摘要：针对传统水分检测系统存在的功耗高、精度不足和分辨率低等问题,设计了一款基于Zynq的微波水分检测系统。提出了一种基于线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号的微波水分测量方法,使用脉冲压缩技术对测量数据进行处理,并将其应用于海绵的水分检测。实验结果表明,系统的测量精度高且误差小,平均绝对误差和均方根误差均在1%左右;系统待机和运行时的功耗分别为0.96 W和4.26 W,满足低功耗的需求。在低含水率区间(10%以下),含水率每变化1%微波功率损耗变化约为4.5%,证明该检测系统成功提高了微波水分测量的分辨率。

摘要：为研究人体安全性能生态皮革,结合生态皮革现有标准和实际制造情况,基于生物相容性原理,引入细胞毒性、急性经口毒性、皮肤致敏性三项指标,提出人体安全性能生态皮革检测项目和要求,构建人体安全性能生态皮革评价体系,其中人体安全性能要求无细胞毒性、无急性毒性和无皮肤致敏性。这有助于规范人体安全性能生态皮革的研发、生产和销售,为生态皮革的健康发展提供技术支持。

摘要：【目的】环氧化物水解酶(epoxide hydrolases,EHs)在手性药物的合成中起着重要作用。为了补充和发现更多的高性能环氧化物水解酶,通过基因调取技术探索新的环氧化物水解酶。【方法】通过基因调取技术鉴定了一种来自卡尔斯巴德曲霉的新型环氧化物水解酶(Aspergillus carlsbadensis epoxide hydrolase,Ac EH)。采用Auto Dock2预测Ac EH的关键水解位点,通过计算设计阐明重要位点对Ac EH的结构和催化机制的影响。【结果】对新型Ac EH一级结构的分析揭示了3个特征性α/βEH基序的存在:HGWP、GYTFS和GGDIGS。Ac EH酶表现出高活性,可在15 min内完全水解氧化苯乙烯(styrene oxide,SO),比活性为13951 U/g。Km、V_(max)和k_(cat)/K_(m)值分别为(107.07±57.98)mmol/L、(37.22±17.85)μmol/(min·mg)和1.17 mmol/(L·s)。Ac EH的关键水解位点是催化三联体的Asp192-His372-Glu346和2个保守酪氨酸Tyr251/314。某些突变(R49L、R49Y)导致酶失活,而其他突变(Y45L)导致无活性包涵体的形成。相互作用网络分析显示,第49个氨基酸残基的变化破坏了重要活性位点残基的相互作用,导致酶失活。另一方面,第45个氨基酸残基的改变使酶的结构不稳定,导致包涵体的形成。【结论】本研究发现了一种新的环氧化物水解酶,并分析了其水解机制,为进一步研究这种酶及其工业化应用提供了有价值的见解。

摘要：工业废水对环境的污染和人体的危害日趋严重,该问题亟待处理。在众多污水处理方法中,膜分离因选择性强、分离性能高而受到广泛应用。膜分离主要利用尺寸筛分和静电排斥原理进行超滤、纳滤、反渗透和正渗透等,但传统的膜材料如偏聚氟乙烯、聚砜、聚酰胺等存在污染物截留率低、机械强度差、耐氯性差等缺点,使膜技术面临巨大的难题与挑战。近年来,石墨烯的研究热潮推动了高分子膜材料的高速发展,氧化石墨烯(GO)优越的性能使GO分离膜成为备受关注的研究热点之一,利用GO纳米片组装的多层结构在增强膜分离性能方面显示出巨大的潜力。与GO改性的常规分离膜不同,多层GO膜物理力学性能和化学稳定性更高,并可通过结构设计如层数、氧化程度、改性状况、层间距等来改善分离效果。多层膜的渗透性与分离层的层数有关,膜层数增加可以提高膜的抗穿透性和选择性;石墨烯的氧化程度决定了GO的层数、亲水性和电荷性质,还原程度的增加有利于膜渗透性的提升,氧化程度则有利于分离性能的提升;可以通过改变电荷性质对GO膜进行改性,从而增强GO与目标分子或离子的相互作用。GO纳米通道的结构则影响着水分子的形态和运输,利用分子动力学可模拟和预测多层GO膜的分离性能。本文简要介绍了多层GO膜的制备方法,探讨了结构控制与GO膜分离性能的关系,详细介绍了GO膜的层数、氧化程度、改性、层间距对分离性能的影响,并通过分子动力学对多层GO膜分离进行模拟分析;展望了其在水处理领域面临的机遇与挑战。

摘要：随着现代工业的快速发展,因危险化学品泄漏和溢出造成的水污染已引起全球关注。含重金属、合成染料、芳香族有机物的废水将造成严重的环境、健康和安全问题。吸附法是最经济、快速、有效的水处理方法之一。传统吸附材料(如活性炭、高岭土、聚吡咯等)对某种类型的污染物表现出高去除能力,但对其他类型污染物的去除效率较低,且存在吸附量小、物理力学性能差、可回收性差等缺点,使吸附技术面临巨大的难题和挑战。近年来,石墨烯的研究热潮推动了吸附材料的高速发展,石墨烯优越的性能使氧化石墨烯/壳聚糖(GO/CS)成为备受关注的研究热点之一。比表面积大、活性位点多的GO/CS在吸附性能方面展现出了巨大的潜力。与传统吸附材料不同的是,GO/CS物理力学性能和化学稳定性更高,并可通过结构设计(如石墨烯氧化程度的调整、氧化石墨烯和壳聚糖的改性、交联等)来改善其吸附效果。石墨烯氧化程度的增加有助于提升氧化石墨烯与壳聚糖的相容性和其与被吸附物的静电作用、氢键作用,还原程度的增加则有利于提升π-π相互作用;氧化石墨烯、壳聚糖的改性可改变复合材料表面的电荷性质,有利于吸附性能的提升;交联则有利于提升氧化石墨烯与壳聚糖的相容性,并在一定程度上增强与目标分子或离子的相互作用。GO/CS的结构决定其稳定性,还原程度的增加和交联有助于降低GO/CS的溶胀性并提升其物理力学性能。本文简要介绍了GO/CS的制备方法,探讨了结构控制与GO/CS吸附性能的关系,详细介绍了氧化石墨烯氧化程度的调整、氧化石墨烯和壳聚糖的改性、交联对吸附性能的影响,并对GO/CS的溶胀性和物理力学性能进行了分析,展望了其在水处理领域面临的机遇与挑战。

摘要：提出了一种适合于峰值电流模DC-DC转换器的新型多功能误差放大器电路.与斜坡电压信号结合可实现软启动功能,实现了从启动阶段到稳定工作状态的平滑过渡,无扰动出现,并有效地消除了启动阶段的浪涌电流和电压过冲;同时还具有最大电流限制和模式切换功能.该误差放大器集成到一款峰值电流模升压型DC-DC转换器中,电路采用CSMC 0.5μm BCD工艺实现.仿真结果表明:3.5V的输入电压下,误差放大器消耗的静态电流为4.48μA,并且能够实现软启动、最大电流限制、模式切换功能.电路具有简单易实现,功耗低的特点.

摘要：利用两个带球差的球面透镜进行胶合,通过对其像差的控制与优化,设计出一个类似轴棱锥的双透镜系统即透镜轴棱锥,它可以产生具有贝塞尔光主要特性的光束。与轴棱锥相比,它具有加工容易、制造成本低和孔径大等优点。利用光学设计软件模拟了平行光经过透镜轴棱锥产生贝塞尔光的演变过程,并从实验上对光沿光轴传播时在不同距离z处的贝塞尔光的光斑进行了拍摄,理论分析与实验吻合。

摘要：进行了17个CFRP-PE-不锈钢筋混凝土短柱和8个对比试件的轴压试验,探究不锈钢种类、箍筋间距、CFRP厚度、PE厚度对该类组合柱的破坏模态、荷载-应变曲线、极限应变、极限承载力、延性的影响规律.试验结果表明:在CFRP和混凝土间设置PE垫层能提高该类组合短柱的延性和变形能力,并降低其承载力;增大CFRP厚度可提高其承载力和极限应变,但试件表现出增大的脆性;减小箍筋间距或增大钢筋强度可显著提高其承载力、峰值应变和延性.建立了有限元模型,有限元分析表明:增大PE厚径比会显著提高该类组合短柱的变形能力和延性,并降低CFRP对其承载力的影响;增大配箍率、不锈钢强度、CFRP抗拉强度、CFRP厚度可提升该类组合短柱的极限应变与承载力;提高混凝土强度会提高该类组合短柱的峰值承载力,但降低其极限应变.最终建议了该类组合短柱的延性设计方法、承载力模型和极限应变模型.

摘要：为了增强LED灯具的散热能力,根据烟囱效应原理,设计了一种LED球泡灯,其具有特殊的直筒式烟囱结构。利用Solidworks建立三维模型,通过其插件Flow Simulation进行热仿真,并以烟囱高度30 mm、烟囱数量6、通风口长度2 mm的参数为基础模型。通过实验验证,测出该模型的最高温度为69℃,与仿真所得出的结果仅相差1.66℃,证实了仿真步骤的正确性。以此为基础,对不同烟囱高度和数量、通风口大小对LED芯片最高温度的影响进行研究。研究表明:烟囱效应明显增强了灯具的对流散热性能。在烟囱高度为45mm、烟囱数量为12、通风口长度为3.5 mm时,LED芯片的最高温度为61.04℃,比优化前下降了9.62℃。在模型参数相同的条件下,最高温度比不加烟囱结构的LED球泡灯下降了1.9℃,且散热器重量下降了2.55g。在自然对流条件下,所设计的LED球泡灯能很好地满足LED芯片工作要求。

摘要：电弧故障是引起电气火灾的重要原因之一。针对串联电弧故障随机性、多样性和隐蔽性等带来的诊断难题,为提高故障诊断率,设计了一种新的串联电弧故障诊断方法。借助高频电流传感器和高速数据采集系统采集串联电弧故障电流,通过分形维数定量衡量高频电流信号的混沌特性,以便提取串联电弧故障的特征信息,以盒维数和关联维数构造串联电弧故障的特征向量,采用最小二乘支持向量机对电流信号的特征向量进行分类,实现了线路正常与串联电弧故障状态的正确区分。运用所建立的实验平台验证了整个诊断方法的有效性,实验结果表明,串联电弧故障诊断率达到98%以上,所设计的诊断方法具有良好的泛化能力。