熔体静电纺丝技术研究进展

熔体静电纺丝技术作为一种不使用溶剂的超细纤维绿色制备工艺，在高性能无纺布、生物医药和高效过滤等方面有着广泛的应用。本文简单回顾了熔体静电纺丝研究历史，阐述了熔体静电纺丝工艺特点，综述了近年来熔体静电纺丝工艺、材料、装置及应用新进展，介绍了笔者团队熔体微分静电纺丝技术，并在最后提出几点对未来熔体静电纺丝研究重点的看法。通过本文，以期增进对超细纤维绿色制造新理论、新方法和新装备的认识。     

熔体静电纺丝制备聚乳酸纤维的吸油性能研究

利用熔体静电纺丝制备聚乳酸（PLA）超细纤维,并添加蔗糖脂肪酸酯（SE）细化电纺纤维减少降解率。对纤维进行扫描电子显微镜、接触角、吸油倍率和油水选择性等表征测试,结果表明,PLA/SE纤维平均直径最细达到173μm,对水接触角在135°~140°;纯PLA纤维对机油、原油、柴油、花生油的吸附倍率分别为99、72、56和66g/g,而PLA/SE纤维对这些油品的吸油倍率分别为129、98、63和87g/g,明显高于纯PLA纤维;PLA/SE纤维的油水吸附选择性高达1000倍,同时具有良好的浮力和一定的可重复使用性;另外,温度对纤维的吸油倍率也有一定影响。     

内置转子强化管管内流体流动行为

以有机玻璃管为实验测试段,采用可视化实验手段对比分析光管及内置转子强化管管内苯甲基硅油液滴的流动状态,以及转子在转动过程中与苯甲基硅油液滴的相互作用规律。研究结果表明,光管内的苯甲基硅油液滴基本上悬浮于光管的中心轴线以下前行流动,强化管内由于粘附作用及转子旋转效果的共同影响,使得苯甲基硅油液滴几乎均处于强化管的中上部。在强化管内转子对苯甲基硅油液滴主要有两种作用,分别是苯甲基硅油液滴流经转子叶片时,转子叶片对苯甲基硅油液滴的剪切分割作用,以及转子叶片尾部边缘对苯甲基硅油液滴的螺旋扫掠作用。     

激光雷达在森林生态系统监测模拟中的应用现状与展望

激光雷达是一种新兴的主动遥感技术,能够在多重时空尺度上获取森林生态系统高分辨率的三维地形、植被结构参数.其对森林生态系统变化的精确、高效监测和模拟在认识这些变化如何影响陆地生态系统碳循环、全球气候变化,并促进生物多样性保护方面将发挥重要作用.本文拟对激光雷达技术的概念和发展应用简史作一介绍,通过分析其在数字地形产品生成、森林生态参数提取反演应用中的主流算法和优势,继而阐明其推广应用所面临的挑战,最后指出未来激光雷达技术在生态学应用中可能的研究热点.本文认为,构建集太空、天空、地面多源传感器于一体的数字生态系统是未来生态系统观测网络发展的必然趋势,而激光雷达技术能够在数字生态系统建设过程中搭建可靠的数据支撑体系,最终有助于决策部门调控、优化人与环境关系,实现二者和谐共存.     

随动式动态混合器固液混合的实验研究

为了更精确地描述固体颗粒在随动式动态混合器中的分布,在研究管内颗粒分布情况时引入电荷耦合元件（CCD）图像测量系统。采用内置低流阻螺旋转子探讨有无内置低流阻螺旋转子、不同固体颗粒密度、不同连续相流体流速对管路固液混合效果的影响。结果表明：管内加入低流阻螺旋转子后,密度与水接近的固态颗粒的混合效果较光管得到了明显的改善;连续相流体速度为1 m/s时,管内加入低流阻螺旋转子后,密度与水接近的固态颗粒混合效果最好。     

新型生物催化剂——核酶

起酶作用的RNA和DNA正不断被发现.本文说明酶性DNA和RNA概念的确立过程以及其重要的理论和实际意义.     

熔体静电纺丝3D电场模拟

采用有限元分析软件ANSYS对熔体静电纺丝平台模型进行三维电场模拟。分析了纺丝系统在不同电压下的电场分布情况，重点讨论了内锥面喷头间距对纺丝尖端电场的影响。发现在间距为100mm时，内锥面喷头纺丝尖端场强分布最为均匀|纤维路径上的场强随着喷头数量、施加电压的增加而增加，随着喷头间距增加无明显变化；场强较强处出现在纺丝尖端和接收板边缘。在模拟基础上研发了新型一分四的熔体微分静电纺丝机，制备了均匀分布的纤维，为进一步设计纳米纤维宏量化生产的纺丝设备提供参考。     

熔体静电纺丝中电极材质和形状对电场和纤维的影响

电场强度大小及分布对静电纺丝工艺的成纤形貌和接收面积具有重要影响。采用COMSOL Multiphysics分析软件建立电场分析的有限元模型,分别研究了熔体静电纺丝工艺中接收电极材质和形状对电场分布的影响,结果表明塑料在一定程度上削弱了电场强度,但是增加了电场的均匀度。通过扫描电子显微镜观测了接收电极材质和形状对纤维直径和形貌的影响,发现在不同的接收电极形状中,中空电极内环边缘电荷聚集,纤维摆动路径延长,获得较多的羊毛圈状纤维;对于方格状电极板,由于大方格的孔隙较大,削弱了电场,纤维直径较粗,中方格尺寸相对适中,可能对电场有一定的均化作用,因此降落到中方格电极板上的纤维沉积面积最大。     

离散求和法应用于空气弹簧ANSYS多步分析

列举了空气弹簧ANSYS仿真过程中存在的一些问题和难点。介绍了EQ6111空气弹簧的结构和材料特点,并针对性地建立了空气弹簧的有限元模型。针对空气弹簧分析过程中所存在的气压载荷问题,采取了多步分析的思路。在此思路的基础之上,采用离散求和法编写胶囊容积计算宏,应用于空气弹簧的垂向和横向静态力学性能分析,并将分析结果与试验结果和前人分析结果进行了比较,取得了较高的模拟分析精度,并且大大提高了仿真过程的连续性和可控制性。     

内置转子圆管内CaCO3污垢形成过程的数值模拟

从传热传质的角度建立了内置转子圆管内CaCO3污垢形成过程的数学模型,并进行了相应的数值模拟。计算结果表明,内置转子圆管内的温度场及浓度场都比光管均匀;同一截面处,内置转子后圆管的污垢沉积率和剥蚀率有所降低,光管热阻为内置转子圆管热阻的3～4倍;圆管的污垢沉积率、剥蚀率及热阻随入口浓度的增加而变大。