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MXene基水凝胶在创面修复领域的应用

中国组织工程研究 2025年第16期29卷 3486-3493页

作者：何蕊李重一王瑞瑶曾丹范代娣西北大学化工学院陕西省可降解生物医用材料重点实验室陕西省生物材料与发酵工程技术研究中心陕西省西安市710127

背景:MXene基水凝胶是一类纳米复合的多功能性水凝胶材料,在慢性创面(如糖尿病足、压疮、癌症及外伤性溃疡等)修复领域有广阔的应用前景。目的:综述MXene基水凝胶的优势及其在创面修复领域的应用和相关作用机制。方法:检索中国知网、维... 详细信息

背景:MXene基水凝胶是一类纳米复合的多功能性水凝胶材料,在慢性创面(如糖尿病足、压疮、癌症及外伤性溃疡等)修复领域有广阔的应用前景。目的:综述MXene基水凝胶的优势及其在创面修复领域的应用和相关作用机制。方法:检索中国知网、维普、PubMed、Science Direct数据库中收录的文章,文献检索时限为2010年1月至2023年10月,中文检索关键词为“MXene,水凝胶,组织工程应用,创面修复”,英文检索关键词为“MXene,Hydrogel,Wound repair”,最终选取符合标准的70篇文献进行综述。结果与结论:MXene基水凝胶在创面组织工程应用中具有优异的力学、导电和光热性能及生物相容性和抗菌性等生物学功效,可以与其他有机物质和无机物质相结合,在水凝胶中产生更大的治疗作用。含有MXene的水凝胶可以结合创面监测、药物递送和缓释以及光热治疗等方式应用于皮肤创面。尽管MXene基水凝胶复合材料的设计和制备已经取得一些良好进展,但仍处于基础研究阶段,缺乏临床验证其功效性和安全性,具有很大发展潜力和应用空间。

关键词：纳米功能材料 MXene 水凝胶创面修复生物相容性创面监测药物缓释

柔性碳/三聚氰胺复合泡沫的电磁屏蔽与传感特性

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材料导报 2024年第5期38卷 265-271页

作者：苏秉尧王斌侯林伟王恒赵建伟贺辛亥袁亚蓉西安工程大学材料工程学院西安710048 西安市纺织复合材料重点实验室西安710048

智能可穿戴设备不断发展,对柔性传感与电磁屏蔽提出了更高的要求。以三聚氰胺泡沫为基底,通过一种低成本、短周期的浸渍-化学镀镍工艺,将纳米碳质颗粒等物质包覆于三聚氰胺泡沫骨架,制备了兼具电磁屏蔽与柔性传感的复合泡沫材料。采用... 详细信息

智能可穿戴设备不断发展,对柔性传感与电磁屏蔽提出了更高的要求。以三聚氰胺泡沫为基底,通过一种低成本、短周期的浸渍-化学镀镍工艺,将纳米碳质颗粒等物质包覆于三聚氰胺泡沫骨架,制备了兼具电磁屏蔽与柔性传感的复合泡沫材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、万能试验机、电化学工作站和矢量网络分析仪研究了碳/三聚氰胺复合泡沫的微观结构、循环压缩、应力传感特性及电磁屏蔽效能。结果表明,碳/三聚氰胺复合泡沫呈三维开孔网状结构,压缩韧性良好;镀镍后,复合泡沫的最大应力为2.75 MPa,循环压缩前两圈吸收能量为22.17 MJ·cm^(-3)。碳/三聚氰胺复合泡沫呈压阻式传感特性,在低应力区传感准确性良好,测试范围较宽,灵敏度为(0.62±0.06) kPa^(-1);镀镍后,响应电流增大,复合泡沫在高应力区传感准确性良好,灵敏度为(3.38±1.0) kPa^(-1)。碳/三聚氰胺复合泡沫的电磁屏蔽以吸收屏蔽效能为主。镀镍前,电磁屏蔽效能与密度呈正相关,当密度为0.168 g·cm^(-3)时,复合泡沫的比电磁屏蔽值最优,为182.86 dB·cm3·g^(-1);镀镍后,复合泡沫的绝对电磁屏蔽值最佳,为178.61 dB·cm^(2)·g^(-1)。

关键词：柔性复合泡沫循环压缩应力传感电磁屏蔽

热固化聚富马酸丙二醇酯/丙烯酸羟乙酯材料的制备与性能

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精细化工 2022年第8期39卷 1626-1632页

作者：王亮张格青辛怡范李庆贺辛亥张萌西安工程大学材料工程学院陕西西安710048 西安工程大学西安市纺织复合材料重点实验室陕西西安710048

以富马酸二乙酯和1,2-丙二醇为原料,通过两步反应成功合成了聚富马酸丙二醇酯(PPF),以PPF和丙烯酸羟乙酯以不同质量比热固化构筑体系材料。利用FTIR、^(1)HNMR对PPF进行了表征,通过TG-DSC、全自动视频接触角测试仪、拉伸试验机测试了体... 详细信息

以富马酸二乙酯和1,2-丙二醇为原料,通过两步反应成功合成了聚富马酸丙二醇酯(PPF),以PPF和丙烯酸羟乙酯以不同质量比热固化构筑体系材料。利用FTIR、^(1)HNMR对PPF进行了表征,通过TG-DSC、全自动视频接触角测试仪、拉伸试验机测试了体系材料的热稳定性、润湿性能、力学强度,评价了体系材料的体外细胞毒性及降解性能。结果表明,体系材料具有较好的热稳定性、亲水性及力学强度,其水接触角为(53.28°±2.36°)~(76.17°±0.81°),拉伸剪切强度、拉伸粘接强度、最大抗压强度、三点弯曲强度分别为(1.33±0.08)~(1.63±0.54)MPa、(1.86±0.07)~(3.18±0.29)MPa、(60.47±3.47)~(88.15±7.09)MPa、(18.77±1.12)~(20.63±1.48)MPa。体外降解实验结果表明,随着浸泡时间的延长,体系溶液pH呈下降趋势,pH变化值为0.093~0.628。当PPF和丙烯酸羟乙酯质量比为3∶1时,试样3的失重率和吸水率最高,分别可达11.20%和38.27%,降解速率较为缓慢。此外,体系材料对MC3T3-E1小鼠颅顶前骨细胞的毒性轻微。

关键词：聚富马酸丙二醇酯热固化表征力学强度降解性能功能材料

海桐树叶为模板制备Al_(2)O_(3)陶瓷及其吸附-光催化性能研究

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功能材料 2022年第11期53卷 11177-11183页

作者：程攀贺辛亥王博李彦璋魏宇博梁军浩孙萌萌西安工程大学材料工程学院西安710048 西安市纺织复合材料重点实验室西安710048

以海桐这种生活中常见的树叶为生物模板,利用树叶特有的形貌结构,通过预处理、浸渍、干燥和焙烧手段制备出具有分级多孔结构的Al_(2)O_(3),采用XRD、SEM、N_(2)物理吸附等手段对材料进行表征。以亚甲基蓝(MB,C_(16)H_(18)ClN_(3)S·3H_(... 详细信息

以海桐这种生活中常见的树叶为生物模板,利用树叶特有的形貌结构,通过预处理、浸渍、干燥和焙烧手段制备出具有分级多孔结构的Al_(2)O_(3),采用XRD、SEM、N_(2)物理吸附等手段对材料进行表征。以亚甲基蓝(MB,C_(16)H_(18)ClN_(3)S·3H_(2)O)作为模拟污染物,探究材料的吸附性能和光催化性能。结果表明,海桐树叶骨架布满Al_(2)O_(3),完美还原树叶内部和表面气孔结构,比表面积高达28.3 m^(2)/g,对亚甲基蓝的吸附率为29.4%,光催化反应速率为0.0202 min^(-1)表现出良好的吸附性能和光催化性能。

关键词：氧化铝陶瓷生物模板遗态材料分级多孔吸附-光催化

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多尺度相增强碳泡沫复合材料的性能研究

功能材料 2023年第9期54卷 9107-9112,9144页

作者：侯林伟苏秉尧赵建伟王恒曹越王斌贺辛亥西安工程大学材料工程学院西安710048 西安工程大学西安市纺织复合材料重点实验室西安710048

以CNTs改性酚醛树脂为碳源,硼酸镁晶须(Mg_(2)B_(2)O_(5)w)、纳米ZrO_(2)为增强相,空心微球为分散相,制备了微纳米多尺度相协同增强碳泡沫复合材料。研究了微纳米相对碳泡沫的微观结构、力学性能、电磁屏蔽和热氧化性能的影响。结果表明... 详细信息

以CNTs改性酚醛树脂为碳源,硼酸镁晶须(Mg_(2)B_(2)O_(5)w)、纳米ZrO_(2)为增强相,空心微球为分散相,制备了微纳米多尺度相协同增强碳泡沫复合材料。研究了微纳米相对碳泡沫的微观结构、力学性能、电磁屏蔽和热氧化性能的影响。结果表明,Mg_(2)B_(2)O_(5)w和ZrO_(2)对碳泡沫的性能起到协同增强效果。随着Mg_(2)B_(2)O_(5)w含量的增加,复合材料的力学性能先增大后减小,Mg_(2)B_(2)O_(5)w含量为6%(质量分数)的碳泡沫(6%CPF)力学性能最佳,压缩强度为15.4 MPa,比纯碳泡沫提高了111%。其电磁屏蔽性能随Mg_(2)B_(2)O_(5)w含量的增加逐渐提高;9 GHz下,含8%Mg_(2)B_(2)O_(5)w的碳泡沫,电磁屏蔽效能高达51 dB,较改性前提高了62%。6%CPF的耐高温氧化性能最佳,600℃等温氧化20 min,碳泡沫的质量损失由25%降低为15%;与改性前相比,耐高温氧化性能提高了40%。

关键词：碳泡沫多尺度相协同增强力学性能电磁屏蔽

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碳化温度对CF/Pd催化剂电催化氧化甲醇性能的影响

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人工晶体学报 2024年第4期53卷 721-729页

作者：王晨星刘禹松胡泳池胡家俊赵钰淳宋旭辉宋衍滟西安工程大学材料工程学院西安710048 西安工程大学西安市纺织复合材料重点实验室西安710048

为了探究碳化温度对CF/Pd催化剂电催化氧化甲醇性能的影响,本文采用静电纺丝-热处理碳化-浸渍法制备了一系列CF/Pd催化剂,碳化温度分别设定为800、1000和1200℃,并对所得CF/Pd催化剂样品进行了微观形貌表征、成分分析及电化学测试。研... 详细信息

为了探究碳化温度对CF/Pd催化剂电催化氧化甲醇性能的影响,本文采用静电纺丝-热处理碳化-浸渍法制备了一系列CF/Pd催化剂,碳化温度分别设定为800、1000和1200℃,并对所得CF/Pd催化剂样品进行了微观形貌表征、成分分析及电化学测试。研究发现,800℃时,PAN/CA纤维已完全碳化,但随着碳化温度的升高,CF/Pd催化剂的纤维化程度逐渐降低,黏结现象逐渐明显,电催化氧化甲醇性能呈现先增加后降低的趋势。当碳化温度为1000℃时,CF/Pd催化剂的电催化氧化甲醇性能最佳,其催化活性是商用Pd/C催化剂的5.4倍,稳定性是商用Pd/C催化剂的16.2倍。

关键词：碳纤维催化剂 Pd 碳化温度甲醇甲醇燃料电池电催化氧化

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基于MXene/聚两性离子水凝胶在锌空气电池中的应用探索

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印染 2024年

作者：张思瑶孙元娜杜莹王东宇汪俊杨佳航吕桂鑫秦佳欣西安工程大学材料工程学院西安市纺织复合材料重点实验室

水凝胶固态电解质有效避免了液态电解质易泄露和难以封装的问题，使柔性可穿戴的便捷式供电设备成为可能。将MXene纳米片嵌入由丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMAEA-Q）和苯乙烯磺酸钠（NaSS）组成的聚两性离子水凝胶基质中制备MXene/聚两... 详细信息

水凝胶固态电解质有效避免了液态电解质易泄露和难以封装的问题，使柔性可穿戴的便捷式供电设备成为可能。将MXene纳米片嵌入由丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMAEA-Q）和苯乙烯磺酸钠（NaSS）组成的聚两性离子水凝胶基质中制备MXene/聚两性离子水凝胶。MXene作为物理交联剂和导电填料可以提高水凝胶的导电性，将其组装锌空气电池，电池保持较好的功率密度(50 mW cm-2)、比容量(753.1 mAh g-1)和250圈以上的长时间充放电循环寿命。

关键词： MXene 两性离子水凝胶锌空气电池

Au-Pt合金凝固-固态相变微观组织演化相场法模拟

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金属学报 2025年第01期 109-116页

作者：余东马威龙王亚莉王锦程西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安理工大学材料科学与工程学院

凝固/固态相变过程中的微观组织演化对材料的组织控制及性能优化具有重要意义，如何实现凝固-固态相变微观组织演化的全流程一体化数值模拟是当前材料微观组织模拟领域的前沿课题。本工作以Au-Pt合金为例，基于多相场模型和微观组织信... 详细信息

凝固/固态相变过程中的微观组织演化对材料的组织控制及性能优化具有重要意义，如何实现凝固-固态相变微观组织演化的全流程一体化数值模拟是当前材料微观组织模拟领域的前沿课题。本工作以Au-Pt合金为例，基于多相场模型和微观组织信息传递算法，研究了不同初始成分条件下凝固和固态相变过程微观组织的演化规律。实现了凝固-固态相变微观组织演化全流程一体化预测，揭示了凝固过程中微观偏析和晶界对后续脱溶析出和调幅分解过程的影响机制。

关键词：凝固固态相变微观组织演化相场法一体化数值模拟

生物质炭材料作为金属空气电池阴极的研究进展

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新型炭材料（中英文） 2023年第6期38卷 1018-1034页

作者：卢利来李青山孙元娜匡坤斌李植王涛高颖王俊勃西安工程大学材料工程学院陕西西安710048

金属空气电池作为高效的能源转换与存储装置,受到人们广泛关注。然而,阴极反应动力学缓慢及贵金属高昂的成本等一系列问题严重制约了金属空气电池的实用化进程。生物质炭材料因其特殊的电化学性能、环境效益和经济价值,已成为开发高性... 详细信息

金属空气电池作为高效的能源转换与存储装置,受到人们广泛关注。然而,阴极反应动力学缓慢及贵金属高昂的成本等一系列问题严重制约了金属空气电池的实用化进程。生物质炭材料因其特殊的电化学性能、环境效益和经济价值,已成为开发高性能金属空气电池阴极材料的重要选择。近年来,生物质炭材料在材料制备和微观结构设计等方面取得了较大进展。本文综述了生物质炭材料在金属空气电池阴极应用的最新研究进展,并从反应机理、合成策略和多维结构(一维、二维和三维)的角度深入阐述其对电催化性能的影响。最后,进一步讨论了生物质炭材料面临的挑战和未来的发展方向。这篇综述为生物质炭材料的结构设计提供了新的视角,旨在为开发高效、廉价和稳定的金属空气电池阴极催化剂提供参考和借鉴。

关键词：生物质炭材料金属空气电池阴极电催化

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