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基于漆酶/TEMPO催化的棉接枝丝胶蛋白及其性质分析

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高校化学工程学报 2024年第1期38卷 99-104页

作者：张志华鲍学铭谢秋华崔莉王平余圆圆江南大学生态纺织教育部重点实验室江苏无锡214122

采用漆酶/2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)体系为催化剂将棉纤维表面的伯羟基选择性氧化成醛基,将丝胶蛋白以席夫碱反应接枝到棉织物上,从而制得具有抗皱性、抗氧化性和抗紫外线性能的多功能丝胶蛋白棉。凝胶电泳(SDS-PAGE)结果显示,漆... 详细信息

采用漆酶/2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)体系为催化剂将棉纤维表面的伯羟基选择性氧化成醛基,将丝胶蛋白以席夫碱反应接枝到棉织物上,从而制得具有抗皱性、抗氧化性和抗紫外线性能的多功能丝胶蛋白棉。凝胶电泳(SDS-PAGE)结果显示,漆酶/TEMPO催化纤维素模型化合物葡聚糖与丝胶蛋白发生交联反应形成高分子量的糖蛋白,红外光谱(FTIR)结果表明在漆酶/TEMPO体系作用下棉织物被氧化并接枝了丝胶蛋白;棉织物接枝丝胶蛋白的适宜条件为:反应温度为40℃,时间为10 h,丝胶蛋白质量浓度为8 g×L^(-1)。织物的功能性分析结果显示接枝棉具有较好的抗皱性能,折皱回复角可达162.8°,棉织物抗氧化和抗紫外线性能明显提高。

关键词：漆酶/TEMPO 丝胶蛋白棉织物多功能

不同次级声源布放下汽车路噪有源降噪头靠中的人耳定位精度要求

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声学学报 2024年第06期49卷 1255-1263页

作者：江豪李航陶建成南京大学声学研究所近代声学教育部重点实验室

研究了汽车座舱内使用有源降噪头靠降低路噪时人头位置偏移对降噪效果的影响。基于自由场刚性球声散射模型,建立了降噪性能分析模型,并通过数值仿真对比了使用头枕扬声器和座椅扬声器作为次级声源时人头平动和转动对降噪量的影响,拟合... 详细信息

研究了汽车座舱内使用有源降噪头靠降低路噪时人头位置偏移对降噪效果的影响。基于自由场刚性球声散射模型,建立了降噪性能分析模型,并通过数值仿真对比了使用头枕扬声器和座椅扬声器作为次级声源时人头平动和转动对降噪量的影响,拟合得到人头活动后降噪量的预测公式,讨论了人耳定位精度的要求。最后,在50 km/h行驶的电动汽车中进行实验验证,分析了人头平动与转动对降噪效果的影响,并提出了人耳定位系统的精度要求。结果表明,人头偏离初始位置会导致降噪效果下降,频率越高、距离变化越大,降噪量损失越显著;使用头枕扬声器时,定位精度要求更高。当初始降噪量为9.3 dBA且允许损失不超过3.0 dBA时,定位精度应高于1.6 cm和5.9°。

关键词：汽车路噪有源降噪头靠人头活动人耳定位

C/C三维纺织复合材料细观结构及力学性能研究进展

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材料工程 2024年第4期52卷 73-86页

作者：陶洋张祝辉杨莹雪李存静张典堂江南大学生态纺织教育部重点实验室江苏无锡214122

C/C三维纺织复合材料因其可设计性强、力学性能优异和耐高温等特点而被广泛地应用于航空航天、轨道交通和光伏热场等高温端部件。然而,C/C三维纺织复合材料内部纱线结构复杂且孔隙率高,呈现出高度各向异性和非均匀性,这些因素都会给力... 详细信息

C/C三维纺织复合材料因其可设计性强、力学性能优异和耐高温等特点而被广泛地应用于航空航天、轨道交通和光伏热场等高温端部件。然而,C/C三维纺织复合材料内部纱线结构复杂且孔隙率高,呈现出高度各向异性和非均匀性,这些因素都会给力学性能及损伤机制揭示带来巨大困难。因此,本工作从实际应用出发,围绕C/C三维纺织复合材料,从细观重构、力学性能表征和数值模拟三个方面阐述近几年的国内外研究现状,并在此基础上重点对C/C三维纺织复合材料结构功能一体化制备、深度学习模型的发掘和高温实验环境下渐进损伤实验平台的搭建做出了展望。

关键词： C/C三维纺织复合材料航空航天力学性能细观重构数值模拟

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基于物理信息神经网络的生物质气化产物分布预测方法

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动力工程学报 2024年第5期44卷 719-726页

作者：邓志平任少君翁琪航朱保宇司风琪东南大学能源热转换及过程测控教育部重点实验室南京211189

机器学习方法已经在生物质气化建模中展现出广阔的应用前景。然而,机器学习模型主要依赖于实验数据,并不考虑气化中的反应机理,在数据样本不充分的情况下模型所表现出的实际关联特性与机理规律之间存在严重偏差。为此,提出一种基于物理... 详细信息

机器学习方法已经在生物质气化建模中展现出广阔的应用前景。然而,机器学习模型主要依赖于实验数据,并不考虑气化中的反应机理,在数据样本不充分的情况下模型所表现出的实际关联特性与机理规律之间存在严重偏差。为此,提出一种基于物理信息神经网络(PINN)的生物质气化产物分布预测方法,该方法将真实实验数据与先验机理进行无缝衔接,在人工神经网络(ANN)模型中嵌入边界约束和关键参数间的单调性关系,通过自动微分技术进行辅助优化,实现模型的高效训练。结果表明:PINN模型的决定系数大于0.89,均方根误差小于4%,其总体预测精度要优于随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和ANN 3种纯拟合机器学习模型;PINN模型能够严格服从边界约束和先验机理单调性关系,表现出更好的可解释性和泛化能力。

关键词：生物质气化机器学习模型物理信息神经网络机理约束

MXene/芳纶纳米纤维柔性自支撑电极的构建及其在超级电容器中的应用

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材料工程 2024年第6期52卷 51-58页

作者：王思凡郭雪张钰欣魏取福江南大学生态纺织教育部重点实验室江苏无锡214122

随着可穿戴电子产品的微型化发展,开发轻柔、灵活、体积小、能量密度高的柔性储能器件成为研究的热点。以芳纶纳米纤维(aramid nanofiber,ANF)作为纤维增强柱撑材料,采用真空抽滤的方法制备MXene/ANF柔性自支撑电极,避免引入集流体和黏... 详细信息

随着可穿戴电子产品的微型化发展,开发轻柔、灵活、体积小、能量密度高的柔性储能器件成为研究的热点。以芳纶纳米纤维(aramid nanofiber,ANF)作为纤维增强柱撑材料,采用真空抽滤的方法制备MXene/ANF柔性自支撑电极,避免引入集流体和黏合剂等“死体积”,并将其组装成全固态对称超级电容器。随着ANF含量增加至15%(质量分数),MXene/ANF自支撑电极的拉伸断裂强度增加至151.5 MPa,而电导率降低至1371.1 S/cm,在1 A/g的电流密度下表现出432.7 F/g的高比电容。组装的柔性对称全固态超级电容器的能量密度为25.7 Wh/kg,对应的功率密度为523.1 W/kg,具有优异的柔韧性和长循环寿命(10000周次循环充放电后,电容保持率为88.9%)。

关键词：芳纶纳米纤维 MXene 纤维增强柔性自支撑电极全固态超级电容器

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中高Z元素原子、离子的电子碰撞电离与激发截面快速计算方法

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物理学报 2024年第10期73卷 105-115页

作者：周旭王川胡荣豪陶治豪邓小良梁亦寒李晓亚吕蒙祝文军四川大学物理学院成都610064 高能量密度物理及技术教育部重点实验室成都610065 辐射物理及技术教育部重点实验室成都610065 中国工程物理研究院流体物理研究所绵阳621000

中高Z元素的原子数据如碰撞电离和碰撞激发截面在聚变工程、X射线与物质相互作用等工程及研究领域有非常广泛的需求.高能量密度等离子体中存在从基态到激发态的原子和各价态离子,其碰撞电离和碰撞激发截面需要分别计算.本文以73号元素钽... 详细信息

中高Z元素的原子数据如碰撞电离和碰撞激发截面在聚变工程、X射线与物质相互作用等工程及研究领域有非常广泛的需求.高能量密度等离子体中存在从基态到激发态的原子和各价态离子,其碰撞电离和碰撞激发截面需要分别计算.本文以73号元素钽(Ta)为例,基于相对论性Dirac-Fock理论和扭曲波模型计算了基态Ta原子到Ta^(72+)离子在入射电子能量范围为1-150 keV的碰撞电离与碰撞激发截面,并与相关实验和理论模型符合较好.通过分析Ta的碰撞电离和碰撞激发截面数据中的规律,给出两种减少计算量的方法:对初态能级进行随机抽样、筛去贡献小的反应道,并对计算量的优化程度和误差做出评估.最终结果可在误差5%内将计算效率提高一个数量级,本文所提方法可推广至其他中高Z元素的计算.

关键词：碰撞电离碰撞激发扭曲波模型原子数据

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基于电介质波导耦合的超分辨干涉光刻研究

中国激光 2024年第12期51卷 409-414页

作者：李小甜张文鹏周毅温中泉陈刚梁高峰重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044

基于电介质波导耦合理论,本课题组提出了一种超分辨干涉光刻方法。该方法通过构建非对称波导实现了倏逝波的增强传输和干涉调控。同时,通过优化设计电介质光栅,利用波导耦合效应,形成了单一衍射级次的选频传输,获得了光场强度大、均匀... 详细信息

基于电介质波导耦合理论,本课题组提出了一种超分辨干涉光刻方法。该方法通过构建非对称波导实现了倏逝波的增强传输和干涉调控。同时,通过优化设计电介质光栅,利用波导耦合效应,形成了单一衍射级次的选频传输,获得了光场强度大、均匀性好、特征尺寸约为48.75 nm(约为0.12λ)的干涉图形。基于此方法设计的超分辨光刻器件膜层结构简单,降低了近场光刻器件的结构复杂度,提高了光利用效率。该方法为倏逝波调控提供了新思路,也拓展了超分辨光刻器件的设计原理。

关键词：波导电介质光栅超分辨干涉光刻

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钨铼锇三元混合基扩散阴极的制备及发射性能

稀有金属材料与工程 2024年第6期53卷 1718-1725页

作者：方浩鑫刘伟杨韵斐周帆王金淑北京工业大学新型功能材料教育部重点实验室北京100124

采用固液混合法制备出铼钨核壳粉体,然后加入锇粉经预处理后制备出具有特殊包覆结构的三元混合粉体。粉体经过压制、烧结、浸渍、洗盐和退火等工艺制备出钨铼锇三元混合基阴极,经过411盐浸渍后,脉冲发射测试发现三元混合基阴极中成分为W... 详细信息

采用固液混合法制备出铼钨核壳粉体,然后加入锇粉经预处理后制备出具有特殊包覆结构的三元混合粉体。粉体经过压制、烧结、浸渍、洗盐和退火等工艺制备出钨铼锇三元混合基阴极,经过411盐浸渍后,脉冲发射测试发现三元混合基阴极中成分为W2Re1Os1阴极的电子发射性能最好,在1050℃电流发射密度能够达到35A/cm^(2),电流发射密度略高于同类型的二元混合基阴极,达到覆钨铼锇三元膜阴极的水平。通过实验验证在钨铼锇三元混合基阴极浸渍过程中,Re和Os与活性盐均不发生反应,活性物质是由W和活性盐反应产生的。

关键词：混合基阴极电子发射钨铼锇

基于ABAQUS的平纹织物同面对向弯曲有限元模拟

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纺织学报 2024年第8期45卷 165-172页

作者：岳旭王蕾孙丰鑫潘如如高卫东生态纺织教育部重点实验室(江南大学) 江苏无锡214122

为明晰织物结构对其弯曲性能的影响机制,对织物弯曲过程进行了有限元模拟和实验验证。以涤纶织物为例,通过VHX-5000型超景深数码显微镜观测织物,得到纱线几何参数;根据纱线实际尺寸,利用SolidWorks专业建模软件构建涤纶平纹织物的三维... 详细信息

为明晰织物结构对其弯曲性能的影响机制,对织物弯曲过程进行了有限元模拟和实验验证。以涤纶织物为例,通过VHX-5000型超景深数码显微镜观测织物,得到纱线几何参数;根据纱线实际尺寸,利用SolidWorks专业建模软件构建涤纶平纹织物的三维几何模型;基于有限元分析软件ABAQUS研究织物同面对向弯曲性能,分析纱线弹性模量、摩擦因数、泊松比等参数对弯曲实验的影响,并将有限元仿真结果与实验结果进行对比。结果表明:模拟所得抗弯力-位移曲线与实验曲线在0.01水平上呈显著相关,模拟结果与实验结果一致,证明用有限元模拟弯曲织物模型的有效性。

关键词：三维建模有限元分析数值模拟弯曲性能平纹织物