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不同尺度纤维素纤维/胶原蛋白复合海绵的制备与表征

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不同尺度纤维素纤维/胶原蛋白复合海绵的制备与表征

作者：尉枫哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

胶原蛋白作为天然生物材料,本质上属于支架类材料,本身抗原性很小。随着生物工程、组织工程的发展,胶原蛋白作为支架类材料的开发也受到更多人的重视。但是天然纯胶原蛋白存在一个致命的缺点,即在单独使用过程中,表现为力学性能差,降解... 详细信息

胶原蛋白作为天然生物材料,本质上属于支架类材料,本身抗原性很小。随着生物工程、组织工程的发展,胶原蛋白作为支架类材料的开发也受到更多人的重视。但是天然纯胶原蛋白存在一个致命的缺点,即在单独使用过程中,表现为力学性能差,降解速度过快,因此胶原蛋白在使用过程中受到了极大的限制。纤维素及其衍生物价廉易得、强度高、无毒易降解,常被应用在化工、食品等多种领域。作为另一种天然高分子材料,二者在优缺点上能够互相弥补。本课题以此为基础,制备了不同尺度的纤维素纤维与胶原蛋白共同混合的复合海绵。本课题首先以粘胶纤维为原料,以NO2/CCl4为氧化体系制备了氧化再生纤维素长纤。并通过红外光谱、羧基测定等方法证明其氧化效果。然后以微晶纤维素为原料,选用TEMPO氧化体系对其进行氧化,并通过单一变量控制法确定了氧化反应的最佳条件为:TEMPO为0.05g,Na Br为0.48g,Na Cl O为15m L(过量),反应温度为20℃,反应时间为3h,反应过程中控制反应液p H在10.8,此时氧化得到的纤维素表面羧基含量为18%,与氧化再生纤维素长纤含有羧基量17.76%相差不多。再次以微晶纤维素为原料,采用硫酸酸化的方式制备了纳米晶纤维素,通过改变条件最终确定酸化过程的最优条件为:硫酸浓度为64wt%,反应温度为40℃,反应时间为2h,此时酸化后得到的纤维素为纳米晶纤维素,并通过TEM测试观察到了纳米晶纤维素的形态。再利用上述最佳的TEMPO氧化条件制备氧化纳米晶纤维素,得到的氧化纳米晶纤维素表面的羧基含量为17.24%。初步认为以上三个体系的羧基含量基本相同。然后改变实验变量,通过观察SEM微观形貌确定了再溶胶原的最佳形成条件为:胶原浓度为1%,酸浓度为1%,预冻时间为12h,预冻温度为-20℃。本课题根据添加物质和添加量共构建了五个体系,对添加量和添加物质的尺度分别进行探讨。这五个体系分别为:氧化再生纤维素碎纤/胶原复合海绵、氧化再生纤维素短纤/胶原复合海绵、氧化再生纤维素长纤/胶原复合海绵、氧化微晶纤维素/胶原复合海绵、氧化纳米晶纤维素/胶原复合海绵。将氧化再生纤维素长纤分别剪成1mm碎纤、1cm短纤、5cm长纤,按照不同的添加量进行添加再搅拌均匀。另两个体系分别为微米级别和纳米级别。将这些物质添加后均匀搅拌,冷冻干燥成固定形状的复合胶原海绵。分别对其进行孔径分析、吸水性测试、溶失率测试、力学拉伸和压缩测试、酶解测试等。通过扫描电镜对复合体系的断面进行观察,发现,长纤维很好的嵌在胶原片状结构中或是与胶原丝状物相连接,既紧实了胶原内部结构,又使内部的孔洞增多,增大接触面积,提高了弹性。对于微观纤维素粒子来说,纤维素粒子是以粒子的形态对胶原的连续部分进行增强,当胶原受到外力时,粒子发挥作用,起到转移力的作用而使承力能力增大。对于不同体系来说,当添加量为10%时,都会呈现较好的性能,复合海绵的吸水性由最初的26.75倍下降为15倍,溶失率由纯胶原的3.931%下降为1.345%。而复合海绵所能承受的最大的力由1.31N增大到3N,其压缩测试显示,复合海绵在形变50%时,需要的力由0.482N增大到1.30N,说明复合胶原海绵所能承受的力值增大。最后通过抗酶解能力宏观的观察胶原蛋白在模拟体内环境中的降解情况。

关键词：胶原蛋白纤维素机械共混性能影响

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基于数据融合的GBM组织分离方法研究

基于数据融合的GBM组织分离方法研究

作者：尉枫电子科技大学

学位级别：硕士

胶质母细胞瘤(Glioblastoma)即GBM,是胶质细胞瘤病变程度最严重的形式,是最高等级的胶质细胞瘤。核磁共振成像(Magnetic resonance imaging,MRI)和核磁共振谱成像(Magnetic resonance spectroscopic imaging,MRSI)是医疗诊断领域中特别是人脑肿瘤检测中最主要最权威的检测手段。然而单一的成像手段均无法对GBM的组织类型进行有效的分离,通过数据融合的手段可以得到包括两种数据特征的融合结果。针对MRSI波谱数据与MRI图像数据的多模态数据融合问题,本文基于数据融合理论,利用非负矩阵分解理论和小波分析方法研究了一种非监督的多模态数据GBM组织分离方法,主要工作和贡献如下:1、研究了一种基于小波分解的多模态医学数据融合方法,将数据融合融入到hNMF(Hierarchical non-negative matrix factorization)的GBM识别框架中,提升了识别的准确率。2、研究了了一种在hNMF多个层次分解中确定特征波谱的新的法则,针对GBM病例代谢特征不稳定的现状,对其MRSI数据实现了更加有效的分解,通过分解确立了正确的正常,肿瘤以及坏死组织的特征波谱,获得了相应组织类型的空间分布。3、采用峰值积分的方法对MRSI数据特征进行提取,量化MRSI数据中关键的代谢成分,通过实验确定了所提取的代谢物及其范围。峰值积分后的MRSI仍然可以有效对组织类型进行分离,同时大大减少了非负矩阵分解的迭代运算量。4、对融合结果研究了一种基于模糊c均值聚类的分割方法,确定了不同组织类型的具体边界,获得了最终的融合结果。利用该分割结果与专家标记进行了量化对比,证明了本文提出融合框架的有效性。

关键词：胶质母细胞瘤多模态数据融合非负矩阵分解核磁共振成像

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壳聚糖基防粘连材料的构建及应用进展

高分子通报 2016年第2期 86-93页

作者：李纪伟贺金梅尉枫黄玉东陈晓通哈尔滨工业大学化工学院哈尔滨150001 威海洁瑞医用制品有限公司威海264209

术后粘连是影响手术效果甚至手术成败的关键问题之一,因此防止手术后粘连是一个亟待解决的问题。目前,人们已经开发出了多种防粘连材料。壳聚糖由于具有无毒性、无刺激性、无免疫抗原性、无热源性、不溶血、无致突变反应等优异性能,而... 详细信息

术后粘连是影响手术效果甚至手术成败的关键问题之一,因此防止手术后粘连是一个亟待解决的问题。目前,人们已经开发出了多种防粘连材料。壳聚糖由于具有无毒性、无刺激性、无免疫抗原性、无热源性、不溶血、无致突变反应等优异性能,而被广泛用于包括防粘连材料在内的各种生物材料领域。本文结合本课题组在防粘连材料领域的研究,对各种类型壳聚糖基防粘连材料的研究现状及存在问题进行了综述,以期能够为设计和开发新型壳聚糖基防粘连材料提供重要参考。

关键词：壳聚糖溶液膜凝胶防粘连

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胶原蛋白静电纺丝纳米纤维研究进展

高分子通报 2015年第5期 43-49页

作者：李纪伟贺金梅尉枫黄玉东陈晓通哈尔滨工业大学化工学院哈尔滨150001 威海洁瑞医用制品有限公司威海264209

由于胶原蛋白静电纺丝纳米纤维具有胶原蛋白的生物活性以及纳米结构材料的优异性能,其在生物医学领域的研究和应用开发取得了非常大的进展。本文首先综述了胶原蛋白静电纺丝纳米纤维的研究现状,讨论了胶原蛋白静电纺丝纳米纤维在组织工... 详细信息

由于胶原蛋白静电纺丝纳米纤维具有胶原蛋白的生物活性以及纳米结构材料的优异性能,其在生物医学领域的研究和应用开发取得了非常大的进展。本文首先综述了胶原蛋白静电纺丝纳米纤维的研究现状,讨论了胶原蛋白静电纺丝纳米纤维在组织工程、止血及伤口愈合、载药和防粘连等生物医学领域的应用,最后针对胶原蛋白静电纺丝纳米纤维存在的问题及其未来的发展方向进行了展望。

关键词：胶原蛋白静电纺丝交联共混应用

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基于反常热传导的分数阶热弹耦合理论

Acta Mechanica Sinica 2024年第5期40卷 141-149页

作者：尉亚军吴华邓子辰 School of Mechanics Civil Engineering and Architecture Northwestern Polytechnical University Xi’an China MIIT Key Laboratory of Dynamics and Control of Complex Systems Northwestern Polytechnical University Xi’an China State Key Laboratory for Strength and Vibration of Mechanical Structures Xi’an Jiaotong University Xi’an China

原子模拟和实验研究表明低维纳米材料具有反常热传导特性,建立唯象反常热弹耦合模型,研究强热传导导致的热力耦合响应,对微纳器件的安全稳定运行至关重要.本文旨在从反常热传导的视角重新审视分数阶热弹耦合模型。反常热传导由第二声效... 详细信息

原子模拟和实验研究表明低维纳米材料具有反常热传导特性,建立唯象反常热弹耦合模型,研究强热传导导致的热力耦合响应,对微纳器件的安全稳定运行至关重要.本文旨在从反常热传导的视角重新审视分数阶热弹耦合模型。反常热传导由第二声效应引起,考虑波动热传导理论,建立了波动热传导与粘弹性理论的类比,阐明了Cattaneo-Vernotte模型和Green-Naghdi模型的关联.通过引入分数阶导数,构建了基于Cattaneo-Vernotte和Green-Naghdi理论的分数阶热弹耦合模型。数值结果表明:对分数阶次区间[O,1],分数阶Cattaneo-Vernotte(FCV)I模型和分数阶Green-Naghdi(FGN)I-III模型都能预测反常热弹耦合响应:比经典热弹性理论更高的温度和应力;温度和应力随时间的变化显示:FGNII模型在所有时间范围内都能得到反常响应.对Green-Naghdi模型及其分数阶模型的进一步系统研究,有助于揭示反常热传导和热弹耦合机理,并促进纳米材料的广泛应用.

关键词：粘弹性理论分数阶导数热弹耦合热弹性理论热传导低维纳米材料分数阶模型微纳器件

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利用努氏硬度表征金属的弹性模量和屈服强度

哈尔滨工业大学学报 2024年第4期56卷 108-119页

作者：刘明徐智通尉贺宝福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室(福州大学) 福州350108 福州大学机械工程及自动化学院福州350108 上海中研仪器制造有限公司上海201411

为利用努氏硬度表征金属材料弹性模量和屈服强度,提出了Marshall和Conway的修正模型表征弹性模量,以及Lockett、Yu、Marsh、Johnson和Vandeperre的修正模型表征屈服强度,开拓了努氏硬度表征金属材料力学性能的新应用。选取35种金属进行... 详细信息

为利用努氏硬度表征金属材料弹性模量和屈服强度,提出了Marshall和Conway的修正模型表征弹性模量,以及Lockett、Yu、Marsh、Johnson和Vandeperre的修正模型表征屈服强度,开拓了努氏硬度表征金属材料力学性能的新应用。选取35种金属进行努氏硬度试验,利用Meyer定律、弹塑性变形模型、Hays-Kendall模型和比例试样模型对努氏硬度的正压痕尺寸效应(硬度随载荷的减小而增大)进行了分析,可以用大载荷下趋于稳定的硬度值代表材料的真硬度。首次考虑金属材料在努氏压痕短对角线处材料堆积的影响,Marshall模型和Conway模型进行了修正:Marshall模型中原有的常参数α修正为b/d(努氏压痕短对角线与长对角线的比值)的二次函数;Conway模型引入了与b/d的平方呈线性关系修正系数β。通过比较文献中与原模型计算的屈服强度,引入修正系数k,首次获得了基于努氏硬度利用Lockett、Yu、Marsh、Johnson和Vandeperre模型计算金属屈服强度的修正模型。结果表明:除Ti6Al4V和Sn外,修正模型与仪器化压入得到的弹性模量一致,置信度不低于0.94;除60Si2Mn弹簧钢外,修正后得到的屈服强度与文献值一致,置信度不低于0.90。

关键词：金属努氏硬度仪器化压入弹性模量屈服强度

基于多元数据融合的枢纽区边坡整体安全预警指标研究

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岩石力学与工程学报 2024年第9期43卷 2242-2256页

作者：孙杰涛李海枫中国水利水电科学研究院结构材料所

目前枢纽区边坡安全预警模型存在一定局限性，如对多测点的综合分析考虑不足、忽略边坡不同区域稳定性差异等。针对这些问题，从边坡的结构特性和整体稳定性两方面入手，采用多元数据融合技术并结合实际工程开展预警指标研究工作。首先... 详细信息

目前枢纽区边坡安全预警模型存在一定局限性，如对多测点的综合分析考虑不足、忽略边坡不同区域稳定性差异等。针对这些问题，从边坡的结构特性和整体稳定性两方面入手，采用多元数据融合技术并结合实际工程开展预警指标研究工作。首先，引入“安全稳定率”概念以量化岩体结构特性对边坡稳定性影响；其次，建立安全稳定率与危险权重的转换方法，推导出危险权重与Copula函数的组合公式；最后，提出基于Copula函数的枢纽区边坡运行期整体安全预警指标。工程案例表明，预警指标能够体现岩质边坡结构特性，体现多测点残差的总体变化趋势，并最终反映枢纽区边坡的整体稳定性；预警监控体系可为枢纽区边坡整体稳定性评价提供理论支撑。

关键词：水利工程预警指标枢纽区边坡 Copula函数安全稳定率数据融合

从功德报偿到“汉家尧后”:刘邦置立巫官与两汉天命论的变迁

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复旦学报（社会科学版） 2024年第1期66卷 12-22页

作者：尉雯琪清华大学历史系北京100084

据《封禅书》,刘邦曾经置立巫官。其中梁、晋、秦、荆四者,无论以刘邦祭祖、神权统一还是抚慰诸侯作解,都存在一定问题。通过对秦汉之际战争中巫术需求的考察,以及刘邦军队士卒来源的梳理,可以发现刘邦于征战之中,招徕收附的兵丁籍贯正... 详细信息

据《封禅书》,刘邦曾经置立巫官。其中梁、晋、秦、荆四者,无论以刘邦祭祖、神权统一还是抚慰诸侯作解,都存在一定问题。通过对秦汉之际战争中巫术需求的考察,以及刘邦军队士卒来源的梳理,可以发现刘邦于征战之中,招徕收附的兵丁籍贯正与诸巫相合。刘邦置立诸巫的初衷,与时人功德报偿的观念有关。《汉书》因其中四巫合于刘向所述汉家先祖的迁徙轨迹,遂作割裂剪裁,以为“汉家尧后”之证。这合于东汉明章两朝的时势,也显示出两汉天命论由朴素直接、含混笼统,渐为文饰堂皇、具体指实的变迁。

关键词：刘邦巫官天命《封禅书》班固 “汉家尧后”

基于中国传统美学精神的当代设计审美范式构建

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文艺争鸣 2024年第8期 184-189页

作者：侯敏枫上海应用技术大学艺术与设计学院

侯敏枫随着全球化发展的不断深化和现代化进程的加速，设计学在新学科体系中已经被调整到交叉学科目录下，当代设计美学正面临多元化和复杂化的转型时期。当今中国设计学领域所遵循的美学基本思想理论大量采纳西方美学范畴体系，仅偶尔...

侯敏枫随着全球化发展的不断深化和现代化进程的加速，设计学在新学科体系中已经被调整到交叉学科目录下，当代设计美学正面临多元化和复杂化的转型时期。当今中国设计学领域所遵循的美学基本思想理论大量采纳西方美学范畴体系，仅偶尔引用中国美学概念，这一现象根源在于东、西方学术传统的本质差异：西方注重分类，而中国强调整合。尽管中国古代关于“美”的理论比较丰富，但通常与哲学、伦理学等领域融为一体，不似西方独立发展成为各个学科。

关键词：