模具结构对连续纤维增强热塑性复合材料性能的影响

采用自行设计的两种不同结构的熔融浸渍模具制备了连续玻璃纤维增强聚丙烯预浸带，测试了模具结构对预浸带的孔隙率、纤维断裂率、界面形貌、纤维分散均匀度和拉伸强度的影响，建立了纤维浸渍模型和纤维断裂模型，并通过理论模型对预浸带的孔隙率和断裂率进行理论预测。结果表明，本文建立的数学模型能够有效预测预浸带的浸渍程度和纤维断裂率，可用于浸渍模具结构的优化设计；在本文范围内，与波浪形模具相比，斜齿形模具的多楔形区结构可以有效地降低预浸带孔隙率和提升纤维分散程度；波浪形模具的流道圆角半径较大，楔形区个数较少，与斜齿形模具相比，可有效降低纤维断裂率并提升拉伸性能。     

光束在不衰减的情况下实现了小角度转弯

一种类似蜂窝的塑料材料不但能引导光束实现精确的小角度转弯,还能在整个过程中保证光束的强度和完整性丝毫不受影响。由美国得克萨斯大学埃尔帕索分校(UTEP)和中佛罗里达大学(UCF)两校联合开发出的这种技术有望进一步拉近高性能光学计算机,特别是小型光学计算设备和现实的距离。相关论文发表在最近出版的《光学快报》杂志上。     

纤维加筋土技术国内外研究进展

根据国内外近20年来在纤维加筋土技术方面取得的研究成果,主要对纤维加筋土的力学特性、变形特性、本构模型、动力特性及天然纤维加筋土应用技术等方面的研究现状进行了介绍。研究发现,针对纤维加筋土的强度特性进行的大量研究均表明,加筋纤维能有效提高土体的抗剪、抗压、抗拉强度和承载力,降低膨胀土的胀缩性,而纤维含量、纤维长度及龄期是影响纤维加筋土强度和变形的主要因素;在动力特性方面,纤维加筋可以提高土体的动力学性能,但相关研究较少,尚未形成系统的理论;在本构模型方面,目前的模型主要用于预测纤维加筋土的抗剪强度,缺少能够完整描述纤维加筋土应力应变关系的本构模型。在天然纤维加筋土及其应用方面,由于是近年来才逐步开展的研究,尚缺少大范围的研究,理论还不完善。最后,对纤维加筋土研究现状进行了概括,并针对目前研究中的不足,提出了今后该领域的研究重点和方向,主要包括:开展大试样及大尺度模型试验、纤维加筋土的本构模型研究、纤维加筋土的动力学特性研究、纤维加筋特殊土研究、天然纤维加筋土的系统研究等。     

PANI-CNTs复合材料的制备及其在对称型全固态超级电容器中的应用

超级电容器寿命长、安全性高,并可以实现快速充放电,是化学电源研究的热点之一。文章通过简单的化学原位聚合法将聚苯胺(polyaniline,PANI)与碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)进行复合,得到聚苯胺纳米管(PANI-CNTs)复合材料。利用场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscope, FESEM)对其形貌和结构进行表征。循环伏安(cyclic voltammetry,CV)曲线、恒电流充放电(galvanostatic charge-discharge, GCD)曲线和循环寿命测试结果表明,纳米复合电极材料在三电极体系中,电流密度为1 A/g时,比电容高达690 F/g,3 000次循环后仍保持初始电容80%,在组装成柔性器件后,保留了优异的电化学性能,并展现出卓越的柔性机械性能。     

Arm-Chair型SWCNT结构、电子特性及B掺杂对其的影响

采用密度泛函理论(DFT)和局域密度近似(LDA)方法,通过构型优化得到硼原子掺杂前后的单壁碳纳米管SWCNT(4、4)稳态几何构型、能量、能带和态密度。并通过比较发现替代前后SWCNT在沿着c轴的方向键长增加;B原子取代使Fermi面附近SWCNT的价带和导带出现分裂;系统替代前后均具有金属性。     

磺酸化CNTs在钙钛矿太阳能电池电极中的应用

为解决钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,PSCs)中采用贵金属作为对电极(counter electrode,CE)而导致的成本高昂问题,对碳纳米管(CNTs)进行磺酸化处理,并将磺酸化CNTs(s-CNTs)作为对电极材料应用到PSCs中.利用稳态荧光(PL)、电化学阻抗(EI)等方法对PSCs的电荷传输过程进行研究,结果如下:与CNTs对电极相比,s-CNTs对电极具有更好的导电性、更优异的空穴提取和传输能力,在s-CNTs基PSC上获得6.18％的能量转换效率.当喷涂量为1 mL/块,退火温度为100℃,退火时间为30 min时,s-CNTs基PSC的各项性能最优,并具有较好的重复性.研究结果为改善碳基PSCs的光电性能提供了新思路.     

碳纤维复合材料丝束带剪断状态快速检测方法

为解决在狭小空间内无法准确有效识别碳纤维丝束带剪断状态的问题,提出了一种基于电信号的碳纤维丝束带剪断状态的检测方法,并设计了相应的剪断状态监测硬件及软件系统。该检测方法首先通过简单的检测电路以及数据采集卡,实现对碳纤维丝束带剪断过程中的电信号实时采集,然后对采集得到的信号进行低通滤波处理,获取电压信号的峰值,将峰值与设定的检测阈值相比较,可以有效识别出碳纤维丝束带的剪断情况。实验结果表明,在进行剪断操作时,未完全剪断的碳纤维丝束带电阻为10~500Ω,而完全剪断的丝束带电阻为无穷大,将丝束带与检测电路连接,电阻的变化即可反映到两电极间的电压变化。实验中,完全剪断时,丝束带两端电压从0V大幅跃升到4.377 03V,大于设定的阈值,而未完全剪断时,丝束带两端电压从0 V小幅跃升到0.067 97V,小于设定的阈值1V,均可有效识别剪断状态,证明该方法检测结果较为准确。该方法可以在铺丝头内部的狭小空间进行检测,同时能够快速识别出碳纤维丝束带的剪断状态。     

Eu(Ⅲ)在天然植物纤维上的吸附行为

采用分光光度法和批处理法研究了Eu(Ⅲ)在天然竹纤维和木纤维上的吸附行为,考察了固体投加量、pH、离子强度、腐殖酸、接触时间、温度等因素对吸附的影响,讨论了Eu(Ⅲ)在竹纤维和木纤维上的吸附动力学和热力学。结果表明,pH对吸附的影响明显;背景离子会抑制Eu(Ⅲ)在竹纤维和木纤维上的吸附;在低pH值下,腐殖酸对吸附有强化作用,在高pH值下,腐殖酸对吸附有抑制作用。Eu(Ⅲ)在竹纤维和木纤维上的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,最大吸附量分别为17.78和18.54 mg·g~(-1)。热力学函数计算结果表明,Eu(Ⅲ)在竹纤维和木纤维的吸附为自发且吸热的过程。     

红外光谱法检验香烟过滤纤维的研究

目的建立一种灵敏、准确、无损的检验香烟过滤嘴的方法。方法利用傅立叶变换红外光谱仪,采用Smart Performer采样器,对120个不同品牌、同一品牌不同档次和同一品牌同一档次不同系列的香烟过滤嘴样本进行分析检验,并考查各种影响因素。结果依据红外光谱图中吸收峰的不同,可以将香烟过滤嘴样本加以区分。结论该检验方法不破坏检材,重现性好,可用于鉴定香烟物证。     

纺织品打造的神奇未来

知识链接氨基酸是构成蛋白质的基本单位。水解蛋白可获得35种氨基酸,其中20种是常见的。按侧链R-基因的化学性质,杂环亚氨基酸生命元素的广泛存在和原始大气的条件,使氨基酸成为地球早期阶段大气和海洋中普遍存在的有机化合物之一。20世纪50年代,米勒第一个在实验室制得了氨基酸;现在,科学家们又在宇宙空间发现了氨基酸,这些发现给了人们新的重要的线索去探索生命起源的奥秘。