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基于形状记忆聚合物的一种新型的 “万能抓手”策略
浙江大学航空航天学院宋吉舟教授团队,便基于形状记忆聚合物,提出了一种新型的“万能抓手”策略。这个“万能抓手”的载体非常简单,就是一块智能“塑料”。别瞧它结构简单,本领可不小,它可以把目标物体“锁”在体内,轻松地抓取1微米到1米大小之间任何形状的物体。 目前这一研究成果已发表在知名学术期刊《科学进展》(Science Advances)上,文章共同第一作者为浙江大学航空航天学院硕士生令狐昌鸿和博士生张顺,通讯作者为浙江大学航空航天学院宋吉舟教授。 宋吉舟教授团队的“万能抓手”何以做到“探囊取物”?靠的便是形状记忆聚合物。形状记忆聚合物是一种特殊的智能材料,论其特殊,就特殊在它的“逆来顺受”:在外部刺激作用(如光、热)控制下,形状记忆聚合物可软可硬,在受到一定的外力作用导致变形后,它就能保持这个变形后的形状,可谓“顺其自然”;然而在一定的外部刺激作用下,它又会变回原来的样子。目前形状记忆聚合物已经被广泛用于智能织物、电子包装管的热收缩膜、航空器太阳能帆板展开机构、智能医药器件等领域。 宋吉舟教授团队的新策略:第一步,就是抓取物体时,先在外部刺激作用下,让形状记忆聚合物变得柔软,趁此机会将物体或者物体表面的结构嵌入其中;第二步,去掉外部刺激,让形状记忆聚合物变回刚硬的状态,保持住该变形的临时形状,将物体“锁住”,从而把物体抓取起来;第三步,等把物体转移到目的地之后,再次施加外部刺激,形状记忆聚合物就会恢复初始形状,将物体“解锁”释放。 形状记忆聚合物万能抓手抓取和释放物体的流程示意图 形状记忆聚合物这块智能 “ 塑料 ” ,就好像是一把有魔力的万能锁,能锁住世间万物:为了获取 “ 猎物 ” ,它 先 变成柔软的橡皮泥,把物体柔柔地包住,然后变成坚硬的石头,把物体牢牢地锁住,等把物体 “ 押送 ” 到目的地,又会重新变成软软的橡皮泥并释放物体。宋吉舟教授介绍,这把 “ 万能锁 ” 能在典型的三维结构物体上产生很大的抓力,包括球体、方块、管状物体、螺栓、螺母、枣核、钥匙串等;更厉害的是,它还能像壁虎一样, 粘附在物体表面 ,不论物体表面光滑还是粗糙。 形状记忆聚合物万能抓手对典型宏观物体的抓力   那么对于尺寸小的物体,这个抓手又是如何发挥功效的呢?当物体尺寸小到微观尺度(100微米左右或者更小),物体受到的表面力,特别是与抓手的粘附作用强,会给物体的释放带来较大的挑战。在该设计中,抓手通过把物体或者物体表面的结构锁在其内部实现抓取,不依赖抓手的粘附力,所以当粘附力给物体释放带来挑战时,就可以在抓手表面镀上一层特殊材料,或者增加抓手表面粗糙度来减弱粘附,从而实现物体释放。这样,即使是75微米大小的不规则铁颗粒或者是直径10微米的二氧化硅球,也能顺利从形状记忆聚合物万能抓手上得到释放。 使用形状记忆聚合物万能抓手操纵75 微米的不规则铁颗粒和10微米直径的二氧化硅球 “微观抓手就像微观世界里的吊车,可以用它在微观世界里搭建‘建筑’,制作特殊的光电器件。”令狐昌鸿说,“这个抓手在微观视角下还有一个优势,就是一个抓手就是数以万计的微观吊车,可以高效地在微观世界工作。” 谈及具体应用,宋吉舟教授表示,在柔性电子制备中,最重要的一步就是微观元器件的快速组装,即把制备基底上数以万计或者更多的维纳元器件转移到柔性的使用基底上。以往的方法都依靠粘附来一次性抓取这些元器件,但是释放的时候粘附就变成了限制因素。而宋吉舟教授课题组提出的这个策略,完全不依赖粘附,为柔性电子的制备提供了一种新思路,有望推进柔性电子的工业化进程。 使用形状记忆聚合物万能抓手组装柔性电子器件的简单展示 该项目得到了国家973计划、国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金等的支持。
浙江大学 2021-04-10
基于人工智能的抗衰老天然化合物的发现与评价技术
浙江大学 2021-05-10
去除当归多糖提取物中蛋白质的吸附剂的制备方法
当归,主产于甘肃东南部,其根可入药,早在数千年前就已经被人们作为滋补、造血、抗炎的良药,随着现代植物化学和药理学的不断发展,发现其根的主要活性成分是多糖(Carbohyd. Polym., 2012, 89,713–722)。研究表明当归多糖具有造血刺激、免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、抗糖尿病等多种生物活性,同时还能起到保护胃肠道和肝脏的作用(Carbohyd. Polym., 2012, 89, 713–722),但是其结构与生物活性的关系及作用机理尚不明确,为解决这一问题,首先应该分离出高纯度的当归
兰州大学 2021-04-14
去除当归多糖提取物中蛋白质的吸附剂的制备方法
本发明设计吸附剂技术领域,涉及一种对当归粗多糖中蛋白质去除的吸附剂的制备和应用。在植物多糖的提取过程中,需要对粗多糖中的蛋白质进行去除,本发明为一种对蛋白质具有选择性吸附作用的吸附剂。可以实现对植物粗多糖中蛋白质的选择性去除。 成果亮点 技术特点:本发明合成了一种多孔的蛋白质吸附剂,能够选择性的吸附去除植物粗多糖中的蛋白质,而对多糖无任何吸附作用。该吸附剂对当归粗多糖中蛋白的去除率可以达到81%,当归多糖的损失率小于5.0%,具有比商业采用的sevag法、三氯乙酸法、澄清剂法及反复冻融法等技术手段更高的蛋白去除效率及更小的多糖损失率。且该吸附剂可以重复使用10次以上。
兰州大学 2021-01-12
一种组合式跌水驱动生物转盘反应器
本发明公开了一种组合式跌水驱动生物转盘反应器,包括池体(1),所述池体(1)包括转盘区(2)和驱动区(3);在所述转盘区(2)内通过转轴(6)设有转盘(201);在所述驱动区(3)内设有驱动所述转盘(201)转动的驱动盘(301);所述驱动区(3)的液位设置在驱动盘(301)下方;在所述驱动区(3)底部设有降解所述污水的辅助填料氧化区(302),在所述辅助填料氧化区(302)前端设有控制所述驱动区(3)液位的出水槽(303)。本发明采用驱动盘和转盘的功能分区,由于驱动区的液位在驱动盘的底部,消除了水对驱动装置的阻力,提高转盘转速,显著的提高了充氧率,并通过辅助氧化填料区强化污水中有机物的去除,有利于增强反应器硝化性能。
东南大学 2021-04-11
一种组合式智能自供电减振镗杆
本发明公开了一种组合式智能自供电减振镗杆,包括镗杆、第一压电陶瓷片、第二压电陶瓷片、电流变液、大质量块、定位档环、小质量块、第三压电陶瓷片、密封档环、控制器、端盖,第三压电陶瓷片内部设有小质量块,所述电流变液设置在第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片之间,大质量块设置在第二压电陶瓷片内部,所述控制器利用端盖固定在镗杆的尾部,所述第三压电陶瓷片的内、外表面与控制器相连形成检测回路,所述第一压电陶瓷片的外表面和第二压电陶瓷片的内表面与控制器相连形成自供电控制回路,控制器根据检测回路计算出镗杆的振动状态,对施加在电流变液上的电场进行控制,改变电流变液的阻尼和刚度,使吸振器工作在最佳减振状态。
东南大学 2021-04-13
一种板砌体墙体组合梁托换加固结构
本实用新型公开了一种板砌体墙体组合梁托换加固结构,涉及砌体结构墙体加固技术领域,紧贴在需要托换加固的砌体墙体表面上的加固钢板;若干间隔设置在所述加固钢板上的用于将所述加固钢板紧固在需要托换加固的砌体墙体上的对拉螺栓;本实用新型的钢板砖砌体组合梁托换加固结构有效地增大原砌体结构墙体托换成组合梁后的强度和整体刚度以及承载能力;本实用新型的加固钢板、槽钢和对拉螺栓组件采用工厂化制作,现场安装,机械施工程度高,施工简便,造价低;利用结构胶填充需要加固的砌体结构墙体与加固钢板之间形成的空隙,不但改善了墙体的受
安徽建筑大学 2021-01-12
一种基于组合指标的图像分割结果定量评价方法
本发明公开了一种基于组合指标的图像分割结果定量评价方法,包括:选择与待评测分割结果的图像所属类别相同的多张图片,将这些图片进行分割,得到分割结果集;对上述分割结果集进行人工主观评价,获取各分割结果的主观评价结果,得到主观评价集;对上述分割结果集进行多指标客观评价,计算各分割结果的客观评价指标值,得到客观评价集;用客观评价集作为分类器的输入,主观评价集作为输出,训练得到经过训练的分类器;计算待评测图像分割结果的客观评价指标值;将客观评价指标值输入经过训练的分类器中,得到评价结果。通过本发明方法可得到代
华中科技大学 2021-04-14
城市污水一体化组合工艺处理反应器
本发明采取先深入研究城市污水传统A2/O工艺等同步脱氮除磷的优缺点、重点研究反硝化脱氮除磷的新技术原理,再开发同步脱氮除磷新工艺。本发明对单泥SBR系统、双泥SBR系统的反硝化除磷的原理与工艺进行深入研究, 以此为基础,按反硝化除磷原理进行一体化扩大设计(7920倍), 研发出新的工程流程和示范设备系统, 获得成功,为城市污水的大规模处理与工程化应用奠定了基础。从而,解决了城市污水处理领域同步脱氮除磷的关键性、共性技术难题。 本发明开发的同步脱氮除磷新工艺,对比当前国内外同类相关技术
华南理工大学 2021-04-14
一种利用组合结构实现承重墙托换方法
本发明公开了一种利用组合结构实现承重墙托换方法,该方法包括步骤:施工前障碍物清除,掏空 钢柱位置砖墙,设置支撑安全措施;基础放线定位开挖,钢筋制作,架设模板,预埋地脚螺栓,浇筑基 础混凝土并养护;钢柱及节点板制作,柱脚安装及节点连接;原砖墙包钢加固,加固框梁包钢处理;钢 梁制作与安装;钢结构防腐处理;待钢框架稳定无异常后,清理钢框架周围杂物并进行基础回填,对钢 梁和混凝土楼
武汉大学 2021-04-14
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