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混合动力推进试验台电阻负载组的设计、规范和安装⋆
摘要：本研究描述了用于实验室环境的电子控制电阻负载组的设计过程、构建和测试。负载组的基本特性来自前期工作的初步设计。负载组是飞机混合动力推进试验台的一部分，用于静态分析，旨在降低成本和提高操作安全性。它旨在模拟飞机螺旋桨在稳定状态下以不同转速施加到传动轴上的可变机械载荷。由发电机 (EG) 供电，它可以分步施加电阻载荷，然后由发电机转换为机械载荷。设计、构建和组装了容纳电阻元件和冷却风扇的支撑框架。开发了两个传感器板来测量电压和电流。负载组的控制器由 Arduino 板实现，采用实时操作系统 (RTOS)，并通过控制器局域网 (CAN) 总线与计算机上的监控系统通信。该程序的用户界面是作为 Windows Forms App 创建的，以便于使用和实时监控银行的运营。构建了一个单负载分接头并对其进行了测试，以验证传感器性能并获取热响应曲线。结果表明，该系统运行可预测且可靠，这鼓励了进一步的开发。
从精密胶体混合材料到先进功能组件
概要：胶体的概念涵盖了从合成纳米粒子、纳米棒和纳米片到功能性生物单元等各种各向同性和各向异性的粒子，它们具有多种尺寸、形状和功能。材料科学致力于研究它们的各种功能，而它们在生物世界中无处不在，具有多种功能。由于其科学和技术重要性，人们对其进行了研究的各种合成胶体；但它们的特点是尺寸分布有限、形状和相互作用不完善，功能尚未完全工程化。这与尺寸、形状和功能精确的生物胶体形成鲜明对比。材料科学一直在从生物世界中寻找灵感，以通过自组装和层次结构进行结构控制，并在生物灵感中确定功能组合的新途径。在此，我们首先讨论基于生物基序引导组装的技术相关合成胶体的高度定义结构控制的不同方法。首先，我们描述如何在空心蛋白质笼内组装多分散纳米粒子，以实现明确定义的组装和分层堆积。另一种方法依赖于基于 DNA 纳米技术的组装，其中工程 DNA 结构允许程序化组装。然后，我们将讨论具有特别窄的尺寸分散性或甚至原子精确结构的合成胶体，用于新的组装和潜在功能。此类胶体可以具有明确定义的膜填料，从而允许高模量。它们可以使用光响应部分进行切换，并且可以启动不同几何形状的较大组装的堆积。重点是原子定义的纳米团簇，其允许通过超分子相互作用（例如定向氢键）进行明确定义的组装。最后，我们将讨论刺激响应胶体的新功能，甚至是受生命启发的复杂响应功能。其中，受生物学习启发的刺激响应材料可以实现下一代此类材料。经典条件作用是最简单的生物学习概念之一，需要两个刺激和可触发的记忆。其中我们使用热响应水凝胶与等离子体金纳米粒子和螺吡喃光酸作为模型。加热是导致热响应凝胶熔化的非条件刺激，而光（在特定波长下）最初会导致 pH 值降低，而不会因空间凝胶稳定而导致等离子体或结构变化。在热诱导凝胶熔化下，光会导致 pH 值降低和金纳米粒子链状聚集，从而产生新的等离子体响应。因此，同时加热和光照可以对新衍生的刺激进行条件作用，其中的逻辑图类似于巴甫洛夫条件作用。所示的组件展示了当尺寸和分散性受控时使用胶体可实现的不同功能。■ 主要参考文献
朝着水凝胶中的DNA高效加载，以进行高密度和长期信息存储
数字信息转换为DNA序列时，提供致密，稳定，能效和可持续数据存储。封装DNA的最稳定方法是在二氧化硅，氧化铁或两者兼而有之的无机基质中，但受到低DNA吸收和复杂恢复技术的限制。这项研究研究了一种合理设计的热响应功能分级（TRFG）水凝胶作为存储DNA的简单且具有成本效益的方法。TRFG水凝胶显示出高的DNA吸收，长期保护以及由于非破坏性DNA提取而引起的可重复性。高负载能力是通过直接从溶液中吸收DNA来实现的，该溶液与该溶液的相互作用是由于其与超支线的阳离子聚合物的相互作用而保留的，该聚合物将其加载到带负电荷的水凝胶基质中用作支持，并且由于其热过程性质，因此可以通过多个溶胀/溶解层内的多层溶解凝胶中的DNA浓度。使用基于水凝胶的系统，我们能够实现每克7.0×10 9 GB的高DNA数据密度。
金属增材制造工艺部分尺寸热建模中常见简化的分类和分析
金属增材制造的计算过程建模在最近引起了广泛的研究关注。许多过程模型的基础是 AM 过程中的瞬态热响应。由于 AM 中热条件的沉积尺度建模计算成本高昂，因此文献中通常采用空间和时间简化，例如模拟整个层或多个层的沉积，以及延长激光曝光时间。虽然这些简化有利于降低计算成本，但本文逐一报告了这些简化对温度历史准确性的影响。在本文中，首先根据空间和时间域中的假设，将现有文献中的简化分类到归一化简化空间中。随后，使用数值示例研究所有类型的简化，并与高保真参考模型进行比较。建立了每个简化所需的数值离散化，从而可以公平地比较计算时间。对不同建模简化方法是否适合捕捉热历史进行了整体分析，为建立热 AM 模型时简化方法的适用性提供了指导。关键词：增材制造、热建模、简化、激光粉末床熔合
用于高刚度 4D 打印电控多功能结构的多尺度非均质聚合物复合材料
4D 打印是一个新兴领域，其中 3D 打印技术用于对刺激响应材料进行图案化以创建变形结构，以时间为第四维。然而，目前用于 4D 打印的材料通常较软，在形状变化过程中的弹性模量 (E) 范围为 10 −4 至 10 MPa。这限制了所得结构的可扩展性、驱动应力和承载能力。为了克服这些限制，多尺度异质聚合物复合材料被引入作为一种新型的刚性、热响应 4D 打印材料。这些油墨的 E 比现有的 4D 打印材料高四个数量级，并提供可调节的电导率，可同时实现焦耳加热驱动和自感应功能。利用电控双层作为构建块，设计和打印出一种可变形为 3D 自立式起重机器人的平面几何体，与其他 3D 打印执行器相比，在重量标准化的起重负载和致动应力方面创下了新纪录。此外，该油墨调色板还用于创建和打印平面晶格结构，这些结构可变形为各种自立式复杂 3D 形状。这些贡献被集成到 4D 打印电控多步态爬行机器人晶格结构中，该结构可承载自身重量的 144 倍。
通过多光子照相链接
据报道，使用无膜多光谱图创建热响应生物功能的水凝胶微结构。与常规多光子触发的基于聚合的技术背道而驰，这种方法依赖于同一合成的聚合物链的同时光叠链链接和附着在固体底物上。该方法允许改善对聚合物网络特征的控制，并通过在特定位点与生物分子进行模型后的额外功能来使其他功能易于整合。探索两个不同的基于苯喹酮和蒽醌的光叠链链链链球链球链球链球链球链球链球链球链球链球链球链将使用的PhotoCrosslink效率均通过使用的近传近光线符号的近光线仪使用。通过表面等离子体共振成像，原子力显微镜和光学荧光显微镜的全面表征揭示了肿胀的行为，并证明了延期后的可行性。值得注意的是，在特定的多光子光链接参数范围内，表面附加的微观结构显示出类似于皱纹形成形成的准膜状地形。利用已建立的多光石版画系统的功能，以高分辨率为快速的模式写作，这种方法对多功能3D微型和纳米结构的多功能制造具有很大的希望。在生物分析和生物医学技术的领域中，这种量身定制的响应式生物功能材料具有对组成，肿胀行为和延展后的空间控制，尤其有吸引力。
钻石场效应晶体管的热性能
在本报告中，使用拉曼光谱和电热设备建模研究了氢（H）末期钻石场效应晶体管（FET）的热性能。首先，通过使用纳米粒子辅助的拉曼温度计测量传输线测量结构的温度上升来确定活性钻石通道的热导率（J Diamond）。使用这种方法，J钻石估计为1860 W/m k，95％的置信间隔范围从1610到2120 w/m k。与测量的电输出特性相结合，该J用作H-末端钻石Fet的电动机模型的输入参数。模拟的热响应与使用纳米粒子辅助的拉曼热度法获得的表面温度调查显示出良好的一致性。这些基于钻石的结构在从活跃的装置通道中耗散热量的设备热电阻低至1 mm k/w时会高度有效。使用校准的电热器件模型，钻石FET能够以40 W/mm的高功率密度运行，模拟温度升高为33K。最后，将这些钻石FET的热电阻与基于侧面晶体管结构的热电阻与基于侧面晶体管结构与基于其他Ultrawide Bandgap材料（Al 0.70 GA 0.70 GA的0.70 GA 30 N，B -GA -GA -GA -GA -GA -GA -b -ga 2 o 3）和宽3）和gan and and and by 3 and and and and thef。这些结果表明，基于钻石的横向晶体管的热电阻可能比基于GAN的设备低10，比其他UWBG设备低50。
<6 nm单壁碳纳米管束和SI底物之间的导热率
摘要：单壁碳纳米管（SWCNT）和底物之间的界面热电导很少被表征和理解，这是由于在探测跨这样的NM范围接触的能量传输方面的重大挑战。在这里，我们报告了<6 nm厚的SWCNT束和Si底物之间的界面热电导。用于测量能量传输状态分辨的拉曼，其中拉曼频谱在连续波（CW）下变化，并测量20 ns脉冲激光加热，用于在稳定和短暂的热传导下通过界面热导电持续的稳定和短暂热传导的热响应。由于样品的激光吸收和温度升高不需要知识，因此测量可以实现极端的能力和置信度。在SWCNT束的三个位置中，测量界面热电阻为（2.98±0.22）×10 3，（3.01±0.23）×10 3，以及（1.67±0.27）×10 3 K M W - 1，对应于范围内的热电导率（3.3-3-6.0-×10）。我们的分析表明，SWCNT束和SI基板之间的接触松散，这主要归因于样品的明显不均匀性，这是通过原子力显微镜和拉曼光谱法解决的。对于假定的接触宽度约为1 nm，界面热电阻的阶将为10-6 W m-2 k-1，与报告的机械去角质石墨烯和二维（2D）材料一致。
电池故障数据库
在相同条件下测试的相同细胞设计中，锂离子细胞的热响应可能会大不相同，而在相同条件下测试的分布对于完全表征实验表征的分布是昂贵的。此处介绍的开源电池故障数据库包含数百种滥用测试的强大，高质量的数据，这些数据涵盖了许多商业单元格设计和测试条件。使用分数热失控的热量计收集数据，并包含弹出的热量和质量的分数分解，以及在热失控过程中细胞内部动态响应的高速同步子X射线照相。在不同的滥用测试条件下比较了热输出，质量射出和商业细胞内部反应的分布，当在每次放大器时进行标准化时，该条件在细胞中的热量输出，从细胞中射出的质量的比例有很强的正相关，其能量和功率密度。弹出的质量表明，比未发射的质量含有每克每克的热量多10×。“离群”热反应和弹出反应的原因，即极端情况，通过高速X射线照相阐明，这表明诸如排气堵塞之类的发生方式如何造成更大的危险条件。高速射线照相还证明了热失去传播和质量射出的时间分辨相互作用如何影响产生的总热量。
固有的热稳定性与功能化UIO-67金属和有机框架的扩展特性之间的相互作用
摘要：金属 - 有机框架（MOF）的UIO家族已被广泛研究，因为它们的高稳定性是由它们强大的二级建筑单元所呈现的。这些材料的有效设计和使用需要对它们的热稳定性及其对化学和结构功能的影响有基本的了解。在此，我们提供了UIO-67和功能类似物的固有热行为的详细表征，即UIO-67-NH 2和UIO-67-CH 3。使用原位温度编程的X射线差异，我们发现在加热过程中，在有机接头上的羧酸酯基团的变形导致UIO-67 MOF的负热膨胀（NTE）。这种NTE行为与在MOF红外光谱签名中观察到的丰富而可逆的热变化相关，因为将样品加热到样品激活温度（473 K）。我们发现，与环境或惰性环境相比，在没有氧气的情况下，激活的UIO-67样品显示出更高的热稳定性，温度填充揭示了总体稳定性趋势：UIO-67> UIO-67> UIO-67- CH 3> UIO-67-67-NH 2。在473 K以上的热处理过程中观察到了两个变化的阶段，这与这些材料的无机节点的变形和各向同性NTE行为直接相关。最终，这些结果提供了对UIO-67 MOF的基本热响应行为的实时解释，并为准确解释MOF与宾客分子及其温度依赖性的基础提供了基础。■简介