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蜣螂(Copris ochus Motschulsky)减粘脱附的仿生学研究

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生物物理学报 2001年第4期17卷 785-793页

作者：孙久荣程红丛茜李建桥陈秉聪任露泉北京大学生命科学学院北京100871 吉林大学农机工程研究院吉林长春130022

研究蜣螂减粘脱附的机制 ,为工程机械减粘脱附的研究和应用开辟新的途径。用扫描电镜观测了车蜣螂体表的细微结构 ,发现蜣螂体表由隆起、凹陷、裂缝、孔洞等构成了非光滑表面 ,大量的长短不一的刚毛构成了柔性界面 ,蜣螂活动时体表主要... 详细信息

研究蜣螂减粘脱附的机制 ,为工程机械减粘脱附的研究和应用开辟新的途径。用扫描电镜观测了车蜣螂体表的细微结构 ,发现蜣螂体表由隆起、凹陷、裂缝、孔洞等构成了非光滑表面 ,大量的长短不一的刚毛构成了柔性界面 ,蜣螂活动时体表主要呈负性电位变化,其峰值可达 -50mV ;仿蜣螂体表的非光滑表面制作了犁壁和推土板 ,减低阻力减粘脱附效果明显 ;仿蜣螂运动时体表电位的变化 ,设计新的电渗模面。

关键词：蜣螂非光滑表面体表电位电渗土壤黏附仿生学减粘脱附粘附

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柔性非光滑减粘脱附的自卸车模型试验研究

农业工程学报 1997年第2期13卷 139-143页

作者：王云鹏任露泉李建桥孙世元周茹波吉林工业大学

在柔性非光滑典型生物体表的仿生研究基础上，提出了一种自卸车装卸粘性土时解决其减粘脱附问题的新方法—柔性仿生减粘技术，对其减粘脱附作用进行了模型试验研究，优选了柔性仿生减粘技术方案，为在自卸车上的应用试验奠定了基础。

关键词：自卸车柔性仿生减粘脱附模型试验

晶化时间对铝合金超疏水复合膜减粘脱附性能的影响

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兵器材料科学与工程 2024年第2期47卷 122-128页

作者：胡小骞曾舜柯翟彦博西南大学工程技术学院重庆400715

用水热法对铝合金微弧氧化膜(MAO)进行12、24、36 h晶化处理,使其表面负载水滑石(LDHs)微粒,再用水浴法对MAO-LDHs复合膜进行十六烷基三甲氧基硅烷(HDTM)疏水改性,获得MAO-LDHs-HDTM超疏水复合膜,探究不同晶化时间对超疏水复合膜的减粘... 详细信息

用水热法对铝合金微弧氧化膜(MAO)进行12、24、36 h晶化处理,使其表面负载水滑石(LDHs)微粒,再用水浴法对MAO-LDHs复合膜进行十六烷基三甲氧基硅烷(HDTM)疏水改性,获得MAO-LDHs-HDTM超疏水复合膜,探究不同晶化时间对超疏水复合膜的减粘脱附效果。结果表明:随晶化时间的增长,“片状”和“针状”物LDHs晶体在MAO膜的表面孔隙原位生长,特征峰的峰值与晶化时间成正比,MAO-LDHs-HDTM复合膜的静态接触角均大于150°,达到超疏水效果;相较于铝合金基体,MAO-LDHs-HDTM超疏水复合膜硬度显著增强;土壤粘附测试中,3种不同晶化时间复合膜受到的阻力均值随土壤含水率的增加而下降,在15%含水率土壤中,晶化时间为12 h的复合膜和25%含水率土壤中,晶化时间为24 h的复合膜土壤粘附情况更优。

关键词：铝合金微弧氧化超疏水减粘脱附

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仿生微电渗减粘脱附探索

仿生微电渗减粘脱附探索

作者：侯磊吉林大学

学位级别：硕士

农业是国民经济的基础,农业机械化以及农业机械的现代化是实现农业现代化的必要途径。当前资源和环境问题要求我们发展资源节约型、环境友好型地可持续发展的农业机械化。土壤粘附现象普遍存在于农业机械触土部件,其严重影响农业机械的... 详细信息

农业是国民经济的基础,农业机械化以及农业机械的现代化是实现农业现代化的必要途径。当前资源和环境问题要求我们发展资源节约型、环境友好型地可持续发展的农业机械化。土壤粘附现象普遍存在于农业机械触土部件,其严重影响农业机械的工作效率、使用寿命和作业质量,制约着农业机械的应用和发展。因此,迫切需要开发有效的减粘脱附技术和方法,具有优异减粘脱土功能的土壤动物为农业机械减粘脱附问题的研究指出解决途径。本研究在总结与分析电渗理论、土壤电渗基础、生物电渗和仿生电渗的基础上,提出了仿生微电渗的新技术思路。借鉴前人测量蚯蚓体表电位的方法,对梯形流蚓和秉氏环毛蚓进行了体表电位测量的验证性实验,结果表明蚯蚓体表电位在十几毫伏到几十毫伏之间;运用Malvern Zetasizer Nano ZS90纳米粒径电位分析仪对通过电刺激法采集到的赤子爱胜蚓、梯形流蚓和秉氏环毛蚓的黏液进行了电位测量,结果表明蚯蚓黏液带负电位,三种黏液电位在-13.0-21.1m V之间。典型土壤动物蚯蚓产生有效减粘脱附功能的电位为毫伏级,因此,本研究致力于探索仿生微电渗方法解决土壤粘附的有效性。设计并加工了6种不同正负极面积比和正负极分布的试样,利用美特斯电子万能试验机将试样加载在制备的介于塑限与液限之间的四种含水率的土壤上,进行试样拉脱试验。仿生微电渗减粘试验首先选出具有最小拉脱力及最大减粘率的最优试样,然后通过最优试样分别考察了土壤含水率、载荷、电渗电压、电渗作用时间因素对仿生微电渗减粘效果的影响。试验结果表明:随着土壤含水率和试样施加载荷的增加,试样拉脱力(代替土壤粘附力)增大,但是仿生微电渗方法的减粘率也在增大,减粘效果变好。仿生微电渗减粘率与电渗电压呈近似线性关系,对其回归分析后得出其回归直线方程为y=1.31×10-2-0.382;仿生微电渗减粘率与电渗作用时间同样呈近似线性关系,对其回归分析后得出其回归直线方程为y=0.113-0.334。对设计并加工的自卸车车箱模型试样进行仿生微电渗脱附试验,选出脱附效果最好的试样,考察了仿生微电渗方法在多作业周期中脱附的有效性。试验结果表明仿生微电渗方法在多作业周期中脱附效果显著。

关键词：土壤粘附蚯蚓体表电位黏液电位仿生微电渗减粘脱附

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高频电刀电极表面耦合仿生减粘脱附性能研究

高频电刀电极表面耦合仿生减粘脱附性能研究

作者：付佳吉林大学

学位级别：硕士

在种类繁多的微创手术中,最普遍的就是在高频电流下进行电外科手术,而其中高频电刀的应用最为广泛。高频电刀是利用高频电流的热效应和集肤效应来达到工作目的。由于温度较高,生物组织极易发生焦痂碳化现象,进而粘连在高频电刀电极的表... 详细信息

在种类繁多的微创手术中,最普遍的就是在高频电流下进行电外科手术,而其中高频电刀的应用最为广泛。高频电刀是利用高频电流的热效应和集肤效应来达到工作目的。由于温度较高,生物组织极易发生焦痂碳化现象,进而粘连在高频电刀电极的表面,使高频电刀无法继续工作。针对这一棘手问题,只能反复擦除电极表面的碳化组织,或者频繁更换电极。传统的解决办法主要包括单一的物理方法和单一的化学方法,即电极表面改形和改性。但是单一改形或改性并不能有效地解决组织严重粘附,因此,本文采用耦合仿生学的原理,将仿生微纳结构和化学涂层相结合,制备一种高效的减粘脱附耦合仿生电极。选取苏子叶、竹子叶和玉米皮三种新鲜的植物叶片,利用原子力显微镜测量半球形硅胶探针与三种植物叶片表面在常温下的粘附力数值。经原子力显微镜测定表明,三种植物叶片表面粘附力排序为玉米皮减粘脱附机理探究以及耦合仿生电极的制备与检验。遵循“结构上优化,功能上突出”的原则,同时依据玉米皮表面减粘脱附机理,对高频电刀电极表面进行仿生形态的设计。优化玉米皮表面结构并提取特征参数,根据试验设计及其优化的方法,选用L9(34)正交表安排加工仿生形态的9种尺寸分布。选用JG20-1型激光雕刻机作为加工设备,对电极表面的仿生形态进行激光打标制备。利用溶胶-凝胶法(sol-gel),制备Ti02前驱体溶液。利用匀胶机,采用旋转镀膜法进行仿生电极表面的镀膜。将制备好的Ti02凝胶滴注到基片上,将高频电刀减粘脱附仿生电极固定到载玻片上,将匀胶机转速设置成低速档480r/min,镀膜时间设置成15s,即完成Ti02涂层的旋转涂覆。选用S900E型高频电刀进行电切试验,电切试验材料选取当天宰杀的新鲜的离体猪肝脏组织、肌肉组织和脂肪组织。利用极差分析法可以非常直观地看出,三个不同的因素对电极表面粘附性能影响顺序为:横向脊条间距>纵向脊条间距>横纵脊条宽度,切当横纵脊条宽度为100μm,横向脊条间距为500μm,纵向脊条间距为1000μm时,高频电刀耦合仿生表面减粘脱附性能最好,即组织粘附质量最小。回归分析结果显示,电极表面粘附质量y和横纵脊条宽度Z1、横向脊条间距z2、纵向脊条间距z3之间的回归方程如下:(?)=6.7899-0.0144z1-4.8×10-5Z12-0.0219z2+2.1×10-5Z22+3.2×10-3z3-2.25×10-6Z32分析了耦合仿生电极表面粘附质量与电切时间和电切深度的变化规律。结果表明,随着时间的增加,未经表面处理的高频电刀电极基体和耦合仿生电极表面的粘附质量都呈现上升的变化趋势。随着电切深度的不断增加,两种电极表面的粘附质量也都呈现上升的趋势。但是相比高频电刀基体,耦合仿生电极不仅具有更好的减粘脱附性能,而且组织在其表面的粘附速度较慢。与高频电刀电极基体相比,高频电刀耦合仿生电极表面减粘脱附质量相比电极基体提高了 71.43%。

关键词：高频电刀电极耦合仿生制备玉米皮减粘脱附

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减粘脱附柔性内衬钢环的设计

吉林工业大学学报 1996年第4期26卷 20-24页

作者：孙世元任露泉王云鹏农机工程学院

介绍了构成减粘脱附柔性内衬基本件——钢环的形状、材料选择、受力分析与承载能力的计算。使用这种设计计算方法制造的钢环，编连成具有典型土壤动物减粘脱附功能的柔性内衬安装在挖掘机的挖斗上，通过应用试验表明：柔性内衬具有显著... 详细信息

介绍了构成减粘脱附柔性内衬基本件——钢环的形状、材料选择、受力分析与承载能力的计算。使用这种设计计算方法制造的钢环，编连成具有典型土壤动物减粘脱附功能的柔性内衬安装在挖掘机的挖斗上，通过应用试验表明：柔性内衬具有显著的减粘脱土能力，提高生产率２５％，并能满足机械设备的安全。

关键词：减粘脱附柔性内衬装载机钢环挖掘机

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耕整机械土壤减粘脱附技术研究现状与展望

安徽农业大学学报 2019年第4期46卷 728-736页

作者：郑侃农业部长江中下游农业装备重点实验室(华中农业大学工学院)

耕整机械土壤减粘脱附问题是许多国内外专家学者长期致力解决的技术难题,减少土壤粘附有利于提高耕整机械作业质量与工作效率、降低作业功耗与作业阻力。总结了耕整机械土壤粘附的产生原因与土壤粘附对耕整机械作业影响;重点介绍了国内... 详细信息

耕整机械土壤减粘脱附问题是许多国内外专家学者长期致力解决的技术难题,减少土壤粘附有利于提高耕整机械作业质量与工作效率、降低作业功耗与作业阻力。总结了耕整机械土壤粘附的产生原因与土壤粘附对耕整机械作业影响;重点介绍了国内外耕整机械有关减粘脱附研究中机械脱附、表面改形、表面工程、仿生等技术应用现状与典型机具;展望了耕整机械减粘脱附技术的发展方向,为耕整机械研究提供了参考。

关键词：耕整机械土壤减粘脱附现状

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生物减粘脱附机理与工程仿生应用

考试周刊 2007年第4期 121-122页

作者：米小娟苏媛娥九江学院九江学院江西九江332005

生物摩擦学和仿生摩擦学已成为工程仿生科技快速发展的分支领域。针对工程实际提出的具体技术问题,探索生物结构、功能或行为机理,建立其原理模型,是工程仿生研究的基础。生物体某些部位的几何构形因在农业工程、机械工程等众多领域具... 详细信息

生物摩擦学和仿生摩擦学已成为工程仿生科技快速发展的分支领域。针对工程实际提出的具体技术问题,探索生物结构、功能或行为机理,建立其原理模型,是工程仿生研究的基础。生物体某些部位的几何构形因在农业工程、机械工程等众多领域具有工程仿生应用前景而受到重视。土壤对地面机械触土部件的粘附严重影响机械的工作效率、工作质量、增大能耗,甚至使其无法作业,然而土壤动物却具有良好的体表防粘功能。本文对典型的土壤动物体表的非光滑表面进行特征描述,对其在工业、农业及其它领域的应用现状及前景进行了综述。

关键词：非光滑表面工程仿生几何形态减粘脱附

土壤动物减粘脱附机制及其在农业机械上的应用

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农业机械化与电气化 2006年第2期 29-31页

作者：刘艳丰高洪一铁岭农业职业技术学院辽宁铁岭112001

在机械工程中，粘附问题普遍存在于以松软物料为对象或介质的地面机械工作部件上，严重影响机械的工作效率和使用寿命。多年来，人们从不同角度研究了土壤粘附的机理，提出了各种不同的假说。通过观察，人们发现一些生活在土壤中的动物... 详细信息

在机械工程中，粘附问题普遍存在于以松软物料为对象或介质的地面机械工作部件上，严重影响机械的工作效率和使用寿命。多年来，人们从不同角度研究了土壤粘附的机理，提出了各种不同的假说。通过观察，人们发现一些生活在土壤中的动物，如蜣螂、蚯蚓等具有自然选择的非凡减粘脱附功能，如果能够揭示这些土壤动物减粘脱附的生物学机制，将对减粘脱附的研究和应用开辟新的途径。围绕这一问题，学者们进行了相关的研究。关于土壤动物非光滑脱附理论及其应用的研究，主要有以下几个方面。

关键词：减粘脱附土壤动物生物学机制农业机械土壤粘附机械工程工作部件地面机械使用寿命