材料研究学报  2005, Vol. 19 Issue (1): 42-46

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智能凝胶对水流量自适应控制的仿生研究

曾尤;王瑞春;郭敬东;周本濂

中国科学院金属研究所

Self-adaptive control of smart hydrogels to water flow

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中国科学院金属研究所

曾尤; 王瑞春; 郭敬东; 周本濂 . 智能凝胶对水流量自适应控制的仿生研究[J]. 材料研究学报, 2005, 19(1): 42-46.
, , , . Self-adaptive control of smart hydrogels to water flow[J]. Chin J Mater Res, 2005, 19(1): 42-46.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(679 KB)   摘要: 制备了多孔聚乙烯醇缩甲醛凝胶(PVFM), 研究了其对水流量控制的自适应性能. 结果表明, 多孔聚乙烯醇缩甲醛凝胶具有很快的吸水/脱水速度和膨胀应力变化的灵敏响应性. 结合弹性水管受压变形的控制结构, 研究了材料感知土壤含水量的变化和对滴灌流量进行动态调节的智能特性, 发现止水/放水周期可控制在1 h以内. 关键词 ： 有机高分子材料,  智能凝胶,  自适应,  流量控制     Abstract：Inspiration is from the plant root adjusting self-adaptively its structure and function according to the change of water content in soil; a macroporous polyvinyl formal hydrogel (PVFM) with water--content sensitivity was synthesized, and utilized as sensor and actuator to control automatically the drip--irrigation flow. PVFM hydrogel shows rather fast swelling/deswelling rate, and its mechanical behavior is sensitive to the change of water content, as a result the flow rate is modulated accordingly. This smart hydrogel can control self--adaptively water flow according to humidity of soil; the on--off cycle of flow control is less than 1 hour. It has the large potential applications in the aired regions for water-saving irrigation, humidity adjustment, desert control and so on. Key words： organic polymer materials    smart hydrogels    flow control    intelligent material    dripirrigation    biomimeti 收稿日期: 2005-03-16      ZTFLH:  TB381   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 曾尤 王瑞春 郭敬东 周本濂 44.8K 链接本文: https://www.cjmr.org/CN/      或      https://www.cjmr.org/CN/Y2005/V19/I1/42 1 ZHANG Suiqi, SHAN Lun, Chin. J. Appl. Enviorn. Biol., 7(4), 396(2001)(张岁岐,山仑,应用与环境生物学报,7(4),396(2001)) 2 WANG Huafang, ZHANG Jianhua, LIANG Jiansheng, YIN Weilun, Chin. Sci. Bull., 44(19), 2053(1999)(王华芳,张建华,梁建生,尹伟伦,科学通报,44(19),2053(1999)) 3 SHEN Feng, YANG Lifang, CHENG Guoxiang, YAO Kangde, Chin. J. Mater. Res., 14(1), 1(2000)(沈锋,杨丽芳,成国祥,姚康德,材料研究学报,14(1),1(2000)) 4 D.Beebe, J.Moore, J.Bauer, Q.Yu, R.Liu, C.Devadoss, B.Jo, Nature, 404, 588(2000) 5 Q.Yu, J.Bauer, J.Moore, App. Phys. Lett., 78(17), 2589(2001) 6 K.Arndt, D.Kuckling, A.Richter, Polym. Adv. Technol, 11, 496(2000) 7 A.Baldi, Y.Gu, P.Loftness, R.Siegel, B.Ziaie, A Hydrogel-Actuated Smart Microvalve with a Porous Dif- fusion Barrier Back-Plate for Active Flow Control, Proceedings 15th Int. IEEE Conference on Microelec-tromechanical Systems, 419(2002) 8 BAO Xinzhong, ZHANG Yueting, HU Shaohua, Vinyl. Commun., 18(3), 1(1998)(包新忠,章悦庭,胡绍华,维伦通讯,18(3),1(1998)) 9 L.Treloar, The physics of rubber elasticity, third edition, (Oxford, Clarendon Press, 1975) 10 E.B.Wylie, V.L.Streeter, Fluid Transients (New York, Mcgraw-Hill International Book Company, 1978) 11 L.Leyton, Fluid Behavior in Biological Systems (Oxford, Oxford University Press, 1975) 12 WU Yunpeng, LIANG Zijun, Biorheology (Beijing, Higher Education Press, 1988)(吴云鹏,梁子钧,生物流变学(北京,高等教育出版社,1988)) 13 ZENG You, WANG Ruichun, ZHOU Benlian, J. Funct. Mater. Dev., 10(4), 459(2004)(曾尤,王瑞春,周本濂,功能材料与器件学报,10(4),459(2004)) [1] 叶姣凤, 王飞, 左洋, 张钧翔, 罗晓晓, 冯利邦. 兼具高强度、高韧性和自修复性能的环氧树脂改性热可逆聚氨酯[J]. 材料研究学报, 2023, 37(4): 257-263. [2] 李瀚楼, 焦晓光, 朱欢欢, 赵晓欢, 矫庆泽, 冯彩虹, 赵芸. 支链含氟聚酯的合成和性能[J]. 材料研究学报, 2023, 37(4): 315-320. [3] 马逸舟, 赵秋莹, 杨路, 裘进浩. 热塑型聚酰亚胺/聚偏氟乙烯全有机复合薄膜的制备及其介电储能[J]. 材料研究学报, 2023, 37(2): 89-94. [4] 殷洁, 胡云涛, 刘慧, 杨逸霏, 王艺峰. 基于电沉积技术构建聚苯胺/海藻酸膜及电化学性能研究[J]. 材料研究学报, 2022, 36(4): 314-320. [5] 申延龙, 李北罡. 磁性氨基酸功能化海藻酸铝凝胶聚合物的制备及对偶氮染料的超强吸附[J]. 材料研究学报, 2022, 36(3): 220-230. [6] 龙庆, 王传洋. 不同碳黑含量PMMA的热降解行为和动力学分析[J]. 材料研究学报, 2022, 36(11): 837-844. [7] 蒋平, 吴丽华, 吕太勇, José Pérez-Rigueiro, 王安萍. 蜘蛛大壶状腺丝的反复拉伸力学行为和性能[J]. 材料研究学报, 2022, 36(10): 747-759. [8] 鄢俊, 杨进, 王涛, 徐桂龙, 李朝晖. 有机硅油改性水性酚醛的制备及其性能[J]. 材料研究学报, 2021, 35(9): 651-656. [9] 张昊, 李帆, 常娜, 王海涛, 程博闻, 王攀磊. 羧酸型接枝淀粉吸附树脂的制备和对染料的去除性能[J]. 材料研究学报, 2021, 35(6): 419-432. [10] 孙丽颖, 钱建华, 赵永芳. AgNWs-TPU/PVDF柔性薄膜电容传感器的制备和性能[J]. 材料研究学报, 2021, 35(6): 441-448. [11] 唐开元, 黄洋, 黄湘舟, 葛颖, 李娉婷, 袁凡舒, 张威威, 孙东平. 碳化细菌纤维素的理化性质及其在甲醇电催化中的应用[J]. 材料研究学报, 2021, 35(4): 259-270. [12] 苏晨文, 张婷玥, 郭丽伟, 李乐, 杨苹, 刘艳秋. 用于模拟细胞外基质的硫醇-烯水凝胶的制备[J]. 材料研究学报, 2021, 35(12): 903-910. [13] 张向阳, 章奇羊, 汤涛, 郑涛, 柳浩, 刘国金, 朱海霖, 朱海峰. 基于MOFs的复合材料制备及其对亚甲基蓝染料的吸附性能[J]. 材料研究学报, 2021, 35(11): 866-872. [14] 万里鹰, 肖洋, 张伦亮. 基于热可逆Diels-Alder动态共价键PU-DA体系的制备和性能[J]. 材料研究学报, 2021, 35(10): 752-760. [15] 张翠歌, 胡良, 卢祖新, 周佳慧. 基于海藻酸自组装胶体粒子的制备及其乳化性能[J]. 材料研究学报, 2021, 35(10): 761-768. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed