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2025年, 第51卷, 第01期　
刊出日期：2025-02-25
  

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  • PVDF纳米包芯纱线的连续制备及其无线传感应用
    魏子君, 杨伟峰, 侯成义, 李克睿, 李耀刚, 王宏志, 张青红
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 1-7. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0088
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    随着可穿戴领域的发展，满足穿戴设备的能量需求和实现数字信号无线传输技术变得尤为迫切。基于摩擦纳米发电机(TENG)技术的纤维及纤维组件，在能量收集和自供电领域展现出重要的应用前景。采用共轭静电纺丝技术连续制备聚偏二氟乙烯(PVDF)纳米包芯纱线，并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)及水接触角等方法对纤维结构和性能进行表征。以所制备的纳米包芯纱线为TENG的能量来源，结合电感电容(LC)谐振电路，构建无线传感织物。试验结果表明，这种摩擦电纱线不仅可数字刺绣，还具备136.2°的疏水接触角，并能与多种织物摩擦产生电荷，展现出优异的电学输出性能。此外，通过调控纤维刺绣图案和并联外部电容，能够区分谐振信号的频率，实现无线电话拨号功能。这种将纳米包芯纱线与LC谐振电路结合的方法为下一代自供电无线传感纺织品的设计提供了新的思考方向。
  • MXene基褶皱薄膜的制备及其三模态红外调控性能研究
    李清洲, 侯成义, 张青红, 李耀刚, 王宏志, 李克睿
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 8-14. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0162
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    绝对零度以上的物体均辐射红外能量，通过调控辐射的方式，可实现目标红外隐身或热管理，该技术已广泛应用于航天器组件、伪装平台、防护服及容器包装等领域。然而，目前基于温度场、电场及机械应变的热辐射红外调控技术，仅能实现高发射-低发射或高反射-高透过两种模式间的切换，尚缺乏三模态间的灵活调控。采用苯乙烯嵌段共聚物苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯（SEBS）作为弹性体基底，碳化钛（Ti3C2Tx MXene）作为红外调控层，通过预拉伸法制备褶皱MXene/SEBS-SBS三模态红外调控薄膜，对不同应变状态下的复合薄膜进行了微观形貌观察及红外光谱分析，旨在探究其红外性能与所施加应变之间的关联。研究结果表明：MXene薄膜的引入显著提高了SEBS-SBS弹性基底的断裂伸长率（475%）和拉伸强度（0.52 MPa）。在机械应变作用下，复合薄膜的微观结构发生变化，从而在中远红外波段实现了调控效果：发射率由0应变时的0.40降至100%应变时的0.26,而透过率则由100%应变时的0.56%显著提升至200%应变时的24%。这一发现为红外调控技术提供了新思路。
  • 丝素蛋白/氯化钙复合忆阻器的性能调控及突触可塑性模拟
    谢玉龙, 范苏娜, 张耀鹏
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 15-21. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0122
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    神经形态计算的实现依赖于忆阻器等可以模拟生物突触行为的电子器件，从而使其拥有高度并行、低功耗的计算能力。丝素蛋白(SF)具有良好的生物相容性、可加工性和可调控的介电性能，在非易失性存储及仿生神经突触领域展现出巨大的潜力。然而，目前SF基忆阻器仍面临开关电压大、稳定性差等问题，限制了其实际应用。采用SF与氯化钙进行复合，通过调控钙离子的掺杂浓度及SF的分子结构，构筑了忆阻性能可调的SF基复合忆阻器。结果表明：该忆阻器可在较低的开关电压下实现忆阻转变，具有典型的双极性电阻开关行为。此外，该复合忆阻器在50次循环周期内表现出良好的稳定性和可重复性，且高低阻态的保持时长均超过3 000 s。在脉冲电压的作用下，SF复合忆阻器呈现出非线性电学特性，模拟了神经突触的短时和长时可塑性，为神经形态计算的发展提供了新的可能性。
  • 基于聚酰亚胺改性聚烯烃复合隔膜的制备及其性能
    徐明礼, 李琇廷, 董杰, 滕翠青, 张清华, 赵昕
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 22-30. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0063
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    合成含三氟甲基和苯并咪唑结构的聚酰亚胺(PI)作为涂层，对商业化聚烯烃(PE)隔膜进行表面涂覆，探究不同固含量的涂覆液对涂层孔隙结构、物理性能及电化学性能的影响。结果显示：当PI溶液的质量分数为11.1%时，综合性能最优，相较于PE隔膜，复合隔膜具有较佳的热稳定性，150℃的收缩率仅为13%左右，800℃后的残炭率为27.2%,远高于PE隔膜；复合隔膜的离子电导率与离子迁移数分别达0.18 mS/cm和0.77;利用复合隔膜组装的电池具有与PE隔膜相当的倍率性能，且在1 C倍率下、循环300圈后的容量保持率为86.0%,在锂对称循环测试中，电池在工作1 000 h后，表现出更加稳定的脱(嵌)锂工作，能够形成稳定的固体电解质界面(solid electrolyte interface, SEI)层，并诱导锂的均匀沉积，从而提高电池的安全性和使用寿命。
  • 阴离子-基质分子间作用调控增强PEO基离子凝胶热电性能
    张睿涵, 王连军, 江莞, 孙婷婷
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 31-37. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0137
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    离子热电材料因其毫伏级高热电势，在热电能源转换领域展现出巨大应用前景。基于分子间相互作用，调控实现其热电势的有效增强是离子热电材料的研究热点和难点。以1-乙基-3-甲基咪唑氯（EMImCl）和1-乙基-3-甲基咪唑-双三氟甲基磺酰亚胺（EMImTFSI）两类离子液体以及聚环氧乙烷（PEO）为原料制备离子凝胶，研究离子液体与聚合物基质的分子间相互作用差异及其对热电性能的影响，并通过阴离子组分调控，实现热电性能的有效提升。研究结果表明，EMImTFSI通过阴离子TFSI-中的CF3与PEO的—OH和CH2产生氢键作用，EMImCl则通过阴离子Cl-与PEO的—OH产生分子间氢键作用，且Cl-与PEO的—OH之间的分子间氢键作用强于TFSI-,使得PEO基底聚合物不定形区域增加，有助于EMImCl在PEO基底获得更高的阴阳离子迁移差。最终，通过上述阴离子与基质分子间相互作用调控，PEO/EMImCl热电势相比PEO/EMImTFSI提高了约38%,其值可达12.51 mV/K,这为制备高性能离子热电材料提供更多可借鉴途径。
  • MXene基黏胶复合织物的导电性及屏蔽效能分析
    李雅婷, 关福旺, 张来, 陈力群, 林乃波
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 38-45. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0108
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    为开发高性能电磁屏蔽织物，用小样织机制备一系列不同密度、织物组织、层数的黏胶织物，通过重复浸渍干燥的方式将其与MXene结合制备了MXene基黏胶复合织物，采用四探针电阻率测试仪和矢量网络分析仪测试其导电性以及电磁屏蔽效能，研究了织物密度、织物组织和织物层数对其导电性以及电磁屏蔽效能的影响。结果表明：适当的织物孔隙尺寸有助于电磁波的损耗。当纬密为120根/(10 cm)时，经密为480根/(10 cm)的复合织物的屏蔽效能高于经密640根/(10 cm)和320根/(10 cm)的复合织物；松散的结构和高孔隙率使得织物浸渍更加均匀，增加了电磁波的多次反射损耗和吸收损耗，有助于提升电磁屏蔽效能；平纹、斜纹、缎纹复合织物中，缎纹复合织物的屏蔽效能最佳，在18 GHz时，其屏蔽效能高达70 dB;随着厚度的增加，吸收损耗增加，屏蔽效能增加，三层复合织物的屏蔽效能优于单层复合织物和双层复合织物。
  • 钛酸钡纳米颗粒的压电清洁能力研究
    范彦琨, 黄政凯, 张雯婧, 徐智新, 高旻
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 46-52. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0309
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    开展压电纳米颗粒(PNPs)的压电清洁能力研究。在含有5%质量分数的十二烷基苯磺酸钠的滤网清洁液中加入0.000 4 g/mL的钛酸钡压电纳米颗粒，可以使清洁液的Zeta电位稳定在(-48.4±1.3) mV,同时，滤网清洁度可提高至97%。研究结果表明：在清洁液中加入压电纳米颗粒，基于压电效应，可以在冲洗过程中在纳米颗粒表面产生分离的正负电荷，增强去除浮尘的能力。该研究可以扩展压电纳米颗粒在清洁等领域的应用。
  • MXene/氮化硼/聚偏氟乙烯复合材料的制备及介电性能
    李宜陶, 王静荣, 孙珩斯, 陈虎跃, 徐海萍, 杨丹丹
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 53-61. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0025
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    随着高性能储能电容器的快速发展，市场对具有高介电常数和低介电损耗的电介质材料的需求日益迫切。MXene因其优良的导电性在聚合物介电复合材料制备中引起广泛关注，但利用MXene制备的复合材料具有较高的介电损耗。以聚偏氟乙烯（PVDF）为基体、二维纳米片（Ti3C2Tx MXene）为填料，通过溶液混合法制备MXene/PVDF复合材料。为抑制其介电损耗，引入具有绝缘性能的氮化硼（BN）纳米片。结果表明，MXene和BN均匀地分散在PVDF中，相较于MXene/PVDF复合材料，MXene/BN/PVDF复合材料在保持较高介电常数的同时，表现出更低的介电损耗和电导率。MXene质量分数为12%时，制备的MXene/PVDF复合材料在102 Hz时具有220的介电常数、1.31×10-8 S/cm的电导率和1.52的介电损耗；MXene质量分数为12%、BN质量分数为2%时制备的MXene/BN/PVDF复合材料，其在102 Hz时具有237的高介电常数、1.12×10-8 S/cm的电导率和0.39的介电损耗，实现了提高介电常数，降低介电损耗的目的。
  • 丝胶蛋白接枝聚合丙烯腈纺丝液的稳态流变性能
    马利杰, 朱金玉, 张瑞云, 罗婷婷, 吴建华, 杨陌
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 62-69. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0193
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    为充分利用蚕丝缫丝工艺中的废弃丝胶蛋白，并改善腈纶纤维的吸湿性能，将丝胶蛋白与丙烯腈进行接枝聚合，制备出改性纺丝液，进而探讨其稳态流变性能。采用幂律方程、Arrhenius方程及Spencer-Dillon经验公式等工具，对旋转流变仪取得的数据进行处理与拟合，深入分析了丝胶蛋白投料比、引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)用量、温度、剪切速率等因素对纺丝流变特性的影响。研究结果显示：所有不同丝胶蛋白接枝聚合丙烯腈制备的纺丝液均表现出典型的假塑性流体特征，其非牛顿指数小于1。非牛顿指数随温度的升高而增大，而表观黏度、结构黏指数及稠度系数则随温度的上升而降低，黏流活化能随剪切速率的增加先减小后趋于稳定。丝胶蛋白投料比为15%、AIBN用量为0.8%时，所制纺丝液呈现较高的黏度，且对温度与剪切速率较为敏感。通过适当提高温度，可有效改善可纺性。
  • 光热/吸附双功能复合织物的制备及其对染料废水的净化处理
    闫光远, 田焰宽, 杨昕, 高婷婷
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 70-79. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0105
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    太阳能驱动界面蒸发技术因其优异的热局域能力被广泛用于海水淡化和废水处理。利用这项技术处理印染废水时仍存在污染物的残留问题。采用吸附和界面光蒸发技术的协同作用，同时实现污染物的高效吸附和淡水收集。在棉织物上接枝β-环糊精（β-CD）构筑基底吸附层，作为光热复合织物的基底，一方面可利用毛细效应为光热层快速传输水分，另一方面棉织物基底上的β-CD可有效吸附废水中的污染物。同时，采用呼吸图案模板法在棉织物基底上构筑醋酸纤维素/炭黑（CA/CB）光热层，用于高效界面光热蒸发。通过对模拟废水亚甲基蓝（MB）进行吸附和光热协同净化研究，发现光热/吸附双功能复合织物对MB的去除率高达90.0%,界面蒸发速率可达1.60 kg/（m2·h）,展现出优异的水净化效果。
  • 基于细菌纤维素的抗菌生物缝线的制备及性能研究
    刘秀童, 姚春丽, 陈阁谷
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 80-88. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0143
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    细菌纤维素(BC)因其具有高结晶度、优异的亲水性和生物相容性，在生物医用领域如组织工程、伤口敷料及药物递送等方面展现出潜在应用价值。针对纯BC缝线柔韧性差及缺乏抗菌性的问题，以细菌纤维素凝胶膜为基底，利用2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(EPTMAC)对BC进行阳离子季铵化改性处理，此举不仅降低了纯BC的结晶度，还赋予BC缝线良好的抗菌性，制备出具有阳离子性的BC凝胶膜。通过预拉伸—加捻—干燥三步法制备柔韧抗菌的阳离子细菌纤维素(CBC)缝线。研究结果表明，该缝线不仅力学性能得到显著提升(打结抗张强度为(21.5±1.1)N),还保持了良好的生物相容性，细胞存活率高达92.0%,并展现出99.9%的高效抗金黄葡萄球菌能力。与石油基缝合线相比，这种BC基生物缝线成本更低，且性能优异，能有效减少缝合处的二次伤害风险，在外科缝线领域具备巨大的应用前景和发展潜力。
  • 钠离子电池用聚丙烯隔膜的辐射接枝改性
    刘汶朋, 沈丽, 王衡东, 侯爱芹
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 89-95. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0097
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    为提高聚丙烯隔膜的亲液性，拓展其在钠离子电池中的应用前景，以甲基丙烯酸甲酯为接枝单体，通过辐射接枝的方法制备不同接枝率的改性聚丙烯隔膜，探讨了接枝率对改性聚丙烯隔膜的微观结构、化学结构、电解液润湿性及组装电池性能的影响。结果表明：接枝单体增强了隔膜对电解液的亲和力，隔膜表面的多孔结构影响隔膜对电解液的吸收，高接枝率的改性隔膜表面的多孔结构被甲基丙烯酸甲酯覆盖，降低了隔膜的孔隙率和对电解液的吸收，接枝率为2.8%的改性隔膜保持了原始多孔结构，对电解液的吸收率有所提升，其组装电池的电化学测试结果均优于原始隔膜组装电池。
  • 基于非溶剂诱导相分离聚丙烯腈-掺铝氧化锌/石墨烯红外隐身薄膜的制备及性能
    张楠, 李洪启, 刘栋良
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 96-102. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0086
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    利用六水合硝酸锌和九水合硝酸铝为主要反应物，通过水热合成法制备掺铝氧化锌(AZO)。采用非溶剂诱导相分离技术，以聚丙烯腈(PAN)、AZO和石墨烯(graphene)为原料，制备具有高孔隙率和高比表面积的柔性复合薄膜。利用傅里叶变换红外光谱、热重分析、扫描电子显微成像、X射线衍射、X射线光电子能谱和热红外成像等方法，对制备的复合薄膜进行表征和性能测试。结果表明：在PAN-AZO薄膜中，AZO质量分数为15%时，薄膜的红外发射率为0.28。AZO粒子的导电性使辐射能在复合材料内部得到更好的传导和分散，降低了红外发射率，但随着AZO质量分数的增加，复合颗粒表面粗糙程度增加，导致红外发射率增大。考虑到π波段的光学跃迁，大多数碳材料可以用作光吸收剂。为增强红外隐身性能，引入石墨烯，制备了PAN-AZO/graphene复合薄膜，在8～14μm波段红外发射率低至0.23,表现出良好的热伪装性能。
  • PI/MWCNT复合上浆剂改善CF/PEEK复合材料的力学和电磁屏蔽性能
    何艺, 杨雪勤, 任宏亮, 阳泽濠, 袁婷, 范翊, 蒋民强, 刘勇, 张辉, 俞建勇
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 103-112. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0099
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    碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料正由单一力学结构材料向兼具电磁屏蔽性能的功能一体化材料发展。然而，碳纤维(CF)和聚醚醚酮(PEEK)界面结合差、电磁屏蔽填料在树脂基体中易团聚的问题限制了CF/PEEK复合材料的力学性能和电磁屏蔽性能。通过制备含醚酮结构的聚酰亚胺(PI)和多壁碳纳米管(MWCNT)的复合上浆剂，对CF表面改性，成功获得了力学与电磁屏蔽性能并优的CF/PEEK复合材料。研究发现，当复合上浆剂中MWCNT的质量分数为0.075%时，CF/PEEK复合材料的层间剪切强度(ILSS)、弯曲强度和弯曲模量分别为79 MPa、994 MPa和62 GPa,较未改性前分别提高38.6%、33.6%和17.0%。这得益于PI与PEEK之间的π-π相互作用，以及引入MWCNT提升CF表面粗糙度所带来的界面铆接效应。此外，改性后CF的电导率为180 S/cm, CF/PEEK复合材料在X波段的平均电磁屏蔽效能(EMI)达到42.6 dB,较未改性前分别提升59.3%和65.8%。这主要归因于CF和MWCNT构建的导电网络能够强反射电磁波并实现欧姆损耗。采用PI/MWCNT上浆剂处理CF表面，为开发高性能的CF/PEEK复合材料提供了简便有效的方法，具有广阔的应用前景。
  • 碳纤维增强防辐射混凝土的制备与力学性能研究
    马明磊, 桂强, 白洁, 王超, 穆富江, 陈晴宇, 张斌, 王先锋
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 113-118. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0141
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    防辐射混凝土中的高密度骨料因重力作用易沉降，致其力学性能受损。为增强此类混凝土的力学性能，以水泥、粉煤灰、矿粉、铁矿石碎石及铁矿石砂为基础原料，并掺入碳纤维与减水剂，制备了碳纤维增强防辐射混凝土。试验探究了不同碳纤维掺量对混凝土工作性能、力学特性及微观结构的影响。结果表明：使用长度为7 mm、直径为6μm的碳纤维，且碳纤维的体积分数为0.2%时，所制备的碳纤维防辐射混凝土坍落度为180 mm,表观密度范围为（3 750±50）kg/m3、28 d抗压强度为51.08 MPa、28 d劈裂抗拉强度为6.56 MPa,展现出良好的力学性能；碳纤维与减水剂的额外掺入显著优化了防辐射混凝土的工作性能与力学特性；综合考虑性能与成本控制，确定碳纤维的最佳体积分数为0.2%。综上，该研究为碳纤维增强防辐射混凝土的制备提供了宝贵的理论指导与实践参考。
  • 碳纤维复合材料-金属混合机械臂的改进动力学辨识方法
    洪博锴, 孟婥, 张豪, 孙以泽
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 119-130. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0169
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    针对三维编织的机械臂与理论设计的参数存在偏差，导致机械臂在运行时产生扰动力矩的问题，采用改进蜣螂算法(improved dung beetle optimizer, IDBO)和加权最小二乘法的改进动力学参数辨识方法，分步辨识非线性斯特里贝克(Stribeck)摩擦力矩、线性惯性力矩、科氏向心力矩和重力矩。为设计激励轨迹，引入周期性傅里叶级数和五次多项式，采用IDBO设计最优激励轨迹，获取机械臂在最优激励轨迹下的实时状态，确定其动力学参数并建立动力学模型。试验以碳纤维复合材料和45钢混合的大臂机器人为对象。结果表明：考虑非线性摩擦力矩的改进动力学参数辨识方法有效提高了动力学模型精度，与仅考虑线性摩擦力矩的常规方法相比，关节1～6的预测力矩误差均方根(RMS)减小25.6%～47.9%。
  • 双层热定型机碳纤维增强衬套的损伤分析及成型工艺优化
    满其祥, 岳晓丽
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 131-139. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0020
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    针对双层热定型机中碳纤维增强的薄壁衬套，在复杂的湿热环境及交变机械力载荷下易发生损伤失效的问题，深入探讨注塑成型过程中形成的翘曲变形对其服役期间损伤进程的影响。结果显示：随着衬套边缘翘曲量的增加，碳纤维衬套从初始损伤至完全失效的时间显著缩短，损伤进程加速；衬套失效时的残余强度减弱，承载能力下降。基于上述原因，构建衬套成型过程的有限元模型，并通过实测数据进行验证；分析不同工艺参数对衬套翘曲与收缩的影响，进而建立成型工艺参数的代理模型及多目标优化模型，以确定最优工艺参数组合。数值模拟结果表明：工艺参数优化后，衬套的翘曲量降低36.4%,相对失效时间延长22.8%,有效延缓了损伤进程，有利于延长衬套的服役寿命。这一成果可为同类复合材料薄壁件的成型工艺制定提供重要的指导和参考。
  • 平纹增强热塑性PPS复合材料耐介质老化行为研究
    王前文, 张发, 陆振乾, 周红涛
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 140-146. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0225
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    为研究平纹增强热塑性复合材料耐流体介质的老化行为，采用热模压工艺制备玻璃纤维和碳纤维平纹织物增强聚苯硫醚(PPS)复合材料，不同角度铺贴后热模压工艺进行成型。选取水、液压油、磷酸酯液压油/水混合液、燃油、丁酮5种液体，将复合材料分别在高温或常温下浸泡至饱和状态。结合大气环境构建交通运输领域常见的9种老化使用环境，以ASTM短梁剪切标准和面内剪切标准为依据，开展复合材料层间和面内剪切试验，评估其老化后性能衰退情况。结果显示，高温高湿环境对PPS复合材料层间和面内剪切性能均有明显的衰减作用，玻纤复材性能下降超50%,碳纤复材性能下降30%。液体介质浸透后，水对复合材料的强度影响最大，液压油、燃油和丁酮影响均较小，常温测试层间和面内剪切性能下降约10%。最后，老化机理分析可为热塑性复材应用场景开发提供数据参考。
  • 基于SC-TransUnet语义分割模型的焦炭基质提取
    张臻, 阚秀, 孙维周, 麻超
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 147-154. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0014
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    焦炭基质的准确提取对于焦炭质量分析至关重要。针对焦炭基质结构复杂、边界不清晰以及显微图像含有白色光晕等问题，提出了一种基于SC-TransUnet语义分割模型的焦炭基质提取方法，模型通过CNN-Transformer混合结构进行高级语义信息提取，增强对焦炭基质不规则结构的表征能力，通过多种注意力机制融合增强对焦炭复杂纹理特征的感知能力。与目前主流的分割模型相比，所设计的模型在焦炭基质提取中取得了更好的分割效果。试验证明该模型的Acc、Miu和F1s分别达94.75%、89.96%和95.23%,可为焦炭基质自动提取提供一种可靠且高效的解决方案。
  • 基于量子密钥分发的安全浏览器设计与实现
    许敏, 周鹏, 戚伟强, 杨帆, 王红艳, 吴辉, 蒋学芹
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 155-161. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0047
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    商业浏览器主要依赖基于数学复杂度的公钥密码体系对数据进行传输加密，而具备强大计算能力量子计算机的发展给主流公钥密码体系带来了极大的安全冲击。为应对浏览器中敏感数据访问的潜在安全性问题，提出一种基于量子密钥分发(QKD)技术的安全浏览器实现方法，以保障浏览器访问敏感数据的高安全性。同时，设计浏览器数据量子安全传输方案，提出基于量子密钥的安全套接层(SSL)新型协议，以及浏览器的数据模块量子安全加密方案，并在国网浙江省电力有限公司信息通信分公司进行实地验证。提出的量子安全浏览器加密方案有效提升了浏览器数据通信以及存储数据过程的安全性，可为浏览器系统中敏感数据的访问提供强有力的安全保障。
  • 基于边缘控制的配电台区共享储能调度策略
    郭小璇, 王亚赛, 郭敏, 孙乐平, 沈小军, 邢洁
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 162-169. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0130
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    大量分布式光伏接入配电台区可能引起台区电压越限。受限于储能容量，传统的基于本台区的储能调度策略可能无法解决台区的电压越限问题。基于此，提出基于边缘控制的配电台区共享储能双层优化调度策略。上层策略以治理电压越限为目标，下层策略通过储能的优化调度实现运行成本最小。采用粒子群算法对下层策略的数学模型进行求解。最后，以广西电网某馈线中的相邻台区为例，验证了所提共享储能调度策略的有效性。算例运行结果表明，通过边缘控制器协同调度相邻台区的共享储能资源，可以克服仅靠本地台区内储能无法治理电压越限的局限，有效解决台区的电压越限问题，保障配电台区的安全经济运行。
  • 制造商主导下供应链信息策略及减排激励研究
    王晓锋, 肖莉莉, 王梦玲
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 170-180. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0292
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    在碳税环境下，针对制造商可能谎报私有减排信息及零售商隐瞒私有需求信息的行为，构建4种不同场景下的纺织服装供应链决策模型，这些模型均基于双向信息不对称假设，研究旨在探讨制造商的减排信息披露策略和零售商的需求信息共享策略，并提出促进减排的激励契约。结果表明：作为供应链的主导者，制造商在无减排谎报动机下表现稳定；零售商在预测市场的高需求状态下缺乏信息共享意愿，但市场低需求状态下，其信息共享的决策受到预测精度显著影响。通过引入基于数量折扣的减排激励契约，成功激励零售商共享其市场预测信息，此举不仅促进了供应链利润的增长，还实现了减排量的提升。值得注意的是，随着预测精度的提高，供应链利润增幅也呈现增长趋势。
  • 厨余堆肥用于改良砂石系统泥饼成土及绿豆种植试验
    徐璟尧, 杨再福, 阚思蒙
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 181-189. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0037
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    水电工程项目产生了大量砂石系统泥饼和厨余垃圾，为实现资源化利用进行改良成土试验，设置5个厨余垃圾堆肥产物添加量，即0(CK)、1%(T1)、2%(T2)、4%(T3)、7%(T4),研究90 d内泥饼理化性质、养分和酶活性的变化以及成土后绿豆生长状况。结果表明：泥饼pH值趋向中性，电导率和总孔隙度升高而容重降低，4%(T3)厨余堆肥添加量时均能满足要求；同时，蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性升高，4%(T3)厨余堆肥添加量对泥饼酶活性促进作用较好；泥饼中的有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量增加，当厨余堆肥质量分数为4%(T3)和7%(T4)时，均达到土地质量地球化学评价规范(DZ/T 0295—2016)中的三级(适中)和二级(丰)标准；4%(T3)厨余堆肥的添加显著改善了绿豆的长势和叶片品质，绿豆发芽速度、株高、总鲜重、叶片叶绿素、可溶性蛋白质、可溶性糖和维生素C提升效果显著。综上所述，厨余堆肥可通过改善理化性质、提升养分和酶活性等措施将砂石系统泥饼改良为绿豆种植土，种植绿豆时厨余堆肥的最适宜添加量为4%。
  • 葡萄糖对复合氯化聚氯乙烯纳滤膜性能的影响以及膜在染料/盐分离中的应用
    张晨, 张琪, 陈淑怡, 蒋淑红, 王军, 许士洪
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 190-197. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0008
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    为研制适用于分离染料废水中染料和盐的新型复合纳滤膜，采用共沉积-界面聚合组合法制备复合氯化聚氯乙烯（CPVC）纳滤膜，在多巴胺（DA）/聚乙烯亚胺（PEI）共沉积体系中添加葡萄糖（GL）,通过GL与均苯酰氯（TMC）生成聚酯（PET）对复合CPVC纳滤膜选择层的疏松程度进行调控。探讨GL和DA不同质量比对复合CPVC纳滤膜选择层微观结构、过滤性能及其对模拟活性黑5（RB5）染料废水处理效果的影响。结果表明：随GL与DA质量比的增加，纳滤膜结构变得疏松，纯水通量由4.46 L/（m2·h）提高至6.61 L/（m2·h）,染料废水通量由3.72 L/（m2·h）提升到5.23 L/（m2·h）,在有效截留染料分子的同时提高纯水通量和染料废水通量；当GL与DA质量比达7∶3时，复合CPVC纳滤膜对PEG800截留率和染料截留率均降到90%以下，过滤性能变差。因此GL与DA最佳质量比为6∶4,此时，复合CPVC纳滤膜的纯水通量和染料废水通量分别为6.61和5.23 L/（m2·h）,较未添加GL时分别提高48.21%和40.60%,PEG800和RB5截留率分别为92.58%和93.68%,盐截留率为1.90%。在设定的运行时间内染料废水通量和染料分子截留率均趋于稳定，表现出良好的稳定性。
  • 衣物洗涤过程纤维微塑料释放研究进展
    钱殷超, 周宓, 崔盼盼, 张晶晶, 李光
    东华大学学报（自然科学版）. 2025, 51(01): 198-206. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0110
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    微塑料污染对生态环境和人类健康的潜在危害已在全球范围受到高度关注，其中衣物洗涤过程释放的纤维微塑料是微塑料污染的重要来源之一。通过文献调研，从微塑料污染现状、纤维微塑料污染路径到衣物洗涤过程影响微塑料释放的因素以及减少衣物洗涤过程微塑料释放的技术进行了系统评述。基于现阶段的研究，提出了建立纤维微塑料释放评价标准、对微塑料生物毒性和危害开展系统研究、从纤维生产源头解决减少微塑料的技术，对微塑料开展无害化处置技术等策略。以期通过制定政策法规以及提高公众意识，共同减缓微塑料对环境的危害。
2025年, 第51卷, 第03期
刊出日期：2025-03-25
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