在轨维修后端模块接口机构的研究

在轨维修可以大大的延长空间科学仪器的使用寿命,节省大量的经济成本。为了实现空间望远镜后端模块的在轨操作和更换,设计了一套与之对应的接口机构,能够解决在轨快速定位与安装。根据321运动学定位准则,详细介绍了该接口机构的内部组成和工作原理;然后把该接口机构与后端模块进行组件级有限元仿真,仿真结果表明一阶模态远高于整机基频可以有效地避免发射时候的共振;设计了一套平面内的工装来模拟后端模块,利用等效质量法对整个机构进行重力卸载;搭建实验平台,利用激光跟踪仪来测量整个后端模块的重复定位安装精度,实验数据表明,X,Y,Z 3个方向的重复平移定位误差分别为±5.58μm,±3.24μm及±3.63μm,优于总体指标±10μm;热实验结果表明整个机构可以完全释放由于温度变化产生的形变,具有很高的热稳定性;使入射光线和靶面的相对位置持续稳定,保证了较高的成像质量。为其他空间在轨维护装置提供强有力的参考价值。     

Ultrafine porous boron nitride nanofiber-toughened WC composites

Porous fibers are widely used in catalysis chemistry and hydrogen storage but are rarely used in structural ceramics. In this study, spark plasma sintering was used to prepare an ultrafine porous boron nitride nanofiber-toughened WC composite for the first time. The obtained WC-0.05 wt% ultrafine porous boron nitride nanofiber composites exhibited better properties (ie, a 2.3% increase in hardness and a 19.6% increase in fracture toughness) compared to those of the pure WC specimen. The fiber porosity improved the second phase-WC matrix microstructural combination. The described approach is a novel preparation method for the WC composites. Furthermore, a new toughening mechanism, which is based on “pinning and stretching”, was determined. These findings suggest that porous boron nitride fibers can be considered to be second phases for toughening the WC composites.     

单自由度八杆仿生机构构型与尺度同步设计方法

单自由度八杆仿生机构杆长参数较多，是仿生机器人领域研究的难点之一。为提高设计效率，提出一种构型与尺度同步设计方法。在选定的运动链和机架的基础上，以不等式形式分步给出运动可行性及外形约束条件，使得上一步的杆长可作为下一步求解的已知值。通过该过程，在得到八杆仿生机构构型的同时，快速得到所有杆长的初步可行域。循环上述过程，逐步缩小约束条件的范围，可使得八杆机构的杆长快速接近目标值。在此基础上，分类讨论了连杆搭接顺序、约束条件及基本运动链的差异对求解难度及构型结果的影响。利用所提出的单自由度八杆仿生机构的设计方法，在对初始条件进行合理选取的前提下，可在初步得到构型的同时将杆长限定在较小范围内，实现了构型与尺度的同步设计。该方法还可应用于其他单自由度机构的设计当中，具有较好的借鉴意义。     

Mechanism of methanol decomposition on the Pd/WC(0001) surface unveiled by first-principles calculations

In this study, the decomposition of methanol into the CO and H species on the Pd/tungsten carbide (WC)(0001) surface is systematically investigated using periodic density functional theory (DFT) calculations. The possible reaction pathways and intermediates are determined. The results reveal that saturated molecules, i.e., methanol and formaldehyde, adsorb weakly on the Pd/ WC(0001) surface. Both CO and H prefer three-fold sites, with adsorption energies of −1.51 and −2.67 eV, respectively. On the other hand, CH₃O stably binds at three-fold and bridge sites, with an adsorption energy of −2.58 eV. However, most of the other intermediates tend to adsorb to the surface with the carbon and oxygen atoms in their sp³ and hydroxyl-like configurations, respectively. Hence, the C atom of CH₂OH preferentially attaches to the top sites, CHOH and CH₂O adsorb at the bridge sites, while COH and CHO occupy the three-fold sites. The DFT calculations indicate that the rupture of the initial C–H bond promotes the decomposition of CH₃OH and CH₂OH, whereas in the case of CHOH, O–H bond scission is favored over the C–H bond rupture. Thus, the most probable methanol decomposition pathway on the Pd/WC(0001) surface is CH₃OH → CH₂OH → trans-CHOH → CHO → CO. The present study demonstrates that the synergistic effect of WC (as carrier) and Pd (as catalyst) alters the CH₃OH decomposition pathway and reduces the noble metal utilization.     

二维层状Ni/β-Ni(OH)2纳米复合材料的制备及其摩擦学性能研究

采用水热反应制备出β-Ni(OH)2,然后通过水热还原得到Ni/β-Ni(OH)2纳米复合粉体材料,采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的相结构、成分及形貌进行表征分析。采用四球摩擦磨损试验机评价制备的Ni/β-Ni(OH)2作为润滑油添加剂的摩擦学性能,基础油为PAO6。摩擦试验后,采用SEM分析典型试验钢球磨斑的表面形貌,利用能谱仪(EDS)研究磨斑表面化学元素的组成,探讨Ni/β-Ni(OH)2纳米复合润滑添加剂的减摩抗磨机制。结果表明:Ni/β-Ni(OH)2纳米复合材料作为润滑添加剂具有极好的减摩抗磨性能,显著优于基础油PAO6和未负载纳米Ni的二维β-Ni(OH)2层状材料;与基础油相比,添加0.1%质量分数Ni/β-Ni(OH)2添加剂的油样的摩擦因数和磨斑直径分别降低了17.6%和41.5%;Ni/β-Ni(OH)2纳米复合粉体综合了纳米Ni及层状β-Ni(OH)2两部分结构特性,在摩擦过程中,复合材料中的纳米金属粒子Ni与层状结构材料β-Ni(OH)2能够相互增强起到协同润滑作用。     

基于多层感知器的气液两相流流型识别方法

通过对电阻层析成像数据采集原理和深度学习网络的研究,提出了一种基于阵列电阻值和多层感知器深度学习网络相结合的流型识别方法。利用电阻层析成像系统中的16个电极传感器来获取流型样本数据,并构建出流型识别数据库,然后对多层感知器深度学习网络进行训练,获得可以识别不同流型的网络。实验结果表明,采用阵列电阻值结合多层感知器网络对流型进行学习和识别的方法,流型识别准确率可以达到95%,解决了流型图像生成过程与数据特征预选过程中流型特征损失的问题,流型识别性能得到了提高。     

罗布麻抑菌物质及其作用机制的研究进展

为阐明罗布麻抑菌功能的物质基础,促进罗布麻纤维在医疗保健用纺织品领域的开发和应用,综述了罗布麻韧皮和精干麻纤维中存在的主要抑菌物质,包括:黄酮类化合物、鞣质、甾体及其苷类、香豆素类化合物、酚酸类和苯甲醛类化合物、脂肪酸以及挥发油。分析了各类抑菌物质的化学成分和抑菌活性,并着重从抑制核酸合成、破坏细胞膜、抑制能量代谢、影响脂肪酸合成、抑制运动性、阻断电子传递链、抑制酶活性、减弱营养物质的吸收以及通过过氧化和自氧化形成具有毒性的降解产物等方面介绍了抑菌作用机制。最后针对精干麻纤维抑菌物质的来源问题,指出韧皮中功能性成分在脱胶过程中的演化行为应成为未来研究的一个重要方向。     

阿片受体影响雄性睾酮分泌的外周机制研究

目的:研究阿片μ受体对雄性睾酮的影响和外周机制。方法:通过在体动物模型的睾丸内吗啡注射和离体培养睾丸组织的特异性μ受体拮抗剂和激动剂处理，检测血浆、培养基和睾丸匀浆睾酮水平、睾丸匀浆睾酮合成酶mRNA水平、睾丸匀浆胰岛素样生长因子1（IGF1）蛋白和mRNA表达水平。结果:睾丸内注射吗啡后血清睾酮水平下降［（722.11±121.02）vs. (346.91±75.31) pg/mL；t=7.898，P=0.001］，睾丸匀浆中的睾酮水平下降［（133.61±16.82）vs. (66.56±14.96) pg/mg总蛋白；t=8.941，P=0.001］，同时下调睾酮合成酶的表达；吗啡睾丸内注射显著降低睾丸内IGF1蛋白［（7.93±2.13）vs. (2.54±0.74) ng/mg总蛋白，t=7.155，P=0.001］和mRNA［（3.22±1.12） vs. (1.66±0.55)，t=3.751，P=0.001］的表达。睾丸体外培养模型中阿片μ受体特异性的激动剂（DAMGO）下调培养基的睾酮水平及睾丸匀浆合成酶、IGF1的表达；阿片μ受体抑制剂（CTOP）则上调睾酮水平及合成酶、IGF1的表达。结论:阿片类药物作用于睾丸Sertoli细胞（支持细胞）表面的阿片μ受体，抑制IGF1的合成，进而减少睾丸Leydig细胞（间质细胞）睾酮合成酶Scarb1（清道夫受体B1）、Star（类固醇合成快速调节蛋白）、3βHsd（3-羟基-5类固醇脱氢酶）、Cyp17α1（17α-羟化酶）和17βHsd（17β羟基固醇脱氢酶）的表达，最终导致睾酮合成减少。     

离子液体气体干燥技术的研究进展

离子液体（ionic liquids, ILs）被视为化工中传统溶剂的优良替代物，使用它们作为溶剂吸收可凝性气体时，具有溶剂损失少、无腐蚀和稳定性强等优点。一些ILs具有很强的吸水性，所以在气体干燥领域ILs受到了广泛关注。本文介绍了用于预测气体在ILs中溶解度的预测型分子热力学模型和气体在ILs中的实验测量方法，具体分析了ILs对CH₄、CO₂等气体的干燥机理和工艺，最后对ILs用于气体干燥的基础研究作出展望。     

高分子絮凝剂处理高浓度化妆品原料生产废水研究

化妆品原料生产过程中产生的废水水质成分复杂、有机物含量高、难降解，利用混凝工艺处理该废水能够减缓生化处理单元的负担，提高污水处理效率。为揭示无机高分子混凝剂混凝过程中污染物的去除机制和污泥性质的变化，考察了不同的絮凝剂聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铁（PFS）、聚合氯化铝铁（PAFC）和助凝剂聚丙烯酰胺（PAM）投加浓度对污染物去除率和污泥性质的影响。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线能谱（EDX）、扫描电镜（SEM）、热重分析仪（TGA）分析污泥絮体官能团、表面形貌、元素组成和热稳定性的变化，采用三维荧光光谱（3D-EEM）和超滤技术分析出水中有机物分子量的分布规律和有机物成分的变化，优化最佳混凝工艺运行条件。结果表明：进水中的天然有机物（NOM）荧光强度高，有机物分子量主要分布在>100×10³和<3×10³区间，其所占比例分别为22.89%和50.57%。当进水COD为6700~7500 mg/L时，在助凝剂PAM投加浓度为0.03 g/L，PAC、PFS和PAFC投加浓度分别为2.8 g/L、2.8 g/L和3.0 g/L的条件下，COD去除率分别为87.20%、79.89%和83.74%，出水浊度分别为2.54 NTU、9.3 NTU和5.51 NTU，NOM荧光强度大大减弱。其中，PAC+PAM对废水中有机物去除效果最好，出水有机物分子量主要分布在(10~30)×10³和<3×10³范围内，其所占比例分别为31.84%和25.92%，形成的混凝污泥具有较好的热稳定性，污泥表面蓬松,呈多孔网状结构。混凝工艺可吸附脂类大分子物质，提高了高浓度化妆品原料生产废水的可生化性。