,采用高通量测序技术表征2种碳源对反应器中微生物群落结构和多样性的影响.结果表明:(1)运行后期的R1、R2反应器中单位生物量的反硝化速率(以NO3--N计,下同)分别为8. 56、11. 26 mg/(g·h),R1反应器中NO2--N累积平均值为11. 34 mg/L,显著高于R2反应器(0. 20 mg/L),且R1反应器中NH4+-N累积平均值为6. 58 mg/L,是R2反应器(0. 65 mg/L)的10. 11倍.(2)反应器中NO3--N还原过程均符合Haldane模型,其中R1、R2反应器中单位生物量的rmax(最大降解速率)分别为35. 61、47. 79 mg/(g·h),表明R2反应器中的反硝化能力强于R1反应器.(3)微生物经过富集后,其细菌多样性和物种丰度下降,但发挥反硝化作用的微生物相对丰度逐渐增加. R1和R2反应器中共同的优势菌门有Proteobacterias、Bacteroidetes、Firmicutes和Gracilibacters,其在R1反应器中的相对丰度依次为96. 14%、2. 06%、0. 66%和0. 47%,在R2反应器中依次为79. 75%、6. 88%、9. 47%和2. 13%,优势菌门在不同运行时间的丰度表达上存在消长变化状态.研究显示,C6H12O6和CH3COONa在反硝化过程的氮素转化上存在明显差异,对各类优势菌群的相对丰度有明显影响.

关键词：连续流培养反硝化细菌外加碳源氮素变化生物群落结构

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共接种瘤胃微生物和厌氧污泥的水稻秸秆中试厌氧消化系统性能评估

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环境工程学报 2019年第8期13卷 1959-1966页

作者：何迪许之扬周云龙李倩蒋昌旺周梦娟阮文权江南大学环境与土木工程学院无锡214122 江苏省环境厌氧生物技术重点实验室无锡214122

针对富含木质纤维素底物利用效率低的问题,通过在中试厌氧消化系统中共接种瘤胃微生物和厌氧污泥来改善水稻秸秆中木质纤维素的水解,采用逐步提升底物有机负荷(OLR)的方式,评估了接种后水稻秸秆的厌氧消化效率。结果表明,在反应体系底... 详细信息

针对富含木质纤维素底物利用效率低的问题,通过在中试厌氧消化系统中共接种瘤胃微生物和厌氧污泥来改善水稻秸秆中木质纤维素的水解,采用逐步提升底物有机负荷(OLR)的方式,评估了接种后水稻秸秆的厌氧消化效率。结果表明,在反应体系底物有机负荷达到4.26 g·(L·d)-1(以VS计)时,系统表现出最佳的厌氧消化性能,此时沼气产率为528 mL·g-1 (以VS计),甲烷产率为287 mL·g-1,容积沼气生产强度达到2.20 L·(L·d)-1。在反应器有机负荷从1.05 g·(L·d)-1提升到4.26 g·(L·d)-1的运行过程中,系统的纤维素降解率稳定在(71±2)%,半纤维素降解率稳定在(92±4)%,木质素降解率稳定在(15±3)%。这种稳定性表明反应器的连续运行成功地形成了高效的木质纤维素降解体系,结果可为实际规模化应用提供参考。

关键词：水稻秸秆厌氧消化有机负荷(OLR) 木质纤维素降解

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AAO-MBR工艺污水处理系统中消毒副产物前体物变化规律

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环境科学研究 2018年第12期31卷 2037-2046页

作者：张雅晶缪恒锋张晓夏周梦娟阮文权江南大学环境与土木工程学院江苏无锡214122 江苏省厌氧生物技术重点实验室江苏无锡214122 江苏省水处理技术与材料协同创新中心江苏苏州215009

为探究DBPs (消毒副产物)前体物在污水处理过程中的变化情况,采用超滤膜和XAD大孔吸附树脂将AAO-MBR工艺沿程出水中DOM (溶解性有机物)进行分离,并利用3D-EEM (三维荧光光谱)对分离前后水样进行表征,同时测定DBPFP (消毒副产物生成势).... 详细信息

为探究DBPs (消毒副产物)前体物在污水处理过程中的变化情况,采用超滤膜和XAD大孔吸附树脂将AAO-MBR工艺沿程出水中DOM (溶解性有机物)进行分离,并利用3D-EEM (三维荧光光谱)对分离前后水样进行表征,同时测定DBPFP (消毒副产物生成势).结果表明:(1)沉砂池出水具有较低的C-DBPFP (含碳消毒副产物生成势);经过AAO和MBR后,由于微生物代谢作用生成的疏水性SMPs (微生物代谢产物)类物质(为主要的C-DBPs前体物质)包含较多不饱和键,导致C-DBPFP增加.(2)沉砂池出水的N-DBPFP (含氮消毒副产物生成势)较低,但经过AAO后生成的小分子物质(为主要的N-DBPs前体物)导致N-DBPFP增加;经过MBR后由于SRT(污泥停留时间)和污泥浓度的增加造成小分子物质减少,致使N-DBPFP降低.(3)市政污水经过AAO后,C-DBPs和N-DBPs前体物分别增加了90. 9%和7. 3%;而MBR具有较高的DOC去除率(74. 4%),去除了56. 8%的C-DBPs前体物和78. 1%的N-DBPs前体物.研究显示,AAO-MBR工艺对市政污水中C-DBPs和N-DBPs前体物有较好地去除效果.

关键词：消毒副产物前体物 AAO-MBR工艺三维荧光光谱分子量分离亲疏水性分离

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构建基于SEM图像的微纳米纤膜三维模型

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产业用纺织品 2020年第12期38卷 27-34页

作者：叶文丽王荣武黄晨周梦娟东华大学纺织学院上海201620

通过扫描电子显微镜(SEM)获取以非织造材料为基布的静电纺丝纳米过滤膜的SEM图像,采用数字图像处理技术,如中值滤波、Canny算子边缘检测、最佳阈值分割等算法,对该微纳米纤膜SEM图像进行预处理,提取SEM图像中的纤维边缘信号,在此基础上... 详细信息

通过扫描电子显微镜(SEM)获取以非织造材料为基布的静电纺丝纳米过滤膜的SEM图像,采用数字图像处理技术,如中值滤波、Canny算子边缘检测、最佳阈值分割等算法,对该微纳米纤膜SEM图像进行预处理,提取SEM图像中的纤维边缘信号,在此基础上,通过霍夫变换将纤维边缘像素信息直线化,并采用配对及偏移算法,获得每根纤维的中轴线,再利用纤维二维像素、坐标信息及层叠关系,将在平面上直线化的纤维中轴线三维化,使每根纤维的中轴线都有其体积深度信息,由此构建基于SEM图像的纤维三维层叠结构简易模型,以探索微纳米纤膜的过滤性能。

关键词：数字图像处理技术微纳米纤膜边缘信号霍夫变换三维层叠结构简易模型

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含铁杂化碳纳米纤维的制备及其在吸附铜离子上的应用

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上海纺织科技 2015年第11期43卷 62-64,72页

作者：王利丹周梦娟周伟涛靳雯雯中原工学院纺织学院河南郑州450007

利用PAN与氯化铁的共混溶液进行静电纺丝,经预氧化和碳化得到了掺杂和未掺杂铁的碳纳米纤维。利用SEM和EDS表征了纤维形貌和组成,测试了其力学性能,并研究了杂化碳纳米纤维对Cu^(2+)吸附性能的影响。结果表明,随着纺丝液中铁含量的增加... 详细信息

利用PAN与氯化铁的共混溶液进行静电纺丝,经预氧化和碳化得到了掺杂和未掺杂铁的碳纳米纤维。利用SEM和EDS表征了纤维形貌和组成,测试了其力学性能,并研究了杂化碳纳米纤维对Cu^(2+)吸附性能的影响。结果表明,随着纺丝液中铁含量的增加,纤维的平均直径和断裂强度逐渐减小。掺杂铁的碳纳米纤维与未掺杂的碳纳米纤维相比,其对Cu^(2+)的吸附性能显著提高。

关键词：聚丙烯腈氯化铁静电纺碳纳米纤维吸附

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