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中国科学院兰州分院成立于1954年，是中国科学院在全国9个分院之一，作为中国科学院的派出机构，担任联络在甘肃和青海的院属科研单位。包含：近代物理研讨所、兰州化学物理研讨所、西北生态环境资源研讨院、青海盐湖研讨所以及西北高原生物研讨所。建院近70年来，兰州分院在中国科学院和甘肃、青海省委、省政府的正确领导和亲切关心下欣欣向荣，取得了一大批严峻科研立异效果，为干与国家科技事业开展作出了应有奉献。首要包...
旋转机械设备的牢靠运转高度依靠对轴承光滑的稳定性，一旦光滑油膜决裂，冲突副的非直触摸摸会敏捷演化为剧烈磨损甚至设备损坏。因而，对轴承光滑前期退化的实时监测是针对高端旋转配备猜测性保护的核心技能需求。根据双电层（EDL）电容机制的离-电式振荡传感器功用严峻受制于介电层（离子凝胶）本征黏弹性的影响，尤其是聚合物链段内的冲突会严峻阻止离子向界面的搬迁，导致传感器灵敏度下降、呼应滞后，终究形成“传感迟滞”，使弱小瞬态振荡特征信号无法被及时捕获，难以完成光滑失效的前期预警。
为处理以上问题，中国科学院兰州化学物理研讨所光滑资料全国重点实验室功用光滑资料课题组联合西北师范大学王荣民教授团队提出了一种根据高单体浓度诱导的拓扑缠结网络结构与植酸（PA）介导氢键增塑相协同的组成战略，并使用数字光处理3D打印技能（DLP 3D）制备了外表具有微图画的低迟滞性离子凝胶，以此为介电层拼装的振荡传感器兼具超高灵敏度、毫秒级对称呼应、以及微米级位移分辩才能等特性，完成了对轴承光滑失效进程的振荡监测与机器学习辅佐的状况辨认。
结果表明，优选离子凝胶的迟滞率低至 6.7 ± 0.3%，基本上消除了传统离子凝胶介电层的“传感迟滞”问题。经过DLP 3D打印构筑的微锥阵列结构使传感器灵敏度高达40,000 ± 8000 kPa⁻¹，呼应/恢复时间近乎对称（89 ± 8 ms 与 92 ± 10 ms），循环10,000 次后能量耗散无显着衰减，可明晰捕捉2-20 Hz、0-60 μm范围内的频率与振幅信号，位移分辩率和频率分辩率别离可达1 μm和0.5Hz。在油光滑下，接连油膜起到界面阻隔与阻尼缓冲作用，振荡信号出现稳态低幅特征；一旦油膜决裂进入干冲突状况，粗糙峰非直触摸摸引发的微冲击使得振荡幅值急剧变大，出现典型失稳特征（图1）。对磨痕的三维概括做多元化的剖析，发现不同冲突工况下磨痕宽度差异显着且与振荡幅值改变高度相关，证明该传感器具有对轴承光滑状况动态演化的准确感知才能。在此基础上，经过提取最大值、RMS、峰峰值、主频、谱能量、STFT 等时频特征，构建了CNN+SVM混合机器学习模型，在5折分层穿插验证下完成光滑状况辨认整体准确率达90.0% ± 11%。少量误分类样本刚好对应油膜逐步退化的过渡态，反映出该传感器对光滑失效“过渡区”的敏锐捕捉才能，为光滑前期失效预警供给了理论按照。该传感器在旋转机械光滑失效预警、精细传动智能运维等范畴具有极端严峻使用价值，可助力高端配备从“被迫修理”向“猜测性自主保护”改变的快速开展。
上述研讨工作得到了中国科学院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金面上项目、甘肃省科技严峻专项以及甘肃省自然科学基金等项目的支撑。