Designing Semipermeable Hydrogel Shells with Controlled Thickness through Internal Osmosis in Triple-Emulsion Droplets

Hydrogel shells that compartmentalize the water core from the aqueous surrounding provide molecular selectivity on size and charge in transmembrane transport. It is highly demanding to produce thin hydrogel shells to minimize diffusion length and maximize core volume. Here, internal osmosis in water-in-oil-in-water-in-oil (W/O/W/O) triple-emulsion droplets is used to produce thin hydrogel shells enclosing a large water core. The triple-emulsion droplets are prepared to have an ultrathin middle oil layer using a capillary microfluidic device. The innermost water droplet has a higher osmolarity than the outer water layer containing photopolymerizable hydrogel precursors, which pumps water from the outer layer to the core through the ultrathin oil layer by the osmosis. Therefore, the outer layer gets thinner and hydrogel precursors are enriched while the size of the triple-emulsion droplets remains unchanged. Through photopolymerization of precursors and phase transfer from oil to water, hydrogel shells enclosing water core are produced in the water environment; the oil layer is ruptured for molecular exchange through the shells. The thickness and composition of the hydrogel shells are precisely controllable by the osmotic conditions. The shells show a high permeation rate due to the thinness as well as controlled cut-off threshold of permeation for neutral and charged molecules.     

化学微发泡成型外观表面技术研究

从汽车内饰轻量化方向考虑,研究了化学微发泡技术,从成核和气泡长大阶段进行研究,通过特殊的柔性后退core-back工艺,在充模过程中控制气泡的变形和破裂以保证成型制品的表面质量,实现化学微发泡成型制品无外观缺陷、质量减轻20%以上的目的。     

剪切解络-超滤分离金属关键指标预测与验证

根据剪切解络-超滤过程中金属离子的动态浓度关系和质量守恒定律,采用CodeBlocks17.12软件编写程序,建立了剪切解络-超滤工艺关键指标预测模型,实现了金属离子浓度、回收率、体积稀释倍数等指标的预测,并用实验加以验证。依次在转速800 r/min、1 400 r/min、3 000 r/min下回收模拟废水中43 μg/L的Co²⁺、995 μg/L的Ni²⁺和88 μg/L的La³⁺,3种金属的回收率均达99.8%以上时,超滤过程体积稀释倍数的预测值分别为7.0、7.5、5.75,实验值分别为7.5、7.25、6.25,可见预测值与实验值基本一致。本模型对研究方案制定和调整有实际指导意义。     

基于网络的决策支持系统在水资源管理中的应用

综述了决策支持系统(DSS)与基于网络的决策支持系统(Web-based DSS)在水资源管理中的应用概况,通过对二者进行比较,指出Web-based DSS具有便于系统更新维护、降低用户使用门槛、扩展用户沟通渠道等优势。对Web-based DSS涉及的基础应用开发、多源信息采集与集成、多模块并行耦合、决策效果评估等关键技术进行了分析,探讨了Web-based DSS在多源异构大数据环境下面临的问题与挑战。     

基于改进SOA-VMD的磁声发射信号去噪算法

磁声发射（MAE）是铁磁性材料磁化过程中产生的声发射信号，在构件应力检测和微观损伤检测中有着广泛的应用。针对MAE信号非稳态、复杂性、衰减性等特点，提出海鸥算法结合变分模态分解（SOA-VMD）的去噪方法，为克服海鸥算法求解过程中易陷入局部最优解问题，利用柯西变异算子产生随机迭代过程，使改进算法即柯西变异海欧算法（CVSOA）跳出早熟收敛。采用以幅值谱熵为适应度函数，优化VMD算法中分解模态个数K和二次惩戒因子α两个参数，将含噪声的MAE信号进行VMD分解重构。经仿真信号和实际检测信号分析表明，改进后的CVSOA-VMD算法全局寻优能力和去噪性能优于传统的SOA-VMD算法，降噪后的MAE信号特征值对于不同应力下均方根、偏斜度特征值的重复性更好，可靠性更高。     

高面板坝全寿命周期变形控制方法及应用

高面板坝的变形对面板的安全运行有着特别重要的影响，国内外已建的高面板坝工程中，因坝体变形大导致防渗面板挤压破损，坝体渗漏量大的实例较多，不得不降低水库水位进行修复处理，造成较大的经济损失乃至给大坝的长期运行留下安全隐患。通过发生挤压破损的实例分析，发现变形控制缺乏系统性是发生面板挤压破损的主要因素，为预防面板破损，系统提出了“控制坝体总变形，转化有害变形，适应纵向变形”的坝体变形控制方法，并在使用软硬岩混合料筑坝的董箐面板堆石坝中得到的应用，取得了良好效果，该工程运行至今达十余年，未见面板有挤压破损迹象，该方法对建设200 m以上乃至300 m级超高面板坝具有重要借鉴意义。