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喷雾干燥结合紫外交联制备甲基丙烯酸缩水甘油酯改性丝胶中空微球及其性能

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高分子材料科学与工程 2024年第3期40卷 30-38页

作者：谭宇浩杜姗韩璐张祎李勇周金利周伟涛中原工学院纺织学院河南郑州451191 中原工学院纺织服装产业研究院河南郑州451191 中原工学院郑州市绿色染整技术重点实验室河南郑州451191

为了制备高耐水性光固化丝胶蛋白(SS)微球,采用喷雾干燥与紫外交联相结合的方法,以丝胶为原料制备了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)交联SS中空微球(GMA-g-SS),该法赋予了其良好的耐水稳定性和紫外光固化性能。优化的喷雾干燥工艺参数包括:S... 详细信息

为了制备高耐水性光固化丝胶蛋白(SS)微球,采用喷雾干燥与紫外交联相结合的方法,以丝胶为原料制备了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)交联SS中空微球(GMA-g-SS),该法赋予了其良好的耐水稳定性和紫外光固化性能。优化的喷雾干燥工艺参数包括:SS浓度、进风温度及进液速度;研究了GMA浓度、二苯甲酮(BP)用量及紫外辐照时间对接枝率的影响。借助扫描电镜、红外光谱及热分析对微球表面形貌结构及稳定性进行了表征与分析。结果表明,喷雾干燥SS微球呈单分散空心结构,直径约5~20μm;GMA-g-SS微球红外光谱在1152 cm^(-1)和764 cm^(-1)处出现环氧基的吸收峰,表明GMA与SS交联成功。交联后微球呈黏连聚集状态,具有较高的紫外光固化性能且耐水稳定性大幅提升,溶失率仅为17.1%。所制备的GMA-g-SS微球具有可调的耐水稳定性和紫外光固化性,是一种有潜力的光固化3D打印生物材料。

关键词：丝胶喷雾干燥交联空心微球紫外光固化

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非溶相共混熔喷非织造技术的研究进展

纺织学报 2024年第3期45卷 219-226页

作者：秦子轩张恒李晗翟倩甄琪钱晓明中原工学院纺织学院河南郑州451191 中原工学院服装学院河南郑州451191 天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387

为明确非溶相共混熔喷非织造技术制备超细纤维材料过程中的微相分离机制,并进一步明晰超细纤维材料结构和性能的调控规律,挖掘熔喷非织造技术的产业化应用潜力,从非溶相共混熔喷机制出发,介绍了利用多种聚合物进行非溶相共混熔喷时的微... 详细信息

为明确非溶相共混熔喷非织造技术制备超细纤维材料过程中的微相分离机制,并进一步明晰超细纤维材料结构和性能的调控规律,挖掘熔喷非织造技术的产业化应用潜力,从非溶相共混熔喷机制出发,介绍了利用多种聚合物进行非溶相共混熔喷时的微相分离特点,综述了非溶相共混熔喷的聚合物匹配体系现状以及不同种类聚合物共混对超细纤维材料性能的影响,阐述了非溶相共混熔喷超细纤维材料的功能性应用形式和领域,最后探讨了非溶相共混熔喷目前存在问题及未来发展方向,以期为共混熔喷非织造技术制备超细纤维材料的进一步研究提供参考。

关键词：熔喷非织造材料非溶相共混聚合物超细纤维

用于人体热调控的复合薄膜热传递特性数值分析

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低温与超导 2024年第8期52卷 99-104页

作者：周华强张慧韦留博中原工学院

将相变材料(PCM)与织物有效结合，可以实现人体高效热调控。基于瞬态热分析方法，探讨了PCM复合薄膜的热传递特性，揭示了PCM作用对复合薄膜热传递过程温度场和热流密度分布，理论分析了PCM含量及潜热对复合薄膜热传递特性的影响规律。... 详细信息

将相变材料(PCM)与织物有效结合，可以实现人体高效热调控。基于瞬态热分析方法，探讨了PCM复合薄膜的热传递特性，揭示了PCM作用对复合薄膜热传递过程温度场和热流密度分布，理论分析了PCM含量及潜热对复合薄膜热传递特性的影响规律。结果表明：PCM相变吸热过程改变了复合薄膜的温度和热流密度分布，降低了复合薄膜的温度和热流密度。随着PCM潜热和含量增加，复合薄膜的整体温度和热流密度明显降低。这对高效应用PCM以提高人体热管理具有重要的理论依据。

关键词：相变材料复合薄膜热流分布温度变化导热系数

仿生竹节纤维基加湿材料的叠层设计及其导湿快干性能

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纺织学报 2024年第2期45卷 1-10页

作者：翟倩张恒赵珂朱文辉甄琪崔景强中原工学院纺织学院河南郑州451191 中原工学院服装学院河南郑州451191 河南驼人医疗器械集团有限公司河南新乡453400

为开发兼具快速导液能力和一定抗拉强度的新型纤维基加湿芯,利用熔喷原位牵伸工艺制备的高定向排列聚乳酸(PLA)微纳米纤维材料与大孔隙粘胶纤维材料进行叠层复合,得到筒状纤维集合体,并对其形貌特征、吸湿速率、干燥速率以及力学性能等... 详细信息

为开发兼具快速导液能力和一定抗拉强度的新型纤维基加湿芯,利用熔喷原位牵伸工艺制备的高定向排列聚乳酸(PLA)微纳米纤维材料与大孔隙粘胶纤维材料进行叠层复合,得到筒状纤维集合体,并对其形貌特征、吸湿速率、干燥速率以及力学性能等进行表征与测试。结果表明:筒状纤维集合体表现出类竹节形貌的层状定向微孔结构,密度为1.1~1.8 g/cm^(3);受益于纤维平均直径和密度的有效调控,吸湿速率和干燥速率分别增加到112.4 mg/s和1.03 mL/h,同时拉伸断裂强力保持在255.2 N以上。仿生竹节纤维基加湿材料样品在实际使用过程中的加湿量为39 mL/h,既可作为高性能纤维基加湿芯用于室内微环境湿度调节,又可为高导液纤维材料的功能性结构设计和绿色制备提供参考。

关键词：聚乳酸熔喷非织造仿生竹节导湿快干加湿芯粘胶

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静电纺丝纳米纤维在药物输送领域的应用

现代纺织技术 2024年

作者：杨海贞魏肃桀马闯周泽林胡亚雯中原工学院纺织学院

药物输送系统能够最大限度地提高递送药物的治疗效果，并减少副作用，引起了研究者的广泛关注。随着患者治疗需求的不断增加，传统药物输送方法无法充分适应患者体内的需求。而基于静电纺丝纳米纤维的给药系统具有高比表面积、可调节孔... 详细信息

药物输送系统能够最大限度地提高递送药物的治疗效果，并减少副作用，引起了研究者的广泛关注。随着患者治疗需求的不断增加，传统药物输送方法无法充分适应患者体内的需求。而基于静电纺丝纳米纤维的给药系统具有高比表面积、可调节孔隙率、良好的机械耐久性、药物包封性、生物相容性和高缓释性能，为药物载量和可定制释放特性提供了兼容的环境。文章通过对静电纺丝原理以及药物封装方法的阐述，体现了静电纺丝纳米纤维膜作为新兴药物输送载体的独特优势，同时探究了不同种类的载药纳米纤维膜在未来应用中的可能性。分析结果表明，通过静电纺丝法可以制备出不同形貌结构的纳米纤维，并通过合理结构设计可以调控药物在体内的释放行为和效率。因此，将载药纳米纤维功能化，可以得到具有药物缓释、抗菌、消炎等性能的药物输送系统，可为解决某些药物应用困难、收效甚微的难题提供新的途径。

关键词：静电纺丝药物输送抗癌症抗感染非甾体类抗炎药组织工程

基于刺绣技术的多模生理传感织物面罩的制备与性能

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现代纺织技术 2024年

作者：熊帆樊蒙召杨朝然李云飞郑俊杰周金利王晨晓中原工学院纺织学院

为了解决生理信号采集中导线繁多、电极设置复杂的问题，以及应对传统刚性湿电极贴合不良和长时间信号采集稳定性下降等挑战，文章设计了一种基于刺绣技术的多模态生理传感织物面罩。该面罩采用刺绣技术一体化制作，具备低成本、柔软和... 详细信息

为了解决生理信号采集中导线繁多、电极设置复杂的问题，以及应对传统刚性湿电极贴合不良和长时间信号采集稳定性下降等挑战，文章设计了一种基于刺绣技术的多模态生理传感织物面罩。该面罩采用刺绣技术一体化制作，具备低成本、柔软和舒适等优点，能够紧密贴合皮肤。研究表明，面罩的刺绣电极与传统湿电极采集到的信号在时域上的相关度高于95%。通过睁闭眼静息实验、眼电信号测试以及皮肤电反应测试，进一步验证了面罩在采集生物电信号方面的有效性。综上所述，基于刺绣技术的多模态生理传感织物面罩能够同时采集多种生物电信号，适用于医疗监测、运动科学、虚拟现实和人机交互等多个领域。

关键词：刺绣技术多模传感器脑电图眼电图皮肤电反应

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感应熔覆技术的发展现状与展望

金属热处理 2024年第2期49卷 265-273页

作者：王浩席艳君马明星关晓艳张瑞杰刘英中原工学院材料与化工学院河南郑州450007

随着工业化生产的高速发展,传统表面改性技术已不能满足工业需求,并出现明显短板,因此耐磨、耐蚀、抗高温氧化性等高性能的涂层成为表面改性技术研究的热点。现代熔覆技术以稳定、高效、便于自动化的特点,已经在表面改性技术领域取得成... 详细信息

随着工业化生产的高速发展,传统表面改性技术已不能满足工业需求,并出现明显短板,因此耐磨、耐蚀、抗高温氧化性等高性能的涂层成为表面改性技术研究的热点。现代熔覆技术以稳定、高效、便于自动化的特点,已经在表面改性技术领域取得成就,并在工业上得到了广泛应用。主要回顾了感应熔覆技术的发展历程,分别从工艺参数、多热源复合熔覆技术、辅助技术等方面进行总结,介绍了感应熔覆能量场模拟研究,系统分析了感应熔覆技术缺陷的形成原因,指出了感应熔覆在技术工艺及模拟研究中存在的问题。根据感应熔覆原理重点讲述了感应熔覆辅助技术,提出了现阶段感应熔覆技术各研究方向的不足和解决办法。最后,鉴于在极端环境下稳定服役的高性能综合型涂层材料的需求,对以复合技术为代表的感应熔覆涂层工艺和技术发展进行了展望。

关键词：感应熔覆技术辅助技术复合熔覆能量场模拟

基于JACK虚拟仿真的学龄前脑瘫儿童助行器人机优化设计

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包装工程 2024年第10期45卷 15-22,59页

作者：付晓莉王腾腾张斌党娜中原工学院郑州451191

目的减少学龄前脑瘫儿童助行器的安全隐患,解决患儿在训练过程中的肢体二次损伤问题,提升助行器人机舒适性,对学龄前脑瘫儿童助行器进行优化设计。方法通过JACK虚拟仿真软件的RULA工具,分析得到学龄前脑瘫儿童在使用助行器过程中存在的... 详细信息

目的减少学龄前脑瘫儿童助行器的安全隐患,解决患儿在训练过程中的肢体二次损伤问题,提升助行器人机舒适性,对学龄前脑瘫儿童助行器进行优化设计。方法通过JACK虚拟仿真软件的RULA工具,分析得到学龄前脑瘫儿童在使用助行器过程中存在的不合理姿势,并对其进行人机工学与受力分析,提出改进方法并进行设计优化,最后导入JACK虚拟仿真软件进行风险与舒适性验证。结果优化后的学龄前脑瘫儿童助行器的使用受伤风险从4级降低到1级,患儿躯干弯曲力矩、L4/L5脊柱压缩力、剪切力的姿势载荷指数分别降低53%、47%、81%,上身各关节处于舒适角度。结论经过JACK仿真分析及人机优化后的助行器,有效降低了学龄前脑瘫儿童在康复训练中的二次损伤风险,减轻了患儿步行训练中的身体负担,提升了助行器使用的舒适性。

关键词： JACK仿真助行器学龄前脑瘫儿童人机工学

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两步溶剂热法构筑NCNF/NiCo-LDH/NiCo-LDH复合电极用于超级电容器

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化工进展 2024年

作者：李净珊徐洋洋叶仪鹏董梦娇李秉芯陈昊天中原工学院国际教育学院中原工学院纺织服装产业研究院

利用静电纺丝技术和高温碳化法制备氮掺杂碳纳米纤维（NCNF），通过两步溶剂热法在NCNF表面原位生长镍钴氢氧化物（NiCo-LDH）纳米片阵列，制备出NCNF/NiCo-LDH/NiCo-LDH复合电极。采用扫描电子显微镜（SEM），X射线衍射（XRD），傅里... 详细信息

利用静电纺丝技术和高温碳化法制备氮掺杂碳纳米纤维（NCNF），通过两步溶剂热法在NCNF表面原位生长镍钴氢氧化物（NiCo-LDH）纳米片阵列，制备出NCNF/NiCo-LDH/NiCo-LDH复合电极。采用扫描电子显微镜（SEM），X射线衍射（XRD），傅里叶红外光谱（FT-IR）和拉曼光谱（Raman）观察和分析复合电极的微观形貌和结构组成，并通过循环伏安（CV），充放电（GCD）和交流阻抗（EIS）等技术研究复合电极的电化学性能。结果表明，两步溶剂热法在NCNF上构成由大片和小片交错连接的纳米片阵列，不仅有效提高活性物质负载量，而且抑制NiCo-LDH的团聚，增加NiCo-LDH在NCNF上的分散性和电化学活性面积，所形成的NCNF/NiCo-LDH/NiCo-LDH复合电极在1A/g电流密度下的比电容为2898.7F/g，在10A/g高电流密度下，电容保持率可达到78.4%，连续充放电循环6000次后，电容保持率高达92.3%。以NCNF/NiCo-LDH/NiCo-LDH和活性炭（AC）组装的非对称超级电容器（NCNF/NiCo-LDH/NiCo-LDH//AC）在743.6W/kg功率密度下，具有69.1Wh/kg的高能量密度，10A/g下充放电循环6000次后，比电容能够保留初始值的93.4%。综合表明，NCNF/NiCo-LDH/NiCo-LDH复合电极是一种极具潜力的超级电容器电极材料。

关键词：镍钴氢氧化物纳米片静电纺丝氮掺杂碳纳米纤维超级电容器