可降解塑料聚乳酸(PLA)生物降解性能进展

聚乳酸(Poly(lactic acid),PLA)是1种可由生物质原料发酵产物乳酸聚合而成的生物可降解塑料。PLA因具有良好的生物降解性、生物相容性、无毒及加工性能好的优点,而被广泛地应用在包装、农业、纺织和生物医学材料等领域。基于可循环利用和环境保护的目标,塑料生物降解性能的研究也成为当前研究的1个重要方面。针对近年来的PLA生物降解性能方面的研究进行了详细总结,重点总结了PLA的生物降解方法,包括生物堆肥降解、微生物降解以及酶促降解等方法;对降解后的PLA力学性能的变化进行说明;另外还阐述了PLA的生物降解机制;最后,展望了PLA生物降解性能研究的发展方向。     

下肢康复机器人的主动柔顺自适应交互控制

为了更好地给患者提供稳定、舒适且具备主动柔顺性的康复训练环境,提出一种基于阻抗参数自适应调节的下肢康复机器人主动柔顺交互控制方案,该方案由外环的阻抗参数调节和内环的轨迹跟踪两部分构成.首先,针对康复训练过程中人体阻抗参数动态变化的问题,提出了模糊自适应阻抗参数调节器,将人机交互作用力、位置误差与速度误差作为输入,并采用模糊推理实时调整阻尼系数与刚度系数,实现对人体阻抗的自适应.其次,设计了间接自适应模糊控制器,合理构造模糊系统逼近未知非线性系统,对反映患者运动意图的设定轨迹进行稳定跟踪,利用李亚普诺夫分析方法证明了系统的稳定性.最后,通过仿真实验将本文方法与一般的固定期望阻抗参数方法对比,结果表明本文方法下的髋、膝关节轨迹的最大偏差分别降低53.43％和66.87％,验证了所提方法的可行性与有效性.     

六腿滚动式奔跑机器人的建模与跟踪控制北大核心

针对欠驱动非完整约束六腿滚动式奔跑机器人,进行动力学建模与跟踪控制器设计。根据机器人的结构特点,采用拉格朗日法在俯仰和横滚2个方向上分别建立动力学模型,把动力学模型转化为规范形;以驱动电机力矩作为控制输入,为提高轨迹跟踪控制精度,在俯仰方向上基于HJI理论设计滑模鲁棒控制器。在横滚方向上,为提高系统的鲁棒性,设计反步滑模控制器,并利用Lyapunov函数证明闭环系统的稳定性;通过MATLAB进行仿真实验。结果表明:所提方法具有可行性。     

对甲基苯磺酸盐的合成与热重分析——碱土金属及过渡金属

合成了一系列碱土金属(Ca,Ba)和过渡金属(Fe,Mn,Co,Ni,Cu,Zn,Cd)对甲基苯磺酸盐,用热重分析仪在动态空气气氛下研究对甲基苯磺酸盐中结晶水个数和热分解产物,并探讨了其相对热稳定性。研究结果表明,除对甲基苯磺酸钙、对甲基苯磺酸钡和对甲基苯磺酸镉为无水盐外,其它对甲基苯磺酸盐都含有5或6个结晶水。碱土金属对甲基苯磺酸盐的最终热分解产物为金属硫酸盐,过渡金属对甲基苯磺酸盐的最终热分解产物为金属氧化物。并初步推断碱土金属和过渡金属对甲基苯磺酸盐的结构可能不同,但它们都具有较好的相对热稳定性。     

Cr、Ni/γ-Al_2O_3-SiO_2催化聚合α-烯烃制润滑油基础油

研究了新型α-烯烃聚合制润滑油基础油的催化剂。在最佳实验条件下考察了活性组分负载量、磷酸含量、水蒸气处理时间及H_2还原时间的不同对催化性能的影响。结果表明,当活性组分Ni、Cr质量比为4时,产品运动粘度(20℃)最大,向载体中添加酸性组分,增强了其对Cr、Ni/r-Al_2O_3-SiO_2催化剂的调变作用,当酸体积分数为7％时催化剂活性最高。水蒸气处理时间不同时催化剂活性影响不同,但与未处理的催化剂性能相比较,活性有了显著提高,当水蒸气处理时间为40h时,产品的运动粘度达到最大。氢气还原处理可将催化剂中负载的金属还原为较低价态,增强了催化剂的活性,同时该催化剂再生性能较好,再生后催化剂的稳定性及寿命均优于新鲜催化剂。     

一种新型磁吸附履带式攀附机构的设计与试验

针对传统磁吸附攀爬机器人攀附力较小、带载能力差的问题,研究高攀附力/自重比磁吸附履带式攀附机构的设计与制造方法。提出一种新型磁吸附履带结构设计方案,研制攀附机构样机并进行性能测试研究。基于ANSYS有限元分析,对比分析4种Halbach磁铁阵列单元的最佳组合模式,实现了轻量化设计的攀附机构,有效提高了磁铁阵列单元的吸附力与自重比。为了实现磁铁阵列在攀爬机器人系统中的应用,融合链条传动和同步带传动方式,设计一种履带式攀附机构,并将它用于磁吸附攀爬机器人系统,完成了垂直攀爬和倒置攀爬运动,最大吸附力/自重比可达2.54。     

啤酒废酵母对铜离子的吸附研究

以啤酒酿造厂的啤酒废酵母为生物吸附剂,研究啤酒废酵母对Cu2 的生物吸附行为.利用原子吸收光谱法测定Cu2 含量.结果表明,啤酒废酵母吸附Cu2 受吸附时间、吸附温度、溶液pH值、酵母添加量和Cu2 起始浓度等因素影响.实验确定了啤酒废酵母对Cu2 的最佳吸附条件.即:pH为4.0,Cu2 浓度为100 mg.L-1,酵母添加量1.0 g.L-1,吸附温度25℃,吸附时间2.5 h.此时啤酒废酵母对Cu2 的吸附量可达91.82±0.54 mg.g-1干酵母.对未吸附Cu2 的空白酵母和吸附Cu2 的酵母进行红外光谱分析,结果显示啤酒废酵母吸附Cu2 后羟基和羧基吸收峰发生明显变化,因此认为羟基和羧基在生物吸附中起着重要作用.     

聚3–羟基丁酸与4–羟基丁酸共聚物薄膜的微生物降解

以门多萨假单胞菌为降解菌株,研究了聚3–羟基丁酸与4–羟基丁酸共聚物[poly(3HB-co-4HB)]薄膜的微生物降降过程。门多萨假单胞菌对poly(3HB-co-4HB)薄膜的降解可分为慢速降解阶段和快速降解阶段。经10 d的降解,薄膜的降解率可达到94.7%。扫描电子显微镜观察发现,经微生物降解的薄膜表面因降解而形成的孔洞及蚀痕,这些孔洞及蚀痕随着降解时间的增加有着加大和加深的情况。差示扫描量热法分析发现,随微生物降解时间的增加,薄膜的熔点上升,而相对结晶度降低。X射线衍射分析结果也进一步证实了薄膜经微生物降解后相对结晶度的降低。热重分析法也证明薄膜的热稳定性随降解时间增加而下降。     

铌酸光催化降解玫瑰红B的研究

以自制铌酸为催化剂,高压汞灯为光源,进行了光催化降解玫瑰红B的实验。讨论了铌酸的光催化机理,研究了催化剂、过氧化氢用量、降解时间等对玫瑰红B降解率的影响。玫瑰红B在降解范围内符合零级动力学方程。