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具有七重物理通道开关的热致变色铁弹体
东南大学国际分子铁电科学与应用研究院暨江苏省“分子铁电科学与应用”重点实验室团队发现了具有七个物理通道开关的热致变色铁弹体。相关工作以题为“The First Chiral Thermochromic Ferroelastic with Seven Physical Channel Switches”的学术论文在化学领域顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表。此外,该论文被选为VIP(Very Important Paper)。据悉,只有不到5%的已接收论文才能获得如此积极的评价。 在信息化时代,电子智能设备的信号处理和加密显得至关重要,具有多重物理通道双稳态开关特性的多功能材料成为后起之秀。众所周知,一把钥匙对应一个锁,假如我们将财产放进保险柜中,我们就又多了一层防护。类似地,每增加一个物理通道,就是增加一层保障。基于此,我们报道了首例具有七个物理通道的手性化合物,可以对信息进行七层加密处理,使信息安全更加可靠。 图1. (a) 消旋晶体结构中的无序的CTA阳离子和手性有序的S-CTA和R-CTA阳离子;(b) (R-CTA)2CuCl4和(c) (S-CTA)2CuCl4的晶体堆积图。 早在1999年,Wataru Fujita等人在《Science》上就已经报道了磁双稳态(Science1999, 286, 261–262)。在1,3,5-trithia-2,4,6-triazapentalenyl(TTTA)分子中观测到一个明显的磁双稳态回线发生在230 K到305 K温度范围内。它的高温相为顺磁相,低温相在二聚作用的影响下具有抗磁性。三年后,M. E. Itkis等人在《Science》上报道了在非那烯基中性自由基产物中发现了电、光、磁三个物理通道的双稳态特性(Science2002, 296, 1443–1445)。直到2014年,熊仁根教授团队在《Advanced Materials》上报道了高碘酸咪唑(IPI)化合物具有介电、压电、SHG和铁电和机电耦合等五个物理通道的双稳态(Adv. Mater.2014, 26, 4515–4520)。由此可见,每增加一个物理通道都面临着巨大的挑战,在分子铁电“似球-非球”原理和手性引入的指导下,我们利用手性配体进行合成,将手性开关引入其中,成功组装得到了(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4(CTA = 3-Chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium) (图1),这两个化合物在介电、电导、二阶非线性、压电、铁弹性,手性和热致变色这七个物理通道上具有开关特性。其中热致变色特征尤为耀眼,区别于传统的相变材料,这为双稳态开关提供了光谱加密的新灵感。 图2. (a) DSC曲线;(b) 介电,电导,压电和二阶非线性光学等多重双稳态示意图。 (Rac-CTA)2CuCl4,(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4的相变点分别在361, 417 和420 K附近(图2),随着温度变化,相变温度以下的低温相和相变温度以上的高温相的介电常数、电导率、压电系数、SHG信号强度均呈现出可切换的两种稳定的状态。 图3. (S-CTA)2CuCl4和(R-CTA)2CuCl4晶体在293 K下的铁弹畴结构。 此外,这对手性化合物还具有铁弹性,铁弹相变往往伴随着铁弹畴的演化。在正交偏振光下,不同取向的铁弹畴具有不同的双折射特性,从而呈现出明暗不同的结构区域。(S-CTA)2CuCl4和(R-CTA)2CuCl4的晶态薄膜在室温下呈现出清晰的三角形铁弹性结构。当温度高于相变点时,铁弹畴迅速消失,呈现出立方对称的消光特性。在随后的冷却中,规则的铁弹畴又很快显现,表现出明显的开关特性。 图4.变温固体紫外-可见吸收光谱。 除了铁弹性外,这一对手性晶体还展示出可转换的热致变色的性质。室温下,(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4晶体对光的吸收均低于540 nm,与它们呈现的黄色外观一致。随着温度的升高,电子吸收带的吸收边缘发生红移。当温度超过相变点达到423 K时,吸收边移动到580 nm,这也与晶体受热变成橙色一致。利用热致变色特征对光谱加密和信号检测进行特定的处理,这为开发新型加密技术带来新的思路。 该工作由博士生陆思祺(第一作者)等人的共同努力下完成,东南大学为第一通讯单位。该成果得到“东南大学十大科学与技术问题”启动培育基金的资助。
东南大学 2021-04-11
一种利用波浪能驱动的大洋探测机器人
本发明涉及波浪滑翔机领域,旨在提供一种利用波浪能驱动的大洋探测机器人。该种利用波浪能驱动的大洋探测机器人包括机械动力部分和探测装置部分,所述机械动力部分包括浮子基体、舵片、翼片、柔性缆索、重块、机器人机架、蓄电池、单片机、舵机,所述探测装置部分采用浮子载体实现,浮子载体与浮子基体连接,用于安装固定太阳能电池板、PH传感器、温度传感器、GPS模块、无线通信模块。本发明完全依靠机械结构将波浪能转换为向前的推力,并利用太阳能电池板为加装的多种传感器供电,不需要提供额外的能量,从而通过简单的改变搭载仪器完成不同的功能需要,实现平台的多功能利用和拓展化利用。
浙江大学 2021-04-11
一种波浪能驱动的海上漂浮式垃圾回收装置
本实用新型具体涉及一种波浪能驱动的海上漂浮式垃圾回收装置,包括浮式水上垃圾桶以及与浮式水上垃圾桶相连接的一对浮式栅栏,浮式水上垃圾桶通过设置在其底部的抽水管与波浪能水泵相连,波浪能水泵设置在波浪能捕获装置上并通过出水管与油污分离池相连。其中一对浮式栅栏,漂浮垃圾和溢油在向港岸靠近的时候被浮式栅栏拦截进入浮式水上垃圾桶,由波浪能捕获装置带动波浪能水泵持续将浮式水上垃圾桶的水抽入油污分离池进行分离。该装置高效清洁无污染,可应用于内港和近海,且可同时完成对近岸漂浮式垃圾和內港海面油污的回收处理。
浙江大学 2021-04-13
智能功率驱动芯片设计及制备的关键技术与应用
一、创新点: 1.创新1-高低压兼容工艺技术:世界首个P-sub/P-Epi高低压兼容浮置沉底工艺平台 2.创新2-抗瞬时电冲击电路技术:国际最高品质因子600V等级浮栅控制芯片 3.创新3-低损耗功率器件技术:超低开关损耗阶梯栅氧600V超结功率器件 4.创新4-高功率密度互联技术:国内首款微型智能功率驱动芯片及600V单片智能功率驱动芯片。 二、产出情况: 被Amazon、Philips、Samsung、美的等100多家国内外公司采用,项目新增销售27.2亿元,新增利润4.9亿元,新增创汇3115.5万美元,解决了我国智能功率驱动芯片的“卡脖子”问题。 1.智能生活家电领域累计销售超16亿颗,市场占有率全国第一(超过40%) 2.首次实现国产智能功率驱动芯片应用于高铁空调控制器 3.唯一一款应用于智能电表的国产功率芯片,解决了我国智能电表系统的战略安全问题 4.在新能源交通工具领域出货量超30亿颗 成功应用于亚马逊无人仓储机器人,首批供货超过1万套。
东南大学 2021-04-13
公交大数据驱动的公交运行监测与评估系统
北京工业大学 2021-04-14
一种基于分组耦合驱动的上肢康复训练装置
本发明公开了一种基于分组耦合驱动的上肢康复训练装置,包括肩部三自由度自适应机构、第一耦合运动机构、肩部连接组件、第二耦合运动机构以及腕部二自由度自适应机构,第一耦合运动机构固定连接在肩部三自由度自适应机构上,肩部连接组件可转动连接在第一耦合运动机构上,第二耦合运动机构与肩部连接组件固定连接,腕部二自由度自适应机构与第二耦合运动机构固定连接。本发明可以根据不同患者的患肢尺寸和具体使用情况,自适应地做出调整,人体与机构之间可以协调配合,人体舒适度和安全系数都得到了极大的提高,各运动柔顺传递、协调配合,使
华中科技大学 2021-04-14
一种基于分组耦合驱动的上肢康复训练装置
本实用新型公开了一种基于分组耦合驱动的上肢康复训练装置,包括肩部三自由度自适应机构、第一耦合运动机构、肩部连接组件、第二耦合运动机构以及腕部二自由度自适应机构,第一耦合运动机构固定连接在肩部三自由度自适应机构上,肩部连接组件可转动连接在第一耦合运动机构上,第二耦合运动机构与肩部连接组件固定连接腕部二自由度自适应机构与第二耦合运动机构固定连接。本实用新型可以根据不同患者的患肢尺寸和具体使用情况,自适应地做出调整,人体与机构之间可以协调配合,人体舒适度和安全系数都得到了极大的提高,各运动柔顺传递、协调配
华中科技大学 2021-04-14
一种电磁力驱动的金属材料塑性成形方法
本发明公开了一种电磁力驱动金属材料塑性成形方法,包括如 下步骤:在金属胚料上下两表面喷涂绝缘涂层后,将其置于下模具上并用压边模压紧,上模具与金属胚料上表面保持一定间隔;在金属胚 料上施加电流,同时在上模具上施加与金属胚料电流方向相反的电流, 或/和在下模具上施加与金属胚料电流方向相同的电流,电流的相互作 用产生向下的电磁力驱动金属胚料发生形变;金属胚料在电磁力驱动 下经自由胀形、贴模等变形阶段后与下模具凹槽的上表面贴合,发生 塑性变形直至成形。本发明还公开了相应的成形装置。本发明利用电 流产生稳定持
华中科技大学 2021-04-14
一种基于温度响应性水凝胶的肌肉驱动模块
本发明公开了一种基于温度响应性水凝胶的肌肉驱动模块,包括基于温度响应性水凝胶的驱动层,还包括包覆在驱动层外的柔性保护层,以及设于在驱动层和柔性保护层之间的电热层。本发明的肌肉驱动模块采用柔性材料作为肌肉辅助装置,可避免对人体的机械伤害,通过电热驱动的方式来驱动材料变形,且电热驱动易于控制,进而能够得到不同的驱动形式。
浙江大学 2021-04-13
100吨/1000KN电液伺服井盖压力试验机
    一、100吨/1000KN电液伺服井盖压力试验机设备主要用途:    微机控制电液伺服井盖压力试验机主要用于井盖的压缩强度试验。各种试验参数由计算机进行控制、测量、显示,集成度高,使用方便。  微机控制电液伺服井盖压力试验机专门对下水道篦子、铸铁井盖、钢纤维混凝土井盖、水箅盖再生树脂复合材料井盖等进行抗压强度试验(承载能力试验)。试验方法满足 CJ/T3012—93、JC/T889—2001、CJ/T121—2000、 CJ/T948-2005GB/T23858-2009《检查井盖》 CJ/T211-2005《聚合物基复合材料检查井盖》 CJ/T511-2017《铸铁检查井盖》 CJ/T1009-2006《玻璃纤维增强塑料复合检查井盖》 CJ/T327-2010《球墨铸铁复合树脂检查井盖》 CJ/T121-2000《再生树脂复合材料检查井盖》 CJ/T130-2001《再生树脂复合材料水箅》 CJ/T212-2005《聚合物基复合材料水箅》 CJ/T328-2010《球墨铸铁复合树脂水箅》等标准规定的试验要求。   二、100吨/1000KN电液伺服井盖压力试验机主要结构和功能特点:  该试验机主要由主机、油源、控制柜、试验力测量采集系统等部分组成。主机采用双立柱框架结构,结构紧凑,操作方便。油源采用试验机油源,系统压力高、噪音低、性能稳定。测量系统主要由高精度负荷传感器、残余变形测量装置采集数据。计算机显示试验力和变形量,具有清零、标定、增益调节、峰值保持等功能。   三、100吨/1000KN电液伺服井盖压力试验机主要技术参数 序号 技术名称 技术参数 1 试验力(kN) 1000 2 试验力测量范围 试验力的0-1000KN 3 试验力示值相对误差 ≤示值的±1% 4 试验空间(mm) 300 5 立柱间距尺寸(mm) 1200*1200mm 6 活塞行程(mm) 0-300 7 试验力速度调节范围 1-3KN/S 8 试验机主机外形尺寸(长x宽x高约)(mm) 1400×1200×1750 9 主机重量(kg) 约2000
河北建仪仪器设备有限公司 2025-04-19
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