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中国科大研制一种可替代塑料的仿生可持续结构材料
项目成果/简介:塑料制品给现代生活带来极大便利的同时，也正造成严重的环境问题。大多数塑料来自于石油产品，由于其极端的稳定性，废弃后在环境中长时间也难以降解，最终造成持续性的环境污染问题。研发一系列可持续的高性能结构材料，以部分替代石油基塑料，是该问题最有希望的解决方案之一。现有的生物基可持续结构材料都受到机械性能较差或制造过程的过于繁琐的限制，这些因素从成本和生产规模上制约了这类材料的应用。因此，引入先进的仿生结构设计来制造新型的可持续高性能结构材料将可以极大地提高这类材料的性能，拓宽其应用范围，加速可持续材料替代不可降解塑料的进程。近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队将仿生结构设计理念运用于高性能生物基结构材料的研制，发展了一种被称为“定向变形组装”的新型材料制造方法，实现了具有仿生结构的高性能可持续材料的规模化制备。通过这种定向变形组装方法，团队成功地将纤维素纳米纤维（CNF）和二氧化钛包覆的云母片（TiO2-Mica）复合制备了具有仿生结构的高性能可持续结构材料。所获得的结构材料具有比石油基塑料更好的机械和热性能，有望成为石油基塑料的替代品。该工艺过程宜于放大，产品具有良好的可加工性和丰富多变的色彩和光泽，使其可以作为一种更加美观和耐用的结构材料有望替代塑料。 该材料具有仿珍珠母的结构设计，这种仿生设计有效地改善了材料的力学性能。珍珠母所具有的砖-泥结构，使其可以基于普通的天然物质构筑高性能的材料，并兼具高强度和高韧性的优良特性。研究人员通过多尺度的仿生结构设计和表面化学调控，成功构筑了这种兼具高强韧特点的天然生物基可持续结构材料。二氧化钛包覆的云母片作为仿生结构中的砖块，一方面为结构材料提供了远高于工程塑料的强度，另一方面，还通过裂纹偏转等仿生结构原理，大幅提高了材料的韧性和抗裂纹扩展性能，为该材料作为一种新兴的可持续材料替代现有的不可降解塑料打下了坚实的基础。
中国科学技术大学
2021-04-11
一种扭摆式叉指微机电磁场传感器
本发明公开了一种用于测量磁场方向的微机电系统磁场传感器，包括从下向上依次叠加设置的玻璃衬底，深掺杂硅层，掺杂硅层的中部为扭转叉指结构，扭转叉指结构的正对位置设置有静态叉指结构。静态叉指结构的两端设有锚区，中间扭转可动叉指的的支撑梁的两端都设有锚区；静态叉指与中间扭转叉指形成第一电容和第二电容。该磁场传感器结构简单，可以实现磁场方向以及幅度的测量。
东南大学
2021-04-11
一种扭摆平移式微机电磁场传感器
本发明公开了一种用于测量磁场方向的微机电系统磁场传感器，包括从下向上依次叠加设置的衬底、底电极层、牺牲层、氧化硅层及金属层，牺牲层的中部空心，氧化层的中部为扭转板，金属层的顶面设有锚区，金属层位于扭转板上方；扭转板的上方设置第一电容、第二电容，第三电容和第四电容，扭转板的顶面布设有第一电容引线、第二电容引线、第三电容引线，第四电容引线和沿扭转板边缘布设的金属线；金属线的两端分别与一个焊盘连接；底电极层与金属层连接；在氧化硅层的边部上方设置焊盘，金属层与焊盘连接。该磁场传感器结构简单，可以实现磁场方向以及幅度的测量。
东南大学
2021-04-11
一种随机动载荷空间分布及统计特征的识别方法
本发明公开了一种随机动载荷空间分布及统计特征的识别方法。本发明的方法包括步骤：Ｓ１．开展模态试验，获取结构的模态参数，包括固有频率和模态振型；Ｓ２．将结构随机振动响应利用模态振型展开，获取结构在模态空间的动响应；Ｓ３．利用模态振型展开，将随空间分布的随机动载荷投影到模态空间；Ｓ４．在模态空间内，由随机动响应样本反演随机动载荷样本；Ｓ５．由模态空间内随机动载荷样本及振型函数求解结构上随机动载荷的空间分布和统计特征。本发明能够解决在时域内利用实测结构动响应样本识别结构上随机动载荷的统计特性和分布特征问题，为服役于分布式随机动载荷环境下的工程结构设计与安全评估提供准确可靠的动载荷信息。
东南大学
2021-04-11
一种葡萄埋藤用的彩条布清土回收机
本发明涉及农业机械技术领域，特别涉及一种葡萄埋藤用的彩条布清土回收机，包括主机体、液压系统、副机体、清土总成和卷布总成。主机体包括主机架和地轮，地轮起支撑和行走作用；液压系统包括液压油箱、动力输入轴、主动带轮、从动带轮和液压泵，为清土总成和卷布总成提供动力；副机体包括副机架、刮土铲和刮土铲支架，刮土铲将彩条布上的土刮至一侧；清土总成包括清土液压马达和清土搅龙，清土搅龙进一步清除彩条布上的土；卷布总成包括卷布液压马达、卷布侧板和卷布辊，卷布液压马达驱动卷布侧板和卷布辊转动，卷布辊卷起彩条布实现回收作业。所述卷布辊根据作业对象更换，提高了葡萄埋藤用的彩条布清土回收机的通用性和利用率。
中国农业大学
2021-04-11
一种大规模MIMO系统多用户上行鲁棒检测方法
本发明公开了一种大规模MIMO系统多用户上行鲁棒检测方法，包括：第一步，在上行信道训练中，用户发送导频信号，基站依据接收的导频信号获取信道估计值和相应的信道估计误差第二步，建立信道矩阵G的统计模型；第三步，考虑用户等概率发送QAM符号x，获取x的初始估计均值和初始估计方差第四步，利用信道矩阵的统计模型及采用鲁棒的检测算法获取发送信号的均值和方差第五步，判断是否满足迭代终止条件：如果是，则跳转执行第六步；否则，则更新并跳转至第四步；第六步，对进行硬判决，得到用户发送信号检测值本发明能以较低实现复杂度实现，且在不增加计算复杂度的同时，显著提高大规模MIMO系统上行链路中的信号检测的鲁棒性。
东南大学
2021-04-11
一种酪蛋白凝胶颗粒乳化剂及其制备方法和用途
本发明公开了一种酪蛋白凝胶颗粒乳化剂及其制备方法和用途。本发明中的酪蛋白凝胶颗粒乳化剂是通过向含有酪蛋白或酪蛋白酸盐的溶液中添加京尼平进行交联制得的，交联条件为在体系pH值为6～10.5、温度为10～50℃的条件下交联10～60h。所得交联的蛋白凝胶颗粒表面含有大量的毛刷层结构，能够迅速地吸附到油水界面，可增加油水界面的机械强度，具有更高的乳化效果和乳化稳定性，同时交联的酪蛋白凝胶颗粒可在油水界面完整地存在，不会发生解离，具有较高的界面活性，空间位阻较大，能有效地防止液滴之间的聚集和聚并，可长期稳定水包油型乳状液类食品。
中国农业大学
2021-04-11
一种超双亲多孔膜材料及其制备方法和应用
一种超双亲多孔膜材料及其制备方法和应用，步骤如下：（1）室温下，先将碳纳米管粉体和表面活性剂分散于水中，形成均一混合溶液；（2）向上述混合溶液中加入水性三聚氰胺甲醛树脂溶液，混匀制得所需反应液；（3）将上述反应液刷涂或喷涂在干净的多孔基材上，80~120℃干燥固化10~30min，即可制得超双亲油水分离用多孔膜材料。本发明所述的多孔膜材料既保持了原有泡沫铜基底良好的机械性能，同时又具有很好的超双亲性，即可截留水让油通过，也可截留油让水通过，从而具有双重分离效果。
东南大学
2021-04-11
一种养殖水体中铅镉汞即时检测装置及方
本发明提供一种养殖水体中铅镉汞即时检测装置及方法，该装置包括：黑盒模块与微机模块连接，黑盒模块包括第一光源、第二光源、滤光片、光纤、微流控芯片和光电检测芯片；第一光源设置于微流控芯片的上侧，滤光片设置于第一光源与微流控芯片之间，光纤的一端与微流控芯片连接，光纤的另一端与第二光源连接，光电检测芯片设置于微流控芯片的下侧；微机模块用于驱动第一光源和第二光源交替照射微流控芯片。本发明通过对光谱数据进行浊度补偿处理，并对基质效应进行校正，建立检测模型，从而得出养殖水体中铅、镉、汞含量，实现了高效、快速、定量、精确、自动化检测，并且大大节省了试剂的使用，实现养殖水体现场即时检测。
中国农业大学
2021-04-11
一种基于低压压缩溶液再生的无霜空气源热泵系统
本发明公开了一种基于低压压缩溶液再生的无霜空气源热泵系统，包括制冷剂回路、溶液回路及蒸汽压缩冷凝回路，本发明利用溶液调湿干燥蒸发器进口空气，实现空气源热泵无霜运行。利用低压压缩再生器进行溶液再生，蒸发的水蒸气经压缩机压缩后变为高温高压蒸汽在再生器中冷凝，将全部的冷凝热回收用于稀释溶液的再生，使大部分热泵系统的热量用于供热。该方法可降低溶液的再生温度，提高再生效率，在保证供暖效果的基础上大大提高了系统的能效。
东南大学
2021-04-11