未来的体内医生——纳米机器人

在全球科技大会上谷歌X实验室生命科学小组透露,谷歌正在设计一种纳米磁性粒子,这种粒子可以进入人体循环系统,进行癌症和其他疾病的早期诊断与治疗,被人们称作"纳米机器人"。这种纳米操作机器人,其本身体积可能超过了纳米级别。但其所能操控的物体属于纳米尺度。谷歌X实验室研发的纳米机器人,则是指自身体积在纳米级别内的机器人。     

赖斯大学打造纳米光电太阳能薄膜蒸馏系统

正据报道,虽然地球表面大部分由水组成,但不幸的是它们大部分都是无法饮用的盐水。虽然海水淡化技术可以让盐水变成可口的可饮用水,但由于该技术消耗的能源过大所以它算不上什么实用的解决方案。不过现在倒是出现了一种能够解决这一问题的技术,其通过纳米粒子利用来自太阳的能源完成盐水蒸馏。     

热压成型塑木板的性能与工程应用

介绍了利用植物纤维与再生塑料颗粒,经混拌、热炼、成坯、粉碎、热压成型等工艺,加工各种规格塑木板的技术及工艺。该工艺采用热压成型技术,产品中不含有害的胶粘剂及其他挥发性化学物质,而且具有不吸水、物理性能稳定,强度与硬度高等良好的力学性能。塑木板的原材料为农作物植物纤维和各种废旧塑料颗粒。植物纤维是可再生材料,废旧塑料为循环使用材料,废旧资源的重复利用可以减少污染,生产的塑木板粉碎后,还可以继续循环成型,生产过程中不产生废气、废水与废料排放。塑木板应用于工程模板,具有支模简单方便、破损率低、变形小、重复使用次数高等显著优点,性价比远远高于木胶板、竹胶板等产品。除可应用于工程模板外,还可以加工成各种装饰板材,也可以加工成各种型材,用于结构构件。     

基于改进纵横交叉算法的多目标无功优化

针对有功网损、电压偏差和静态电压稳定裕度的多目标无功优化问题.提出了一种用于多目标的改进纵横交叉算法。该算法采用纵向和横向两个不同方向的搜索机制,摒弃基础纵横交叉算法的竞争算子。在纵向交叉后采用目标序列排序建立虚拟个体适应度,再对粒子虚拟适应度大小进行比较选择精英粒子,而横向交叉之后不进行粒子比较。与传统的NSGA-II相比,该算法能够使粒子在收敛的过程跳出局部最优,提高粒子多样性,同时提高效率。最后引进非支配选择和拥挤距离计算,产生Pareto前沿。通过和NSGA-II在IEEE 14节点系统、IEEE 57 节点系统多目标无功优化上仿真对比,结果验证了所提方法收敛精度更高,其Pareto前沿分布更加均匀,范围更加广泛,能够很好的解决电力系统多目标无功优化问题。     

锈蚀RC柱的概率抗剪承载力模型与校准分析∗

为了克服传统确定性抗剪承载力模型无法合理考虑随机性所存在的不足,综合考虑力学机制和多种随机性, 研究建立了锈蚀钢筋混凝土(RC)柱抗剪承载力分析的概率模型,并据此提出了可以校准传统确定性模型的概率方法。首先依据桁架?拱模型的剪力传递机制,综合考虑锈蚀对纵筋和箍筋的截面积、箍筋有效屈服强度、混凝土有效抗剪截面积的影响,建立了锈蚀 RC 柱的确定性抗剪承载力模型;然后综合考虑模型假定、试验数据和材料参数等方面所存在的随机性,建立了抗剪承载力分析的概率模型;最后基于概率模型的置信区间,提出了传统确定性抗剪承载力模型的概率校准方法。分析表明,该模型可以描述抗剪承载力的概率特性,并评估传统确定性抗剪承载力模型的预测精度。     

俄科学家发明钞票防伪新方法 弱视人群也可直接鉴别

俄科学家谢尔盖·马克西莫夫斯基近日提出了一种钞票防伪的新方法,使用者无需通过防伪识别设备即可直接鉴别钞票的真伪。该方法是在钞票表面印制由数干纳米粒子构成的小图案,在光线下该图案会闪光,很容易被用户察觉,甚至弱视的人群也能察觉到这种闪光,而该图案在钞票的另一面会改变颜色,例如从黑色变成红色。     

基于激光雷达的输电线路山火灾害损伤评估

传统基于BP神经网络的输电线路灾害损伤评估方法,由于未考虑空气粒子散射的影响,存在评估结果不准确的问题,因此提出一种基于激光雷达的输电线路灾害损伤评估方法。利用激光器发出激光束脉冲,经过烟雾粒子散射,信号被光学系统获取后得到后向散射信号功率的激光雷达方程,采用Fernald算法区分空气粒子散射与烟雾粒子散射,利用激光雷达方程得到散射系数和消光系数,经反演计算得到烟雾信息,判断是否发生山火线损灾害。根据激光雷达获取的灾害数据,建立输电线路灾害损伤评估体系,该体系通过支路过载程度、线路负荷损失比、用户停电损失比等评估输电线路灾害损伤程度。实验结果表明,激光雷达能够准确监测到270～570 m范围内的烟雾脉冲波形,匹配结果为0.39,与历史数据吻合,说明该方法实用性较高。     

科学家用新的纳米颗粒制造工艺锻造出“超硬”金属

正布朗大学的研究人员开发了一种制造"超硬"金属的新方法。该团队通过化学处理,制造出了可以在适度压力下融合在一起的纳米颗粒"积木"。材料的硬度具体描述了其表面上的局部体积内抵抗变形的能力。在金属的情况下,它通常由组成它的微观晶粒大小决定——晶粒越小,金属越硬。     

冻融环境下纳米基础混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能

将纳米SiO_2和纳米CaCO_3掺入到普通基础混凝土中,通过室内盐冻循环试验,研究在冻融环境下纳米基础混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。试验结果表明,掺加纳米Si O2和纳米Ca CO3可以提高基础混凝土在冻融循环作用下的抗硫酸盐侵蚀性能。当纳米SiO_2和纳米CaCO_3掺量为2%时,基础混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能改善效果最好。     

750kV六分裂扩径导线跳股分析及预防建议

以750 kV白-黄II回输电线路导线跳股现象为例,通过对扩径导线结构及关键架设技术特点的分析找出扩径导线跳股原因,提出了扩径导线在设计、加工制造、施工方法等方面的具体建议。分析结果表明:加工工艺和施工方法的改进,可以有效预防导线跳股现象的发生。     

硫酸盐侵蚀作用下纳米混凝土力学特性及微观结构劣化机制研究∗

硫酸盐侵蚀一直是影响混凝土耐久性的重要因素之一，特别是在西北寒旱及沿海盐渍土区。基于试验研究了硫酸盐侵蚀作用下，掺纳米 SiO₂和纳米 CuO 混凝土的抗压强度、轴向应力‐应变以及微观特性，并分析了硫酸盐侵蚀环境下纳米材料的改性效果。试验结果表明：随着纳米 CuO 掺量的提高，混凝土的抗压强度、剩余强度系数逐渐降低；当纳米 SiO₂掺量增加时，混凝土的抗压强度、剩余强度系数先降低后升高。相比于未掺加纳米材料混凝土，掺入纳米材料能显著提高混凝土的延性。同时，对于提高混凝土的抗压强度纳米材料具有最佳掺入量，纳米 SiO₂和纳米 CuO 的最佳掺量分别为 3% 和 1%（质量分数）。此外，纳米材料具有桥接和填充效应，能抑制混凝土裂缝的发展、细化孔隙结构、提高密实度，进而提高混凝土的力学性能。     

时尚科技

<正>美研制出纳米机器人,可清理动脉血管垃圾美国哥伦比亚大学科学家近日成功研制出一种由DNA分子构成的"纳米蜘蛛"微型机器人,它们能跟随DNA的运行轨迹自由地行走、移动、转向以及停止,并且还能自由地在二维物体的表面行走。这种"纳米蜘蛛"机器人的大小仅有4纳米,比人类头发直径的十万分之一还小。该"纳米蜘蛛"机器人的发明是对几年前"蜘蛛分子"机器人的改进与升级。"纳米蜘蛛"机器人可以用于医疗事业,以帮助人类识别     

能源桩试验材料热力学参数测试研究

提出在传统混凝土能源桩的基础上加入相变材料和钢纤维来提高能源桩的换热效率,通过钢球封装相变材料不仅将相变材料应用于混凝土,而且钢纤维和钢球的高导热特性可以改善相变材料导热性能上的不足,提高相变储能混凝土的导热性,为相变材料在能源桩工程的应用提供参考依据。通过相变钢纤维混凝土材料不同热力学参数测试的具体过程和结果发现纤维增强型混凝土破坏时没有明显的碎块和崩落,是因为钢纤维与裂缝两边混凝土之间的粘结应力起着约束裂缝开展的作用,从而降低混凝土脆性破坏程度;另外钢纤维可以很好的补偿低导热的相变材料所带来的缺陷,使能源桩整体的导热性能得以提高;钢纤维会降低混凝土的比热容,但砂率对混凝土的比热容有明显的影响。此结果会为后续评估和优化能源桩热交换系统提供参数指导。     

MPSO-GEP方法在边坡可靠度计算中的应用

提出了采用基因表达式编程(Gene Expression Programming,GEP)和混合粒子群相结合计算边坡可靠度的新方法。该方法采用均匀设计法确定样本点,通过数值计算求解安全系数,应用GEP方法拟合边坡的功能函数;借鉴遗传算法中的杂交概念,将其引入标准粒子群方法(Particle Swarm Optimization,PSO),形成混合粒子群方法(MPSO),改善了PSO方法的全局搜索能力,提高了方法的收敛速度和计算精度,可用于计算可靠度指标及相应的验算点。以2个典型的边坡为例,通过算例1与其他方法对比,验证了MPSO方法较标准PSO方法计算精度高、收敛速度快;分析了算法中各控制参数对可靠度指标的影响;算例2为隐式功能函数问题,将MPSO方法与GEP方法相结合求解可靠度指标。结果表明:MPSO-GEP方法对求解隐式功能函数的边坡可靠性问题具有很好的适应性,该方法科学可行且具有很好的应用前景。     

木结构防火设计方法简介

木材是唯一可再生的主要工业材料,对环境最为友好,是人类历史中的一种重要的建筑材料;但作为一种生物材料,木材具有易燃性,要确保木结构安全,就得充分重视木结构的防火设计。我国传统建筑主要是木结构建筑,其防火问题在我国很早就引起了重视,首先回顾了传统的防火设计方法;然后介绍了1h火灾防护方法,并详细分析了国内外不同木结构体系防火的设计、研究和思路等;其次简要介绍了木材的化学阻燃方法;最后总结木结构各种防火设计方法,提出存在的问题和未来研究的方向。     

剪切质点系法的改进及在层状地基中的应用

传统的剪切质点系法只能考虑土体的材料阻尼的影响,无法考虑辐射阻尼的影响,分析层状地基的地震反应往往偏大。本文对传统的剪切质点系法进行了改进,在地基底部增加粘性边界以替代固定边界,使用瑞利阻尼估计土体的材料阻尼,并采用直接积分法中的Wilson-θ法以加快求解效率。改进后的剪切质点法计算层状地基地震反应时可以同时考虑辐射阻尼和土体的材料阻尼的影响,结果更合理。以某多层地基为例,通过与理论解的对比验证了改进的剪切质点法可准确计算地震波的传播过程,模拟辐射阻尼效应。计算结果表明,同时考虑辐射阻尼和土体阻尼影响时所得地表位移比仅考虑其中一种阻尼时要小25%~35%。     

研究人员创造了一种能发电的木质地板

据悉,来自瑞士的研究人员已经设计出一种方法,允许从木质地板上的行走中收集电力.这项技术被称为纳米发电机,能够从行走中产生足够的电力,为测试中的灯泡供电.该项目的研究人员通过整合特殊的硅树脂涂层和嵌入式纳米晶体的组合,改进了他们的纳米发电机使用的木地板.     

一种基于BP网络和粒子群算法的拱坝可靠度分析方法

为了进行极限状态方程不明确的大型结构可靠度分析,提出了结合神经网络和粒子群优化计算拱坝可靠度的算法。确定性力学分析采用ANSYS软件,利用BP神经网络来模拟高度非线性映射关系的功能函数,基于罚函数和粒子群优化法进行可靠指标计算。综合C语言、ANSYS的APDL二次开发以及MATLAB混合编程技术,编制了该算法的可靠度分析程序。算例表明,该方法适应于隐式功能函数的复杂结构可靠度分析。     

温家宝主持召开国务院常务会议,讨论通过《国家重大科技基础设施建设中长期规划》

国务院总理温家宝2013年1月16日主持召开国务院常务会议,讨论通过《国家重大科技基础设施建设中长期规划(2012—2030年)》。《国家重大科技基础设施建设中长期规划》明确了未来20年我国重大科技基础设施发展方向和"十二五"时期建设重点。未来20年,要以提升原始创新能力、支撑重大科技突破和经济社会发展为目标,针对科技前沿研究和国家重大战略需求,以能源、生命、地球系统与环境、材料、粒子物理和核物理、空间和天     

塑料排水技术及其在环境岩土工程中的应用

介绍了常用塑料排水材料及其技术要求和性能;阐述了目前国内塑料排水技术在环境岩土工程中的应用状况,并就应用塑料排水技术解决岩土工程中的安全、生态和环境保护等问题提出了思路。笔者认为在岩土工程建设中,根据工程场地的地理、地质和生态环境条件,合理采用塑料排水材料,充分应用塑料排水技术,可以有效地保证工程设施的安全,实现环境岩土工程系统的相互促进和协调发展。文中同时介绍了塑料排水带真空和堆载预压地基固结渗透量的计算方法,可供参考。