大直径中空孔直眼掏槽爆破的空孔应力集中效应研究

为了探明大直径中空孔直眼掏槽爆破的力学机理,采用理论分析和数值模拟方法研究了大直径中空孔直眼掏槽爆破的空孔应力集中效应。建立了空孔应力集中效应的力学模型,基于弹性力学和波动力学理论阐明了空孔应力集中效应的力学机理;开展了典型工况下大直径中空孔直眼掏槽爆破的数值模拟,并基于应力波传播、岩体损伤和岩体第一主应力峰值等结果分析了空孔的应力集中效应。研究结果表明:空孔应力集中效应主要源自孔洞应力集中效应和应力波叠加效应;大直径中空孔直眼掏槽爆破过程中,应力波在空孔壁处发生反射并与入射波产生叠加,叠加多位于空孔邻近区域以及掏槽孔间区域;岩体损伤程度较高的区域主要为掏槽孔周边、空孔周边以及相邻掏槽孔与空孔形成的三角区域,掏槽孔周边以外的损伤区域与应力波叠加区域基本对应;空孔附近存在显著的应力集中效应,且距空孔壁越近的位置应力集中效应越明显。研究成果拟为隧道工程大直径中空孔直眼掏槽爆破设计提供理论基础。

大直径中空孔在穿越复杂环境控制爆破中的应用研究

为解决地铁车站风道斜穿建筑物时造成的爆破振动所带来的扰动,以青岛地铁1号线瑞金路车站为工程背景,通过从掏槽眼、辅助眼、起爆网路等角度对风道1部爆破方案进行设计,最终确定为采用大直径中空孔掏槽布置方式与孔外延期微差起爆技术相结合的方法多方位地进行控制爆破。结果表明:(1)控制爆破方案测得3次振速为0.47、0.46、0.50 cm/s,均小于被保护对象规定振速1.5 cm/s,有效控制了振速;(2)使用孔内延期和孔外延期相结合的微差起爆网路,使爆破起爆次数由4次降低到了2次,提高了起爆效率;(3)验证可知,本设计方案最大爆破振速仍出现在大直径中空孔掏槽处。

直眼掏槽爆破中空孔应力集中效应数值模拟

利用有限元软件LS-DYNA3D程序,从数值模拟的角度出发,建立了直眼掏槽爆破的数值模型。模拟了无空孔和有空孔2种不同情况下直眼掏槽爆破的破岩过程以及应力状态;通过2组模型破岩过程的对比,得出了中空孔孔壁周围应力的分布规律;通过应力状态的分析,验证了中空孔应力集中效应的存在。模型试验得出的结果表明:直眼掏槽爆破在空孔壁激起的应力波,在传播过程中应力峰值随着距离的增大,呈现出一定规律衰减。在设有中空孔的直眼中,掏槽爆破应力分布有着显著的方向性且应力集中效应明显。

中空孔对直眼掏槽爆破效果的影响数值模拟

为了研究中空孔对直眼掏槽爆破效果的影响,运用非线性动力分析平台ANSYS/LSDYNA,建立有、无中空孔2种直眼掏槽爆破的三维数值模型,比较分析掏槽爆破过程中爆炸应力场演化历程以及岩体破坏特征。模拟结果表明:由于中空孔处发生了应力波反射,中空孔附近产生明显的应力集中效应,中空孔模型孔壁处测点的等效应力峰值为107.0 MPa,无中空孔模型中心区域测点的等效应力峰值为20.3 MPa;有中空孔时槽腔内岩体被充分破坏,空孔与掏槽孔之间形成贯穿裂隙,且空孔附近形成了层裂现象,而无中空孔时槽腔中间岩体破碎长度差、炮孔利用率低。

大直径中空孔直眼掏槽微振动爆破参数研究

为最大限度减小掏槽区的爆破振动对地表建筑物的扰动,以青岛地铁3号线太延区间下穿伊美尔整形医院段为背景,通过理论分析和现场试验,对大直径中空孔直眼掏槽的中空孔孔径、掏槽装药炮孔数目、首响孔与中空孔距离、逐孔起爆时差和中空孔布设位置各爆破参数进行探讨。结果表明：在断面中下部位布置直径为120~150 mm的中空孔,环形布置4个掏槽眼,首响孔距中空孔200~350 mm,逐孔起爆时差宜在40 ms以上,可使掏槽爆破振速得到有效控制。

某输水隧洞中空孔爆破施工质量控制过程分析

为研究中空孔新工艺爆破技术质量控制,以南京市某输水隧洞中空孔爆破工程为例,通过对该工程的工艺全流程的研究,采用掌子面进行掏大孔作业的施工方法,增加爆破临空面,提高单循环进尺,最终将工期提前了8个月。该工程相关研究成果为隧洞工程的中空孔爆破技术积累了经验,对今后类似工程建设施工起到一定的指导作用。

中空介孔二氧化硅负载戊唑醇纳米缓释颗粒的制备及生物活性

本研究以中空介孔纳米二氧化硅(hollow mesoporous nano silica, HMS)为载体负载戊唑醇(tebuconazole, Teb),制备了戊唑醇@中空介孔纳米二氧化硅(Teb@HMS)缓释颗粒。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、比表面积分析仪(BET)及热重分析仪(TGA)等仪器对其形貌、结构与性能进行了表征。通过高效液相色谱(HPLC)分析研究了戊唑醇在缓释颗粒中的释放行为。通过菌丝生长速率法、盆栽试验和田间防效试验测定了Teb@HMS缓释颗粒对立枯丝核菌的抑制活性及对水稻纹枯病的防治效果。通过水稻种子发芽试验和斑马鱼试验对Teb@HMS的安全性进行了评价。结果表明:所制备的纳米二氧化硅载药粒子呈规整的中空介孔结构,对戊唑醇的载药率为52.02%,缓释时间长达400 h;Teb@HMS缓释颗粒降低了戊唑醇对非靶标生物水稻种子及斑马鱼的毒性,抑菌活性明显优于戊唑醇原药;盆栽和田间试验结果显示,施药后第18天Teb@HMS针对水稻纹枯病的保护作用防效分别达61.79%和70.42%。该研究可为中空介孔纳米二氧化硅缓释颗粒在农药减量化和植物病害绿色可持续防控方面提供技术支撑和理论指导。

载二甲双胍中空介孔硅纳米颗粒复合PLGA静电纺丝膜的制备、表征及体外生物学性能评价

目的:制备载二甲双胍(Met)中空介孔硅纳米颗粒(HMSN)复合聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)静电纺丝膜并研究其生物学性能。方法:采用静电纺丝技术制备PLGA(对照组)和PLGA/HMSN/Met电纺膜(实验组)。SEM观察两组电纺膜的微观形貌,同时检测亲疏水性、元素组成和体外药物释放。SEM、激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)观察牙周膜干细胞(PDLSCs)在两组电纺膜上的生长情况,CCK-8法检测细胞增殖情况。结果:SEM结果显示两组电纺膜均具有类细胞外基质(ECM)纤维骨架结构,PLGA/HMSN/Met电纺膜缓释二甲双胍可达35 d,而且随着HMSN-Met的掺入,PLGA膜疏水性得到改善。SEM、活死细胞染色和细胞骨架染色结果表明复合电纺膜具有良好的体外生物相容性,CCK-8结果表明复合电纺膜可促进细胞增殖。结论:利用HMSN-Met对PLGA进行改性处理,可改善PLGA电纺膜疏水性、持续缓释二甲双胍,同时具有良好的细胞生物相容性。

中空介孔二氧化硅微球提高茶多酚稳定性

目的:提高茶多酚(TP)的稳定性。方法:利用乳液模板法制备中空介孔二氧化硅(HMSN),通过有机溶剂浸渍将TP载入HMSN中,得到HMSN@TP复合物。对HMSN@TP在光照、温度、酸碱以及气体等因素作用下的稳定性进行研究,并对TP自由基清除能力和抗菌性能进行检测。结果:制备的HMSN@TP复合物中TP质量分数为10.85%,HMSN的包封有效改善TP的水分散性;与自由TP相比,HMSN@TP贮藏7 d后TP保留率提升17%;在不同光照、温度、酸碱及气体环境下,HMSN的包裹能够显著降低TP的降解速率,同时提高TP的抗氧化性;大肠杆菌的抑菌试验结果表明HMSN的包裹没有影响TP的抗菌性。结论:HMSN@TP有效提高TP的稳定性,使其活性在不同环境下能够得到更好的保持。因此,HMSN可以作为TP的候选载体,以提高TP在不同加工过程中的稳定性。

载万古霉素聚乙二醇功能化中空介孔硅球缓释药物的制备及其抗菌活性研究

目的:万古霉素是一种具有多重杀菌机制的糖肽类抗菌药物,但因其代谢快和易于产生细菌耐药性等特点,影响其抗菌作用,开发新型基于万古霉素的纳米缓释药物具有重要意义。方法:利用模板法成功制备了聚乙二醇功能化分散性好的中空介孔纳米硅球药物载体,利用红外光谱、透射电镜、动态光散射及热重分析等手段进行了表征分析。结果:该载体对万古霉素的载药量及包封率高达154.9 mg/g和77.5%,24 h万古霉素药物累积释放率为47.4%,细胞存活率均高于85.0%,抗菌活性显著增强。结论:基于中空介孔纳米硅球载体万古霉素药物在药物缓释及生物利用度提升方面具有应用价值,为新型抗菌材料的发展提供了参考。

中空介孔硅负载Karstedt催化剂对无溶剂有机硅树脂固化性能的影响

利用微乳液法制备具有介孔结构和高比表面积的乙烷基中空介孔硅微球(Ethanehollow mesoporous silicasphere,EHMSs),并以其为基体负载Karstedt催化剂制备EHMSs-Karstedt催化剂,将EHMSs-Karstedt催化剂加入无溶剂有机硅树脂固化体系中,考察该负载型催化剂在无溶剂有机硅树脂体系中的储存稳定性、催化潜伏性和固化后有机硅树脂的绝缘性能,并分析固化温度、催化剂用量对有机硅树脂固化产物固化速率的影响。结果表明:EHMSs对Karstedt催化剂具有良好的负载性;在55℃和85℃热处理后,EHMSs-Karstedt催化剂能保持较好的催化活性,具有良好的储存稳定性,其在树脂基体中分散良好,且重新升温至130℃仍可快速固化,展现出良好的催化潜伏性;EHMSs-Karstedt催化剂固化后所得树脂组分不变,具有良好的绝缘性能;通过改变EHMSs-Karstedt催化剂固化温度和催化剂用量,可以调控有机硅树脂固化体系的速率,满足有机硅树脂不同操作时间的需求。该研究可为提升催化剂在无溶剂有机硅体系中的应用提供一定的参考。

聚(L-乳酸-co-衣康酸丁二醇酯)/中空介孔SiO_(2)微球复合薄膜的制备及对草莓包装中微气氛的调控作用

为改善聚(L-乳酸)(PLLA)薄膜的果蔬平衡气调包装性能,文中首先通过熔融酯化缩聚法将聚衣康酸丁二醇酯(PBI)作为柔性链段引入PLLA中制备PLBI共聚物,进一步通过溶液浇筑法将中空介孔SiO_(2)微球(HMSM)作为气体渗透“通道”填充到PLBI中制备PLBI/HMSM复合膜。探究了软段嵌入、HMSM粒径对复合膜包装性能的影响,并评估了薄膜对草莓包装内气氛的调控作用。结果表明,与PLLA相比,PLBI薄膜的Tg降低了5.4℃,断裂伸长率增加了14.3倍。继续添加质量分数0.9%700 nm的HMSM后,PLBI薄膜的CO_(2)透过率(CDTR)和O_(2)透过率(OTR)分别约为PLLA的2.2倍和3.3倍,而水蒸气透过率有所下降。草莓保鲜结果表明,在3~25 d的贮藏期间,PLBI/HMSM薄膜内的CO_(2)和O_(2)含量分别维持在6.9%~8.0%和3.1%~4.6%,可为草莓提供理想的保鲜微气氛,有效延缓了草莓的枯干和腐烂。

负载双氢青蒿素的中空介孔二氧化锰纳米颗粒对胰腺癌BxPC-3细胞的杀伤效应

目的探究负载双氢青蒿素(DHA)的中空介孔二氧化锰纳米颗粒对胰腺癌BxPC-3细胞的杀伤效应。方法利用二氧化硅模板法合成了纳米中空介孔二氧化锰,通过DHA及聚乙二醇-2000(PEG-2000)共孵育后合成了PEG@MnO_(2)-DHA和未载药的PEG@MnO_(2),并对其进行表征和催化性能验证。利用激光共聚焦显微镜(CLSM)分别检测0、1、2和4 h内BxPC-3细胞对纳米颗粒的摄取情况。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测不同氧浓度下经PEG@MnO_(2)-DHA处理后BxPC-3细胞内的缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)水平,以探究PEG@MnO_(2)-DHA改善肿瘤微环境乏氧情况。最后用噻唑蓝比色法(MTT)和活死细胞染色法观察纳米颗粒对BxPC-3细胞的生长抑制作用。结果本研究成功制备出粒径约为105 nm的PEG@MnO_(2)-DHA,并且其能够在RPMI-1640培养基(含10%胎牛血清)中稳定保存。CLSM结果显示,PEG@MnO_(2)-DHA在1h后就能够被BxPC-3细胞有效摄取。ELISA结果显示,低氧条件下,使用20μg/mL的PEG@MnO_(2)-DHA处理后的BxPC-3细胞内HIF-1α水平与使用磷酸缓冲盐溶液(PBS)处理后的BxPC-3细胞内HIF-1α水平相比明显下降(P<0.05),略低于常氧条件下PBS处理后的BxPC-3细胞中HIF-1α水平(P=0.846)。MTT结果显示,在DHA浓度为15μg/mL时,PEG@MnO_(2)-DHA处理组细胞存活率仅为21.81%,低于游离DHA处理组的46.03%(P<0.05)。结论负载DHA之后的中空介孔二氧化锰纳米颗粒可以被BxPC-3细胞有效摄取,并与释放出来的DHA反应产生活性氧,同时能改善肿瘤微环境乏氧情况,增强对胰腺癌细胞的杀伤效应。

基于中空复合纳米粒子的超声溶栓体系构建及效果验证

目的 评价超声辅助微泡溶栓联合声动力疗法的中空复合纳米粒子的生物安全性及体外溶栓效果,评估其治疗静脉血栓栓塞症的潜在应用价值。方法 制备氮掺杂石墨烯量子点(NGQD)和一氧化氮供体N,N’-二仲丁基-N,N’-二亚硝基-1,4-苯二胺(BNN6),BNN6负载于NGQD上,将二者复合体载入利用盐模板法制备的中空介孔二氧化硅(HMSN)中,形成纳米溶栓体系BNM;通过电镜和纳米粒度仪观察BNM的形貌、尺寸等特征;通过细胞毒性实验、活-死细胞染色及溶血实验评价纳米溶栓体系BNM的生物安全性;通过体外溶栓和纤维蛋白凝块降解评价纳米材料的体外溶栓效果。结果 与对照组相比,不同浓度的BNM对HUVECs和RAW264.7细胞的活性无影响,中低浓度BNM的溶血率未超过纳米材料溶血安全限,3个浓度的BNM对红细胞和血小板的形貌未产生明显影响,不引起血小板活化;与对照组相比,超声辅助BNM组的溶栓率随BNM浓度增加而提高,纤维蛋白网络出现空洞,荧光面积比降低。结论 本研究制备的纳米溶栓系统具有很好的生物相容性和血液安全性,可以响应超声进行溶栓,表现出优良的溶栓性能,为临床应用提供了新策略。

中空介孔二氧化硅锚固聚偕胺肟吸附Cr(Ⅵ)

以硝酸铈铵为引发剂,在自制的中空介孔二氧化硅(HMS)的空腔和通道内引发丙烯腈自由基聚合,并将其氰基偕胺肟化,用于制备具有吸附Cr(Ⅵ)的廉价有机无机复合吸附材料——中空介孔二氧化硅锚固聚偕胺肟.通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)及N_2吸附-脱附比表面分析对中空介孔二氧化硅锚固聚偕胺肟进行表征.结果表明,制备的中空微球直径约为400 nm,其壁上孔径约为11.0 nm,比表面积约为431 m^2/g,锚固聚偕胺肟后中空微球壁上孔道直径约为4.6 nm,比表面积降低为347 m^2/g.HMS锚固的聚偕胺肟对重铬酸钾溶液中铬的吸附量高达0.46 mmol/g,吸附过程中伴随化学反应,符合伪二级动力学模型,可用作废水处理中重金属离子的高效廉价吸附材料.

热致相分离法制备微孔EVAL中空纤维膜的探索

比较了羟基含量不同的两种乙烯 -醋酸乙烯酯共聚物 (EVA)的醇解产物和聚乙二醇组成的两元体系的相图的差异 ,在此基础上 ,以聚乙二醇为稀释剂 ,采用了热致相分离方法制备了微孔EVA的醇解产物中空纤维膜。结果表明纺丝时的冷却水浴温度、稀释剂的抽提温度以及EVA的醇解产物与聚乙二醇的比例对微孔中空纤维的透气性有明显的影响。

卡维地洛-中空介孔二氧化硅固体分散体的制备与表征

制备中空介孔二氧化硅纳米粒子,并考察其载药性能以及对药物溶出度的影响。以难溶性药物卡维地洛为模型药物,以中空介孔二氧化硅为载体,无水乙醇为溶剂,采用溶剂浸渍挥干法制备卡维地洛固体分散体,通过透射电镜、扫描电镜、N2吸附-脱附、红外光谱、差示扫描量热法和X线粉末衍射法等表征其物相特征,并对其溶出行为和稳定性进行考察。结果显示,药物以无定型形式高度分散于中空介孔二氧化硅的内部和孔道中;当药物与载体的质量比为1∶5时,药物60 min累积溶出可达95%;经过3个月稳定性加速试验后,固体分散体中药物的溶出和含量未发生明显变化。以中空介孔二氧化硅作为难溶性药物固体分散体载体能显著改善药物的溶出,具有实际应用价值。

中空介孔二氧化硅纳米材料(HMSNs)的合成及其生物相容性

以CaCO_3为模板合成中空介孔二氧化硅纳米材料(HMSNs),并通过透射电镜(TEM)和小角X射线粉末衍射(SAXRD)对样品进行表征,通过流式细胞仪检测HMSNs样品对A549的细胞内吞能力及生物相容性.结果表明:CaCO_3-HMSNs是以CaCO_3为核,介孔二氧化硅为壳的纳米粒子;当材料的质量浓度为62.5μg/mL时,细胞的存活率为100%;有92.80%的细胞吸收了样品HMSNs,即HMSNs具有较高的细胞内吞能力及生物相容性.

响应面法优化中空介孔二氧化硅球包载吲哚美辛的工艺研究

采用硬模板法在室温下、中性水溶液中合成了中空介孔二氧化硅球,中空部分直径为250nm,外壳厚度25nm。利用氮气吸附-解吸附、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱表征了微球的物理化学性质。该微球球形度良好,BET结果显示其比表面积为730.0m^2/g,平均孔容1.084cm^3/g,平均孔道直径6.58nm。利用中空介孔二氧化硅球较好的载药性能负载吲哚美辛,并采用三因素的Box-Behnke实验设计对药物负载处方工艺进行优化研究。当IMC/HMSNs质量比为22:1,超声1.4h,震荡吸附23h时实验条件达到最佳,包封率理论值为85.2%。在此条件进行验证实验,吲哚美辛的包封率可达理论预测值的98.7%,说明将Box-Behnken实验设计法用于中空介孔二氧化硅球包载吲哚美辛的优化筛选是可行的,且得到的实验观察值与数学模型的预测值相符合。

中空介孔二氧化硅球的制备及应用现状

中空介孔二氧化硅球具有低密度,高比表面积,良好的稳定性,在溶剂中良好的分散性以及好的生物兼容性,在化学、生物技术、医学等领域具有广泛的应用前景。综述了中空介孔二氧化硅球的制备方法和应用现状,并对应用前景进行了展望。