摘要：为开发步态失稳监测系统和压疮监测与预防床垫等老龄健康维护产品,研发了一种用于人体运动监测的柔性压阻式压力传感电子织物,2个电极层织物通过正交配置形成传感点阵,由石墨烯与离子液体改性处理的棉织物构成中间导电层。实验结果表明:该电子织物在0~5 kPa压力范围的传感灵敏度为0.15 kPa^(-1),且呈现良好的线性关系,加载、卸载时具有快速响应时间(20、30 ms),经校准实验所得压力映射图呈现良好均匀性,传感性能可重复8000次循环。将自主设计的上位机软件、下位机电路等集成智能电子织物压力分布监测系统,可达成对不同身体部位的压力大小及其分布情况的实时连续监测,未来可用于步态分析、压疮监测与预防床垫、人体运动特征等辨识。

摘要：铅酸蓄电池的电解液变化对于电池安全运行状态至关重要,研究植入性传感技术有助于精确监控蓄电池内部电解液变化等过程,及时在线获得蓄电池的实时工作性能与状态,在蓄电池安全监测领域具有重要意义。文章提出并设计了一种基于全光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot,FP)干涉仪的液体浓度传感器,其探头是由两段单模光纤和一段U形毛细石英玻璃管构成的开放式FP腔,可以使液体轻松进入空腔,不易形成气泡。该结构具有耐强酸强碱、侵入性低、体积小、抗电磁干扰和绝缘体特性等优势,可植入铅酸蓄电池内部,实现对电解液中的硫酸溶液浓度的实时在线监测。结果表明:在硫酸为0~30%的体积分数范围内,FP腔的有效腔长和硫酸溶液的体积分数具有良好的线性度,其拟合系数达0.995,硫酸溶液的体积分数测量值与真实值之间的最大偏移量<±1.05%。

摘要：针对一类状态未知的非线性严格反馈时滞系统,本文提出了一种基于静态增益函数的输出反馈控制方案.首先构造了降阶观测器以估计非线性系统的未知状态.然后在Backstepping设计的每一步定义了具有控制增益函数的新型Lyapunov-Krasovskii泛函以补偿未知时变时滞,定义新的选择不唯一的连续控制增益函数以补偿非匹配项以及Lyapunov-Krasovskii泛函补偿时滞时产生的非负项.提出了一种无记忆输出反馈控制方案.理论分析表明:该控制方案消除了未知时滞的影响,保证了闭环系统所有信号的有界性,并使系统实现渐近稳定.最后仿真结果验证了此控制方案的有效性.

摘要：针对带有边界扰动、内部不确定扰动和外部扰动的Euler-Bernoulli梁方程,为克服传统扰动观测器引入的高增益及未知扰动导数难以准确求解问题,本文将主动干扰抑制控制(ADRC)技术应用到Euler-Bernoulli梁方程这个偏微分方程(PDE)系统上,提出并设计了一种新的在线扰动观测器,可实时估计扰动值.依据估计扰动值,设计了一个边界输出反馈控制器.仿真结果表明,本文所提出的方法可很好地实现对内部不确定扰动和外部扰动的估计,配合输出反馈控制器,可对边界扰动进行有效抑制,进而实现系统的指数稳定.

摘要：主蛋白酶(main protease,M^(pro))作为冠状病毒种间相似性极高的共有蛋白酶,且高度保守,是病毒复制过程中不可或缺的蛋白水解酶,因此是抗SARS-CoV-2药物设计的重要靶标。本文针对新型冠状病毒主蛋白酶抑制剂进行全面综述,涵盖化学结构、抗病毒活性与成药性、结合模式与构效关系等。

摘要：碱性燃料电池可以避免卡诺循环效应的限制,因而被认为是最具有发展潜力的能源转换器件之一.与其它燃料相比,乙醇来源丰富,储存和运输成本较低,更适合作为燃料电池的能量来源.但在乙醇氧化反应(EOR)过程中,通常发生2个或6个电子转移的不完全氧化反应,而不是转移12个电子的完全氧化过程.除催化剂对C-C键裂解能力较低外,中间体对催化剂的毒化也是造成乙醇不能被完全氧化的原因.大量研究表明,增强催化剂对OH*和O*的吸附可以有效促进C-C键的裂解并提高催化剂的抗毒化性能.然而,不同氧物种对C-C键裂解的作用尚不明确.本文将人工氧化酶应用在EOR中,并在此基础上探究了不同氧自由基在乙醇氧化过程中的作用.本文发现一种可以催化氧气原位生成活性氧物种(ROS)的人工氧化酶,并利用该特点,将人工氧化酶应用于EOR中,同时探究了不同ROS在乙醇完全氧化中的作用.当没有ROS时,催化剂的质量活性为7.6 A mg_(Pt)^(-1),二氧化碳的法拉第效率仅为12.4%;而在ROS的作用下,催化剂的质量活性可以达到18.2 A mg_(Pt)^(-1),二氧化碳的法拉第效率达到98.7%.这说明ROS的存在有助于提升催化剂活性和二氧化碳选择性.与PtSn IM/C相比,商业Pt/C只能生成少量的羟基自由基,没有检测到单线态氧和超氧阴离子,表明Sn元素的引入可以优化Pt的电子结构,并改善催化剂的表面配位方式,提高催化剂的氧化酶活性.利用原位红外测试技术研究了反应过程中生成的中间体和催化剂整体性能,结果表明,在ROS作用下催化剂表面没有生成有毒的*CO中间体,说明ROS显著提升了催化剂的抗毒化性能.另外,经过8次电解液的更新,二氧化碳的选择性没有发生明显衰减,表明ROS可以增强催化剂的耐久性.CO剥离实验结果表明,在ROS的作用下,催化剂对CO的氧化电位降低了46mV,进一步证明ROS可以有效避免催化剂被中间产物毒化.为进一步研究反应的机理,对体系中生成的ROS进行了电子顺磁共振测试.结果表明,PtSn IM/C可以催化氧气原位生成大量的·OH,·O_(2)~-和~1O_(2).通过向体系中加入不同的自由基捕获剂探究不同氧物种对EOR活性和C-C键裂解的影响.结果表明,单线态氧可以显著提升催化剂活性和C-C键的裂解能力.理论计算结果表明,*CH_(3)CO的C-C键断裂产生*CH_(3)和*CO是Cl途径的决速步骤.当单线态氧存在于PtSn IM/C表面上时,C-C键的离解能为-0.51 eV,低于羟基自由基的1.07 eV和超氧阴离子的-0.47 eV.综上所述,乙醇燃料电池是未来最具有潜力的能源转换器件之一.本研究为乙醇燃料电池阳极催化剂的设计提供了一种新思路.本研究还为探究氧自由基在乙醇氧化反应中的作用和用于多元醇完全氧化反应的催化剂的制备提供参考.

摘要：近年来,高熵合金成为金属材料领域的研究热点。高熵合金处于相图中心区域,具有广阔的合金成分空间和组织结构形成可能;成分和制备工艺的协同调控,能够获得更丰富的组织结构;非常规的化学结构有望突破传统抗磨、润滑合金的性能极限。本文讨论了耐磨高熵合金的分类,分析了化学活泼金属、软金属、难熔金属的添加对高熵合金抗磨、润滑性能的影响规律;总结了非金属元素和陶瓷相的添加对高熵合金基复合材料摩擦磨损性能的影响;综述了热处理和表面工程技术对高熵合金表面组织结构和摩擦磨损行为的作用;讨论了苛刻工况下抗磨润滑高熵合金的设计方法。对未来高熵合金在摩擦磨损领域的研究和应用进行了展望,高熵合金在解决传统合金的瓶颈问题上具有巨大潜力,如在极端工况下实现稳定润滑抗磨、保证特定功能作用下实现抗磨。

摘要：为提高机器人的拟人化程度,提出一种混合驱动的仿人机械臂。将四自由度线驱动机械臂结构与二自由度机器人关节模组巧妙结合构成六自由度混合驱动仿生机械臂,并对其运动学问题进行分析。基于旋量理论建立机械臂的运动学模型,通过基于空间雅克比的牛顿-拉夫森法对机械臂的逆运动学方程进行数值求解,利用Monte Carlo法分析机械臂的工作空间,并在ADAMS软件中完成机械臂的运动学仿真,通过试验对所提出运动学模型的有效性进行了验证。试验结果表明,提出的混合驱动仿人机械臂结构设计可靠,基于旋量理论求解出的运动学方程准确,对仿人机械臂的结构设计与运动学分析具有参考价值。

摘要：在静压桩的理论研究中,分析静压桩沉桩过程中贯入特性所面临的首要难题是明确静压桩贯入机理。本文以分析静压桩沉桩过程中贯入机理为基础,对静压桩沉桩的3种理论分析方法——圆孔扩张理论、应变路径法和有限元分析分别进行了总结与分析,指出了目前研究静压桩贯入机理所存在的不足,并提出了对贯入机理研究的若干建议与认识。建议在传统的圆孔扩张理论基础上,结合应变路径法加以修正,基于土的非线性、桩与土的共同作用、空间特性等对静压桩的沉桩机理本质进行分析。对静压桩贯入机理理论研究的总结为估算静压桩的施工影响提供参考,从而为静压桩的设计和施工提供更多的借鉴,带来一定的经济效益。

摘要：致病性病毒感染对人类生命健康安全造成了严重威胁,然而目前抗病毒药物的种类远远不能满足临床用药需求,因此亟需提高抗病毒药物研发效率。计算机辅助药物设计可以加速药物研发进程,提高成功率,在抗病毒药物研发中得到了广泛应用。本文综述了近五年相关文献,介绍了药效团、分子对接、分子动力学模拟和结合自由能计算等计算机辅助药物设计常用方法在抗病毒药物先导化合物发现、结构优化和作用机制探究等环节中的应用,以期通过推动计算机辅助药物设计的应用来提高抗病毒药物的研发效率。