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基于聚丙烯酸的纳米复合材料的制备及其产后大出血的栓塞性能

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复合材料学报 2024年

作者：陶诗缪昭华查正宝合肥工业大学食品与生物工程学院

产后出血(Postpartum hemorrhag， PPH)是一种严重的产科并发症，死亡率占所有产科并发症的25%。经导管动脉栓塞术( Transcatheter Arterial Embolization， TAE)已被证明能快速有效地控制顽固性产后出血。明胶海绵颗粒栓塞剂(Gelatin)... 详细信息

产后出血(Postpartum hemorrhag， PPH)是一种严重的产科并发症，死亡率占所有产科并发症的25%。经导管动脉栓塞术( Transcatheter Arterial Embolization， TAE)已被证明能快速有效地控制顽固性产后出血。明胶海绵颗粒栓塞剂(Gelatin)作为PPH常用的介入栓塞剂，但往往很难成功地完全阻塞受伤的血管，因此在控制活动性出血如假性动脉瘤的表现不尽人意。由聚丙烯酸(Polyacrylic acid， PAA)、二维层状双氢氧化物(Layered double hydroxide， LDH)和聚乙二醇(Polyethylene glycol， PEG200)为原料的液体栓塞剂(PAA-LDH@PEG200)遇水可迅速固化形成水凝胶实现血管完全地闭塞。在体外闭塞模型中，该纳米复合材料PAA-LDH@PEG200在不同直径的管道中移位压力最高达150 kPa，远高于Gelatin闭塞导致的移位压力。此外，PAA-LDH@PEG200表现出良好的生物相容性和体内外可生物降解性。结果表明，所制备的液体栓塞剂有望替代明胶海绵颗粒成为产后大出血治疗的新一代栓塞剂。

关键词：生物医药产后出血经导管动脉栓塞术聚丙烯酸液体栓塞剂纳米复合材料

基于变刚度复合材料的热颤振等效模型设计方法

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振动与冲击 2024年第15期43卷 44-50页

作者：王守申肖诗雄张兵合肥工业大学机械工程学院合肥230009

针对热颤振风洞试验面临的有效风洞时间短、结构难以达到热平衡的问题,提出一种基于变刚度复合材料的试验模型热模态等效动力学模型的设计方法,为解决制作复杂热颤振风洞试验模型提供一种技术途径。该方法充分利用变刚度复合材料的局部... 详细信息

针对热颤振风洞试验面临的有效风洞时间短、结构难以达到热平衡的问题,提出一种基于变刚度复合材料的试验模型热模态等效动力学模型的设计方法,为解决制作复杂热颤振风洞试验模型提供一种技术途径。该方法充分利用变刚度复合材料的局部刚度可设计性强的特性,并结合NSGA-Ⅱ遗传优化算法来进行模型设计,以等效复合材料翼板模型与目标模型的固有特性的误差最小为优化目标,对等效复合材料翼板模型进行了纤维角度的优化设计。研究结果表明,两种模型的固有频率、固有振型以及颤振分析结果吻合较好,从而验证了等效模型设计方法的可行性。

关键词：热气弹颤振变刚度复合材料等效模型 NSGA-Ⅱ

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功能梯度材料声子晶体低频带隙特性研究

噪声与振动控制 2024年第5期44卷 75-81页

作者：李淑琴宋京任景舜侯彪合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009

声子晶体作为一种减振降噪的结构已经在建筑、土木等领域被广泛应用。基于局域共振声子晶体理论在前期研究的基础上对一种含二维变化功能梯度材料的声子晶体进行优化设计,并通过有限元数值仿真研究该声子晶体的减振性能。结果表明:功能... 详细信息

声子晶体作为一种减振降噪的结构已经在建筑、土木等领域被广泛应用。基于局域共振声子晶体理论在前期研究的基础上对一种含二维变化功能梯度材料的声子晶体进行优化设计,并通过有限元数值仿真研究该声子晶体的减振性能。结果表明:功能梯度材料声子晶体能带结构在0~1000Hz内共有3条完全带隙,其第一禁带的起始频率约为0,第三禁带截止频率为991.36Hz,总禁带宽度为990.85 Hz,在该带隙范围内占比为99.08%,并且在X方向上对该声子晶体10×5个周期进行传输特性分析,分析结果完全验证了禁带的存在,证明含二维变化功能梯度材料的声子晶体能有效抑制0~1000 Hz的弹性波,最后将含功能梯度材料声子晶体与传统声子晶体进行对比分析,验证了功能梯度材料声子晶体的减振性能。研究结果可为土木交通工程减振降噪提供一种新的设计方法。

关键词：声学声子晶体功能梯度材料二维仿真禁带有限元法

科研-教学共享型综合实验教学项目开发与实践

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高教学刊 2024年第25期10卷 82-86页

作者：舒霞罗派峰昝祥鲁颖炜孙甲古寅生合肥工业大学材料科学与工程学院合肥230009

为充分发挥实验教学的育人作用,应大力推进科研成果向实验教学一线转化,提升实验教学内容的先进性和创新性。在借鉴同行实施模式的基础上,以钙钛矿太阳能电池薄膜材料与器件制备、表征及性能实验为例,介绍挖掘科研资源开发新实验项目及... 详细信息

为充分发挥实验教学的育人作用,应大力推进科研成果向实验教学一线转化,提升实验教学内容的先进性和创新性。在借鉴同行实施模式的基础上,以钙钛矿太阳能电池薄膜材料与器件制备、表征及性能实验为例,介绍挖掘科研资源开发新实验项目及落实本科生走进科研实验室开展科研引导型综合实验项目的具体做法,包括理清实验流程、先行模拟教学、设计教学资源、研究生参与教学及线上线下教学延伸等步骤,旨在探索教学硬件条件相对滞后的情况下采用一种科研-教学共享型综合实验教学新模式,切实提升实验教学水平和质量。

关键词：科教共享科研转化实验教学线上线下钙钛矿太阳能电池

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金属镉及其利弊

矿物岩石地球化学通报 2024年第1期43卷 259-266页

作者：阎磊范裕黄俊周涛发合肥工业大学资源与环境工程学院矿床成因与勘查技术研究中心(ODEC)合肥230009 安徽省矿产资源与矿山环境工程技术研究中心合肥230009 合肥工业大学材料科学与工程学院合肥230009

国家自然科学基金委员会于2019年启动了“战略性关键金属超常富集成矿动力学”重大研究计划。该计划以国家重大需求为核心牵引,瞄准关键性矿产资源所拥有的战略价值和科学价值,提炼和把握关键金属成矿的重大科学问题,实现矿床学研究的... 详细信息

国家自然科学基金委员会于2019年启动了“战略性关键金属超常富集成矿动力学”重大研究计划。该计划以国家重大需求为核心牵引,瞄准关键性矿产资源所拥有的战略价值和科学价值,提炼和把握关键金属成矿的重大科学问题,实现矿床学研究的新突破,推动地球科学发展。为充分体现科学家的社会责任,为全民科学素质的提升做贡献,该计划专门设立“科普宣传与公共服务”项目,并将“服务社会与公众,构建相对完备的科普产品体系,打造有一定社会影响力的科普知识传播和重大研究计划宣传的平台”作为项目的主要任务。这是我国重大科学研究计划中首次以项目的形式来支持科普工作。传播科学知识和方法,树立科学思想,提高全民科学素质,也是科学共同体的责任和主要任务。为此,中国矿物岩石地球化学学会与项目组联合,将通过学会微信公众号转载相关科普文章,并择优在学会会刊《矿物岩石地球化学通报》上刊载,以飨读者。本期刊发合肥工业大学周涛发教授研究团队撰写的关键金属镉和中国矿业大学代世峰教授团队撰写的煤中关键金属的文章,敬请关注。

关键词：重大研究计划科学研究计划合肥工业大学微信公众号中国矿业大学科普宣传科普文章金属镉

锰过氧化物酶与阴离子型聚丙烯酰胺计算机分子模拟

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环境化学 2024年

作者：王方略张力雯张东晨徐敬尧吴学凤邓胜松淮南师范学院生物工程学院淮南师范学院机械与电气工程学院安徽理工大学材料科学与工程学院合肥工业大学食品与生物工程学院

为探究锰过氧化物酶(MnP)与阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM)的微观相互作用，采用分子对接和分子动力学(MD)模拟研究阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM)与MnP的结合，根据-CDOCKER Energy＿score打分最高的原则，对获得最佳结合构象进行分析.结合亲和... 详细信息

为探究锰过氧化物酶(MnP)与阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM)的微观相互作用，采用分子对接和分子动力学(MD)模拟研究阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM)与MnP的结合，根据-CDOCKER Energy＿score打分最高的原则，对获得最佳结合构象进行分析.结合亲和力分析表明，MnP对HPAM-5有最高的亲和力，而且MnP对HPAM的亲和力随其碳链的延长逐渐升高.相互作用分析表明，MnPHPAM-2的稳定性比MnP-HPAM-3更差是由于HPAM-2分子内氢键；MnP-HPAM-4比MnP-HPAM-2和MnP-HPAM-3更稳定是由于盐桥；强氢键是MnP-HPAM-5最稳定的主要原因. MD模拟结果分析表明，MnP-HPAM-4享有最小的RMSD、RMSF和Rg，此时复合物结合是最稳定的.根据模拟及降解实验结果提出了MnP降解HPAM机理：H2O2引发MnP中Mn2+氧化为Mn3+; Mn3+从HPAM(1)和(2)攻击位点上抢夺一个电子而引发自由基链反应，在不破坏化学键下产生2种阳离子自由基，而且Mn3+还原成Mn2+供循环使用.

关键词：锰过氧化物酶(MnP) 阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM) 分子对接分子动力学(MD)模拟

枯草芽孢杆菌漆酶与阴离子型聚丙烯酰胺微观作用机理

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环境化学 2024年

作者：王方略张力雯张东晨吴学凤邓胜松安徽理工大学材料科学与工程学院合肥工业大学食品与生物工程学院淮南师范学院机械与电气工程学院淮南师范学院生物工程学院

阴离子型聚丙烯酰胺（HPAM）常用于煤泥水的澄清处理，产生大量的含聚污水将对选煤厂周边环境造成不利影响.为探究漆酶降解HPAM的微观作用机理，采用对接模拟了HPAM及其脱氨产物聚丙烯酸（PAA）结构模型与枯草芽孢杆菌漆酶（Lac）的结... 详细信息

阴离子型聚丙烯酰胺（HPAM）常用于煤泥水的澄清处理，产生大量的含聚污水将对选煤厂周边环境造成不利影响.为探究漆酶降解HPAM的微观作用机理，采用对接模拟了HPAM及其脱氨产物聚丙烯酸（PAA）结构模型与枯草芽孢杆菌漆酶（Lac）的结合，根据-CDOCKER＿Energyscore打分最高原则筛选出Lac的最适底物，然后对该最适复合物分别进行基于亲和力虚拟突变和不同温度下的分子动力学（MD）模拟.结合模式分析表明，Lac对HPAM-3享有最高亲和力，且其结合最好，因此HPAM-3是该酶的最适底物；HPAM比PAA易被Lac降解；Lac可容纳一定碳链长度的HPAM和PAA.相互作用分析表明，Lac-HPAM-3亲和力最大主要原因是盐桥；TYR133通过形成氢键以稳定Lac-HPAM-2、LacHPAM-3和Lac-HPAM-4，而ARG487通过形成疏水以稳定所有的酶-底物复合物.基于亲和力虚拟突变分析表明，TYR118、 TYR133、 ARG487和LYS135是Lac降解HPAM-3的关键残基；LYS135和ARG487分别通过形成盐桥和疏水来最大限度地影响酶同底物的亲和力. MD分析表明，Lac-HPAM-3在298 K时总相互作用能、酶骨架RMSD及所有残基RMSF皆最低，因此该复合物在298 K时结合稳定性最佳；308 K时由于酶骨架RMSD最大，导致底物偏离最初对接位置，因此Lac-HPAM-3在308 K时结合稳定性最差.这些数据为揭示HPAM酶降解过程奠定基础，为将来突变试验来改造酶提供位点支持.

关键词：枯草芽孢杆菌漆酶(Lac) 阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM) 对接基于亲和力虚拟突变分子动力学(MD)

TiO/Fe-MOF异质结的制备及增强光Fenton降解水体TC

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环境化学 2024年

作者：汪康何梦婷邱云泽孙雪菲合肥工业大学资源与环境工程学院

本研究采用了一种创新的原位负载策略，成功制备了光Fenton催化剂TiO2/NH2-MIL-88B（Fe）.该策略通过在Fe-MOF表面生长TiO2，形成了紧密结合的异质结构，有利于光生电子-空穴对的分离和传输，提高了光Fenton反应效率.并利用多种先进的... 详细信息

本研究采用了一种创新的原位负载策略，成功制备了光Fenton催化剂TiO2/NH2-MIL-88B（Fe）.该策略通过在Fe-MOF表面生长TiO2，形成了紧密结合的异质结构，有利于光生电子-空穴对的分离和传输，提高了光Fenton反应效率.并利用多种先进的表征技术，如FESEM、XRD、FT-IR、XPS、以及UV-vis DRS等，对该催化剂的组成、结构和光电化学性质进行了全面深入的分析.结果表明，TiO2/NH2-MIL-88B（Fe）具有良好的结晶度、均一的形貌以及理想的能带结构，有利于光Fenton反应的进行.此外，通过吸附动力学研究，深入探究了该材料的吸附性能.结果表明，TiO2/NH2-MIL-88B（Fe）对目标污染物盐酸四环素（TC）具有优异的吸附能力，主要是通过化学吸附作用实现的.在光Fenton反应性能评估中，以高浓度TC(20 mg·L-1)为模型污染物，考察了催化剂的降解效率和稳定性.结果显示，TiO2/NH2-MIL-88B（Fe）能够在3 h内将TC消除98.8%，并且在5次循环使用后仍保持良好的结构稳定性，表现出优异的光Fenton催化性能.这项研究为光Fenton反应的理论和应用研究提供了新的见解和视角.

关键词：光Fenton TiO NH -MIL-88B(Fe) 原位负载异质结

超高性能混凝土加固钢筋混凝土梁受弯性能研究

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振动与冲击 2024年第11期43卷 288-296页

作者：常跃黄俊旗种迅赵猛蒋庆冯玉龙合肥工业大学土木与水利学院合肥230009 合肥工业大学土木工程结构与材料安徽省重点实验室合肥230009

超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)由于较高的强度和耐久性可作为理想的加固材料。首先基于已有试验结果,研究了可合理考虑加固层和混凝土梁接触面间黏聚力接触的UHPC加固钢筋混凝土梁精细有限元模型建模方法。在... 详细信息

超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)由于较高的强度和耐久性可作为理想的加固材料。首先基于已有试验结果,研究了可合理考虑加固层和混凝土梁接触面间黏聚力接触的UHPC加固钢筋混凝土梁精细有限元模型建模方法。在此基础上,建立了162个加固梁的有限元模型进行了数值模拟分析,研究了不同加固筋截面积、加固层厚度以及加固层有无拼缝等关键参数对构件破坏模式和承载力的影响规律。研究结果表明:考虑黏聚力接触的数值模型可以较好地模拟UHPC加固钢筋混凝土梁的受弯性能;加固层厚度与加固筋截面积均会影响试件破坏模式与承载力提升幅度,但对于含拼缝试件,加固层厚度对上述性能影响较小。

关键词：超高性能混凝土(UHPC) 钢筋混凝土梁抗弯性能数值模拟