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中国科大研制各向同性全生物质仿生木材
近日,中国科学技术大学俞书宏院士团队通过深入解析生物质微观结构,提出了一种利用生物质天然纳米结构的全新的生物质表面纳米化策略,基于这种策略构筑了一种可持续新型各向同性仿生木材(“RGI-wood”)。该策略巧妙地利用了木屑等生物质中天然的纤维素纳米纤维,将其暴露在木屑颗粒表面,并使其互相交联从而构筑无需任何粘合剂的高性能人造木材。运用这种策略所制备的人造木材在各方向上具有相同的力学强度,且超越了实木材和传统人造板。这种新型人造木材自下而上的制备方式使其在尺寸上将不受限制,可以克服大块实木材料的稀缺性,大大拓宽了这类木质材料的应用范围。另外,其还表现出优异的阻燃性性和防水性。在这种高性能人造木材中,微米级木屑颗粒的暴露着大量的纳米尺度的纤维素纤维,这些纳米纤维通过离子键、氢键、范德华力以及物理纠缠等相互作用结合在一起,微米级的木屑颗粒也被这些互相缠绕的纳米纤维网络紧密地结合一起形成高强度的致密结构,而无需添加任何粘结剂。这种结构特征带来了高达170 MPa的各向同性抗弯强度和约10 GPa的弯曲模量,远超天然实木的力学强度。此外,新型人造木材还显示出优异的断裂韧性,极限抗压强度,硬度,抗冲击性,尺寸稳定性以及优于天然木材的阻燃性。作为一种全生物基的环保材料,新型人造木材不仅不含任何粘结剂,还具有远超树脂基材料和传统塑料的力学性能,因此具有非常广泛的应用前景。 此外,这种由纳米纤维构成的网络也为制备木基纳米复合材料提供了一种新途径。通过将碳纳米管(CNT)掺入木屑颗粒间的纳米网络当中,可以获得导电智能人造木材,因碳纳米管能够在其中形成连续的三维网络,因此其具有比传统聚合物/碳纳米管复合材料更好的导电网络和更高电导率。基于这种智能人造木材的高导电性,它可以实现传感、自发热以及电磁屏蔽等多种应用。这种智能人造木材表现出了出色的电磁屏蔽性能(X波段超过90 dB),可以满足精密电子仪器屏蔽标准的要求。这种智能人造木材还可以在1.75 V低电压下(约等于两节五号电池的电压)实现自发热,可在5分钟内升至60摄氏度,这种在低电压下即可自发热木材可有效地确保自加热设备的安全性,同时减少能耗。 这项研究提出了一种生物质颗粒表面纳米化方法和策略,可用于构筑全生物质,不含任何粘结剂,具有优异的力学性能,可复合的新型人造木材。同时,这种全新的生物质表面纳米化策略也可以扩展到其他生物质(例如,树叶、稻草和秸秆等),并可以实现多功能化,有望用于制造一系列绿色全生物质的可持续结构材料,将进一步推动人造板行业向绿色、环保和低碳方向发展。
中国科学技术大学 2021-02-01
中国科大研制各向同性全生物质仿生木材
项目成果/简介:近日,中国科学技术大学俞书宏院士团队通过深入解析生物质微观结构,提出了一种利用生物质天然纳米结构的全新的生物质表面纳米化策略,基于这种策略构筑了一种可持续新型各向同性仿生木材(“RGI-wood”)。该策略巧妙地利用了木屑等生物质中天然的纤维素纳米纤维,将其暴露在木屑颗粒表面,并使其互相交联从而构筑无需任何粘合剂的高性能人造木材。运用这种策略所制备的人造木材在各方向上具有相同的力学强度,且超越了实木材和传统人造板。这种新型人造木材自下而上的制备方式使其在尺寸上将不受限制,可以克服大块实木材料的稀缺性,大大拓宽了这类木质材料的应用范围。另外,其还表现出优异的阻燃性性和防水性。在这种高性能人造木材中,微米级木屑颗粒的暴露着大量的纳米尺度的纤维素纤维,这些纳米纤维通过离子键、氢键、范德华力以及物理纠缠等相互作用结合在一起,微米级的木屑颗粒也被这些互相缠绕的纳米纤维网络紧密地结合一起形成高强度的致密结构,而无需添加任何粘结剂。这种结构特征带来了高达170 MPa的各向同性抗弯强度和约10 GPa的弯曲模量,远超天然实木的力学强度。此外,新型人造木材还显示出优异的断裂韧性,极限抗压强度,硬度,抗冲击性,尺寸稳定性以及优于天然木材的阻燃性。作为一种全生物基的环保材料,新型人造木材不仅不含任何粘结剂,还具有远超树脂基材料和传统塑料的力学性能,因此具有非常广泛的应用前景。 此外,这种由纳米纤维构成的网络也为制备木基纳米复合材料提供了一种新途径。通过将碳纳米管(CNT)掺入木屑颗粒间的纳米网络当中,可以获得导电智能人造木材,因碳纳米管能够在其中形成连续的三维网络,因此其具有比传统聚合物/碳纳米管复合材料更好的导电网络和更高电导率。基于这种智能人造木材的高导电性,它可以实现传感、自发热以及电磁屏蔽等多种应用。这种智能人造木材表现出了出色的电磁屏蔽性能(X波段超过90 dB),可以满足精密电子仪器屏蔽标准的要求。这种智能人造木材还可以在1.75 V低电压下(约等于两节五号电池的电压)实现自发热,可在5分钟内升至60摄氏度,这种在低电压下即可自发热木材可有效地确保自加热设备的安全性,同时减少能耗。 这项研究提出了一种生物质颗粒表面纳米化方法和策略,可用于构筑全生物质,不含任何粘结剂,具有优异的力学性能,可复合的新型人造木材。同时,这种全新的生物质表面纳米化策略也可以扩展到其他生物质(例如,树叶、稻草和秸秆等),并可以实现多功能化,有望用于制造一系列绿色全生物质的可持续结构材料,将进一步推动人造板行业向绿色、环保和低碳方向发展。
中国科学技术大学 2021-04-11
仿生型膜在农膜及食品保鲜中的应用
研发阶段/n仿生型膜通过在普通的白色薄膜中添加转光剂,使阳光中对作物无用的紫外光转变为对作物生长有利的蓝紫光(430nm-480nm)及红光(630nm-680nm),从而促进作物生长速度的提高和产量的增加。由于仿生型膜能将阳光中的能量较高的紫外光转变为能量相对较低的蓝紫光,因此,用仿生型膜包装水果、蔬菜等绿色食品,可起到保护水果、蔬菜的功效。在甜玉米、黄瓜、转基因番茄、棉花营养体上进行田间应用实验,均提高了苗期生长速度,作物开花结果提前3-15天左右,作物产量提高5-10%左右;在番茄、甜玉米、黄
华中农业大学 2021-01-12
一种两栖仿生龟机器人
本发明公开了一种两栖仿生龟机器人,它具有四条相同结构的腿模块单元,十六个独立可控关节通过冗余驱动可同时实现陆地及水中运动,具有很强的环境适应性。陆地运动步态以髋关节、俯仰关节和膝关节为驱动关节,旋转关节冗余;水下运动步态则以髋关节、俯仰关节和旋转关节为驱动关节,膝关节冗余。机器人还配备浮力调节系统,能够自由控制整机在水中的上浮下潜。机器人系统的动力系统和控制系统放置在机身密封舱内进行保护,关键部件的防水密封则采用浸油密封与接缝处涂抹密封胶的方法。本发明具有运动形式丰富,承载能力强、关节回转角度大,机
华中科技大学 2021-04-14
仿生表面纳米涂覆提高PVDF微孔膜亲水性
上海交通大学 2021-04-13
一种多用途仿生螃蟹机器人
本发明提供了一种多用途仿生螃蟹机器人,包括顶部模块、底板模块、腿部模块、右侧钳模块、左侧钳模块、双目视觉模块,通过上述模块的组合设计,组成一套仿生螃蟹式的具有多用途的机器人,特点在于顶部模块能完成顶部重物的适应性角度顶起,且能进行圆周方向的锯切;腿部模块能适应较多的地形,实现全方位行走;右侧钳与左侧钳的单独或配合,能完成多种任务,满足一些特殊需要的场合的要求;双目视觉模块能够单独或协作的完成对周围全方位的观察,指导机器人的使用作业情况;采用液压作为动力,动力强劲,简单可靠。
青岛农业大学 2021-04-13
医用可膨胀球囊导管
骨质疏松症 (osteoporosis) 是一种以骨量减少、骨组织微细结构破坏导致骨脆性增加和骨 折危险增加为特征的系统性、全身性的骨骼疾病,多发于老年人和绝经后妇女。经皮椎体成形 术 (Percutaneous vertebroplasty,PVP) 和经皮球囊后凸成形治疗术 (PKP) 已被公认为治疗因骨质 疏松而导致的脊椎椎体压缩性骨折的最佳手段。目前该项目已攻克并形成可膨胀球囊的制备工 艺、定型仪器设备,形成了产品性能测试标准及方法。 目前达到的技术指标:可膨胀球囊在体外球囊可承受200 psi的压力5次以上,最大耐受压 力为不低于300 psi,导管最大直径为3.40 mm。
华东理工大学 2021-04-11
一种可拆耳机
本实用新型公开了一种可拆耳机,涉及的是一种耳机。该可拆耳机包括插头、耳麦、连接线,插头(1) 与连接线(5)的一端是活动连接,连接线(5)的另一端与连接器(6)连接,连接器(6)再与耳麦连接。该可拆 耳机完全可拆,各段之间是相互独立,避免了由于一个部件或一点线损坏而使整个耳机报废的情况;并且 可换插头,避免了由于插头的不同而需配备不同耳机的情况;最后,各连接头的连接点数量可根据不同情 况而改变
南京工程学院 2021-04-11
双目可聚焦系统及其应用
运动目标的视觉信息受不可预测和控制因素影响,具有巨大的不确定性,如运动目标本身的视觉变化、复杂运动场景和视觉遮挡等。我们的研究目标集中在建立一种新的运动视觉计算模型,包括视觉任务学习、前期注意选择、协同运动分析、鲁棒信息融合、上下文意识学习等,发展更有效的运动目标跟踪和识别方法和计算工具,以突破智能视频监控、机器人和人机交互等的应用瓶颈。人类视觉具有根据任务和场景,把视觉注意集中于有意义场景目标的能力,选择性和主动性是人类视觉信息处理的重要特征。机器人系统具有良好的运动能力,能够为机器人视觉系统实现外界信息获得的主动性和视觉信息处理的选择性提供有效的控制手段。通过算法编译赋予机器人视觉任务学习的场景感兴趣目标发现能力,通过多通道场景视频的视觉目标关联性计算,实现同一监控场景物体,在不同摄像机获取的视频图像序列中,其目标图像的视点和尺度不同,基于目标动作和视觉外观的多线索感知特征整合的 target re-identification 可以解决大场景图像微小目标的协同跟踪问题。以 PTZ 相机为核心主动目标选择聚焦视觉系统的物理实现。PTZ 相机具有镜头变焦、变倍和全方位转动控制能力,它
西安交通大学 2021-04-10
双目可聚焦系统及其应用
一、项目简介运动目标的视觉信息受不可预测和控制因素影响,具有巨大的不确定性,如运动目标本身的视觉变化、复杂运动场景和视觉遮挡等。我们的研究目标集中在建立一种新的运动视觉计算模型,包括视觉任务学习、前期注意选择、协同运动分析、鲁棒信息融合、上下文意识学习等,发展更有效的运动目标跟踪和识别方法和计算工具,以突破智能视频监控、机器人和人机交互等的应用瓶颈。人类视觉具有根据任务和场景,把视觉注意集中于有意义场景目标的能力,选择性和主动性是人类视觉信息处理的重要特征。机器人系统具有良好的运动能力,能够为机器人视觉系统实现外界信息获得的主动性和视觉信息处理的选择性提供有效的控制手段。通过算法编译赋予机器人视觉任务学习的场景感兴趣目标发现能力,通过多通道场景视频的视觉目标关联性计算,实现同一监控场景物体,在不同摄像机获取的视频图像序列中,其目标图像的视点和尺度不同,基于目标动作和视觉外观的多线索感知特征整合的 target re-identification 可以解决大场景图像微小目标的协同跟踪问题。以 PTZ 相机为核心主动目标选择聚焦视觉系统的物理实现。PTZ 相机具有镜头变焦、变倍和全方位转动
西安交通大学 2021-04-10
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