摘要:质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)双极板根据材质可分为石墨双极板、金属双极板及复合双极板。与石墨双极板和复合双极板相比,金属双极板具有强度高、导电导热性好、易加工、成本低、体积小、质量轻等优点,深受研究者关注。然而,金属双极板在燃料电池酸性和潮湿的工作环境中易被腐蚀,形成不导电的金属氧化物薄膜,这会大幅度降低双极板的导电性和稳定性。目前,表面涂层改性是提升金属耐腐蚀性、延长双极板使用寿命的最有效手段之一。聚焦于金属双极板及其涂层的导电性与耐腐蚀性,系统综述了近年来不同类型涂层的研究进展,深入分析了当前双极板涂层技术存在的问题,并对其未来发展方向进行了展望。
摘要:采用溶剂热法制备了氮掺杂碳点(nitrogen doped carbon point,N-CDs),并采用原位水热法制备了铝基金属-有机框架 (metal-organic frameworks,MOFs) @ CDs复合材料[MIL-53(Al)-NH2@N-CDs] 。N-CDs表面丰富的羧基官能团使其能够参与Al-MOFs的配位组装过程,并通过空间位阻效应限制MOFs晶体结构的取向和生长,从而实现了对MOFs的形貌调控,使其从三维齿轮状转变为短棒交叉纳米花状。此外,基于MIL-53(Al)- ?NH2Q N-CDs的荧光特性,进一步制备了具有可调的多色发射的发光二极管(light-emiting diode,LED)器件。结果表明,N-CDs可以有效调控MIL-53(Al) NH2 的形貌和荧光性质。同时,分析了N-CDs调控MIL-53(AI) NH2 组装行为机制,为新型MOFs形貌与结构的定向设计提供了普适性策略,也为开发高性能多色LED器件开辟了新路径。
摘要:作为一种液体活检分析物,microRNA(miRNA)存在于唾液、血浆和尿液等体液中,与包括癌症在内的各种疾病有关,是一种理想的癌症早期临床诊断的生物标志物。在检测miRNA的各种技术中,电化学检测技术以其成本低、易于小型化、灵敏度高等优点被证明是一种有潜力的检测方法。尤其是金属纳米材料的使用,大大提高了miRNA传感器的灵敏度,促进了电化学检测miRNA领域的快速发展。讨论了金属纳米材料应用于miRNA领域的优缺点,综述了金属纳米材料介导的miRNA电化学传感器的应用以及面临的挑战,并展望了其实际应用前景。
摘要:快速、准确地检测急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)可以提高患者的生存机会。除了肌钙蛋白(cardiac troponinI,cTnI)和肌红蛋白(myoglobin,MyO)等生物标志物,miRNA(microRNA)已被证明是心肌梗死早期诊断的重要生物标志物。然而,目前常规的免疫检测方法如实时荧光定量聚合酶链式反应(polymerasechain reaction,PCR)的检测灵敏度有限且耗时,不足以完成miRNA高灵敏的定量分析。表面增强拉曼散射(surfaceenhanced Ramanscattering,SERS)是一种出色的指纹诊断技术,具有超灵敏度、快速响应和定性定量分析的能力,对其有效设计和研究有望实现AMI的高效诊断。通过调控贵金属Au的不同形貌,研究了调控因素与性能之间的关联,并基于电磁场增强机制和化学增强机制,设计了简便易制备的高效金纳米球(gold nanospheres,AuNSs)SERS生物检测基底,且成功应用于miRNA的梯度浓度测试,结果显示出了超低的检测限与较高的灵敏度。
摘要:在生物医学领域中,金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOF)因其卓越的可设计性和功能性而备受瞩目。然而,MOF在水介质中的稳定性欠佳,在酸性环境易于降解,这成为制约其临床实用的难题。本研究运用电沉积与浸涂技术,通过引入疏水性官能团优化MOF稳定性。在纯钛上构筑了一种由层状双氢氧化物(layered double hydroxides,LDH)和表层沸石咪唑骨架(ZIF-8)组成的双层涂层。LDH既扮演着防护角色,又能强化底层与表层ZIF-8间的界面结合强度。ZIF-8如同一层铠甲,有效阻挡腐蚀离子透过微孔缺陷侵入。此外,研究利用了锌基MOF与盐酸雷洛昔芬(raloxifene hydrochloride tablets,RHT)间的协同效应,在纯钛表面构建出兼具药物负载与稳定增强功能的多功能涂层。实验表面,该涂层能够实现 Zn2+ 离子和RHT分子达14d以上的持续释放。MOF与RHT的有效整合,提升了MOF在水环境中的稳定性。
摘要:聚苯乙烯(polystyrene microsphere,PS)微球具有粒径小、比表面积大、分散性好、易于修饰改性等特点,常被用于医学诊断,具备在横向层析流动检测中作为检测材料的潜力。通过调控温度、乳化剂和单体用量等因素,使用乳液聚合法制备了符合横向流动层析检测使用条件的PS 微球,并通过种子修饰法和溶胀法将PS微球进行羧基化和荧光化,最后在横向流动层析检测试纸条中加以运用。最终,成功制备了粒径为 50nm 左右的PS微球,并证明了荧光羧基化PS微球在试纸条中定量检测标志物浓度的可行性。
摘要:形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)是一种典型的感驱控一体化智能材料。基于伪弹性和应变-电阻特性,SMA用于应变传感元件潜力具大,其分辨率极高。但是,SMA的伪弹性来自马氏体相变,其一级相变特有的相变滞后行为以及功能疲劳现象给 SMA的应变-电阻相关性带来了诸多干扰,无法满足高精度应变监测需求。通过微观组织调控构筑非晶-纳米晶复相结构,可使SMA的典型突变式一级相变特征转变为连续相变行为。该相变结构赋予合金相变宽化连续化、超低滞后性及功能疲劳稳定性等特性。结果表明,非晶-纳米晶复相结构Ni-Ti SMA合金丝的位移-电阻呈现高线性关系、高循环稳定性及长使用寿命;将其应变传感系统应用于混凝土三点弯曲应变测试,呈现出良好的载荷-位移-电阻信号响应和功能稳定性。
摘要:采用热挤压工艺制备了不同成分的 Zn-Ag 、 Zn-Mg 和Zn-Ag-Mg合金。研究了微量合金元素Ag和 Mg 对锌基合金的微观组织、力学性能及耐腐蚀性的影响。研究结果表明:Zn-Mg 和 Zn-Ag-Mg合金的微观组织由Zn基体相和 Mg2Zn11 相构成; Zn-Ag-Mg 合金的综合力学性能优于 Zn-Ag和Zn-Mg合金的,其拉伸屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、压缩屈服强度、抗压强度和维氏硬度分别达到了 276.27MPa 、 332.78MPa 、 15.60% 、 208.33MPa 、423.11 MPa、96.04; Zn-Ag-Mg合金表现出较好的耐腐蚀性能。
摘要:随着电子行业的迅猛发展,我国对铜杆的需求量不断增加。目前,浸没式连续流变铸造(submerged continuous rheocasting,SCR)法连铸连轧是生产铜杆的主要工艺。结合现场SCR7000光亮铜杆连铸连轧生产线,系统介绍了SCR连铸连轧设备、SCR法连铸连轧生产工艺流程、五轮式浇铸系统基本构造及SCR法连铸连轧的核心优势;并重点针对生产过程中的缺陷问题展开探讨,全面综述了铸坏气孔、夹杂、缩孔、裂纹4类典型缺陷的形成机制,同时提出了提高铸坏质量的相应改进措施;通过上述改进,有效预防了缺陷产生,显著提升了成品率;最后,对我国SCR连铸连轧生产的未来发展趋势进行了展望。
摘要:为深入了解雾化工艺对 Al2O3 弥散铜粉末及成形性的影响,采用氮气物化法和水雾化法两种方式制备出 Al2O3 弥散铜粉末,研究了雾化压力对氮气雾化和水雾化 Al2O3 弥散铜粉末粒度组成、氧化程度及松装密度的影响;探讨了氮气雾化和水雾化 Al2O3 弥散铜粉末的冷等静压成形性。结果表明: 10MPa 雾化压力下,水雾化制备的-100目弥散铜粉末出粉率比氮气雾化高约30% ;水雾化制备的弥散铜粉末中 Al2O3 含量较高,相同粒度下其 Al2O3 含量为氮气雾化粉末的2倍以上;水雾化弥散铜粉末松装密度较氮气雾化弥散铜粉末低,约为氮气雾化粉末的 70% 左右;同粒度松装条件下,氮气雾化制备的弥散铜粉末冷等静压成形性较水雾化制备的弥散铜粉末的差。
摘要:研究了激光超声吸收与阀门焊接缺陷的相互作用机制,基于COMSOL软件对脉冲激光激发超声波的物理过程进行了数值仿真,研究了激光激发超声波在阀门材料内部的传播特性与规律。通过建立有缺陷和无缺陷的阀门焊接模型,模拟了激光在阀门表面激发出的温度场、应力场和压力场,研究了3个物理场的变化规律,并对2个模型的回波信号进行对比验证。通过数值仿真提取回波中的缺陷特征信息,反演得到焊接缺陷的具体位置,结果显示,仿真所得缺陷位置、形态与模型预设参数高度吻合。该研究验证了激光超声技术用于阀门缺陷检测的可行性与准确性,证实激光激发的各模态超声波可作为工业场景下精准检测阀门焊接缺陷的有效手段。