磁懸浮驅(qū)動(dòng)技術(shù)的案例
中國(guó)研發(fā)磁懸浮列車新技術(shù)，提升高鐵運(yùn)輸效率
磁懸浮列車載重能力大幅提升后，可以實(shí)現(xiàn)高速下的輕載客車和重載貨車的高速混跑，一條線路的運(yùn)量是目前高鐵運(yùn)量的4倍，讓我國(guó)高鐵線路的運(yùn)輸效率大幅提升。
制約磁懸浮高鐵普及的明顯問(wèn)題是成本居高不下，這種新型大載重量磁浮高鐵軌道結(jié)構(gòu)比德國(guó)磁懸浮技術(shù)更簡(jiǎn)單，可將磁懸浮高鐵成本下降到與目前高鐵線路成本更加接近，這項(xiàng)新技術(shù)為磁懸浮高鐵的普及奠定了基礎(chǔ)，為我國(guó)高鐵實(shí)現(xiàn)高速大運(yùn)量客運(yùn)貨運(yùn)混跑，實(shí)現(xiàn)物流高效運(yùn)輸提供有力的技術(shù)支撐，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展提供了基礎(chǔ)建設(shè)保障。
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展開 西安交大唐敬達(dá)副教授等研發(fā)水凝膠磁熱驅(qū)動(dòng)變形及磁熱療技術(shù)
磁性軟體變形結(jié)構(gòu)具有遠(yuǎn)程驅(qū)動(dòng)、無(wú)約束、操控性強(qiáng)及可穿透封閉空間的優(yōu)勢(shì)，在軟體機(jī)器人以及生物醫(yī)療等領(lǐng)域展現(xiàn)出較大的潛力。近年來(lái)，關(guān)于磁性軟體變形結(jié)構(gòu)的研究層出不窮，成為軟體機(jī)器人的研究熱點(diǎn)。水凝膠作為常見(jiàn)的軟材料，具有良好的生物相容性、刺激響應(yīng)性的特點(diǎn)，是制造軟體機(jī)器人的良好材料。然而關(guān)于磁性水凝膠的變形結(jié)構(gòu)鮮有報(bào)道，因?yàn)樗z含有大量水分，磁粉含量有限，磁化強(qiáng)度較低，難以在靜態(tài)磁場(chǎng)中驅(qū)動(dòng)。
針對(duì)此問(wèn)題，西安交通大學(xué)航天航空學(xué)院唐敬達(dá)副教授等人，采用直寫打印制備了磁性水凝膠/硅橡膠的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，利用磁性溫敏水凝膠的磁熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜變形，并展示了該變形結(jié)構(gòu)在磁熱療方面的初步應(yīng)用。 研究成果以“Programmable shape transformation of 3D printed magnetic hydrogel composite for hyperthermia cancer therapy”為題發(fā)表在《Extreme Mechanics Letters》上。
研究人員基于課題組之前的3D打印異質(zhì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)韌粘接技術(shù)（Adv. Funct. Mater. 2019, 1901721）和水凝膠磁熱驅(qū)動(dòng)變形原理（ACS Appl. Mater. Interfaces. 2019, 11, 21194?21200），提出了磁性水凝膠/硅橡膠異質(zhì)變形結(jié)構(gòu)的3D打印方法。為實(shí)現(xiàn)水凝膠磁控復(fù)雜變形結(jié)構(gòu)，需要對(duì)磁性水凝膠的打印性能、力學(xué)性能、磁學(xué)性能和粘接性能四個(gè)方面進(jìn)行調(diào)控。
展開 ：基于液體門控技術(shù)的新型磁彈性膜實(shí)現(xiàn)自驅(qū)動(dòng)氣/液釋放調(diào)控
2020年，世界權(quán)威化學(xué)組織國(guó)際純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）將“液體門控技術(shù)”評(píng)為該年度全球“化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù)”之一。近年來(lái)，基于液體門控技術(shù)開發(fā)的智能膜系統(tǒng)吸引了越來(lái)越多的關(guān)注，各種環(huán)境驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)已經(jīng)被構(gòu)建，但自驅(qū)動(dòng)的液體門控系統(tǒng)尚未實(shí)現(xiàn)，這對(duì)于實(shí)際應(yīng)用中的小型化和便攜式器件集成具有重要意義。
近期，廈門大學(xué)侯旭教授團(tuán)隊(duì)基于液體門控技術(shù)開發(fā)了一種新型的自驅(qū)動(dòng)磁彈性液體門控膜系統(tǒng)，在外加磁場(chǎng)作用下發(fā)生彎月形的形變，實(shí)現(xiàn)了氣體輸運(yùn)的可控開/關(guān)，并能夠有效降低液體輸送的門控壓力閾值。利用磁場(chǎng)作為機(jī)械力，能夠在無(wú)需額外環(huán)境壓力驅(qū)動(dòng)設(shè)備的條件下，對(duì)氣體和液體的釋放進(jìn)行自驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)。
研究團(tuán)隊(duì)從理論和實(shí)驗(yàn)上討論了磁彈性膜的彈性形變、系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)和抗污行為以及氣液輸運(yùn)的穩(wěn)定性，為實(shí)現(xiàn)氣體和液體釋放的主動(dòng)調(diào)控提供了一種通用、簡(jiǎn)便的方法。此外，結(jié)合快速、遠(yuǎn)程無(wú)接觸操作的方式，該研究將在可視化氣/液混合物含量監(jiān)測(cè)、節(jié)能多相分離、遠(yuǎn)程藥物控釋等應(yīng)用領(lǐng)域大有裨益。
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