摘要：强度-塑性倒置普遍存在于传统均匀或随机微观结构的金属材料,而梯度纳米结构材料由于其晶粒尺寸呈梯度变化,变形过程中不同特征尺寸的结构相互协调,使其具有优异的综合力学性能。近年来,由不同性质的非均质区域构成异质结构的设计理论、制备方法和变形机理逐步完善。本文总结了梯度结构、双峰结构、谐波结构、异质层状结构、分散纳米域和层状纳米孪晶结构等异质结构金属材料的分类及制备方法。结合梯度纳米结构金属在应力加载过程中非均匀塑性变形行为,总结其强塑性机制,包括梯度塑性、几何必须位错、机械驱动的晶粒粗化、表面残余应力和表面扰动和剪切带行为等,并讨论其未来发展所面临的挑战。

摘要：针对单抗电荷异质体分离,采用离子交换层析机理模型,预测洗脱分离行为,辅助工艺条件优化。设计了校准实验,拟合得到模型参数,模型计算与实验吻合良好,具有良好的预测能力。利用模型分析比较了不同洗脱方式,得到最优的两步阶跃洗脱方案,具有较高的收率,但发现该分离过程对盐浓度极为敏感。进一步针对第一步洗脱盐浓度进行过程稳健性约束的过程优化,发现盐浓度为108.5 mmol/L时过程稳健性增强。经实验验证,两步阶跃洗脱收率最高可达到85.3%,稳健约束优化后第一步等度洗脱盐浓度操作区间增大为98.9~117.5 mmol/L。结果表明,模型辅助的工艺优化可以进行复杂条件分析,促进难分离体系的分离过程优化,并能够针对过程稳健性给出合理解决方案。

摘要：了解人工肝中空纤维膜组件传质行为对其高效解毒具有重要指导意义。建立了中空纤维膜组件内流动传质的三维数值模拟模型,研究了小分子胆红素与大分子牛血清白蛋白(BSA)在组件内的传质行为,讨论了管程流量、壳程流量、中空纤维管长度对胆红素与BSA传质的影响。研究结果表明小分子胆红素的传质方式是对流传质和扩散传质二者兼具,而大分子BSA的传质方式以对流传质为主;胆红素和BSA的清除速率随着管程流量增大而提升,也随着中空纤维管长度增加而提升;随着壳程流量增大,胆红素的清除速率先快速提升再缓慢上升达到渐近值,而BSA的清除速率随壳程流量增大而逐渐减小。研究成果可以为人工肝中空纤维膜组件的结构优化设计和临床操作参数提供依据。

摘要：针对多数水泥基材料自修复技术在渗漏水条件下修复物质被冲走、裂缝自修复效果难以达到预期且可修复裂缝宽度较窄的问题,本工作结合物理膨胀修复和化学反应修复的优点,以螯合处理的高吸水性树脂(Chelation super absorbent polymer,C-SAP)为物理修复剂,以反应修复剂(Reactive healing agents,RHA)和高性能混凝土膨胀剂(High performance calcium sulpho aluminate,HCSA)为化学修复剂,设计并制备了一种能在渗漏水条件下快速、高效修复裂缝的自修复颗粒,并改进了自制裂缝水渗透实验装置,开展了自修复颗粒修复效果的事前快速评价,最后采用X射线衍射分析方法分析了修复产物的物相组成。结果表明:自制裂缝水渗透实验装置能在将自修复颗粒应用于水泥基材料前有效且快速地评价颗粒的自修复效果,从而实现自修复颗粒组成的快速优选。当自修复颗粒中m(C-SAP)∶m(RHA)∶m(HCSA)=7.5∶32.5∶60,颗粒掺量为20%和30%时,其能够在672 h时完全封堵0.5 mm的裂缝;颗粒中的m(C-SAP)∶m(RHA)∶m(HCSA)=10∶30∶60且颗粒掺量为30%时,其能够在1008 h时完全封堵0.6 mm的裂缝。在裂缝修复早期,C-SAP解螯合并吸水膨胀,快速封堵裂缝,降低水流量;随后,化学修复物质通过化学反应生成白云石、钙矾石和方解石等结晶产物,从而将裂缝修复。

摘要：现有可靠性分配方法在农机领域应用较少,为更好地满足农机可靠性分配需求,提出了一种基于改进综合因素法(IFM)的农业机械可靠性分配方法。该方法针对农机特点综合考虑了包含子系统危害度A_(1)、改进潜力A_(2)、复杂度A_(3)、维修性A_(4)、环境条件A_(5)和技术水平A_(6)在内的6种影响因素,并形成子系统故障率分配的权重因子,实现了将指定的系统整体可靠性目标分配至子系统层级。针对新研发产品,给出了各影响因素取值的评价参考标准,可通过故障模式影响及危害性分析(FMECA)结合专家评分定量计算。以2BMQF-6/12免耕播种机为例,应用改进IFM对其进行可靠性分配,并与IFM及FOO、Kim、Yadav方法进行比对,验证了本文所提出方法的可行性。本文方法分配结果合理、流程完善、考虑因素相对全面,可为农机可靠性分配提供参考,为农机产品可靠性设计提供依据。

摘要：首先对3D打印的整体框架进行简要的介绍,其中包括了增材制造制程的基本原理,七大制程的分类及小结。其次对常见的负泊松比结构进行简介,与一般传统结构相比,负泊松比结构的能量吸收能力更强,抗断裂性能更好,耐压痕性能更好,这些都是其在打印制造方面所具有的优势。最后对3D打印,负泊松比结构的应用以及两者的结合应用,从医疗领域的不同角度进行介绍,包括心血管支架的应用、生物医用材料结构制备应用研究、腰椎间盘植入物应用等。该文对3D打印负泊松比的结构设计思路,对医疗领域的新应用方向有指导作用。负泊松比材料的应用领域非常广泛,不仅可用于医疗领域,也可用于机械设备、汽车制造与航空航天等高科技领域。

摘要：近年来,基于激光增材制造技术的先进结构材料和构件制备及应用取得了重要进展,并由此带动了该技术在金属功能材料制备与调控方面的发展。作为金属功能材料典型代表的形状记忆合金兼具形状记忆、超弹性和弹热效应等新奇特性,这些特性与合金的微观组织、微结构演化高度相关,但难以通过传统制备和表征手段实现精细化调控和实时相变测量,因而通过激光增材制造技术调控微结构并进行原位同步辐射观测成为形状记忆合金性能提升的重要手段。本文综述了基于激光增材制造的形状记忆合金设计、微结构调控、工艺-结构-性能关系以及国内外研究现状,并从技术原理、材料特性、工艺优化、结构调控和原位表征等方面对形状记忆合金激光增材制造研究进展进行了介绍,归纳整理了现阶段激光增材制造形状记忆合金的主要性能。另外,本文介绍了激光增材制造过程的原位X射线衍射表征方法以及该表征方法的典型应用,对增材制造过程中合金的相变动力学测量及单晶原位表征方法进行了梳理,并对该技术的未来发展趋势进行了展望。

摘要：蛋白质-蛋白质相互作用在细胞信号转导、基因表达和代谢调控等生物过程中发挥重要作用,鉴定蛋白质间的相互作用对于理解复杂生物过程至关重要。预测蛋白质间的相互作用可以为药物发现、蛋白质功能研究和设计等领域提供帮助。近年来,随着人工智能技术的蓬勃发展,深度学习技术在预测蛋白质互作领域做出巨大贡献,其中基于序列的深度学习模型通过学习蛋白质序列信息的深层特征进行互作预测。本文综述了深度学习在基于序列的蛋白质互作预测中的应用,按照算法框架和时间线对该领域进展进行分类归纳,介绍了数据处理、序列编码方法、算法架构以及模型的评估指标等内容,并分析了当前面临的问题以及未来的发展方向。随着深度学习技术的发展,预测蛋白质互作的效率大幅提高,未来需要发展泛化能力更强的预测模型,助力蛋白质互作的预测。

摘要：本文提出并研究了一种基于微环腔辅助干涉的Fano谐振器。在该谐振干涉结构中,输入信号光经环形谐振腔后分成的下路光和直通路光以一定相位差合束,该合束光干涉形成了有别于传统对称Lorentz线型的非对称陡峭Fano光谱。在理论上使用传输矩阵方法分析了非对称线型产生的相位条件,讨论了不同耦合系数、微环损耗对非对称谱线的消光比和斜率的影响,给出了理想条件下谷点波长漂移的计算公式和完全消光条件。分析表明,当两路光信号相位差为94°时,对于耦合系数为0.242、损耗系数为0.995的Fano谐振谱消光比可高达41.54 dB,斜率可高达2372 dB/nm。基于时域有限差分(FDTD)仿真和设计,采用电子束光刻(EBL)直写器件在绝缘层上硅(SOI)平台上进行了验证。实验中两路光的合束采用了多模干涉(MMI)结构,并设计了不同相位差以验证其对Fano谐振非对称线型的影响。实验表明,在本文工艺条件下,可以获得近-25 dB的消光比和1997 dB/nm的光谱斜率。本文提出的Fano谐振结构将为高分辨率光传感、低功耗光开关和高对比度光探测等领域高性能器件的设计开辟新途径。

摘要：海上风能资源远超陆地,而我国海域随着离岸距离增加,大陆架水深增加幅度减缓,针对此特点,如何优化设计适应我国海域水深条件的系泊系统是目前发展浮式风机遇到的重大难题之一。本文以5MW-OC4半潜式浮式风机作为研究对象,浮式风机采用悬链线式系泊方式,使用SESAM软件在渤海某海域40 m水深下对浮式风机进行频域和时域计算。系泊配件在单独和组合使用时分别进行参数敏感性分析,再将浮筒和配重块组合使用对系泊系统进行优化。研究结果表明:浅水条件下,系泊配件组合使用和单独使用时改变相同系泊参数对浮式风机整体响应影响规律相同,但组合使用时改变系泊参数对系泊系统性能优化的效果要更明显,组合使用时更改配重块位置参数时均值的优化差值能达到15.7%,而纵荡、纵摇以及张力响应的优化差值基本都在10%以内,因此选择合理的配件组合方式可以显著改变浮式系统的整体特性并影响系统的安全性和成本。