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多糖聚电解质静电组装高强度水凝胶膜的组织粘接抑菌性

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材料导报 2024年第18期38卷 233-238页

作者：吴强商伶俐李学锋张高文黄以万龙世军湖北工业大学材料与化学工程学院武汉430068 湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室武汉430068

由交联的亲水高分子与大量的水组成的水凝胶具有良好的组织相容性,在生物医学领域有广阔的应用前景,但含水率高导致本体强度低(拉伸强度多低于0.1 MPa),表面形成水合层使其很难牢固地粘附在基材的表面。本工作采用两种带相反电荷的多糖... 详细信息

由交联的亲水高分子与大量的水组成的水凝胶具有良好的组织相容性,在生物医学领域有广阔的应用前景,但含水率高导致本体强度低(拉伸强度多低于0.1 MPa),表面形成水合层使其很难牢固地粘附在基材的表面。本工作采用两种带相反电荷的多糖聚合物,通过自组装制得了壳聚糖季铵盐/氧化透明质酸(HACC/HA-CHO)聚电解质复合水凝胶膜,带有正电荷及伯氨基团的HACC分子链与带有负电荷及醛基的HA-CHO分子链之间可形成相反电荷间的强静电相互作用,同时伯氨基团与醛基在分子链间还会发生席夫碱反应,两者协同作用使得HACC/HA-CHO水凝胶膜具有优异的拉伸强度(7.67 MPa)。此外,由于新鲜的生物组织表面也富含负电荷与伯氨基团,该水凝胶膜也能与生物组织在界面形成强的相互作用,产生良好的粘接效果。通过进一步引入四(4-羧基苯基)卟啉铁金属簇(Fe-TCPP),得到了Fe-TCPP@HACC/HA-CHO水凝胶膜,其具有优异的抑菌性能(抑菌圈直径为14.8 mm)。本研究为聚电解质复合水凝胶膜在生物医学防污领域中的应用提供了指导。

关键词：聚电解质复合物(PEC) 水凝胶膜组织粘接抑菌多糖

低温作用下改性骨料-钢纤维再生混凝土弯曲性能试验

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复合材料学报 2024年第2期41卷 884-897页

作者：苏骏黄福王淞波许子扬杨海鑫李扬湖北工业大学土木建筑与环境学院武汉430068

为探究低温作用对改性骨料-钢纤维再生混凝土弯曲性能的影响,将再生骨料通过水泥净浆改性处理后,分别设置30wt%、60wt%再生骨料取代率,掺入适量钢纤维制成净浆改性再生混凝土(CRAC),以我国北方寒区温度为背景设置20℃、0℃、-20℃、-40... 详细信息

为探究低温作用对改性骨料-钢纤维再生混凝土弯曲性能的影响,将再生骨料通过水泥净浆改性处理后,分别设置30wt%、60wt%再生骨料取代率,掺入适量钢纤维制成净浆改性再生混凝土(CRAC),以我国北方寒区温度为背景设置20℃、0℃、-20℃、-40℃、-60℃的温度梯度,将CRAC经低温作用进行抗压强度及四点弯曲性能试验,对其进行等效弯曲强度及弯曲韧性分析,同时结合SEM从微观结构角度揭示其宏观性能改变机制,在此基础上给出了低温作用下再生混凝土的纤维增强效应表达式。结果表明:经低温作用CRAC弯拉强度显著提升,较常温最大可提升约168%;随温度的进一步降低,受冰晶生长作用及改性骨料特性影响,再生骨料取代率为60wt%的CRAC耗能能力较30wt%表现更优;同时低温作用下钢纤维体积掺量为1.5vol%的CRAC强度及韧性性能提升效果最佳,研究结论为低温作用下再生混凝土的性能优化设计及推广应用提供参考。

关键词：改性骨料再生混凝土低温作用弯曲韧性纤维掺量微观结构

不同吸水环境下碱渣固化淤泥毛细吸水和强度性质

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材料导报 2024年第9期38卷 143-148页

作者：何俊罗时茹龙思昊朱元军湖北工业大学土木建筑与环境学院武汉430068

地下水位以上的固化淤泥中存在毛细吸水现象,可能会对固化淤泥的耐久性产生不利影响。以碱渣、矿渣和电石渣对淤泥进行固化处理,开展不同吸水环境下固化淤泥的毛细吸水、无侧限抗压强度、X射线衍射和核磁共振试验,研究毛细传输系数和强... 详细信息

地下水位以上的固化淤泥中存在毛细吸水现象,可能会对固化淤泥的耐久性产生不利影响。以碱渣、矿渣和电石渣对淤泥进行固化处理,开展不同吸水环境下固化淤泥的毛细吸水、无侧限抗压强度、X射线衍射和核磁共振试验,研究毛细传输系数和强度的变化规律及其微观机理。研究表明,固化淤泥毛细管系数与吸水系数之比为2.3~3.2;固化淤泥的吸水系数和毛细管系数随碱渣掺量的增加先减后增,在碱渣掺量为25%(质量分数,下同)时最小,对应毛细孔体积也最小;随着水中含盐量增加,更多的钙矾石生成并发生氯化钠的迁移和聚集,毛细孔体积增多,孔径增大,毛细吸水能力增强,导致固化淤泥的毛细吸水系数和毛细管系数增大,无侧限抗压强度降低。在海水环境下毛细吸水使碱渣固化淤泥强度损失比水泥固化淤泥更严重。以碱渣等工业固体废弃物作为淤泥固化剂时,需考虑毛细吸水对固化淤泥耐久性的不利影响。

关键词：碱渣固化淤泥毛细吸水吸水环境毛细水传输系数无侧限抗压强度

纳米Al_(2)O_(3)改良滨海水泥土的动力特性及微观机理试验研究

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浙江大学学报（工学版） 2024年第7期58卷 1457-1466页

作者：庄心善杨本驰陶高梁湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068

在循环荷载及腐蚀环境下进行动三轴、扫描电镜、核磁共振等试验,分析纳米Al_(2)O_(3)改良滨海水泥土的动应力–应变、动弹性模量、阻尼比及微观孔隙变化.试验结果表明:动应变随动应力增大而增加,动弹性模量随动应力增大而减小;加载频率... 详细信息

在循环荷载及腐蚀环境下进行动三轴、扫描电镜、核磁共振等试验,分析纳米Al_(2)O_(3)改良滨海水泥土的动应力–应变、动弹性模量、阻尼比及微观孔隙变化.试验结果表明:动应变随动应力增大而增加,动弹性模量随动应力增大而减小;加载频率增大使动应变减小,使动弹性模量增加;海盐的质量分数增大使动应变增大,使动弹性模量减小.纳米Al_(2)O_(3)改良水泥土的阻尼比-动应变曲线随着加载频率的增加逐渐下移,该曲线在不同加载频率下均出现交汇点,交汇点随着海盐的质量分数增大向右移动.相比素水泥土,纳米Al2O3改良水泥土的孔隙弛豫时间分布曲线主峰峰值及峰面积显著缩小,土孔隙中有C-S-H、C-A-H凝胶物质胶结填充,形成空间网状结构,胶结效果显著.纳米Al_(2)O_(3)改良水泥土在海盐质量分数小的情况下孔隙明显减少,且孔隙率比素水泥土的更低.

关键词：纳米Al_(2)O_(3) 水泥土循环荷载腐蚀环境微观结构

接枝石油树脂提高热熔膜与不锈钢的界面粘接力

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高分子材料科学与工程 2024年第2期40卷 124-133页

作者：邱积武王鹏邱迪袁亚龙世军祁红义李学锋湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室湖北武汉430068 湖北工业大学材料与化学工程学院湖北武汉430068 湖北楚天通讯材料有限公司湖北孝感431602

在海缆、冻土等环境下,通讯光电缆要求使用高耐腐蚀的金属/塑料复合带,但工业上还存在不锈钢/塑料复合带界面难粘接的难题。文中通过熔融接枝法成功制备了C_(5)及C_(9)石油树脂接枝马来酸酐(C_(5)-g-MAH,C_(9)-g-MAH),将其引入乙烯-丙... 详细信息

在海缆、冻土等环境下,通讯光电缆要求使用高耐腐蚀的金属/塑料复合带,但工业上还存在不锈钢/塑料复合带界面难粘接的难题。文中通过熔融接枝法成功制备了C_(5)及C_(9)石油树脂接枝马来酸酐(C_(5)-g-MAH,C_(9)-g-MAH),将其引入乙烯-丙烯酸共聚物/线型低密度聚乙烯(EAA/LLDPE)热熔膜并与不锈钢基板热贴合,当C_(5)-g-MAH的用量为30 phr时,不锈钢/塑料复合带的剥离强度最优,在泡水测试前后分别达到了28.6 N/cm与15.2 N/cm。接触角测试表明,C_(5)-g-MAH可有效降低EAA/LLDPE热熔膜与不锈钢基板间的表面张力,促进热熔膜在金属表面的贴合。通过差示扫描量热分析、熔体流变行为分析发现,C_(5)-g-MAH可以与EAA/LLDPE热熔膜有效地相容,同时降低热熔膜的熔融温度、活化分子链段,提高对不锈钢表面浸润性的同时增加粘接位点,使得热熔膜与不锈钢基板的界面粘接力大大提升。

关键词：接枝石油树脂不锈钢/塑料复合带熔融接枝剥离强度界面粘接

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基于流形特征域适配的滚动轴承故障诊断

振动与冲击 2024年第5期43卷 94-102页

作者：周宏娣黄涛李智钟飞湖北工业大学机械工程学院武汉430068

针对变工况下存在两域特征分布复杂,数据在原始空间进行分布对齐时,特征扭曲和发散难以消除等问题,提出一种基于流形特征域适配(manifold feature domain adaptation, MFDA)的滚动轴承故障诊断方法。该方法通过无监督的方式生成一个与... 详细信息

针对变工况下存在两域特征分布复杂,数据在原始空间进行分布对齐时,特征扭曲和发散难以消除等问题,提出一种基于流形特征域适配(manifold feature domain adaptation, MFDA)的滚动轴承故障诊断方法。该方法通过无监督的方式生成一个与目标域具有相似分布的中间域,构建与源域、中间域和目标域相关的公共子空间,并利用局部生成差异度量保留数据在子空间中的流形局部几何结构,以避免数据对齐时出现扭曲和发散;同时利用最大均值差异度量对齐中间域和目标域,以最小化两域间的分布差异,保证数据间局部与全局结构的相关性。最后,利用学习到的特征,以最小二乘法实现滚动轴承的跨域故障识别。在三组滚动轴承数据集上进行试验验证,与其他智能识别算法相比,该方法能有效避免特征扭曲和发散,且具有优良的泛化性能。

关键词：滚动轴承迁移学习变工况故障诊断流形特征域适配(MFDA)

反溶剂对CsPbBr_(3)太阳电池性能的影响

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太阳能学报 2024年第4期45卷 122-126页

作者：陈莹李富强湖北工业大学理学院武汉430068

分别在钙钛矿前驱体中添加一系列的反溶剂乙酸乙酯(EA)和乙腈(ACN),制备出不同形貌的CsPbBr_(3)薄膜,探究薄膜质量与太阳电池性能的内在联系。结果表明,在大气制备环境中,反溶剂有助于CsPbBr_(3)晶粒的生长,薄膜表面缺陷明显减少,太阳... 详细信息

分别在钙钛矿前驱体中添加一系列的反溶剂乙酸乙酯(EA)和乙腈(ACN),制备出不同形貌的CsPbBr_(3)薄膜,探究薄膜质量与太阳电池性能的内在联系。结果表明,在大气制备环境中,反溶剂有助于CsPbBr_(3)晶粒的生长,薄膜表面缺陷明显减少,太阳电池各性能参数(短路电流密度、开路电压以及填充因子)均有所提升,尤其是添加乙腈(V(PbBr_(2)/DMF)∶V(ACN)=10∶1)后,光电转换效率(PCE)从3.16%提高到7.10%。

关键词：钙钛矿太阳电池太阳电池效率薄膜制备缺陷反溶剂 CsPbBr_(3)

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一种改进的连续域蚁群算法

中南民族大学学报(自然科学版) 2024年

作者：李抒玹付远望徐光辉湖北工业大学底特律绿色工业学院湖北工业大学电气与电子工程学院

针对连续域蚁群算法（ACOR）陷入局部最优、收敛精度较差等缺陷，提出了一种改进连续域蚁群算法.首先，通过改进ACOR算法选择指导解的方式增强种群多样性；其次，利用惯性权重对均值更新公式进行了改进，并对ACOR算法中ζ参数进行线性... 详细信息

针对连续域蚁群算法（ACOR）陷入局部最优、收敛精度较差等缺陷，提出了一种改进连续域蚁群算法.首先，通过改进ACOR算法选择指导解的方式增强种群多样性；其次，利用惯性权重对均值更新公式进行了改进，并对ACOR算法中ζ参数进行线性递减处理；最后，为了帮助算法在陷入停滞时尽快跳出局部最优，用差分变异策略对算法的搜索进行监控，搜索陷入停滞时产生新解，并通过筛选出更好的解跳出局部最优.设计了两种维度环境的实验，其中包括16个可变维度函数和4个固定维度函数，并展示了改进算法与其他几种算法的寻优结果 .结果表明，所提出的改进算法在搜索的过程中有效地缓解了上述缺陷.

关键词：连续域蚁群算法收敛精度指导解选择惯性权重差分变异

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天然粘土矿物材料在质子交换膜中的应用进展

复合材料学报 2024年第3期41卷 1166-1178页

作者：王贝凌志伟周依琳付旭东张荣胡圣飞李骁刘清亭湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室武汉430068 湖北工业大学材料与化学工程学院武汉430068 武汉众宇动力系统科技有限公司武汉430079

质子交换膜(PEM)作为聚合物电解质燃料电池关键部件直接影响着电池性能,拓宽其运行温度和湿度范围有利于简化燃料电池水、热管理设计,从而促进电池小型化和降低成本。近些年来,开发天然粘土/聚合物复合膜已成为提升传统PEM性能和拓宽其... 详细信息

质子交换膜(PEM)作为聚合物电解质燃料电池关键部件直接影响着电池性能,拓宽其运行温度和湿度范围有利于简化燃料电池水、热管理设计,从而促进电池小型化和降低成本。近些年来,开发天然粘土/聚合物复合膜已成为提升传统PEM性能和拓宽其应用温、湿度范围的重要途径之一。天然粘土矿物多为含水层状硅酸盐化合物,特殊的孔、层结构和纳米尺度赋予其较大的比表面积和表面效应,其表面和层间富含的羟基在提高复合膜机械强度的同时固定了传质介质,从而在复合膜中构建新的质子传导通道用以提高膜的性能。从纳米微观多个维度综述了不同类别粘土矿物的结构与性能,以及其在质子交换膜中的研究进展,对天然粘土矿物复合质子交换膜的研究进行了总结与展望。

关键词：天然粘土矿物质子交换膜复合膜纳米尺度燃料电池