可逆控制

可逆，可以反向進行的。可逆控制，是指掌握住可以反向進行的，不使任意的越出範圍。

基本介紹

• 中文名：可逆控制
• 外文名：Reversible control
• 分類：物理學

刺激回響控制釋放和分析檢測

介孔二氧化矽由於具有超高的比表面積、大的介孔體積、均一可調的孔徑尺寸和有序的介孔結構等獨特的介觀結構和物理化學性質，在催化、吸附、大分子轉化、蛋白質分離鑑定和光電磁材料等高科技領域，尤其是在刺激回響可控釋放領域以及分析檢測方面擁有廣闊的套用前景。但是，已發展的許多刺激回響控制釋放系統和分析檢測系統均缺乏可逆性和可再生性。基於此，以介孔二氧化矽納米顆粒為載體材料，結合胸腺嘧啶的光反應性質和DNA分子構型的多樣性，構建了基於光、pH、生物分子回響的可逆控制釋放系統，同時結合磁納米顆粒的磁分離特性，設計了一種能同時檢測和移除汞離子的可再生核殼磁介孔二氧化矽納米顆粒。

胸腺嘧啶功能化的光回響可逆控制釋放系統

以納米顆粒、聚合物等作為封堵材料的光控釋放系統得到了廣泛的套用。但是，這些已報導的光回響控制釋放體系都存在諸多的不足，如缺乏可逆性、封堵材料生物相容性差等。胸腺嘧啶不僅具有良好的生物相容性，而且有很好的可逆光反應性質，是一種優良的門控分子。工作擬將胸腺嘧啶共價交聯到介孔二氧化矽納米顆粒的表面，設計一種光回響可逆控制釋放系統。首先，利用溶膠-凝膠法合成了介孔二氧化矽納米顆粒，然後在顆粒表面共價交聯上胸腺嘧啶衍生物，利用透射電子顯微鏡（TEM）、X-射線衍射儀（XRD）、比表面分析儀（BET和 BJH）、紫外可見吸收光譜儀等對合成和修飾前後的納米顆粒進行表征。在波長大於270nm 的紫外光照射下，顆粒表面修飾的胸腺嘧啶能形成二聚體，封堵住介孔；另外，胸腺嘧啶二聚體在240nm紫外光照射下會發生解離，重新變回單體，使封堵的介孔打開，從而實現對介孔中封堵物質的釋放。然後，以Ru(bipy)3²⁺分子作為模式客體分子，利用螢光發射光譜儀研究其在不同波長光照條件下儲存和釋放的情況。此外，利用Ru(bipy)3²⁺螢光的氧淬滅性質，擬設計一種可逆的光開關的氧感測器。

i-motif DNA的光回響可逆控制釋放系統

寡核苷酸因其具有良好的生物相容性、構型多樣性和穩定的物理化學性質等而成為構建“納米門”的理想材料。以DNA作為“納米門”的介孔二氧化矽控制釋放系統相繼被報導。這些系統通過引入各種刺激物（如：互補鏈，酸/鹼，酶和目標分子等）來改變DNA“納米門”的構型，從而達到控制釋放的目的。選擇i-motif DNA（富含胞嘧啶的四鏈DNA）作為pH回響的“納米門”，羥基孔雀石綠（MGCB）作為光激發氫氧根離子發射器，結合介孔二氧化矽納米顆粒設計一種新型光回響可逆控制釋放系統。首先，將i-motif DNA共價交聯在介孔二氧化矽表面，然後將MGCB固定在介孔二氧化矽納米顆粒通道內壁上。以Ru(bipy)3²⁺作為模式客體分子裝載進介孔通道內，當溶液pH值為5.0時，i-motifDNA能有效地封堵介孔，限制客體分子的釋放。在紫外光照射條件下，固定在介孔內壁上的MGCB能解離出氫氧根離子，導致溶液pH值的升高。該pH值的變化使得i-motif DNA去摺疊成單鏈DNA結構，從而導致介孔的打開和客體分子的釋放。而在黑暗條件下，通過再結合溶液中的氫氧根離子，MGCB分子再生。隨後，溶液的pH返回到原始值，單鏈DNA則再次摺疊成i-motif DNA結構，關閉介孔，完成一個循環。然後，通過交替地打開和關閉光源，操作DNA構型的反覆變化和介孔通道的打開與關閉。該方法利用光刺激pH變化的分子來調節pH敏感DNA的構型變化，簡便易行，並且不需要複雜的合成技術。

提升機磁場可逆控制系統中邏輯無環流裝置

分析了可逆系統對邏輯轉換的要求，以及邏輯無環流轉換裝置各部分的原理特性。指出了其優缺點，並提出了改進措施。

提升機磁場可逆控制系統對邏輯轉換的要求

(1)在控制系統中，當一組可控制矽工作時，用邏輯電路封鎖另一組的觸發脈衝，使該組可控矽完全處於阻斷狀態，從根本上切斷環流的通路。

(2)不能根據控制系統中的轉速給定信號V_gn的極性來確定脈衝封鎖的取捨。因為不只是反轉時應該開放反組可控矽，在正轉制動(或降速)時，也要利用反組。兩種情況下，都要封鎖正組，開放反組。

(3)在電動機反轉運行和正轉制動時，電動機轉矩方向和電流方向均為負；正轉運行和反轉制動時 ,電動機轉矩方向和電流方向均為正。由此可見，應該用轉矩的極性或電流極性來指揮邏輯切換。由轉速調節器輸出的電流給定信號V_gi 完全適合於擔當這個任務。當V_gi由負變正時，可以發出封鎖正組、開放反組的信號；當V_gi由正變負時，可以發出封鎖反組、開放正組的信號。

(4)V_gi極性的改變，只說明系統有了使轉矩(電流)反向的意圖，轉矩(電流)的極性真正變換還要滯後一段時間，等到轉矩(電流)真正過零時，發出零電流檢測信號，才能發出正反組切換的命令。由此可見，轉矩極性鑑別電流信號和零電流檢測信號是正、反組切換的前提，有了這兩個前提，再經過必要的邏輯運算，就可以發出切換命令。

(5)需要關斷等待時間。因為電流總是脈動的 ,而零電流檢測器不可能等到電流 絕對為零時才動作，它有一個最小動作電流Ⅰ。, 如果脈動的逆變電流瞬時低於Ⅰ。, 而實際電流還在連續導通時就發出封鎖脈衝的指令，有可能造成本橋逆變顛覆。因此必須等待一段時間，電流不再大於Ⅰ。, 才能確認電流已經斷續，可以封鎖脈衝了，t₁=2～3ms。

(6)需要觸發等待時間。因為封鎖原導通組脈衝的時刻，以後的脈衝雖然發不出來了，但原已觸發的一相還得過會兒才能真正關斷，關斷後還必須有恢復阻斷能力的時間，如果在這以前，就開放另一組可控矽，勢必造成電源短路t₂=7ms。

轉換裝置的優缺點及其改進措施

該轉換裝置的優點是不需要均衡電抗器，沒有附加的環流損耗，可節省變壓器和可控整流裝置的設備容量。因換流失敗而造成的事故比有環流系統低。缺點是具有電流換向死區，影響過渡過程的快速性。為了限制換向衝擊電流，可把邏輯判斷裝置輸出的信號分別引到控制系統中電流調節器的入口 ,從而把待工作組的β逆變角推到最小，使反橋制動一開始就是回饋制動，電流衝擊就少得多了，即“推β作用”。

減小換向死區的基本方法：讓待逆變組的β角等在與原整流組的α角相等的地方，當待逆變組投入時，其逆變電勢和電動機電勢基本相等，很快就產生回饋制動電流。