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耐电晕聚酰亚胺薄膜研究进展

电工技术学报 2023年第5期38卷 1190-1205页

作者：张镱议赵梓炜刘捷丰查俊伟广西大学广西电力输配网防雷工程技术研究中心南宁530004 北京科技大学化学与生物工程学院北京100083 北京科技大学北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083

聚酰亚胺因其耐电晕性能不足严重缩短了复杂工况下的使用寿命,纳米改性技术的应用为耐电晕聚酰亚胺薄膜的研发提供了新的发展方向。该文首先从耐电晕机理出发,综述了电晕下聚酰亚胺的老化进程;然后从材料的介电特性、电导特性、陷阱特... 详细信息

聚酰亚胺因其耐电晕性能不足严重缩短了复杂工况下的使用寿命,纳米改性技术的应用为耐电晕聚酰亚胺薄膜的研发提供了新的发展方向。该文首先从耐电晕机理出发,综述了电晕下聚酰亚胺的老化进程;然后从材料的介电特性、电导特性、陷阱特性、界面效应及热导率等性能参数分析了提升复合聚酰亚胺耐电晕性能的策略;最后针对当前耐电晕聚酰亚胺薄膜研究存在的问题进行了总结,并对未来发展方向做出了展望,以期实现具有优异耐电晕性能聚酰亚胺薄膜的研发。

关键词：聚酰亚胺纳米改性电晕老化耐电晕性

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可降解医用金属功能化表面改性研究进展

材料导报 2021年第1期35卷 168-176页

作者：李华芳郑宜星王鲁宁北京科技大学材料科学与工程学院北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083 北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083

近年来,以镁、铁、锌为代表的可降解医用金属由于其独特的体内降解性能和优异的生物相容性成为国内外研究热点。这类可降解医用金属能够在体内逐渐被体液腐蚀降解,它们所释放的腐蚀产物能够给机体带来恰当的宿主反应,当协助机体完成组... 详细信息

近年来,以镁、铁、锌为代表的可降解医用金属由于其独特的体内降解性能和优异的生物相容性成为国内外研究热点。这类可降解医用金属能够在体内逐渐被体液腐蚀降解,它们所释放的腐蚀产物能够给机体带来恰当的宿主反应,当协助机体完成组织修复的任务后将全部被体液溶解,避免了二次手术。前期研究表明,三种可降解医用金属在实际临床应用中尚存在一些不足:镁及镁合金的体内降解速率过快,降解过程中产生的氢气会对植入物周围组织和细胞产生不利影响;铁及铁合金的体内降解速率过慢;锌及锌合金的降解速率最符合临床要求,但是其较低的力学性能限制了锌及其合金的应用。鉴于此,可降解医用金属的功能化表面改性技术应运而生。功能化表面改性技术不仅可以实现对可降解医用金属腐蚀行为的调控,还可根据不同的临床需求提高其生物相容性、抗菌活性、抗凝血性能和促成骨性能等。目前,各类表面改性技术已能够有效改善各类可降解医用金属的性能。镁及其合金是研究最为广泛的一类可降解医用金属,各类表面改性技术,如转化涂层、沉积涂层、复合物涂层等已能够显著降低镁及其合金的腐蚀速率。针对铁及其合金的表面改性技术主要以纯铁以及Fe-Mn合金为主,但目前针对铁及其合金的表面改性技术尚难以满足其理想的降解模式要求。锌及其合金是新一代可降解医用金属,现有的表面改性技术主要是为了增强其生物相容性和抗菌性能。本综述归纳了各类表面改性技术的特点,对各类技术的制备方法、应用及目的进行了介绍,并对其未来研究趋势进行了展望。

关键词：可降解医用金属表面改性生物相容性临床应用

树枝状多孔二氧化硅纳米粒子的制备及其在先进载体中的应用

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化学进展 2016年第8期28卷 1131-1147页

作者：杜鑫赵彩霞黄洪伟温永强张学记北京科技大学化学与生物工程学院生物工程与传感技术研究中心北京100083 中国地质大学材料科学与工程学院北京100083

树枝状多孔二氧化硅纳米粒子具有中心辐射状孔道结构且孔道尺寸从粒子内部到粒子表面逐渐增加,是一种具有新颖结构的多孔材料。和传统的具有二维六方有序孔道结构的介孔二氧化硅粒子相比,这种粒子具有三维开放性的树枝状骨架结构,因而... 详细信息

树枝状多孔二氧化硅纳米粒子具有中心辐射状孔道结构且孔道尺寸从粒子内部到粒子表面逐渐增加,是一种具有新颖结构的多孔材料。和传统的具有二维六方有序孔道结构的介孔二氧化硅粒子相比,这种粒子具有三维开放性的树枝状骨架结构,因而具有独特的结构优势,即高的孔渗透性和高的粒子内表面的可接触性,从而有利于物质(分子或纳米粒子)沿着中心辐射状的孔道进行输送,在树枝状粒子的内部负载或者与内部的活性位点发生反应。因此,这种粒子是一种很有前景的载体平台,可以用来构筑新型的吸附剂、纳米催化剂和基因药物的递送系统等。本综述首先介绍了一系列的合成方法和对树枝状骨架结构的调控策略,探讨了树枝状多孔结构对物理化学性能的影响,描述了其在催化、纳米生物医学、环境能源等领域的应用性能,并对树枝状多孔二氧化硅粒子的合成方向和应用前景进行了展望。

关键词：树枝状多孔结构中心辐射状孔道二氧化硅纳米粒子载体

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基于高通量制备的增材制造材料成分设计

金属学报 2023年第1期59卷 75-86页

作者：张百成张文龙曲选辉北京科技大学新材料技术研究院北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083 北京科技大学现代交通金属材料与加工技术北京实验室北京100083

增材制造作为一种新型制造技术,为航空航天、交通运输和生物医学等领域带来了革命性变化。但目前增材制造用金属材料仍基于传统合金,部分材料并不适用于高能束加工,性能仍有提高空间。目前的增材制造专用材料开发未脱离传统试错法,效率... 详细信息

增材制造作为一种新型制造技术,为航空航天、交通运输和生物医学等领域带来了革命性变化。但目前增材制造用金属材料仍基于传统合金,部分材料并不适用于高能束加工,性能仍有提高空间。目前的增材制造专用材料开发未脱离传统试错法,效率低下,是制约增材制造材料性能提高的瓶颈问题。本文就增材制造钢、钛合金、铝合金材料现状和问题进行了讨论,并列举增材制造高通量制备和表征技术在材料开发和设计上的应用,结合增材制造高通量制备的原理和特点,最后阐述了增材制造高通量制备和表征技术在材料开发上的机遇和挑战,并对增材制造关键材料开发与成分优化未来的发展方向做出展望。

关键词：增材制造高通量材料制备与表征材料开发力学性能

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非线性电导聚合物材料研究进展

高电压技术 2023年第2期49卷 461-471页

作者：张镱议马海帮王倩刘捷丰查俊伟广西大学广西电力输配网防雷工程技术研究中心南宁530004 西安理工大学电气工程学院西安710048 北京科技大学化学与生物工程学院北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083

空间复杂辐射环境料可以保证正常情况(弱带电时)下的高绝缘性能,又能在高场强下以暂态高电导释放介质内部危险电下,高能带电粒子引起的航天器介质深层充放电效应是导致航天器故障的主要因素之一。研究表明,具有非线性I-U特性的复合材料... 详细信息

空间复杂辐射环境料可以保证正常情况(弱带电时)下的高绝缘性能,又能在高场强下以暂态高电导释放介质内部危险电下,高能带电粒子引起的航天器介质深层充放电效应是导致航天器故障的主要因素之一。研究表明,具有非线性I-U特性的复合材料可有效抑制航天器介质深层充放电。为此分析了非线性电导复合材料用于抑制航天器介质深层充放电的可行性,并从导电机理、改性方法、应用现状等方面阐述研究进展,并对非线性电导航天器介质的发展方向进行展望。分析结果表明:复合材料的非线性电导受多种电荷输运机制影响,非线性电导复合材料的制备工艺逐渐完善,并实现了从简单材料制备向仿真计算、空间环境地面模拟试验的突破。下一步的研究重点在于空间环境下的导电机理,材料制备和仿真计算、试验的协同性,仿真模型和多源模拟试验条件的优化。

关键词：聚合物材料非线性电导导电机制空间电荷材料改性

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基于生物功能化纳米DNA探针及其传感策略

化学进展 2012年第11期24卷 2247-2254页

作者：董海峰张学记北京科技大学生物工程与传感技术研究中心北京100083

随着人类基因组计划的完成和功能基因研究的深入,基因诊断已成为分子生物学和生物医学的重要研究领域。DNA生物传感器作为一种利用核酸碱基配对原则进行识别,能对基因片段实现持续、快速、灵敏和选择性检测的新方法,近年来发展非常迅速... 详细信息

随着人类基因组计划的完成和功能基因研究的深入,基因诊断已成为分子生物学和生物医学的重要研究领域。DNA生物传感器作为一种利用核酸碱基配对原则进行识别,能对基因片段实现持续、快速、灵敏和选择性检测的新方法,近年来发展非常迅速。纳米材料由于具有独特物理化学性质、良好的生物相容性、优越的机械性能及表面易于生物功能化等特点,被广泛应用到生物分析之中。各种各样组成、尺寸、维度及形状的纳米材料如量子点、贵金属纳米材料、碳纳米材料等被可控地修饰上不同的生物分子,用于发展特殊性质的纳米探针,构建DNA生物传感器,实现对DNA片段高灵敏及高特异性的检测。

关键词：功能化纳米探针 DNA 生物传感器信号放大

种肥混播对夏玉米产量、酶活性和土壤微生物的影响

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中国土壤与肥料 2024年第6期 149-156页

作者：李子双高玮李洪杰周晓琳王学霞杜梦扬陈延华王玉霞倪小会王薇邹国元曹兵德州市农业科学研究院山东德州253015 北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 河北农业大学资源与环境科学学院河北保定071001 北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097

探索夏玉米种子与控释肥混播对夏玉米产量、氮磷钾养分吸收、施肥经济效益、酶活性及土壤微生物的影响,为夏玉米轻简化生产和化肥减施增效提供技术支撑。以夏玉米品种‘郑单958’为材料进行了大田试验,试验设不施氮对照、常规施肥、种... 详细信息

探索夏玉米种子与控释肥混播对夏玉米产量、氮磷钾养分吸收、施肥经济效益、酶活性及土壤微生物的影响,为夏玉米轻简化生产和化肥减施增效提供技术支撑。以夏玉米品种‘郑单958’为材料进行了大田试验,试验设不施氮对照、常规施肥、种子控释肥混播和氮磷钾减量50%控释肥种子混播共4个处理,分析调查了夏玉米产量、氮磷钾吸收、叶片酶活性及根际土壤微生物功能基因。与常规施肥相比,2个控释肥处理的夏玉米产量增加7.7%~22.1%,夏玉米氮、磷、钾吸收量分别增加0.75%~33.3%、16.3%~27.1%、4.78%~36.5%,氮肥吸收利用率提高20.7%~24.6%,氮肥偏生产力提高14~74.1 kg/kg,氮肥农学利用率提高14.1~20.2 kg/kg,夏玉米每公顷净收益(扣除肥料投入)比常规施肥增加9.67%~19.6%。吐丝期根际土壤硝化和反硝化微生物基因数、叶片硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶和谷氨酸脱氢酶与常规施肥没有显著差异。种肥混播在夏玉米上实现了增产增收,提高了氮磷钾养分吸收量和氮肥利用效率,降低了环境污染风险。

关键词：夏玉米控释肥氮肥利用效率酶活性微生物功能基因

用于多巴胺选择性电化学检测的多孔Fe-N-C纳米颗粒簇

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化学通报 2018年第6期81卷 507-516页

作者：杨涵焜武雪侯新梅苏磊张学记北京材料基因工程高精尖创新中心北京科技大学生物工程与传感技术研究中心北京100083 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083

多巴胺(DA)是人类神经系统的神经递质之一,也是诊断多种神经疾病的重要生物标志物,因此,快速准确地检测DA浓度受到广泛关注。本文以普鲁士蓝(PB)为前体制备了一种多孔Fe-N-C纳米颗粒簇,将其修饰在玻碳电极(GCE)表面,发现该修饰电极在使... 详细信息

多巴胺(DA)是人类神经系统的神经递质之一,也是诊断多种神经疾病的重要生物标志物,因此,快速准确地检测DA浓度受到广泛关注。本文以普鲁士蓝(PB)为前体制备了一种多孔Fe-N-C纳米颗粒簇,将其修饰在玻碳电极(GCE)表面,发现该修饰电极在使用线性扫描伏安法(LSV)和差分脉冲伏安法(DPV)时能够有效地降低尿酸(UA)和抗坏血酸(AA)的电化学氧化响应,而不影响DA的电化学氧化反应,并能够将三者的氧化峰有效分开,从而可以实现对DA的选择性电化学分析。研究结果表明,在含有高浓度的UA(100μmol/L)和AA(100μmol/L)的DA混合溶液中使用LSV检测DA,分段线性范围可以达到5~100μmol/L和100~700μmol/L,灵敏度分别为8.32×10^(-2)和3.44×10^(-2)A·(mol/L)^(-1),检测下限为5μmol/L。

关键词：多巴胺选择性检测电化学检测 Fe-N-C 普鲁士蓝纳米颗粒簇

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面向骨科植入应用的可降解锌基材料研究进展

材料工程 2022年第11期50卷 14-25页

作者：孙疆石章智李亚庚李相民李危石王鲁宁北京大学第三医院骨科北京100191 骨与关节精准医学工程研究中心北京100191 脊柱疾病研究北京市重点实验室北京100191 北京科技大学材料科学与工程学院北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083

近几年来,锌合金凭借其良好的生物相容性、促成骨活性以及在体内无害降解等优势,展现出作为骨科内植物材料的巨大潜力。本文介绍了纯锌的生理作用、降解速率以及力学性能等方面的特性,以上述指标与骨科临床需求存在的差距为引,以合金化... 详细信息

近几年来,锌合金凭借其良好的生物相容性、促成骨活性以及在体内无害降解等优势,展现出作为骨科内植物材料的巨大潜力。本文介绍了纯锌的生理作用、降解速率以及力学性能等方面的特性,以上述指标与骨科临床需求存在的差距为引,以合金化元素为分类依据,阐述了目前研究人员通过改变材料的微观组织结构并触发相应的强化机制,以及利用添加元素的生理协同功能等方式改善锌基材料性能的现有成果。对医用锌基材料领域在标准制定和合金设计改进以及引入增材制造等新技术等方面进行了讨论,以期匹配多样化的临床诊疗需求。

关键词：生物可降解锌合金骨科内植物体内测试合金设计

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