柱状颗粒在矩形微通道内的惯性迁移效应

微纳尺度颗粒(包括细胞、细菌、人工合成微纳颗粒、生物大分子等)的精确操控在生物、医学、材料和环境等领域有着至关重要的应用。惯性效应是近几年出现的能够实现颗粒高通量精确操控的一种新颖微流控方法。众多人工合成颗粒、生物颗粒等具有非球形形状,非球形颗粒的惯性迁移效应研究逐渐开始受到重视。在此,我们研究了柱状颗粒在两种不同宽高比通道下的迁移规律,发现柱状颗粒存在汇聚为矩形环状结构,进而迁移至稳定平衡位置的迁移过程。通过对柱状形颗粒与三种等效直径的球形颗粒的平衡位置进行比较,发现柱状形粒子的特征直径随雷诺数单调增加

基于FBG传感技术的复合材料加筋板低速冲击损伤监测

针对碳纤维增强树脂基复合材料低速冲击损伤的实时监测,本文设计将布拉格光纤光栅(FBG)传感器埋植在复合材料加筋板结构的三角填充区,在线监测复合材料T型加筋板冲击损伤过程。分别将FBG传感器埋植于复合材料层合板内部和复合材料T型加筋板的三角填充区,对比FBG传感器的埋入对复合材料层合板与复合材料T型加筋板对力学性能的影响,结果表明内埋FBG传感器的复合材料层合板试样的拉伸强度比未埋植传感器的层合板试样降低了约5%,但在FBG传感器的破坏应变范围内,FBG传感器可以准确、实时地监测复合材料的应变信号。将FBG传感器埋入复合材料T型加筋板的三角填充区,内埋FBG传感器的加筋板样件压缩破坏载荷与未埋植的样件基本一致。通过对比加筋板蒙皮上冲击位置、冲击能量对FBG传感器测得的冲击过程持续时间和最大应变值的影响,表明冲击过程持续时间随着冲击能量增加而延长,最大应变值随着冲击距离的增加呈下降趋势,而最大应变值随着冲击能量的增加呈上升趋势。利用FBG传感器测得的应变信号可初步实现对复合材料T型加筋板蒙皮冲击损伤位置及冲击能量的实时监测。国家重点研发计划(2016YFD0700603);;航空科学基金(2016ZF68011);;江苏省重点研发计划(BE2015007);;福建省科技创新平台建设计划(2014H2006

反应温度和pH影响魟鱼肝铁蛋白释放铁速率的研究

小批量制备电泳纯魟鱼肝铁蛋白(liver ferritin ofDasyatis akajei,DALF).在不同反应温度和pH条件下,研究温度和pH对DALF释放铁速率、动力学和级数转换特性的影响.实验结果表明,随着反应温度递增(30~45℃),DALF释放铁的速率明显不同,但DALF释放铁的全过程均呈复杂途径.通过提高反应温度和增加释放铁的速率途径均无法使DALF释放铁的途径由复杂转换为简单.不同pH的反应介质直接影响DALF释放铁的速率,在弱酸介质中,DALF释放铁的速率明显高于在弱碱介质中.在pH5.0条件下,DALF以一级反应动力学的全过程途径释放铁,使释放铁的复杂途径趋于简单化.在生理pH或中性介质条件下,铁蛋白亚基之间相互作用强度起着控释DALF释放铁速率且表现出复杂动力学特性

中国海及邻近区域碳库与通量综合分析

中国海总面积约470万平方公里,纵跨热带、亚热带、温带、北温带等多个气候带.其中,南海北依\"世界第三极\"青藏高原、南邻\"全球气候引擎\"西太平洋暖池,东海拥有全球最宽的陆架之一,跨陆架物质运输显著,黄海是冷暖流交汇区域,渤海则是受人类活动高度影响的内湾浅海.中国海内有长江、黄河、珠江等大河输入,外邻全球两大西边界流之一的黑潮.这些鲜明的特色赋予了中国海碳储库和通量研究的典型代表意义.文章从不同海区（渤海、黄海、东海、南海）、不同界面（陆-海、海-气、水柱-沉积物、边缘海-大洋等）,以及不同生态系统（红树林、盐沼湿地、海草床、海藻养殖、珊瑚礁、水柱生态系统等）多层面对海洋碳库与通量进行了较系统地综合分析,初步估算了各个碳库的储量与不同碳库间的通量.就海气通量而言,渤海向大气中释放CO2约0.22Tg Ca-1,黄海吸收CO2约1.15Tg Ca-1,东海吸收CO2约6.92～23.30Tg Ca-1,南海释放CO2约13.86～33.60Tg Ca-1.如果仅考虑海-气界面的CO2交换,中国海总体上是大气CO2的\"源\",净释放量约6.01～9.33Tg Ca-1.这主要是由于河流输入以及邻近大洋输入所致.河流输入渤黄海、东海、南海的溶解无机碳（DIC）分别为5.04、14.60和40.14Tg Ca-1,而邻近大洋输入DIC更是高达144.81Tg Ca-1,远超中国海向大气释放的碳量.渤海、黄海、东海、南海的沉积有机碳通量分别为2.00、3.60、7.40、7.49Tg Ca-1.东海和南海向邻近大洋输送有机碳通量分别为15.25～36.70和43.39Tg Ca-1.就生态系统而言,中国沿海红树林、盐沼湿地、海草床有机碳埋藏通量为0.36Tg Ca-1,海草床溶解有机碳（DOC）输出通量为0.59Tg Ca-1;中国近海海藻养殖移出碳通量0.68Tg Ca-1,沉积和DOC释放通量分别为0.14和0.82Tg Ca-1.总计,中国海有机碳年输出通量为81.72～103.17Tg Ca-1.中国海的有机碳输出以DOC形式为主,东海向邻近大洋输出的DOC通量约15.00～35.00Tg Ca-1,南海输出约31.39Tg Ca-1.综上,尽管从海-气通量看中国海是大气CO2的\"源\",但考虑了河流、大洋输入、沉积输出以及微型生物碳泵（DOC转化输出）作用后,中国海是重要的储碳区.需要指出的是,文章数据是基于中国海各海区碳循环研究报道,鉴于不同研究方法上的差异,所得数据难免有一定的误差范围,亟待将来统一方法标准下的更多深入研究和分析.国家重点研发计划项目(编号:2016YFA0601400);;国家自然科学基金项目(批准号:91751207、91428308、41722603、41606153、41422603);;中央高校基础研究项目(编号:20720170107);;中海油项目(编号:CNOOC-KJ125FZDXM00TJ001-2014、CNOOCKJ125FZDXM00ZJ001-2014)资

Structural and Functional Alterations of Thalamus Associated with Postherpetic Neuralgia

　　带状疱疹后遗神经痛(postherpetic neuralgia,PHN)是带状疱疹急性期后遗留下的以感觉神经系统损伤为主要症状的神经病理性疼痛.PHN 是一种难治性的慢性疼痛,其持续时间长达数月甚至数年,给患者的生理和心理造成了极大的痛苦,严重地影响个体的生活质量

pem水电解器中阴极钛集电器双极板的氢脆防护

Objective The current collector and bipolar plate in the cathode of PEM water eletrolyser are susceptible to hydrogen embrittlement during long time operation,causing increased contact resistance and power consumption. To ensure the stable operation of t

Hydrogen Embrittlement and Protection of Ti Current Collector/Bipolar Plate in PEM Water Electrolyser

Objective The current collector and bipolar plate in the cathode of PEM water eletrolyser are susceptible to hydrogen embrittlement during long time operation,causing increased contact resistance and power consumption. To ensure the stable operation of t

矩形微通道内球形颗粒所受惯性升力计算

惯性微流控技术是近几年出现的能够实现颗粒或细胞高通量精确操控的一种新颖微流控方法,广泛地应用于生物、医学、材料和环境等领域。惯性微流控器件主要依靠微通道内颗粒所受水力学作用实现颗粒操控,颗粒所受周围流场作用力被称为惯性升力。通过计算颗粒所受升力可以精确预测颗粒在微流控通道内的运动轨迹以便设计通道。然而,现有的惯性升力公式在应用方面存在很大的困难,特别是对于非本领域内的研究人员。在此,我们利用三维直接数值模拟系统计算了不同条件下的惯性升力在通道截面的分布并建立了相关数据库以便研究者进行查阅。另外,通过耦合惯性升力与阻力模型实现了复杂通道内颗粒轨迹的预测

柱状颗粒在矩形微通道内的惯性迁移行为研究

非球形颗粒普遍存在生物与工程领域,包括盘状红细胞、柱状大肠杆菌、椭球状眼虫藻等。已有研究大多关注球形颗粒的惯性迁移行为,虽然现有的微流控器件可以操控一些非球形颗粒,但是相关方面的机理性研究却较为缺乏。我们利用三维直接数值模拟研究了柱状颗粒和盘状颗粒(短柱状)在矩形微通道内的惯性迁移特性,探讨了柱状颗粒的转动行为以及在不同情况下平衡位置的变化,并与球形颗粒进行了对比。该工作发现颗粒近壁端所受应力主导其转动行为;通过与球形颗粒进行对比,发现用于表征平衡位置的等效直径随雷诺数增大而增大

Inertial migrations of cylindrical particles in rectangular microchannels: Variations of equilibrium positions and equivalent diameters

Inertial migration has emerged as an efficient tool for manipulating both biological and engineered particles that commonly exist with non-spherical shapes in microfluidic devices. There have been numerous studies on the inertial migration of spherical particles, whereas the non-spherical particles are still largely unexplored. Here, we conduct three-dimensional direct numerical simulations to study the inertial migration of rigid cylindrical particles in rectangular microchannels with different width/height ratios under the channel Reynolds numbers (Re) varying from 50 to 400. Cylindrical particles with different length/diameter ratios and blockage ratios are also concerned. Distributions of surface force with the change of rotation angle show that surface stresses acting on the particle end near the wall are the major contributors to the particle rotation. We obtain lift forces experienced by cylindrical particles at different lateral positions on cross sections of two types of microchannels at various Re. It is found that there are always four stable equilibrium positions on the cross section of a square channel, while the stable positions are two or four in a rectangular channel, depending on Re. By comparing the equilibrium positions of cylindrical particles and spherical particles, we demonstrate that the equivalent diameter of cylindrical particles monotonously increases with Re. Our work indicates the influence of a non-spherical shape on the inertial migration and can be useful for the precise manipulation of non-spherical particles. Published by AIP Publishing