滲透能的案例
青島大學(xué)隋坤艷教授團(tuán)隊(duì)《Angew》：抗溶脹梯度凝膠膜用于高效滲透能提取
化石燃料的枯竭帶來(lái)環(huán)境污染、資源短缺等問(wèn)題，海水和河水的鹽度差之間存在的滲透能作為新型清潔能源引起人們的廣泛研究。非對(duì)稱膜在鹽差發(fā)電中存在著明顯的優(yōu)勢(shì)，然而傳統(tǒng)非對(duì)稱膜通常由兩種或多種材料復(fù)合而成，存在界面的離子輸運(yùn)阻力大、離子輸運(yùn)效率低以及界面粘結(jié)強(qiáng)度差的問(wèn)題。此外，現(xiàn)有的膜基RED發(fā)電機(jī)功率密度隨測(cè)試面積增大顯著降低，該未知的功率密度衰減機(jī)制限制了其大規(guī)模的實(shí)際應(yīng)用。
針對(duì)上述缺點(diǎn)，在江雷院士指導(dǎo)下，青島大學(xué)隋坤艷教授團(tuán)隊(duì)以殼聚糖和海藻酸鈉等多種可再生降解天然多糖聚電解質(zhì)為原料設(shè)計(jì)出具有連續(xù)梯度的非對(duì)稱水凝膠膜。梯度分布的負(fù)電荷不僅可以避免傳統(tǒng)非對(duì)稱膜的分層風(fēng)險(xiǎn)，而且繼承了非對(duì)稱膜的離子二極管效應(yīng)。此外該梯度薄膜還具有良好的陽(yáng)離子選擇性和超高的離子電導(dǎo)率。因此，當(dāng)混合海水與河水時(shí)，該膜基發(fā)電系統(tǒng)的功率密度高達(dá)7.87 W/m2，優(yōu)于已報(bào)道的膜基滲透能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。更重要的是，作者還首次揭示了其功率密度隨測(cè)試面積增大而減小的原因是由測(cè)試設(shè)備過(guò)大的電阻造成的，并從理論和實(shí)際進(jìn)行了優(yōu)化。該研究可以同時(shí)從材料與裝置設(shè)計(jì)角度為高性能RED發(fā)電系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供理論和實(shí)踐指導(dǎo)。
【梯度聚電解質(zhì)水凝膠膜的制備與表征】
【離子跨膜傳輸特性】
【不同條件下的滲透能轉(zhuǎn)換行為】
【混合海水與河水時(shí)的滲透能轉(zhuǎn)換行為】
該項(xiàng)工作的通訊作者為隋坤艷教授、范汶鑫副教授和隨欣教授，第一作者為青島大學(xué)碩士研究生邊國(guó)帥，青島大學(xué)為通訊單位。
展開(kāi) 《德國(guó)應(yīng)化》理化所江雷院士、青島大學(xué)隨欣/范汶鑫/隋坤艷：抗膨脹梯度聚電解質(zhì)水凝膠膜作為高性能滲透能發(fā)電機(jī)
【摘要】
新興的由兩種不同多孔膜組成的不對(duì)稱離子膜在收集清潔和可再生滲透能方面表現(xiàn)出極大的優(yōu)勢(shì)。限制其應(yīng)用的主要障礙是界面不兼容和界面離子傳輸效率低，不利于長(zhǎng)期穩(wěn)定性和功率密度的提高。
最近，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所江雷院士，青島大學(xué)隨欣教授/范汶鑫副教授/隋坤艷教授科研大團(tuán)隊(duì)，共同通過(guò)超快反應(yīng)擴(kuò)散法制備的連續(xù)梯度全多糖聚電解質(zhì)水凝膠膜已被證明能夠?qū)崿F(xiàn)高性能的滲透能轉(zhuǎn)換。除了固有的高離子電導(dǎo)率和優(yōu)異的離子選擇性外，抗溶脹梯度聚電解質(zhì)膜保留了非對(duì)稱膜的離子二極管效應(yīng)，以促進(jìn)單向離子擴(kuò)散，但避免了它們不利的界面效應(yīng)。因此，基于梯度聚電解質(zhì)膜的發(fā)電機(jī)可以通過(guò)混合海水和河水呈現(xiàn) 7.87 W/m2 的超高功率密度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于最先進(jìn)的膜。本研究中的設(shè)計(jì)策略可以為構(gòu)建用于滲透能收集的高性能膜提供新的見(jiàn)解。相關(guān)論文以題為Anti-swelling gradient polyelectrolyte hydrogel membranes as high-performance osmotic energy generators發(fā)表在《Angewandte Chemie International Edition》上。第一作者是青島大學(xué)碩士研究生邊國(guó)帥同學(xué)。
【主圖導(dǎo)讀】
【梯度聚電解質(zhì)水凝膠膜的制備與表征】
圖 1. 梯度全多糖聚電解質(zhì)水凝膠膜滲透發(fā)電機(jī)示意圖。(a)多糖聚電解質(zhì)的材料資源和分子結(jié)構(gòu)、所得水凝膠膜的梯度結(jié)構(gòu)和滲透能收集過(guò)程的示意圖。(b 和 c) 梯度 CS/SA 水凝膠膜的橫截面 SEM 圖像 (b) 和 CLSM 圖像 (c)。
【離子跨膜傳輸特性】
圖 2. 跨膜離子傳輸特性。(a) 梯度 CS/SA 膜的離子電導(dǎo)與鹽濃度的關(guān)系。
展開(kāi) Mater.綜述：納米流體通道實(shí)現(xiàn)高效滲透能捕獲
海水和河水之間的滲透壓差是一種很有前景的可再生能源，當(dāng)前的滲透能轉(zhuǎn)換過(guò)程功率輸出十分有限，主要是沒(méi)有專門用于滲透能轉(zhuǎn)換的高性能的離子選擇性透過(guò)膜。具有可控離子傳輸行為的納米流體通道能夠?qū)崿F(xiàn)高性能的反向電滲析，促進(jìn)對(duì)可再生滲透能的高效捕獲。
納米流體通道用于滲透能轉(zhuǎn)換
近日，中科院理化所仿生智能界面科學(xué)中心江雷院士、聞利平研究員團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)地總結(jié)了基于納流體的滲透能量轉(zhuǎn)換技術(shù)：詳細(xì)講述了該領(lǐng)域的發(fā)展歷史，比較了納米流體通道膜相對(duì)于商業(yè)離子交換膜在結(jié)構(gòu)和功能上的優(yōu)點(diǎn)；介紹了兩種典型的滲透能量轉(zhuǎn)換裝置，并從熱力學(xué)分析了其能量轉(zhuǎn)換過(guò)程以及電解質(zhì)種類的影響；從有無(wú)表面可離子化基團(tuán)的角度，講述了材料在水中的若干種典型帶電機(jī)制，并進(jìn)一步介紹了可以實(shí)現(xiàn)高性能滲透能量轉(zhuǎn)換的若干先進(jìn)膜結(jié)構(gòu)，即離子二極管膜、具有三維界面膜、插層膜、多層膜、離子電纜膜以及界面生長(zhǎng)膜；闡述了可以有效降低膜阻抗，促進(jìn)滲透能量轉(zhuǎn)換的幾種典型策略；介紹了與納米流體膜相關(guān)的其他能量轉(zhuǎn)換體系，即光電轉(zhuǎn)換、液壓電轉(zhuǎn)換、熱電轉(zhuǎn)換和熱滲透能量轉(zhuǎn)換；反向電滲析膜堆由多層的陽(yáng)離子/陰離子選擇性膜以及濃縮/稀釋的電解質(zhì)溶液構(gòu)成。研究人員進(jìn)一步介紹了傳統(tǒng)離子交換膜反向電滲析膜堆與其他技術(shù)的耦合聯(lián)用，如脫鹽、電化學(xué)水裂解、光電化學(xué)水裂解、微生物電解池和微生物燃料電池等，可能會(huì)為這些技術(shù)帶來(lái)革命；最后，從基礎(chǔ)和應(yīng)用的角度分別對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行了展望。
相關(guān)綜述論文以Nanofluidics for osmotic energy conversion為題發(fā)表于Nature Reviews Materials上。
展開(kāi) Sci.》理化所聞利平/江雷院士：提高水凝膠納米流體的離子運(yùn)輸，以實(shí)現(xiàn)滲透能轉(zhuǎn)換
這些值是可以實(shí)現(xiàn)的，這表明
該
膜在滲透能轉(zhuǎn)換中的巨大潛力。
相關(guān)論文以題為
Improved Ion Transport in Hydrogel-Based Nanofluidics for Osmotic Energy Conversion
發(fā)表在《
ACS
Central Science
》上。
【主圖導(dǎo)讀】
圖
1.基于水凝膠混合膜的滲透壓發(fā)電器的示意圖。
（a）得益于空間電荷的水凝膠雜化膜的優(yōu)異陽(yáng)離子選擇性的示意圖。如圖所示的滲透發(fā)電機(jī)可以將鹽度梯度轉(zhuǎn)換為電能。（b）水凝膠雜化膜的制造過(guò)程。（i）將前體溶液倒在PC膜上。（ii）前體溶液充滿了通道的空間。（iii）多余的
溶液被移除
。（iv）通過(guò)UV輻射制備水凝膠。（c）水凝膠雜化膜的優(yōu)異機(jī)械性能
。
圖
2.水凝膠雜化膜的離子傳輸特性。
（a）15％AAc / m膜的離子電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系，顯示出受電荷控制的離子傳輸。（b）羅丹明6G（Rh（+），方形符號(hào)）和磺基羅丹明（Rh（-），圓形符號(hào)）的滲透率曲線，表明15％AAc/m膜具有出色的陽(yáng)離子選擇性。（c）兩種模型的陰離子濃度曲線的模擬結(jié)果表明，帶空間電荷的通道離子選擇性提高。
圖
3.使用水凝膠雜化膜可顯著改善滲透能轉(zhuǎn)換。
（a）鹽度梯度為50倍時(shí)，PC膜和15％AAc/m膜的開(kāi)路電壓和短路電流。插圖是他們的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。（b）鹽度梯度為50倍時(shí)PC和15％AAc/m膜的電流密度和功率密度。（c）統(tǒng)計(jì)功率密度隨AAc含量的增加而增加。（d）表面帶電納米通道和空間帶電納米通道的計(jì)算輸出功率。
圖
4水凝膠混合膜的機(jī)械性能。
展開(kāi) 
師法自然，仿生技術(shù)是如何改變世界的？
電力通過(guò)常見(jiàn)的咸淡水滲透現(xiàn)象而產(chǎn)生。能源公司Statkraft負(fù)責(zé)人Skilhagen表示，“全球?qū)G色能源的需求十分迫切，而滲透能就是很好的資源。咸淡水通過(guò)滲透產(chǎn)生電能，環(huán)保可再生。”
Statkraft的發(fā)電廠從附近地區(qū)抽取咸淡水，分別注入兩個(gè)由滲透薄膜隔開(kāi)的水箱。此時(shí)淡水會(huì)向咸水滲透，咸水一側(cè)產(chǎn)生滲透能，發(fā)電輪機(jī)因而啟動(dòng)。滲透能每年可產(chǎn)生大約1700兆瓦時(shí)電量，這一數(shù)值是目前歐盟各國(guó)總耗電量的一半。
人腦AI
人工智能誕生之初，科學(xué)家曾預(yù)言未來(lái)計(jì)算機(jī)在處理指令時(shí)，能像人類一樣進(jìn)行思考。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)便是受動(dòng)物大腦的神經(jīng)系統(tǒng)啟發(fā)而發(fā)明的。如今，研究人員對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加以改造，大膽地將人腦與計(jì)算機(jī)“合二為一”。位于美國(guó)加州的初創(chuàng)公司Koniku，正在研究將動(dòng)物神經(jīng)元加載到硅片上，研發(fā)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)芯片。
該企業(yè)創(chuàng)始人，尼日利亞神經(jīng)科學(xué)家，生物工程師Oshiorenoya Agabi曾說(shuō)過(guò)：“生物學(xué)是技術(shù)之靈。所有深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)目的都是仿效大腦的思考模式。”Agabi表示他的團(tuán)隊(duì)試圖研究如何向神經(jīng)元傳達(dá)指令完成具體的任務(wù)，如機(jī)場(chǎng)炸彈探測(cè)。他們會(huì)將設(shè)備放置在機(jī)場(chǎng)周圍不起眼的角落，相信能緩解日常機(jī)場(chǎng)安檢的壓力。
Koniku研制的設(shè)備能探測(cè)出揮發(fā)性物質(zhì)，因此還能應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，識(shí)別人體指標(biāo)分子的變化，“嗅出”疾病。它用一個(gè)碟狀裝置控制神經(jīng)元間的信息交流，內(nèi)置的電極可以讓使用者讀取儀器數(shù)據(jù)，甚至向神經(jīng)元寫入新信息。
“未來(lái)將是合成生物學(xué)的世紀(jì)，今天的一切都是為此而做的鋪墊，而人腦AI將會(huì)成為機(jī)器人的設(shè)計(jì)方向。”Agabi表示。
能量網(wǎng)格群邏輯
蜜蜂是大自然的一個(gè)奇跡。它們不需任何指令，僅憑在蜂巢的位置以及周圍蜜蜂的工作，就能清楚自己的職責(zé)。
智能能源管理公司Encycle借鑒蜜蜂內(nèi)部去中心化的群邏輯，提高能量網(wǎng)格效率。
展開(kāi) 北航《Science》子刊：超高滲透能量轉(zhuǎn)換的蘑菇狀納米通道陣列膜！
圖1 用于滲透發(fā)電的納米通道陣列膜。
圖2 超高密度蘑菇狀納米通道陣列膜。
圖3 納米通道陣列膜的離子輸運(yùn)調(diào)控。
圖4 超高滲透能轉(zhuǎn)換。
綜上所述，研究者制備了一種超高密度的蘑菇狀納米通道陣列膜，在鹽度梯度為500倍時(shí)，其功率密度可達(dá)22.4 W·m?2，在鹽度梯度為1000倍時(shí)，其功率密度甚至更高，為33.2 W·m?2。超高密度的離子通道，具有單向離子輸運(yùn)和優(yōu)異的離子選擇性，從而實(shí)現(xiàn)高性能的能量轉(zhuǎn)換。此外，膜制造的受控過(guò)程，為工業(yè)化生產(chǎn)提供了一種很有前途的方法。這項(xiàng)研究，為開(kāi)發(fā)下一代不對(duì)稱納米孔膜，邁出了重要的一步，并為大規(guī)模滲透能量轉(zhuǎn)換開(kāi)辟了廣闊的前景。（文：水生）
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展開(kāi) 東北林大陳文帥教授和中科院納米能源所楊亞教授等綜述：基于生物聚合物納米纖維的納米發(fā)電機(jī)研究進(jìn)展
納米發(fā)電機(jī)是美國(guó)佐治亞理工學(xué)院王中林院士團(tuán)隊(duì)最早提出的通過(guò)收集環(huán)境中的微機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的供電裝置。與其他發(fā)電裝置相比，納米發(fā)電機(jī)具有一些明顯優(yōu)勢(shì)，如：獨(dú)特的微型化、可持續(xù)供電、不依賴外部能源、靈活的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和組裝、多樣的材料選擇等。隨著全球?qū){米發(fā)電機(jī)領(lǐng)域研究興趣的快速增長(zhǎng)，納米發(fā)電機(jī)的材料選擇和制造技術(shù)受到了廣泛關(guān)注。生物聚合物納米纖維作為由樹木、竹子、螃蟹、蝦、蜘蛛和蠶等生物合成的天然聚合物納米材料，繼承了生物材料的許多優(yōu)點(diǎn)，如來(lái)源豐富、優(yōu)越的力學(xué)性能、生物相容性、生物降解性、可再生性等，同時(shí)還展現(xiàn)出獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，已被用來(lái)開(kāi)發(fā)多種不同類型的納米發(fā)電機(jī)（圖1）。
圖1 生物聚合物納米纖維的制備、塊體材料構(gòu)筑與納米發(fā)電機(jī)開(kāi)發(fā)
首先，文章介紹了從不同生物原料制造聚合物納米纖維的有效策略，以及各種生物聚合物納米纖維的結(jié)構(gòu)和特性。多糖和蛋白質(zhì)納米纖維是地球上最主要的兩種生物聚合物納米纖維，具體包括纖維素納米纖維、甲殼素納米纖維、絲納米纖維、膠原納米纖維和明膠納米纖維。生物聚合物納米纖維的制備方法主要包括：生物材料納米解纖、從小分子中生物合成和靜電紡絲。隨后，文章重點(diǎn)介紹了使用不同生物聚合物納米纖維作為基本構(gòu)筑單元開(kāi)發(fā)納米發(fā)電機(jī)的研究進(jìn)展。生物聚合物納米纖維可以通過(guò)直接利用/化學(xué)改性/復(fù)合活性單元等方法來(lái)制備薄膜、納米紙、氣凝膠、泡沫等，用于納米發(fā)電機(jī)開(kāi)發(fā)；通過(guò)設(shè)計(jì)使塊體材料具有優(yōu)化的孔尺寸、孔結(jié)構(gòu)、粗糙度、納米纖維有序排列或堆疊、復(fù)雜結(jié)構(gòu)等，以進(jìn)一步優(yōu)化并提升納米發(fā)電機(jī)的性能和功能。近年來(lái)，生物聚合物納米纖維除了被用于研發(fā)摩擦納米發(fā)電機(jī)和壓電納米發(fā)電機(jī)外，也被逐步應(yīng)用在利用濕氣或滲透能發(fā)電的發(fā)電機(jī)領(lǐng)域。
展開(kāi) 江雷院士團(tuán)隊(duì)Joule：實(shí)現(xiàn)仿生納米多孔膜高效捕獲“藍(lán)色能源”
藍(lán)色能源，又稱海洋能，是一種蘊(yùn)藏于海洋中的可再生能源，利用淡水和咸水交匯實(shí)現(xiàn)發(fā)電。1954年，Pattle發(fā)現(xiàn)當(dāng)海水與河流匯合時(shí)，會(huì)產(chǎn)生巨大能量。1975年，Loeb將鹽度差能提取技術(shù)和選擇性滲透膜相結(jié)合。
為了捕獲鹽度差異所產(chǎn)生的巨大能量，通常采用壓力延遲滲透（pressure-retarded osmosis，PRO）和反向電滲析（reverse electrodialysis，RED）這兩種最常見(jiàn)且具有工業(yè)化前景的鹽差能轉(zhuǎn)化技術(shù)，兩種技術(shù)都以膜科學(xué)為基礎(chǔ)。PRO技術(shù)使用半滲透膜，膜兩側(cè)溶液存在鹽度差異，當(dāng)水從稀溶液進(jìn)入濃溶液時(shí)，薄膜兩側(cè)的化學(xué)勢(shì)能達(dá)到平衡，水的機(jī)械能可轉(zhuǎn)化為電能。RED技術(shù)使用離子交換膜，利用離子在膜兩側(cè)的濃度差，使離子在薄膜上定向遷移，可將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能。近日，中科院理化所江雷院士團(tuán)隊(duì)在Cell Press旗下Joule 期刊Future Energy欄目上發(fā)表了一篇題為“Bioinspired Nanoporous Membrane for Salinity Gradient Energy Harvesting”的文章，主要討論了RED技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)。
開(kāi)發(fā)高效膜材料用以鹽差能轉(zhuǎn)換的挑戰(zhàn)
傳統(tǒng)膜設(shè)計(jì)主要集中在具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的離子選擇性單層膜上。在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，反離子在稀溶液側(cè)富集，屏蔽了膜的選擇性，使擴(kuò)散層鹽度升高，抑制有效離子轉(zhuǎn)移，降低能量轉(zhuǎn)換效率，導(dǎo)致能量損耗。近年來(lái)，具有豐富表面電荷的二維材料（氮化硼[BN]、MoS2和氧化石墨烯[GO]）在輸出功率密度方面表現(xiàn)出巨大潛力。這些具有分子級(jí)厚度的薄片表面電荷密度高（達(dá)～1 C/m-2），可增強(qiáng)離子流和離子選擇性。
展開(kāi) 50個(gè)反滲透問(wèn)題解決你99%的問(wèn)題
23、RO膜能脫除哪些雜質(zhì)?
RO膜能夠很好地脫除離子和有機(jī)物，反滲透膜比納濾膜有更高的脫除率，反滲透通常能脫除給水中99%的鹽份，進(jìn)水中的有機(jī)物的脫除率≥99%。
24、怎樣知道你的膜系統(tǒng)該用何種清洗方法進(jìn)行清洗?
為了獲得最好的清洗效果，選擇能對(duì)癥的清洗藥劑和清洗步驟非常重要，錯(cuò)誤的清洗實(shí)際上還會(huì)惡化系統(tǒng)性能，一般來(lái)說(shuō)，無(wú)機(jī)結(jié)垢污染物，推薦使用酸性清洗液，微生物或有機(jī)污染物，推薦使用堿性清洗液。
25、為什么RO產(chǎn)水的pH值低于進(jìn)水的pH值?
在密閉的體系內(nèi)，CO2、HCO3－和CO32-的相對(duì)含量隨pH值的變化而變化，低pH值條件下，CO2占主要部份，在中等pH值范圍內(nèi)，主要為HCO3-，高pH值范圍內(nèi)，主要為CO32-。
由于RO膜可以脫除溶解性的離子而不能脫除溶解性的氣體，RO產(chǎn)水中的CO2含量與RO進(jìn)水中CO2的含量基本相同，但是HCO3－和CO32- 常常能夠減少1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，這樣就會(huì)打破進(jìn)水中CO2、HCO3－和CO32- 之間的平衡，在系列反應(yīng)中，CO2將與H2O結(jié)合發(fā)生如下反應(yīng)平衡的轉(zhuǎn)移，直到建立新的平衡。
CO2 + H2O ---HCO3－ + H+
如果進(jìn)水中含有CO2，則RO膜元件的產(chǎn)水pH值總會(huì)降低，對(duì)于大多數(shù)RO系統(tǒng)反滲透產(chǎn)水的pH值將有1～2個(gè)pH值的下降，當(dāng)進(jìn)水堿度和HCO3－高時(shí)，產(chǎn)水的pH值下降就更大。為數(shù)極少的進(jìn)水，含較少的CO2、HCO3－或CO32-這樣看到產(chǎn)水pH值的變化就少。
反滲透出水pH值偏低，加計(jì)量泵投加NaOH調(diào)節(jié)pH至堿性，因?yàn)楫?dāng)pH值介于7.5~8之間，反滲透的除鹽效果能達(dá)到最佳。
26、 怎樣才能使膜系統(tǒng)的能耗降低?
采用低能耗膜元件即可，但應(yīng)注意到它們的脫鹽率比標(biāo)準(zhǔn)膜元件略低。
展開(kāi) 出產(chǎn)優(yōu)良沖壓件的前提--沖壓原材料的性能指標(biāo)
抗拉強(qiáng)度：是指金屬材料所能承受的最大拉力與原始截面之間的比值。
3. 抗剪強(qiáng)度：是指金屬材料在受剪切的狀態(tài)的力作用下不致破壞的最大應(yīng)力。
二、金屬材料在外力作用下，產(chǎn)生永久變形而不致引起破壞的性能稱為塑性。常用的塑性指標(biāo)有：
1. 伸長(zhǎng)率：金屬材料在受拉力作用斷裂時(shí)，伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度與原有的長(zhǎng)度的百分比稱為伸長(zhǎng)率。
2. 斷面收縮率：金屬材料在受拉力作用斷裂時(shí)，斷面縮小的面積同原有的長(zhǎng)度的百分比稱為斷面收縮率。
3. 杯突實(shí)驗(yàn)值（沖壓深度）：在杯突試驗(yàn)機(jī)上有標(biāo)準(zhǔn)球頭凸模勻速下壓板材試樣，隨凸模的壓下，板材試樣上出現(xiàn)一圓凹，其深度不斷加大，直到出現(xiàn)能滲透光的裂紋為之，此時(shí)的壓凹深度即為杯突實(shí)驗(yàn)值。
三、硬度：金屬材料抵抗更的物體壓入其內(nèi)的能力稱為硬度。硬度是材料性能的一個(gè)綜合物理量，表示金屬下料在一個(gè)小的體積范圍內(nèi)抵抗彈性變形、塑性變形或破斷的能力。
展開(kāi) 北京化工大學(xué)徐福建教授團(tuán)隊(duì)AFM：在增強(qiáng)生物膜滲透殺傷效率的光動(dòng)力納米顆粒取得新進(jìn)展
陽(yáng)離子光活性納米粒子(NPs)通過(guò)與的細(xì)菌結(jié)合，不僅可以提高革蘭氏陰性菌對(duì)PDT的敏感性，還可以增強(qiáng)生物膜滲透和根除。然而，帶正電荷的納米顆粒對(duì)正常的哺乳動(dòng)物細(xì)胞存在潛在毒性。
針對(duì)正電荷納米顆粒存在的潛在毒性，徐福建教授團(tuán)隊(duì)引入了pH響應(yīng)的概念,如圖1所示，以電荷逆轉(zhuǎn)為策略設(shè)計(jì)了具有低細(xì)胞毒性和高抗菌活性的功能適應(yīng)性納米顆粒RB@PMB@GA NPs。RB@PMB@GA NPs在生理?xiàng)l件下（pH 7.4）是負(fù)電性的，減少了細(xì)胞內(nèi)吞，對(duì)正常細(xì)胞的毒性最小。由于細(xì)菌代謝物的存在，感染部位通常是酸性微環(huán)境，pH范圍為5.0 - 6.5。RB@PMB@GA NPs在酸性相關(guān)感染部位由于質(zhì)子作用使得葡萄糖酸（GA）脫落，轉(zhuǎn)換為正電性的納米顆粒RB@PMB NPs，可以有效地結(jié)合到帶負(fù)電的細(xì)菌表面，從而增強(qiáng)了對(duì)革蘭氏陰性菌的光動(dòng)力抗菌作用。
圖1. 用于增強(qiáng)生物膜滲透和抗菌效率的光動(dòng)力納米顆粒的制備過(guò)程示意圖。
本研究首先選擇了革蘭氏陰性菌（大腸桿菌，紅色）和革蘭氏陽(yáng)性菌（金黃色葡萄球菌，黃色）來(lái)測(cè)試RB@PMB@GA NPs的光動(dòng)力抗菌能力。圖2的結(jié)果表明，相對(duì)于革蘭氏陽(yáng)性菌，革蘭氏陰性菌比PDT更不敏感。但是在酸性環(huán)境下，RB@PMB@GA NPs 的電荷反轉(zhuǎn)能力提高了它們對(duì)革蘭氏陰性菌的功效。
圖2. RB@PMB@GA NPs在pH 7.4和pH 5.0條件下對(duì)大腸桿菌和的金黃色葡萄球菌的抗菌測(cè)試。
此外，本研究進(jìn)一步檢測(cè)了RB@PMB@GA NPs對(duì)生物膜的滲透殺傷性能。如圖3所示，在7.4和5.0的pH值下RB@PMB NPs能有效滲透到生物膜內(nèi)。
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切削液廢水的科學(xué)處理方法解析
常用的生物處理工藝有活性污泥法和生物膜法，活性污泥法通過(guò)曝氣池內(nèi)的微生物菌群，吸附分解廢水中的有機(jī)物；生物膜法則利用填料表面的微生物膜，完成對(duì)污染物的降解，兩種工藝均能有效降低廢水的 BOD（生化需氧量）和 COD，使水質(zhì)進(jìn)一步達(dá)標(biāo)。對(duì)于成分復(fù)雜、可生化性差的切削液廢水，可先進(jìn)行水解酸化處理，提高廢水的可生化性，再進(jìn)行生物處理。 深度處理與達(dá)標(biāo)排放是切削液廢水處理的最后環(huán)節(jié)，針對(duì)經(jīng)前序處理后仍未達(dá)標(biāo)的廢水，進(jìn)行精細(xì)化凈化，確保符合國(guó)家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。常用的深度處理工藝有活性炭吸附、膜分離等，活性炭吸附可去除廢水中殘留的微量有機(jī)物、色度和異味；膜分離技術(shù)（如超濾、反滲透）則能精準(zhǔn)過(guò)濾廢水中的微小污染物，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的深度凈化。
處理后的廢水需經(jīng)過(guò)水質(zhì)檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)（如 COD、氨氮、磷、石油類）達(dá)標(biāo)后，方可排放或進(jìn)行中水回用，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。 此外，切削液廢水處理還可結(jié)合源頭減量原則，通過(guò)優(yōu)化切削液使用方式、做好日常維護(hù)延長(zhǎng)其使用壽命，減少?gòu)U水產(chǎn)生量；同時(shí)對(duì)處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣、廢油進(jìn)行規(guī)范處置，避免二次污染。切削液廢水的處理是系統(tǒng)性工程，需根據(jù)廢水的成分、濃度選擇適配的工藝組合，做到工藝合理、操作規(guī)范，既滿足環(huán)保要求，也能兼顧處理成本與資源回收，推動(dòng)金屬加工行業(yè)的綠色低碳發(fā)展。
展開(kāi) 利用APDL在workbench中實(shí)現(xiàn)液壓滲透載荷 ￥10
如：
STABILIZE, CONSTANT, ENERGY, 0.01,ANYTIME
類似Weak Spring，需要注意因此產(chǎn)生的能量必須足夠小，不能對(duì)最終結(jié)果產(chǎn)生影響。Ansys給出案例中，stabilization energy是應(yīng)變能的1/3認(rèn)為可行。所以應(yīng)該多次嘗試耗散率數(shù)值，確保stabilization energy盡可能小。
如何看待雷諾的ElectriCity純電規(guī)劃和電池供應(yīng)保障
一方面要節(jié)約開(kāi)支，一方面要趕上各個(gè)車企快速普及的純電動(dòng)的滲透率，能想得出來(lái)的辦法，無(wú)非是把電動(dòng)汽車部分單獨(dú)拎出來(lái)，謀求政府層面的資金注入。搞電動(dòng)汽車是一個(gè)需要大量投資而且短期內(nèi)也不能說(shuō)賺錢的生意。TE寫的這個(gè)報(bào)告，就是在說(shuō)，汽車企業(yè)都是在不斷承諾，但是根據(jù)當(dāng)前汽車經(jīng)營(yíng)和疫情的環(huán)境，到底怎么跳過(guò)去呢？頑固的豐田在歐洲絕對(duì)是BEV的“后進(jìn)分子”。
圖6 雷諾算是電動(dòng)汽車推廣的積極分子
小結(jié)：看三家中國(guó)初創(chuàng)電動(dòng)汽車企業(yè)的資金，再看看歐洲相對(duì)過(guò)的比較慘的汽車企業(yè)（雷諾、捷豹路虎、福特）想要過(guò)渡到BEV高普及率需要錢，而且目前本身燃油車業(yè)務(wù)的規(guī)模和利潤(rùn)都在縮減，這個(gè)怎么看都不太能自洽的狀態(tài)。目前看來(lái)，雷諾沒(méi)辦法拿更多的錢來(lái)自己投資電池企業(yè)，這個(gè)搞法只能拉有意愿的電池企業(yè)自己投了。6月30日有沃爾沃的技術(shù)日，我們到時(shí)候可以看看沃爾沃的解法，前段時(shí)間說(shuō)了Volvo也給了Northvolt不少的電池訂單。當(dāng)前看到的歐洲汽車企業(yè)一方面在大搞電動(dòng)汽車的產(chǎn)能規(guī)模（可能是個(gè)愿景），還有就是保持歐洲本土的電池供應(yīng)。
展開(kāi) A00級(jí)純電動(dòng)汽車銷售情況分析
哪怕是山東這樣沒(méi)限購(gòu)的地方，能推廣這些車的因素，主要是地方政府建立充電設(shè)施，并且要替換2B的車隊(duì)（出租車和網(wǎng)約車），還有私人消費(fèi)者有消費(fèi)特斯拉和其他A級(jí)車的能力。
圖10 A級(jí)以上的純電動(dòng)滲透純粹是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題
在山東，特斯拉的大部分需求來(lái)自于濟(jì)南市和青島市，而想要下沉到一二線城市的下面去，只有A00級(jí)別能做到。目前能看到一部分高配低價(jià)的A0級(jí)車型也在努力往這些區(qū)域滲透。
圖10 山東的純電動(dòng)的消費(fèi)情況
小結(jié)：我認(rèn)為，目前從A00級(jí)別為主導(dǎo)，再加上售價(jià)布局在6-8萬(wàn)左右的A0級(jí)別的高配純電動(dòng)小車還是有不依賴政策的真實(shí)市場(chǎng)需求的，這個(gè)邏輯從千元智能機(jī)的需求逐步上升到2000元的入門機(jī)的邏輯完全一樣。
而以特斯拉為代表的新造車勢(shì)力，目前都是圍繞大城市逐步往中等城市滲透，這個(gè)滲透速度取決于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。說(shuō)實(shí)話，純電動(dòng)的推廣，不光要求消費(fèi)者的認(rèn)同和買單，和地方政府逐步建立的補(bǔ)電網(wǎng)絡(luò)有直接的關(guān)系，需要繼續(xù)砸錢才行。目前2021年的這波，是把之前2015-2020年限購(gòu)和大城市的基礎(chǔ)工作展現(xiàn)出來(lái)的支撐力量完全兌現(xiàn)出來(lái)了。下一步再往下沉，除了A00，其他車型的普及都需要地方政府繼續(xù)加大投資，配合儲(chǔ)能和新能源發(fā)電可能大邏輯是講得通的。
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