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氧化亚铜改性四针状氧化锌晶须表面及其光催化性能研究

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人工晶体学报 2024年第6期53卷 1042-1050页

作者：刘红刘花蓉范希梅四川建筑职业技术学院材料工程系多组元合金德阳市重点实验室德阳618000 西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室成都610031

本文采用简便的液相还原法以乙二醇(EG)为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,制备了Cu_(2)O/T-ZnOw复合半导体催化剂样品,对样品的物相、微观形貌、禁带宽度、光致发光性能、光催化性能,以及可回收利用性能进行了详细研究。结果表... 详细信息

本文采用简便的液相还原法以乙二醇(EG)为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,制备了Cu_(2)O/T-ZnOw复合半导体催化剂样品,对样品的物相、微观形貌、禁带宽度、光致发光性能、光催化性能,以及可回收利用性能进行了详细研究。结果表明:随着PVP添加量的增加,四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)表面沉积的Cu_(2)O由立方体形逐渐向球形转变;T-ZnOw表面沉积Cu_(2)O后可使半导体催化剂的禁带宽度(Eg)变窄,且能有效减少光生电子和空穴对的复合,使其光催化活性得到明显改善,紫外光照100 min时复合半导体催化剂对甲基橙(MO)溶液的降解率均提高到90%以上;复合催化剂中Cu_(2)O形貌不同其光催化活性有所差异,同等条件下,立方体形Cu_(2)O/T-ZnOw复合催化剂比球形Cu_(2)O/T-ZnOw表现出更好的光催化活性;同时复合催化剂样品展现出良好的可回收利用性能,经过六个周期的回收循环光催化降解试验后,样品对MO溶液的降解率仍能保持在80%以上。

关键词： Cu_(2)O/T-ZnOw 表面沉积 PVP 甲基橙光催化性能降解率可回收利用性能

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无机薄膜组织结构及应力演化行为研究现状

表面技术 2024年

作者：刘怀远李佳临魏龙君马东林冷永祥西南交通大学医学院材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室成都师范学院物理与工程学院

物理气相沉积技术制备的无机薄膜，其组织结构及残余应力会在储存或服役环境中自发地产生演化，进而使薄膜性能发生变化，最终影响薄膜的长期服役稳定性。本文首先从物理气相沉积技术制备薄膜的组织结构特征入手，介绍了无机薄膜应力的... 详细信息

物理气相沉积技术制备的无机薄膜，其组织结构及残余应力会在储存或服役环境中自发地产生演化，进而使薄膜性能发生变化，最终影响薄膜的长期服役稳定性。本文首先从物理气相沉积技术制备薄膜的组织结构特征入手，介绍了无机薄膜应力的产生，发现薄膜的残余应力主要受薄膜非平衡生长后的亚稳态、薄膜与基体之间的晶格错配以及热膨胀系数差异的影响。之后论述了无机薄膜在生长过程中应力的演化规律，这个规律主要受薄膜的制备工艺影响，包括沉积速率、沉积气压、沉积温度以及基体偏压等。随后，重点综述了非平衡生长后的亚稳态金属薄膜、陶瓷薄膜及金属/陶瓷复合薄膜的组织结构、残余应力在储存或服役环境中的演化，以及薄膜性能变化行为的研究进展。针对无机薄膜在自然时效及人工时效过程中，其组织结构演变与应力释放的关系进行了总结和讨论，发现原子扩散是自然时效及人工时效过程中薄膜产生变化的主要途径。最后，对无机薄膜组织结构及应力演化行为的研究方法进行了展望。

关键词：无机薄膜物理气相沉积技术时效应力演化稳定性

具有抗炎促内皮细胞生长的多功能药物洗脱支架的制备及表征

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表面技术 2024年

作者：周楠李梦茹黄楠汪川哲王文轩涂秋芬熊开琴西南交通大学医学院生物医学工程研究院西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室

目的血管支架植入是动脉粥样硬化心血管疾病最主要的临床治疗手段。丹酚酸B（SalB）是从丹参中提取的生物活性化合物，被证实具有强的抗炎功能及改善心血管功能的潜力，但目前的研究集中于通过静脉注射的给药方式干预心血管疾病，存在... 详细信息

目的血管支架植入是动脉粥样硬化心血管疾病最主要的临床治疗手段。丹酚酸B（SalB）是从丹参中提取的生物活性化合物，被证实具有强的抗炎功能及改善心血管功能的潜力，但目前的研究集中于通过静脉注射的给药方式干预心血管疾病，存在药物生物利用度低等缺点。基于此，本研究以聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）为药物释放载体，在血管支架表面构建SalB药物洗脱涂层，旨在实现药物在病灶处局部释放并提高支架长期功能。方法利用超声雾化喷涂技术在血管支架表面构建SalB/PLGA涂层。通过傅里叶变换红外吸收光谱仪（FTIR）、紫外分光光度计（UV-Vis）和场发射扫描电子显微镜（SEM）等表征手段对涂层的化学结构、药物释放行为和表面形貌进行检测。体外细胞实验用于评价该涂层的抗炎能力以及对内皮细胞（ECs）、平滑肌细胞（SMCs）的增殖影响。最后通过体外血液相容性和半体内血液循环实验评价该涂层的血液相容性以及抗血栓性能。结果材料学表征结果证明SalB/PLGA涂层构建成功，且涂层力学性能良好，可实现SalB长达28天的有效释放。细胞生物学结果表明该涂层具有一定的抗炎功能，促进内皮细胞的同时抑制平滑肌细胞的异常增殖。血液相容性及半体内循环实验结果表明，该涂层能有效减少了血小板的粘附、聚集与激活，具有抗血栓的能力。结论Sal B/PLGA血管支架涂层表现出潜在的抗炎、促内皮、抑制平滑肌增殖及抗血栓等特性，可为后续提高支架治疗功效的提供一种创新策略。

关键词：动脉粥样硬化炎症洗脱支架丹酚酸B 超声雾化喷涂技术

基于贻贝仿生构建高效抗菌及良好血液相容性的聚胺-酚表面

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表面技术 2024年第8期53卷 173-183页

作者：孟昊天李鹏程魏嘉佳王文轩李天瑀黄楠涂秋芬熊开琴杨志禄西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室成都610031 西南交通大学医学院生物医学工程研究院成都610031 南方医科大学附属东莞医院东莞市人民医院广东东莞523059

目的赋予血液接触类材料优异的表面抗菌性能。方法受天然贻贝黏附现象的启发,通过多巴胺(Dopamine,DA)、ε-聚赖氨酸(ε-Poly-L-lysine,ε-PL)、高碘酸钠(Sodium Periodate,NaIO4)构建一种简易、快速的聚胺-酚涂层(ε-PL@PDA),同时利用... 详细信息

目的赋予血液接触类材料优异的表面抗菌性能。方法受天然贻贝黏附现象的启发,通过多巴胺(Dopamine,DA)、ε-聚赖氨酸(ε-Poly-L-lysine,ε-PL)、高碘酸钠(Sodium Periodate,NaIO4)构建一种简易、快速的聚胺-酚涂层(ε-PL@PDA),同时利用ε-PL丰富的氨基质子化形成的阳离子,实现表面高效抗菌的目的。其中DA和ε-PL通过共价交联形成酚胺聚合物,酚胺共同介导基底材料黏附形成涂层。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电镜(SEM)、椭圆偏光、氨基定量、水接触角(WCA)等材料学表征评价ε-PL@PDA涂层的理化性能;通过菌落计数法、细菌活/死染、液体法等细菌实验评价涂层抗菌性能;通过内皮细胞黏附与增殖实验评价其细胞相容性;通过血小板黏附与激活及半体内血液循环实验验证其血液相容性。结果材料学表征结果证明,ε-PL@PDA富氨基涂层成功制备,同时ε-PL的浓度大小会影响涂层的沉积过程;细菌实验表明,ε-PL@PDA涂层具备优异的抗菌性能,当ε-PL质量浓度为3 mg/mL时,对大肠杆菌和表皮葡萄球菌的抑制率高达91%;细胞实验和血液相容性实验表明,相较于316不锈钢(316L SS),ε-PL的质量浓度为3、30 mg/mL时,涂层均不会促进细胞毒性增强、血小板黏附和激活以及血栓形成。结论ε-PL@PDA涂层能够在不影响细胞相容性和血液相容性的基础上有效提高表面抗菌能力,因此,该高效便捷且适用性强的表面抗菌策略或有助于解决临床血液接触类器械细菌感染等问题。

关键词：贻贝仿生多巴胺(DA) ε-聚赖氨酸(ε-PL) 表面改性抗菌

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玄武岩&聚脲复合纤维增强水性环氧涂层的磨／蚀性能

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中国表面工程 2024年

作者：樊小强陈仕鹏黄宇蔡猛西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室中国工程物理研究院电子工程研究所

高性能树脂涂装于装备，保障其在多变环境与工况下全寿命周期高功效服役。然而，传统水性环氧树脂涂层固化特性及工艺引起的内部微缺陷现象会导致涂层快速丧失对结构件的长期保护作用，难以满足涂装防护的防腐耐磨需求。对此，综合聚脲... 详细信息

高性能树脂涂装于装备，保障其在多变环境与工况下全寿命周期高功效服役。然而，传统水性环氧树脂涂层固化特性及工艺引起的内部微缺陷现象会导致涂层快速丧失对结构件的长期保护作用，难以满足涂装防护的防腐耐磨需求。对此，综合聚脲纳米纤维和玄武岩纤维的结构与性能优势，利用聚合物原位生长技术在玄武岩纤维表面均匀包覆聚脲纳米纤维，成功研制了玄武岩&聚脲复合纤维，并与环氧树脂共混得到复合涂层。依据摩擦学、力学和耐候性能等典型服役参数测试结果，分析了复合纤维对水性环氧涂层防护性能的强化模式和作用机理。相比于单一玄武岩纤维树脂涂层，复合纤维涂层在3.5 wt.% NaCl溶液中浸泡72 h后涂层阻抗值提升了近35倍，盐雾试验21 d后表面状态完整无明显腐蚀现象。同时凭借玄岩纤维的强化作用，玄武岩纤维承载了摩擦副的交变应力，吸收了涂层变形过程中的能量，复合纤维涂层磨痕宽度降低约200 μm，磨损率降低约78%。研究成果验证了纤维／环氧树脂复合体系解决水性环氧涂层“磨-蚀”问题的可行性，可为进一步优化纤维／环氧树脂复合涂层制备工艺、探究纤维位向分布对复合涂层综合性能影响规律及强化机理奠定基础。

关键词：纤维环氧树脂复合物摩擦磨损

化学短程有序在晶界处的作用及其对Al0.5CoCrFeNi合金拉伸和抗辐照性能影响的分子模拟

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稀有金属材料与工程 2024年第8期 2267-2274页

作者：柴小松袁力军李光磊李婧李达西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室

多主元合金中的化学短程有序结构已被视作有效的合金强化手段，而化学短程有序也会对晶界处元素分布产生影响。为研究其对合金性能的影响，采用分子动力学方法研究了几种典型晶界处的化学短程有序对Al0.5CoCrFeNi合金拉伸和抗辐照性能... 详细信息

多主元合金中的化学短程有序结构已被视作有效的合金强化手段，而化学短程有序也会对晶界处元素分布产生影响。为研究其对合金性能的影响，采用分子动力学方法研究了几种典型晶界处的化学短程有序对Al0.5CoCrFeNi合金拉伸和抗辐照性能的影响。通过位错分析及点缺陷分析阐明了相关影响机理。结果表明，错配度越高的晶界其晶界处的元素偏聚越明显。化学短程有序能够提升双晶的拉伸性能及抗辐照能力，特别是对于含错配度较大晶界的双晶，晶界能够有效吸收辐照产生的间隙原子。

关键词：化学短程有序多主元合金晶界分子动力学

非层状二维γ-InSe的各向异性生长及其光学特性

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原子与分子物理学报 2024年 64-71页

作者：雷子煊张文婷夏晓凤王红艳西南交通大学物理科学与技术学院材料先进技术重点实验室

非层状二维（2D）γ-In2Se3具有优异的光学和电学性能,在超薄柔性器件和光电探测领域具有广泛的应用前景.然而,相较于层状的类石墨烯材料,非层状材料固有的各向同性化学键,使得其二维各向异性生长面临较大的挑战.本研究构建了一种新的... 详细信息

非层状二维（2D）γ-In2Se3具有优异的光学和电学性能,在超薄柔性器件和光电探测领域具有广泛的应用前景.然而,相较于层状的类石墨烯材料,非层状材料固有的各向同性化学键,使得其二维各向异性生长面临较大的挑战.本研究构建了一种新的化学气相沉积（CVD）生长策略,成功制备了高质量的2Dγ-In2Se3.首次选用低熔点的铟粉为前驱体,有效降低了生长温度.此外,生长过程去除了CVD法合成二维硒化物时不可避免的危险气体H2,这不仅能有效抑制InSe副产物的形成,还降低了实验危险性.通过探究原料用量、生长温度及时间等参数对样品形貌和厚度的影响,获得了最佳生长窗口.详细表征了2Dγ-In2Se3的微观形貌、化学组分、晶体结构和光学特性等.结果表明,样品具有强烈的光致发光（PL）效应,与γ-In2Se3的直接带隙属性相吻合.随着厚度的减小,PL峰会发生蓝移,说明光学带隙随之增大. Raman光谱显示,不同厚度的样品其特征峰也会发生移动,说明厚度会影响2Dγ-In2Se3的分子振动行为.由此可见,通过生长参数调控2Dγ-In2Se3的厚度,可实现对其光学带隙和分子振动行为的调控,这将为相关的理论研究和光电器件应用提供基本的材料平台.

关键词：非层状材料二维γ-In Se 化学气相沉积各向异性生长带隙

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异构镁制备及强韧化机理的研究现状

中国有色金属学报 2024年第7期34卷 2147-2172页

作者：李博超范玲玲崔壮付瑞豪李舒鹏刘满平蒋斌曾迎西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室成都610031 江苏大学材料科学与工程学院镇江212013 重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044

镁合金以及镁基复合材料强度和塑性通常存在矛盾关系,在基体中引入异质结构是解决该矛盾的新方法。近年来,异构镁合金和异构镁基复合材料的制备以及强韧化机理的研究受到广泛关注。本文从异构镁合金以及异构镁基复合材料的常见种类、制... 详细信息

镁合金以及镁基复合材料强度和塑性通常存在矛盾关系,在基体中引入异质结构是解决该矛盾的新方法。近年来,异构镁合金和异构镁基复合材料的制备以及强韧化机理的研究受到广泛关注。本文从异构镁合金以及异构镁基复合材料的常见种类、制备工艺、强韧化机理分析的角度进行了综述,总结了异质结构镁的研究现状并对其进行了展望。

关键词：异质结构镁合金镁基复合材料加工工艺强韧化机理

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非层状二维CdSe的制备及厚度对带隙的影响

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原子与分子物理学报 2024年第5期41卷 153-158页

作者：李婷张文婷王红艳李秀梅雷子煊夏晓凤西南交通大学物理科学与技术学院材料先进技术重点实验室成都610031

二维半导体材料的天然带隙有望弥补石墨烯的零带隙缺陷,打破后者在场效应晶体管、开关器件、逻辑电路等领域的应用瓶颈. 相较于层状半导体材料,非层状半导体材料多以较强的离子键/共价键结合,且各向同性,因此要获取其二维结构存在一定挑... 详细信息

二维半导体材料的天然带隙有望弥补石墨烯的零带隙缺陷,打破后者在场效应晶体管、开关器件、逻辑电路等领域的应用瓶颈. 相较于层状半导体材料,非层状半导体材料多以较强的离子键/共价键结合,且各向同性,因此要获取其二维结构存在一定挑战. 本论文通过化学气相沉积法实现了非层状CdSe在云母衬底上的二维各向异性生长. 详细表征了二维CdSe的微观形貌、晶体结构和光学特性等. 结果表明,样品具有显著的光致发光 (PL )效应,说明厚度减薄至纳米级时不会破坏CdSe的直接带隙属性. 此外,随着厚度减小,样品的PL峰逐渐蓝移. 为了进一步解释该现象,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了不同厚度的CdSe的能带结构,结果显示均为直接带隙,且随厚度减小,带隙值增大,与实验现象吻合. 由此可知,通过生长参数调控二维CdSe的厚度,即可实现对其带隙的有效调控,这对相关光电器件的性能提升具有指导意义.

关键词：非层状半导体材料二维CdSe 化学气相沉积带隙第一性原理

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