航天用碳纳米管增强铝合金复合材料的力学与阻尼性能

碳纳米管(CNT)作为增强体的铝基复合材料(CNT/Al)具有轻质、高强、高模量、易加工的性能优势,用作轻量化材料在航天航空领域具有巨大的应用前景。为了获得兼顾其力学性能和阻尼性能的轻量化结构材料,采用叠片粉末冶金与合金化方法制备了质量分数为1.5%CNT/2A12复合材料,并研究了不同时效条件下的力学性能与阻尼性能。在130℃时效6~14 h时,复合材料具有最佳的拉伸强度与延伸率,抗拉强度最高可达595 MPa(时效12 h),延伸率最高可达14.0%(时效8 h)。复合材料的阻尼在0~180℃时变化不大,其在0.005左右,180~300℃时明显提高,300℃时可达0.05,阻尼性能受时效时间影响不大。复合材料的储存模量随测试温度升高而下降,在180~300℃时随振动频率升高而升高。时效条件为130℃-8 h时,质量分数1.5%CNT/2A12复合材料性能兼具良好的力学性能与阻尼性能。

电声耦合效应对热界面材料导热性能影响的研究进展

随着摩尔定律的发展,在半导体器件、电池和生物医药器件尺度减小,结构精细,元器件的功率密度提高的趋势下,其对热界面材料的性能要求逐渐提高。微纳结构设计对材料的工作效率和使用寿命有很大影响。因此科研人员使用新的合成方案,结构设计,模拟及测量方法来改进热界面材料并提高电子器件的耐用持久性。本文综述了热界面材料的研究现状,分类总结了现有的几种热界面材料,如单一类型的热界面材料、含金属的热界面材料、无机-聚合物复合热界面材料等,详细介绍了应用电声耦合机理阐述微米纳米尺度复合材料热输运的进展,包括金属-金属界面、金属-非金属界面晶格振动、电子-声子耦合机制对微观热导率的影响,以及这些理论在钙钛矿电池、热界面材料设计和制备过程中的应用,以及测量界面热导率的设备和方法,如时域热反射测量系统、3ω法等,并展望了其未来发展方向。

自催化还原制备超细空心镍粉的形成过程研究

超细空心粉末由于其特殊结构和性能而受到研究者的广泛关注.对自催化还原法制备空心镍球的形成过程进行了较深入的研究,认为反应产物的粒径和粒度分布主要取决于原始胶核的形态以及反应孕育期的长短.通过控制工艺参数,可以得到不同结构的空心金属镍粉末或是包含有细小核心的粉末.

微量热法研究磁性生物材料与大肠杆菌的相互作用

目的:考察利用微量热法研究磁性生物材料与大肠杆菌相互作用的优势。方法:将大肠杆菌与磁性生物材料共同培养,利用微量热仪记录大肠杆菌的生长放热曲线,分析拟合获得大肠杆菌生长过程的热动力学参数。然后观察大肠杆菌的显微形态,并分析其形态变化。同时利用光电比浊法测定大肠杆菌的密度。结果:磁性生物材料导致大肠杆菌的生长速率常数降低,菌液最大放热功率下降,生长代谢受到抑制。而电镜观察发现,与磁性生物材料共同培养的大肠杆菌菌体萎缩变形,细胞壁出现褶皱和破损。与光电比浊法的研究结果相比,微量热法的研究结果能更符合电镜观察结果。结论:磁性生物材料破坏了大肠杆菌的细胞壁,导致大肠杆菌生长代谢受到抑制。此外,微量热法有助于研究磁性生物材料与细菌的相互作用。

<100>LiF高速冲击变形过程的晶体塑性有限元模拟

结合状态方程建立晶体塑性有限元模型,模拟高速冲击加载条件下<100> LiF的动态弹塑性大变形行为,得到应力波剖面特征、动态力学演化规律及其连续介质力学根源。结果表明:毫米级样品经约15 GPa以内的低压冲击,波剖面具有弹塑性双波响应、弹性前驱衰减和应力松弛现象,其决定性因素包括样品厚度、外加压力和材料本构;从连续介质力学角度分析得到,应力松弛本质上是由于黏性塑性流动,导致总应变增速小于塑性应变增速,从而使弹性应变减小、压力降低;提出用压力关于时间的三阶导数大于零作为判断条件,对应力波剖面上双波和单波响应的临界压力进行估测,发现随着样品掺杂浓度的增加,临界压力增大;高速冲击变形的温升效应不可忽略,且温升绝大部分来自弹性体积变形的贡献。

聚乙烯基吡咯烷酮的可控制备及在紫杉醇药物递送体系中的应用

紫杉醇是一种有效的具有抗癌特性的天然化合物,但其自身的疏水性导致了临床应用的限制,为了解决这一问题,人们通常使用两亲性聚合物作为其药物递送的载体,以达到有效的药物包封和高效的药物递送。作为水溶性高分子的聚乙烯吡咯烷酮,因其具有优异的亲水性与生物相容性,常被用于与疏水链段结合形成两亲性共聚物,应用于紫杉醇药物递送系统。本文综述了近年来聚乙烯吡咯烷酮及其嵌段共聚物的可控制备方法,总结了其在紫杉醇药物缓释体系中的应用研究成果,并对综合性能更加优异的紫杉醇药物缓释载体的构建进行了展望。

水热合成α-Ni(OH)_2纳米线的形成机理研究

设计实验研究了以无机镍盐和NaOH为原料,利用水热法制备Ni(OH)2纳米线,OH-和SO24-对于产物形貌的影响,并利用X射线衍射(XRD),傅立叶变换红外光谱(FTIR),透射电镜(TEM)等对材料结构、形貌和成分进行了表征,研究了Ni(OH)2纳米线形成的相关机理.结果表明,低的OH-浓度与高纯的SO24-水热环境是α-Ni(OH)2纳米线形成的关键因素.SO24-能够加速α-Ni(OH)2晶体沿[001]方向的生长,而OH-含量较低时,较低的库伦斥力不足以阻碍晶体沿[001]方向生长过程的进行.

ZIF-8纳米颗粒的粒径调控及生物医学应用

沸石咪唑酯骨架材料(Zeolitic Imidazolate Framework-8, ZIF-8)是由锌离子与2-甲基咪唑配位自组装成的多孔结晶材料,其比表面积大、孔隙率高、合成便捷、尺寸可控,在功能物质的包封与输运中具有突出的优势。与此同时,这类材料更具备优异的生物相容性,且其结构在生理条件下具有良好的稳定性,而在酸性条件下解体,对于与恶性肿瘤等多种疾病相关的弱酸性环境具有响应性,是控制药物运输与释放的理想载体,因而在生物医学上有很大的应用潜力。事实上,ZIF-8不但能高效负载阿霉素、5-氟尿嘧啶等小分子化疗药物,而且可以充当抗体、核酸等生物大分子的保护层。ZIF-8的粒径等性能对于相应的生物医学应用非常关键,而如何实现ZIF-8功能性的精准调控将是实现其生物医学应用的重要挑战,基于此,本文就ZIF-8的制备机理、性能调控及其生物医学应用进行综述和展望。

冷冻干燥及DMEM培养液浸泡对海藻酸水凝胶性能的影响

目的:考察冷冻干燥及DMEM培养液浸泡对海藻酸水凝胶性能的影响。方法:制备得到海藻酸水凝胶,对其结构和性能进行了表征,重点模拟了细胞的培养过程,考察水凝胶-冻干-DMEM培养液浸泡后水凝胶的力学性能、流变性能的变化。使用CCK-8法研究海藻酸水凝胶的细胞毒性。结果:制备了结构和性能可控的海藻酸水凝胶,冻干再浸泡会降低凝胶的拉伸强度和流变屈服强度。海藻酸水凝胶对上皮细胞和平滑肌细胞没有明显的细胞毒性。结论:冷冻干燥及DMEM培养液浸泡后,凝胶拉伸强度和屈服强度出现了下降,其原因是浸泡过程中钙离子会从中溶出。