2012-02 科技新闻媒体关注指数排行榜

 地球上不同纬度和不同高度的重力加速度是有起伏的,其平均值是g₀=9.80m/s²。微重力环境的严格定义是g=10^-6g₀处的空间环境。获得微重力环境的实验装置和航天器：落管、落塔、气球、抛物线飞机和探空火箭等,可得到数秒到数十分量级的微重力环境;使用人造卫星、飞船和特殊的太空飞行器,可获得数天到数十天的微重力环境;使用空间站可实现数年到十几年的微重力环境。2011年9月29日,中国成功发射“天宫一号”实验平台,它是一座试验性空间站。2011年11月3日,成功实现了“天宫一号”与“神舟八号”飞船的对接,这表明中国已具备实现微重力环境的所有手段。本期封面图片上部为“天宫一号”与“神舟八号”飞船的对接过程模拟图。     

利福平Si02纳米微球制备及影响因素的研究

目的,研究纳米SiO2微球组分及制备影响因素、微球表征以及利福平纳米微球的释放效果。方法：1)正交试验选出制备纳米SiO2微球各因素的最佳水平组合;2)乳化剂挥发法制备利福平纳米SiO2微球,并考察和表征其粒径大小、载药量和包封率等指标。3)利福平纳米二氧化硅微球释放评价试验。结果显示：最佳水平组合为A1B3C3D3,即纳米Si02粒径10nm、PLA 80mg/ml、明胶40mg/ml和二氯甲烷:丙酮=2:2。制备的利福平纳米SiO2微球外观圆整,大小均匀,粒径可控。影响载药量因素最主要为聚乳酸含量,其次为两种溶剂(疏水与亲水)的比例,然后是孔径和稳定剂的含量。结论：该方法制备的利福平纳米SiO2微球其载药量、包封率均在60%以上,且体外释放稳定,符合药物缓释的要求。     

基于FLANN数据融合的微重力落舱动态测重补偿及校正

提出了一种用函数连接型神经网络(FLANN)数据融合及直线回归分析技术相结合实现微重力落舱动态测重的补偿及其非线性校正的方法.该方法将测重传感器输出的线性段特性用回归方法进行拟合,得到直线校正方程;对测重传感器非线性特性采用FLANN数据融合,从而实现测重传感器温度补偿与非线性校正.该方法用于微重力落舱动态测重结果分析表明,该方法是切实有效和可行的.     

5-氟尿嘧啶壳聚糖纳米微球的制备及表征

壳聚糖(CS)作载体,与三聚磷酸钠(TPP)和5-氟尿嘧啶(5-Fu)发生离子交联反应,制备具有缓释效能的5-氟尿嘧啶壳聚糖纳米微球,并以微球载药量、颗粒大小为指标设计优化了其制备方法,考察不同因数水平对微球的载药量的影响。用傅立叶红外光谱表征了其结构,用激光散射粒径仪测得微球的平均粒径为143~212 nm。氟尿嘧啶壳聚糖微球最大载药量为48.3%,在pH 7.1磷酸盐缓冲溶液中对氟尿嘧啶的缓释作用明显,释放周期较长,药物含量越大,药物从微球中释放出来的速率越快,可作为靶向药物控释体系。     

单摆智能化测量重力加速度实验的研究

利用单摆智能化测量重力加速度装置,可以实现数据的键盘输入、自动计数、自动计时、自动计算并显示结果,有利于研究重力加速度大小与摆球摆动次数、摆长、摆角的关系．研究结果优化了测量重力加速度的方案,提高了测量精度,使传统单摆测量重力加速度的方法得到了较大的改进．     

PLGA基载药复合微球的制备及其释放性能

以聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)为载体材料,牛血清蛋白(BSA)为蛋白模型药物,采用复相乳化溶剂法制备PLGA载药微球,探索载药微球制备过程中囊芯比、初乳水油比、分散剂浓度、超声乳化时间对微球粒径大小、载药率、包封率的影响。结果表明,最优载药微球的制备条件为:囊芯比1:1,初乳水油比3:5,分散剂质量分数0.5%,超声乳化时间2 min。在此条件下,所得PLGA微球的粒径为268.7 nm,载药率30.88%,包封率46.95%; 电镜照片表明微球表面连续光滑,粒径分布较均匀。采用静电吸附法用阳离子聚电解质壳聚糖对最佳条件下的PLGA载药微球进行表面修饰,扫描电镜表明复合后微球粒径变大,能谱分析表明复合后微球中有N元素存在,即复合微球中存在壳聚糖,电荷测试表明微球表面带正电; 体外释放实验表明PLGA-CS复合载药微球的缓释时间延长,释药初期的突释性明显改善。     

周期个数设定对三线摆测量重力加速度的影响

通过三线摆法测量三线摆下圆盘转动惯量原理,推导出利用三线摆法测量重力加速度表达式。为了提高三线摆法测量哈尔滨地区重力加速度的准确性,设定转动周期个数分别为5、10、20、30、40和50个。研究设定不同转动周期个数,空气阻力及悬线间摩擦对三线摆法所测重力加速度准确度的影响。发现设置测量周期个数为40个时,所测得的重力加速度最接近哈尔滨地区实际重力加速度值。     

重力加速度的测量

本文结合本地实际,理论分析和实际测量相结合,阐述了如何精确测定当地的重力加速度。并分析了单摆法、落球法和复摆法测量重力加速度中主要误差原因,供大家测量时减小和修正误差作参考.     

诺氟沙星-壳聚糖微球的制备及释药性能

利用乳液一化学交联法,用水溶性壳聚糖（CS）与诺氟沙星（NFX）制备诺氟沙星-壳聚糖微球（NFX-CSM）。根据正交实验设计,考察投料比、交联剂用量、转速和反应温度对质量指标的影响,选出最佳制备工艺条件;利用扫描电镜,红外光谱和Zeta电位仪对载药微球进行表征;用药物溶出度仪检测NFX-CSM在不同pH值环境下的释药速率,并考察不同交联剂用量和投料比（m（CS）：m（NFX））所制备的载药微球对释药速率的影响;将大肠杆菌与NFX-CSM共培养,检测载药微球的抗菌效果。研究结果表明：在最佳制备工艺条件下,制得载药微球的平均粒径约为40m,球形圆整,分散性好,载药量和包封率分别为4．9％和42．3％;载药微球在不同pH值环境下均对药物有良好的缓释效果,其释药速率随交联剂用量的增加和投料比的增大而变小;NFX在CSM的协同抗菌作用下,抗菌效果明显增强。     

利福平SiO_2纳米微球制备及影响因素的研究

采用正交试验设计对纳米SiO_2微球各组分因素的不同水平进行优化组合,将各水平组合制备成相应的微球,以微球SiO_2含量为评价指标筛选出最佳组分因素的水平组合.通过考察、表征和比较这些微球的粒径、载药量和包封率等指标,同时结合载药微球-利福平纳米二氧化硅微球的释放试验,分别进行纳米SiO_2微球组分对微球制备、微球表征和药物释放影响的评价.获取的最佳水平组合为A1B3C3D3,即纳米SiO_2粒径10 nm、PLA 80 mg/mL、明胶40 mg/mL和二氯甲烷:丙酮=2∶2.该水平组合制备的利福平纳米SiO_2微球外观圆整,大小均匀,粒径可控,其载药量、包封率均在60%以上,且体外释放稳定,符合药物缓释的要求.实验结果也显示,聚乳酸含量为载药量的最主要影响因素,其次为两种溶剂(疏水与亲水)的比例,以及孔径和稳定剂的含量.     

测量游泳动态阻力的附加阻力微扰动法

为使运动员在训练和比赛中有良好技术表现,对游泳推进力和动态阻力的测量进行了研究。提出了一种利用微小附加阻力的方法,用于在泳池中测量游泳运动员游进时的动态阻力。实验中测量运动员在附加小阻力前后的游进速度,并记录附加阻力值,代入到在推进力不变假设条件下导出的阻力计算公式,即可得到动态阻力值。应用设计的装置实测了一些运动员在自由泳和蛙泳时的动态阻力和阻力系数。结果表明,不同泳姿下水对人体的阻碍作用不同,阻力系数可作为泳姿的评价参数。该结果可为指导训练和分析运动员技术动作提供参考。     

泳动式微型管道机器人的设计及运动分析

以NdFeB磁铁为驱动器设计了仿生游动微型机器人.其作业原理是通过改变时变振荡磁场的驱动频率,控制嵌入机器人头部NdFeB的运动,时变振荡磁场能转换成机器人头部摆动的机械能带动铜薄膜尾翼产生波动,进而与液体耦合产生推力控制机器人运动.最后分析了尾翼的频率方程和振型函数新的解析表达式.     

移动带和切向吹气对气动力的影响

使用数值计算和风洞试验的方法获得某三厢轿车的气动力,并采用现有的修正方法对气动力结果进行修正.对比了气动力的计算值和试验值,结果表明所采用的数值计算方法所获得的气动力值与试验值一致性较好.通过对移动带形式和切向吹气角度的研究发现:移动带形式对气动力影响不大,气动力系数差值约在0.002左右;切向吹气角度也同样不对气动力造成较大影响.     

侧风下大学生方程式赛车气动性能研究

以大学生方程式赛车为研究对象,采用横摆模型法对不同侧风下的赛车气动特性进行了CFD仿真和试验研究,得到了相应的气动力系数,并对不同侧风下流场中速度以及压力的分布进行了分析,探究了气动力系数和尾部流场的差异.结果表明,赛车的阻力系数和侧向力系数随横摆角的增大而增大,而升力系数并不随横摆角线性变化.赛车的下压力主要由前后翼提供,随着横摆角的增大,后翼所提供的下压力逐渐减小,而底板所提供的下压力则逐渐增大.车身所提供的阻力随横摆角的变化更为敏感.不同横摆角下,赛车尾部的涡流分布存在较大差异.      

撞击物在二维颗粒床中穿行的运动过程

用高速摄像和加速度传感器观测方法研究物体在重力加速度作用下撞击二维颗粒床并在其中穿行的运动过程。由高速摄像可以清楚地观察到床颗粒受撞击后的位移分布情形,揭示了颗粒床被流化的区域及程度和可能产生喷流的物理机制。流化区域仅限于撞击物路径附近,反应了颗粒介质的强耗散特性。通过加速度传感器直接测量撞击物在运动过程中所受阻力,与在液体中穿行阻力进行了比较。相关的实验数据反映了在这样的二维体系中,撞击物受到不可忽略的与速度相关的阻力作用。     

空间结构的气动稳定性分析

空间网壳及索膜结构由于外观形状复杂，结构的振动也不是以单一振型为主，因此传统的节段模型气动稳定性判别式不再适用，根据大跨空间结构的特点，考虑弛振临界风速与相应来流攻角的关系，并同时考虑了侧向气动力以及侧向气动力与竖向气动力的相互作用，推导了采用体型系数而不是升力系数和阻力系数表示的临界风速判别式，通过算例结果分析表明，如果忽略来流攻角和侧向气动力，对大跨空间结构的驰振临界风速有较大的影响。     

高炉软熔带特性及初渣流动规律的研究

通过理论分析及模拟试验研究了高炉软熔带气体力学特性和初渣流动规律。初渣偏流的力学特性表明:初渣的偏流仅决定于其本身的重度和压力场性质,而与粘性力无关。同时通过软熔带结构特性试验可知,软熔带结构对阻力损失及初渣偏流的影响是一致的,即阻力损失越大,初渣偏流越严重。     

轿车与卡车超车过程中瞬态气动特性分析

以某轿车和卡车为研究对象,采用动网格和滑移交界面技术,对两辆车超车过程中外部流场进行了数值模拟研究,得到两车的阻力和侧力的瞬态变化趋势。同时通过截取流场剖面上的压力场和速度场,分析并总结超车过程中汽车的瞬态气动特性。仿真结果表明:在超车过程中两车周围的流场相互变化影响,车身受到的气动力在极短的时间内发生剧烈变化;两车的气动力变化趋势不一样,而且二者的变化不同步;轿车的气动阻力呈先增大,当两车车头的距离(X)与轿车车身长(L)之比为0.75时达到最大值,而后减小,最后恢复常态值;轿车的气动侧力有呈类正弦曲线的变化,即当X/L=-2.5和X/L=0.75时达到正向和反向的最大值;卡车的气动力变化趋势更复杂,且达到峰值的时刻与轿车的不同。     

具有流线型头部的高速磁浮列车气动性能数值模拟

以世界上首条商业运行的上海高速磁浮列车TR08为研究对象,基于粘性流体力学理论,按三维可压缩粘性流对具有流线型头部形状的TR08列车以及根据一定规律设计出的4种新头型列车周围流场进行了数值模拟.通过对这5种不同头型列车的模拟结果进行对比分析,得出了流线型头部外形对气动性能影响的规律:随着流线型头部长度增加(其他条件相同),列车气动阻力和升力降低;在头部流线型长度相当的情况下,纵剖面轮廓线上凸的头车气动阻力比下凹的小,而尾车气动阻力大;中间车阻力变化不大,尾车升力大于头车;就整车升力而言,纵剖面轮廓线上凸的气动升力大于下凹的.     

二维矩形截面柱体气动力系数雷诺数效应

在TJ-2风洞中,测量了5种截面宽厚比(B/D为2.0,2.5,3.0,3.5和4.0)的二维矩形截面柱体的表面风压时程,雷诺数(Re)的变化范围为1.1×105~6.8×105,然后通过风压时程积分的方法获得了模型的气动力系数时程.研究了各模型气动力系数的雷诺数效应,分析了模型的平均阻力系数随截面宽厚比的变化规律,并与以往的研究成果进行了对比,最后分析了各模型的气动力系数功率谱随雷诺数的变化规律.研究表明,宽厚比2≤B/D≤4的二维矩形截面柱体的气动特性受雷诺数的影响,且随着截面宽厚比的增大,二维矩形截面柱体模型的气动特性对雷诺数越来越敏感.尾流区的旋涡脱落对模型顺风向脉动风荷载有一定程度的贡献,但横风向升力主要来源于尾流的漩涡脱落.