模拟叶片反射的光散射仿生膜光谱分析

为应对高光谱成像侦察,设计了2种模拟植物叶片反射谱的光散射膜并分别命名为TiO₂/Chl和TiO₂/SCC仿生膜。两类膜的基体均为亲水的聚乙烯醇/氯化锂薄膜,散射微粒均为二氧化钛(TiO₂),色素分别为叶绿素(Chl)和叶绿素铜钠盐(SCC)。采用分光光度计分别测量了样品和桂花树叶片的反射率及桂花树叶片色素提取液、Chl和SCC溶液的吸光度。结果表明,在430～2 500 nm内,TiO₂具有强散射特性,增强了基体膜的反射辐射。在TiO₂的散射作用下,由于Chl和SCC具有与植物叶片色素相似的吸收特性,且基体膜含水,仿生膜反射谱均呈现与绿色叶片反射谱相似的4个基本特征,即“绿峰”“红边”“近红外高原”和水吸收带。TiO₂/Chl和TiO₂/SCC仿生膜的反射谱与桂花树叶片的相关系数分别为0.90和0.95。     

粗糙度对微流道内流体连续自搬运的影响

微流控芯片中各功能单元间样品的运输依赖于流体在微通道中的流动,尺度效应加剧表面作用效果,使得微流道内流体无需外部动力即可实现连续铺展搬运。为了深入研究微流道内流体的流动机制和动力学特性,分析影响微流道内流体自搬运效率的因素,基于近似Derjaguin法的同时充分考虑表面能和Casimir效应,利用数值计算和实验相结合的方法分析了微流道内壁粗糙度对流体流动特性和自搬运效率的影响,明确了微流道内流体的本构方程和流动控制方程,并设计搭建实验台验证所得结果的有效性和可靠性。结果表明：内壁粗糙度是影响微流道内流体流动特性和连续自搬运效率的重要因素;当粗糙度等效齿数、等效齿高和等效齿倾角变化时,微流道内近壁面齿隙间的主漩涡和伴生涡都相应改变,导致流体自搬运效率发生相应变化。研究结果对解决微流控润滑和微流控芯片减阻防粘等设计和使用问题具有重要理论指导意义,对微电子机械系统的小型化和集成化设计具有一定的参考价值。     

基于红外感应的新能源汽车主动刹车控制系统

针对当前主动刹车控制系统运行时存在的控制精度和灵敏度较低的问题,引入红外感应技术,开展新能源汽车主动刹车控制系统的研究。通过红外线发射器选型、频/伏转换器选型等硬件设计,以及新能源汽车主动刹车控制指令的接收与发送、基于红外感应的刹车角度模糊控制等软件设计,提出一种全新的主动刹车控制系统。通过对比实验的方式证明,新的控制系统在实际应用中停车角偏移量可控制在±5°以内,具备极高控制精度,且刹车信号距离范围超过15m,具备极高灵敏度。     

液-液多相流微萃取的数值模拟和实验分析

运用Comsol软件对带有十字形和圆柱形辅助结构的微通道内两相层流进行了有限元分析。同时，以硫酸铜溶液为水相，被260^#溶剂油稀释30%的DZ988N萃取剂为有机相，并以光滑微通道为参照，开展了相关的液-液萃取实验。当给定流速在(0.5×10^-3) ~(5×10^-3) m/s范围内，圆柱形辅助结构能够促进水相中Cu²⁺的扩散，萃取效率最高，均能达到90%以上；而十字形辅助结构时而促进时而抑制水相中Cu²⁺的扩散，萃取效率不稳定，最高89.8%，最低74.6%。实验中，微通道内的两相为层流，如不考虑化学反应，Cu²⁺的扩散则仅依靠其浓度梯度差，扩散效率可表征萃取效率。有限元计算得到的扩散效率与实验获取的萃取效率值吻合良好，进一步得出了两相流场分布等流动特征，以解释不同辅助结构下的扩散效率差异。