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熔体微分静电纺可吸收手术缝合线制备技术研究

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熔体微分静电纺可吸收手术缝合线制备技术研究

作者：付宏岩北京化工大学

学位级别：硕士

手术缝合线是临床治疗中必不可少的材料,在闭合损伤组织及促进伤口愈合中起关键作用。但常规手术缝合线具有易感染病毒、炎症反应大及二次手术取出等问题。随着纤维科学及生物医学的发展,可吸收、功能化与智能化成为新型手术缝合线的发... 详细信息

手术缝合线是临床治疗中必不可少的材料,在闭合损伤组织及促进伤口愈合中起关键作用。但常规手术缝合线具有易感染病毒、炎症反应大及二次手术取出等问题。随着纤维科学及生物医学的发展,可吸收、功能化与智能化成为新型手术缝合线的发展方向。静电纺纳米纤维纱线具有类细胞外基质结构与纤维取向排布等结构优势,在促进伤口愈合、降低术后炎症等方面具有极大潜能。目前静电纺纳米纤维纱线制备技术均围绕溶液静电纺丝路线,极低的生产效率难以满足高端手术缝合线市场化的需求,同时成型过程涉及丙酮等有机微毒溶剂,难以直接应用于生物医药领域。熔体微分静电纺丝原位成纱技术是本课题组自研的一种高效绿色的新型成纱方式,兼具纳米纤维纱线的优点及无溶剂等特点,在手术缝合线领域具有极大潜力。本论文通过熔体微分静电纺丝原位成纱技术结合热牵伸与低温等离子体抗菌改性技术制备出PLA/壳聚糖缝合线,缝合线力学性能满足YY1116-2020中6-0号可吸收缝合线的单根值要求。本研究主要从以下几个方面开展:(1)通过熔体微分静电纺丝原位成纱技术制备了可吸收缝合线的前驱体PLA纱线。实验主要研究了挤出流量等参数对熔体微分静电纺PLA纱线力学性能的影响规律。结果表明随着挤出流量的增加,PLA纱线的断裂强度下降,而随着纺纱风压、收集速度、纺纱电压、纺纱温度的增大,PLA纱线的断裂强度先增后减。在最优条件下,PLA纱线的断裂强力可达到1.24 N,断裂强度和断裂伸长率分别为39.24 MPa和80.5%左右。(2)采用热牵伸工艺提高PLA纱线的强度,研究了热牵伸温度和热牵伸比对PLA热牵伸纱线的影响。结果表明随热牵伸温度及热牵伸比的升高,PLA热牵伸纱线的断裂强度先增后减,而断裂伸长率一直下降。在最优条件下,PLA热牵伸纱线直径在121μm左右,断裂强力和断裂强度分别为2.07 N和183.03 MPa左右,相较热牵伸处理前断裂强度提高了466.43%。(3)利用低温等离子体抗菌改性技术制备了PLA/壳聚糖缝合线,振荡法测试中PLA/壳聚糖缝合线对***和***的抗菌率分别为99.89%和99.10%。在CCK-8及溶血实验中PLA/壳聚糖缝合线在细胞培养72 h后的细胞存活率为73.93%,溶血率为2.35%,证明其具有良好的生物相容性。体外降解实验发现,PLA/壳聚糖缝合线在降解八周后的强力保留率高达62.44%、重量保留率为74.07%,相较PLA热牵伸纱线强力保留率更高,同时降解速率更快。综上,本论文结合熔体微分静电纺丝原位成纱技术、热牵伸工艺及低温等离子体抗菌改性工艺制备了PLA/壳聚糖缝合线,集优良的力学性能、抗菌性能及生物相容性为一体,为功能性可吸收缝合线的研发及批量化制备提供了新的方案。

关键词：手术缝合线熔体微分电纺可吸收生物相容性

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多因素影响下预崩解炭质泥岩动回弹特性研究

土木工程学报 2024年第2期57卷 117-128页

作者：付宏渊杨琪毅曾铃高乾丰文伟陈璐长沙理工大学湖南长沙410114

为探究多因素影响下预崩解炭质泥岩的动回弹特性,通过动三轴试验研究偏应力、最小体应力、含水率、压实度和干湿循环次数对动态回弹模量的影响,并建立考虑上述因素影响的动回弹模量预测模型。研究表明:动回弹模量与最小体应力、压实度... 详细信息

为探究多因素影响下预崩解炭质泥岩的动回弹特性,通过动三轴试验研究偏应力、最小体应力、含水率、压实度和干湿循环次数对动态回弹模量的影响,并建立考虑上述因素影响的动回弹模量预测模型。研究表明:动回弹模量与最小体应力、压实度呈正相关关系,与偏应力、含水率呈负相关关系;在同一围压下,动回弹模量随偏应力增加而降低,降幅区间为14.1%~30.7%;含水率为6%时对应的动回弹模量最大;在围压和偏应力相同时,含水率从6%递增至10%,动回弹模量降幅区间为18.6%~35.5%;压实度从93%递增至96%时,动回弹模量增幅区间为4.47%~20.64%。采用干湿循环损伤因子表征干湿循环次数对动回弹模量的影响,发现损伤因子随干湿循环次数N增加可分为3个阶段,即快速增长阶段(N=0~1)、缓慢增长阶段(N=1~6)和增长稳定阶段(N=6~9)。各因素按显著性由高到低排序依次为:压实度、干湿循环、含水率、偏应力、最小体应力。建立的综合考虑约束效应、剪切效应、压实度、含水率和干湿循环的预测模型具有较高地准确性和适用性,可有效评估和预测湿热地区炭质泥岩路堤的动回弹模量。

关键词：道路工程预崩解炭质泥岩干湿循环动回弹模量预测模型

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集成电路装备光刻机发展前沿与未来挑战

中国科学：信息科学 2024年第1期54卷 130-143页

作者：胡楚雄周冉付宏张鸣朱煜清华大学机械工程系高端装备界面科学与技术全国重点实验室北京100084 清华大学机械工程系精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

光刻机是集成电路制造中最为核心的高端装备,在60余年的发展历程中不断挑战人类超精密制造装备的极限,推动着摩尔定律的持续向前和信息时代的飞速发展,对于科技进步、国民经济、国家安全具有极为重要的战略意义.本文阐述了光刻机在集成... 详细信息

光刻机是集成电路制造中最为核心的高端装备,在60余年的发展历程中不断挑战人类超精密制造装备的极限,推动着摩尔定律的持续向前和信息时代的飞速发展,对于科技进步、国民经济、国家安全具有极为重要的战略意义.本文阐述了光刻机在集成电路制造装备中的核心地位,介绍了光刻的基本原理,梳理了国际上光刻机从20世纪60年代至今的发展脉络,围绕光刻机三大核心部件分析了光刻机中的关键技术及面临的极限技术挑战.在此基础上,本文展望了未来光刻机的发展趋势和未来方向.

关键词：集成电路光刻机关键技术发展前沿未来挑战

考虑干湿循环路径的粉砂质泥岩力学特性及本构模型

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浙江大学学报（工学版） 2024年第9期58卷 1912-1922,1980页

作者：成辉付宏渊曾铃于晓伟罗锦涛刘杰长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学水利与环境工程学院湖南长沙410114

为了分析南方湿热地区粉砂质泥岩边坡浅层失稳机制,开展不同干湿循环路径下的粉砂质泥岩低围压三轴压缩试验与扫描电镜(SEM)试验.基于连续损伤理论和修正Drucker-Prager(D-P)强度准则,构建可考虑干湿循环路径影响的粉砂质泥岩损伤本构模... 详细信息

为了分析南方湿热地区粉砂质泥岩边坡浅层失稳机制,开展不同干湿循环路径下的粉砂质泥岩低围压三轴压缩试验与扫描电镜(SEM)试验.基于连续损伤理论和修正Drucker-Prager(D-P)强度准则,构建可考虑干湿循环路径影响的粉砂质泥岩损伤本构模型.结果表明:粉砂质泥岩应力-应变曲线具有非线性特征,可分为压密阶段、弹性阶段、塑性屈服阶段、峰后破坏阶段和残余强度阶段;随干湿循环次数或循环幅度的增加,压密阶段与塑性屈服阶段延长,岩样峰值强度、变形模量、黏聚力和内摩擦角损伤逐渐增大,粉砂质泥岩力学参数敏感度表现为变形模量>黏聚力>内摩擦角>峰值强度;受溶蚀、潜蚀作用,粉砂质泥岩孔隙率不断增大,破坏模式由以剪切破坏形式为主的顶锥-劈裂破坏向剪切破坏演化.构建的岩石损伤本构模型能考虑干湿循环路径的影响,能较好地反映粉砂质泥岩应力-应变曲线全过程变形特征.

关键词：粉砂质泥岩干湿循环路径力学特性微观结构损伤本构模型

回收低温余热的热电耦合电解制氢系统及性能评估

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天然气工业 2024年第5期44卷 167-176页

作者：赵永明周泽付宏浩谢小芳张连娣宋佳妮中国石油勘探开发研究院智能控制与装备研究所

固体氧化物电解制氢时,水以气态进行电解,但仅依靠电解产物冷却所释放的热能不足以将液态给水蒸发气化,电解制氢系统存在供热缺口。为解决该问题,基于高温热泵技术,提出了通过热泵吸收外界低温余热(100℃),以满足给水蒸发气化用热的系... 详细信息

固体氧化物电解制氢时,水以气态进行电解,但仅依靠电解产物冷却所释放的热能不足以将液态给水蒸发气化,电解制氢系统存在供热缺口。为解决该问题,基于高温热泵技术,提出了通过热泵吸收外界低温余热(100℃),以满足给水蒸发气化用热的系统工艺方法,设计了系统流程,研究了热泵系统关键参数对系统性能的影响,并通过建模仿真的手段评估了该系统的制氢性能。研究结果表明:①利用热泵吸收环境中的低温余热,制取较高温热能使电解给水蒸发,具有技术可行性,该方法同样适用于系统内部电解产物所携带余热的回收再利用;②外界余热温度越高,越有利于降低系统的制氢能耗,直流电解功率为1 MW的电解制氢系统,对余热源的热需求约为138 kW;当余热源为水且温降在5℃时,水的需求量约为20 t/h;③假设外界余热不计入制氢能耗,利用热泵集成外界余热时,系统理论单位制氢能耗约3.5 kW·h/m^(3),全部为电能消耗。结论认为,通过热泵吸收低温余热向高温电解制氢系统供热的系统工艺,开辟了一种低品位余热向高品位氢能转化的新思路、新途径和新方法,具有广阔的应用前景。

关键词：高温电解固体氧化物电解制氢低品位余热余热回收热集成热泵模拟仿真

甘氨酸与热力学抑制剂对甲烷水合物的协同抑制机理

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天然气工业 2024年第8期44卷 107-113页

作者：汪杰张良君刘成郭盼阳江厚顺马攀付宏雨非常规油气省部共建协同创新中心·长江大学油气钻采工程湖北省重点实验室·长江大学长江大学石油工程学院中国石油浙江油田公司油气勘探开发项目经理部中国石油辽河油田公司金海采油厂

天然气水合物在开采过程中，温度和压力的变化会导致分解后的水合物二次形成，进而会造成井筒和管线堵塞。甘氨酸因其强亲水性和生物可降解性，在水合物防治方面具有巨大应用潜力，但其与热力学抑制剂复配协同抑制水合物生成的作用机理... 详细信息

天然气水合物在开采过程中，温度和压力的变化会导致分解后的水合物二次形成，进而会造成井筒和管线堵塞。甘氨酸因其强亲水性和生物可降解性，在水合物防治方面具有巨大应用潜力，但其与热力学抑制剂复配协同抑制水合物生成的作用机理尚不明确。为此，开展了甘氨酸与常见盐类和醇类热力学抑制剂复配使用时的甲烷水合物生成模拟实验，分析了甘氨酸与热力学抑制剂协同抑制甲烷水合物生成机理，并形成了适用于海洋水合物钻探开发用的甘氨酸类钻井液体系。研究结果表明：(1)甲烷气消耗量并不能真实反映抑制剂对水合物生成的抑制效果，还需结合水合物最终生成量、水合物生成3个阶段的时间变化情况综合判断；(2)甘氨酸浓度为1.0%时，抑制水合物生成的效果最佳，对应的反应体系具有最小的水合物生成区和最大的稳定区；(3)相比于单独使用1.0%甘氨酸，5.0%盐类抑制剂与1.0%甘氨酸混合使用时，具有协同抑制水合物生成的效果，可减少水合物生成量20%～30%，但5.0%醇类抑制剂与1.0%以及0.5%甘氨酸混合使用时反而促进了水合物生成；(4)甘氨酸与盐类混合形成的钻井液体系，可以有效降低水合物生成量。结论认为，该认识进一步厘清了甘氨酸与热力学抑制剂对水合物的协同抑制机理，为解决水合物开采过程中井筒堵塞造成的钻井安全问题提供了实验数据和理论支撑。

关键词：甲烷水合物甘氨酸热力学抑制剂协同效果影响因素钻井液体系基础物性抑制性能

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基于机器视觉的砂型铸件表面粗糙度检测研究

特种铸造及有色合金 2024年

作者：贾栋贤李广宇刘文文付宏源姚山大连理工大学材料科学与工程学院大连理工大学宁波研究院

结合图像处理技术，使用铸造表面粗糙度标准样块的表面图像对融入注意力机制的残差卷积神经网络进行了训练，并以此为核心开发了检测软件，配合图像采集模块用于实体铸件的检测，实现了铸件表面粗糙度的非接触测量，实测铸件的准确率为8... 详细信息

结合图像处理技术，使用铸造表面粗糙度标准样块的表面图像对融入注意力机制的残差卷积神经网络进行了训练，并以此为核心开发了检测软件，配合图像采集模块用于实体铸件的检测，实现了铸件表面粗糙度的非接触测量，实测铸件的准确率为87.5%，单次测量用时0.086 s，能够在实际生产中快速、便捷地提供测量结果。

关键词：机器学习砂型铸造表面粗糙度图像处理卷积神经网络

创新价值链与金融危机后美国对创新能力的护持研究

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区域国别学刊 2024年第1期8卷 60-88,157页

作者：付宏伟外交学院国际关系研究所北京100037

经济科技领域的领先优势是美国霸权地位的基础。2008年金融危机后,联邦研发投入、STEM人才、创新竞争力、制造业、知识产权、基础设施等领域的问题制约着美国创新能力的健康发展。从奥巴马政府到拜登政府,美国政府相继出台了一系列的政... 详细信息

经济科技领域的领先优势是美国霸权地位的基础。2008年金融危机后,联邦研发投入、STEM人才、创新竞争力、制造业、知识产权、基础设施等领域的问题制约着美国创新能力的健康发展。从奥巴马政府到拜登政府,美国政府相继出台了一系列的政策措施和法律手段,从创新价值链三个关键环节——创意生产、创意转换、创意扩散——入手来维护美国的创新能力。美国护持自身创新能力的产业政策产生了广泛的国际政治经济影响。在国际上,美国的政策措施在凝聚盟友伙伴的同时,可能导致潜在的两个相互独立的经济科技阵营的形成,进而加速形成以中、美为中心的相互竞争的政治阵营和广大的中间地带。同时从长远看,美国的政策措施阻碍原本正常的科技交流,最终会损害美国的创新能力。

关键词：创新能力创新价值链美国霸权产业政策国际政治经济影响

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考虑炭质泥岩颗粒破碎的级配演化预测模型

水利学报 2024年

作者：付宏渊杨海涛吴二鲁曾铃钟涛姜懿芸长沙理工大学土木工程学院绍兴文理学院土木工程学院

为准确预测炭质泥岩在冲击荷载过程中的颗粒破碎及级配曲线的变化，建立炭质泥岩“冲击能和含水率-破碎指标-级配分布”的数学模型。通过引入一个可以描述连续级配曲线的单参数级配方程，建立单参数级配方程和颗粒破碎率Bw的数学关系表... 详细信息

为准确预测炭质泥岩在冲击荷载过程中的颗粒破碎及级配曲线的变化，建立炭质泥岩“冲击能和含水率-破碎指标-级配分布”的数学模型。通过引入一个可以描述连续级配曲线的单参数级配方程，建立单参数级配方程和颗粒破碎率Bw的数学关系表达式，实现了“破碎指标-级配分布”的转换。通过设置反S型和双曲线型两种典型炭质泥岩填料连续级配，开展了一系列不同含水率和冲击能的冲击试验。结果表明：无论炭质泥岩的初始级配是双曲线型分布还是反S型分布，当冲击能一定时，炭质泥岩的颗破碎率均随着初始含水率的增大而增大；当含水率一定时，炭质泥岩的颗粒破碎率随冲击能的增加而增加，当冲击能量达到6.075kJ后，颗粒破碎率基本保持不变，各粒组的颗粒含量相对于初始含量的变化趋于一个稳定的比例。根据炭质泥岩在冲击过程中的颗粒破碎率Bw与初始含水率和冲击能的关系，建立了含水率、冲击能与颗粒破碎率的数学关系式，实现了“冲击能和含水率-破碎指标”的转换。从而以破碎指标为媒介，建立了“冲击能和含水率-破碎指标-级配参数”的数学模型，并通过验证发现该模型可以较好反映不同冲击能和含水率条件下炭质泥岩级配曲线演化规律。

关键词：炭质泥岩冲击试验级配方程颗粒破碎级配演化