关键词： 碳纳米传感器   结构健康检测   双螺栓结构   复合材料   无损检测  

摘要： 随着航空技术的不断发展，复合材料结构已广泛应用于各种复杂的工作环境及承力部位。然而，复合材料在螺栓连接过程中容易引发初始损伤，如基体开裂、纤维断裂和分层等，导致结构承载效率下降，并增加失效风险。因此，对螺栓连接结构在服役期间的损伤进行实时监测变得尤为重要。传统的无损检测方法受环境和设备限制，难以对结构损伤进行实时监测。本文基于碳纳米传感器对双螺栓连接结构的损伤过程进行了研究，通过温度监测试验、疲劳监测试验和双螺栓结构的应变监测试验分析了碳纳米传感器在温度变化和疲劳载荷下电阻变化率的响应规律。研究结果表明，该传感器在温度和损伤监测中具有较好的有效性，为复合材料结构的健康监测提供了新的研究思路和方法。

摘要： 1.会议主办单位中国机械工程学会铸造分会特种铸造及有色合金杂志社(武汉)有限公司中国矿业大学2.会议承办单位特种铸造及有色合金杂志社(武汉)有限公司3.会议日程8月8日:报到、研究生论坛、大会预备会及编委交流会;8月9日:大会学术报告;8月10日:大会学术报告(上午)、专题论坛报告(下午);8月11日:参观交流

关键词： SiC纤维   钛基复合材料   疲劳断裂机理   裂纹扩展   纤维桥接  

摘要： 纤维增强钛基复合材料因其具有较高的比强度和比模量，同时具有良好的耐高温性能，被广泛应用于航空涡轮发动机叶环等结构件。由于其断裂失效形式比较复杂，为了探究其疲劳失效机制，本文利用疲劳试验机对SiC_f/TC17复合材料开展了室温疲劳实验，通过扫描电子显微镜观察了SiC_f/TC17复合材料的断裂行为，研究了连续SiC纤维增强TC17合金复合材料的疲劳性能，分析了SiC_f/TC17复合材料在交变载荷下的疲劳断裂机理。结果表明：SiC_f/TC17复合材料的疲劳寿命波动较大。在室温交变载荷条件下，SiC_f/TC17复合材料疲劳裂纹萌生于TC17合金包套的次表层处，且为多个疲劳源；随着疲劳裂纹向前扩展，在疲劳裂纹扩展区呈现疲劳条带及二次裂纹，在扩展过程中，当裂纹前端遇到SiC纤维时，在SiC_f/基体界面发生偏转和界面脱粘，裂纹绕过纤维继续在基体中扩展，产生纤维桥接效应，纤维分担了基体中的载荷，有利于复合材料的抗疲劳性能；在疲劳后期的瞬断区，TC17合金基体发生塑性变形，SiC纤维发生断裂，脱粘的纤维呈拔出形态，复合材料完全断裂失效。研究结果可为SiC_f/TC17复合材料设计与工艺优化提供指导和依据。

关键词： 硫化铜   表面增强拉曼散射   光催化降解   复合材料   环境污染物  

摘要： 如今,半导体SERS基底的研究进入了研究者们的视野。然而,半导体材料相对较低的增强灵敏度以及多功能协同应用仍然是一个需要解决的问题。硫化铜是一种铜基硫化物半导体,其作为SERS基底具有较低的制备成本、高效的化学增强机制、优秀的光催化协同功能、良好的结构可调控性和稳定性与环保性等优点,近年来,铜基半导体及其复合材料因其优异的光电性能,广泛应用在环境监测、食品安全等领域。 本论文以硫化铜半导体材料出发,探究了硫化铜的改性、复合材料的构建与探究以及半导体掺杂的性能探究,成功实现了对实际环境污染物的“检测-降解”双功能化。具体的研究内容从以下三个工作展开: 1、工作一通过简单水热法合成硫化铜微米花球（Cu S Micro Flower,Cu S MF）,并通过调节退火温度（180-400℃）对已合成的Cu S MF材料进行改性,采用三种不同的有机染料SERS探针（R6G,CV,MB）对其改性后的材料进行SERS性能评估,检测限可达到10-7至10-8mol/L量级的低浓度,最后通过在氙灯光源模拟太阳光照射下,实现对有机染料污染物的光催化降解,降解效率均超过60%,具有一定的降解能力,但降解性能还有待提高,需要后续对材料的进一步优化和改进,该工作为开发“检测-降解”双功能化基底打下了基础。 2、鉴于工作一还存在性能上的不足,需要进一步改进,工作二将Cu S MF与贵金属银纳米颗粒结合,成功制备Cu S MF/Ag NPs复合材料。对探针分子R6G的检测限低至10-10 mol/L。该基底成功应用于环境污染物基尼绿B（GGB）的SERS检测与降解,对环境水体实样检测中的检测限LOD低至1.1×10-10 mol/L。且浓度梯度的线性拟合较好,R2为0.9605。在氙灯光源照射下,实现对GGB的光催化降解,在150 min内的降解效率可达98.9%。该工作实现了对工作一的改进,并为半导体-贵金属复合材料在环境监测等领域提供了新的思路。 3、工作三在工作一的基础上加入了掺杂策略,通过Sn的引入来改进单一的Cu S MF的SERS与光催化降解性能。通过传统水热法,引入不同量的Sn源成功制备Sn-Cu S MF材料。采用R6G为探针分子,检测灵敏度提升了1个数量级,降解能力也得到较大提升,150 min内对R6G的降解效率可达99.7%。该基底成功实现对色素靛蓝胭脂红（IC）的检测与降解,检测限为1.3×10-9 mol/L,在90 min内降解效率为95.3%。该工作为非贵金属半导体SERS基底在环境检测与食品安全领域的应用与探究拓宽了道路。

关键词： 白色念珠菌   金担子素A   氢氧化镁   颊黏膜给药  

摘要： 目的:口腔真菌感染发病率呈现逐年上升的趋势,然而目前真菌耐药问题的频发,急需用于口腔局部真菌感染的新型药物及材料剂型。本研究聚焦于口腔白色念珠菌感染的治疗与特性成功制备复合材料Gel/Ab A/MH@PDA,验证其具备多效协同、多靶点抗菌的特性及抗炎性能。以期通过颊黏膜直接给药提升局部单位药物浓度,缓解全身给药带来的毒副作用,为治疗口腔局部白色念珠菌感染提供新型治疗方案。 方法:本研究首先探讨金担子素A(Ab A)对白色念珠菌(Candida albicans)主要毒力因子的特异性抑制作用,验证了其强抗菌活性。与氢氧化镁(MH)的p H响应解离机制相结合负载于明胶载体,并在外层通过碱性自聚合负载聚多巴胺以构建疏水缓释涂层。本研究成功构建了颊黏膜多重缓释复合材料Gel/Ab A/MH@PDA,探讨该复合材料的体外协同抗菌抗炎活性,并通过构建小鼠模型验证颊粘膜给药应用于口腔局部真菌感染的可行性。 结果:本研究通过微生物学相关实验证实Ab A相较于传统抗菌药物具有更强的抗菌活性,并能通过多种方式影响白色念珠菌的结构与功能。其次,成功构建颊黏膜给药缓释复合材料Gel/Ab A/MH@PDA后,材料表征证实其内部结构稳定且可实现药物的可控释放。体外实验表明,该复合体系通过持续调节局部微环境p H值,与Ab A产生协同抗菌效应,同时可显著下调炎症相关因子表达,有效改善真菌感染引发的过度炎症反应。通过建立小鼠口腔感染模型,进一步验证了颊黏膜局部给药策略相较于传统口服给药途径的优越性,表现为更持久的病灶部位药物滞留和更显著的双重抗菌、抗炎效果。 结论:本研究开发的Gel/Ab A/MH@PDA颊黏膜缓释复合材料,通过多组分协同作用与局部递送策略的创新整合,为解决口腔白色念珠菌感染提供了突破性解决方案。相较于现行唑类药物,该体系通过多靶点干预显著降低耐药选择压力,且局部给药模式规避了全身毒性风险。基于其明确的疗效优势与生物安全性有望为口腔白色念珠菌感染及真菌耐药性问题提供新的治疗策略,并在临床应用中展现广阔前景。

摘要： 枣强县玻璃纤维增强复合材料产业起源于上世纪60年代，产品涵盖缠绕管罐、模压制品、拉挤型材、环保设备、汽车部件、空调末端等十大系列4000多类产品2万余种规格，广泛应用于水利市政、绿色能源、海水淡化、核电工程、建筑建材等领域。2024年，枣强县玻璃纤维增强复合材料产业集群被工信部认定为国家级中小企业特色产业集群，营业收入超140亿元。

关键词： 菌丝体生物质复合材料   力学性能   胶凝剂   农业副产物   生物质材料  

摘要： 以糙皮侧耳（Pleurotus ostreatus）为菌株，以农业副产物为主要基质，在基质中加入5%、10%、15%和20%的复配胶凝剂（以质量比3︰2的黄原胶和刺槐豆胶组成），以不含复配胶凝剂的处理为对照，制备菌丝体生物质复合材料，研究不同含量复配胶凝剂对菌丝体生物质复合材料性能的影响。结果表明：对照及含5%、10%复配胶凝剂的菌丝体生物质复合材料外表面光滑且无肉眼可见裸露基质；含15%、20%复配胶凝剂的菌丝体生物质复合材料外表面略显粗糙，菌丝体覆盖不完全，局部可见裸露基质。随着基质中复配胶凝剂含量增加，菌丝体生物质复合材料中菌丝平均直径逐渐减小，密度逐渐增大，压缩强度、回弹率、弯曲强度先增加后降低，表面疏水性逐渐降低，其中含10%复配胶凝剂的菌丝体生物质复合材料回弹率最大（89.65%），含15%复配胶凝剂的菌丝体生物质复合材料压缩强度、弯曲强度最大，分别为409.09、567.94kPa，但与10%和20%的处理无显著差异；含10%复配胶凝剂的菌丝体生物质复合材料的综合性能最佳。本研究结果为优化菌丝体生物质复合材料的力学性能提供参考。

关键词： 液态金属   二氧化钒(VO2)   柔性温度传感器   柔性压力传感器   集成传感器单元  

摘要： 柔性压力-温度集成传感器可与复杂曲面保形贴附,实现对压力和温度信号的同步感知,在医疗健康监测、智能机器人、人机交互等方面应用广泛。目前大多数研究依然集中于针对单一模态（温度或压强）柔性传感器的力电耦合调控与灵敏度增强方法,实现动态形变下对温度或压强的高灵敏、高精度感知。针对复杂环境中温度与压强的同步感知,依然存在信号相互耦合导致监测准确度不足、传感机理不兼容造成后端处理电路复杂、器件集成度不足等问题。因此,设计具有高效解耦能力的柔性压力-温度集成传感器,对于推动柔性电子皮肤技术的发展意义重大。 针对上述问题,本研究受人体皮肤的启发设计和制备了基于纳米复合材料、具有垂直堆叠结构的大面积集成传感器。纳米复合材料结合了具有流动性与高导电性的共晶镓铟（EGa In）液态金属颗粒和具有金属-绝缘体相变特性的硬质二氧化钒（VO2）微粒,在聚合物中构建了高、低电阻与软硬结合的复合导电网络,实现了柔性体系下温度和压力传感的高效解耦。在柔性温度传感器中,利用VO2的金属-绝缘体相变特性,实现对温度的高灵敏传感,随后通过调控VO2与液态金属在复合导电网络中相对含量实现对压力的不敏感性。在柔性压力传感器中,通过相分离引入多孔结构增强压强监测灵敏度,通过在VO2微粒表面修饰银（Ag）纳米颗粒抑制其温度敏感特性。该复合材料适用于大面积制备与高密度阵列化,两种传感单元基于同一材料体系,便于垂直集成,为柔性电子皮肤的设计与制备提供了新思路。 实验结果表明,本课题设计的柔性温度传感器在温度监测范围（300-350 K）内的电阻温度系数（TCR）为-1.65%K-1,得到最佳的VO2比例使其实现对压力的不敏感性;柔性压力传感器在低压区（0-23 k Pa）,灵敏度为-1.21%k Pa-1,在中压区（23-92 k Pa）,灵敏度为-0.28%k Pa-1,在高压区（92-220 k Pa）,灵敏度为-0.11%k Pa-1,通过对不同Ag纳米粒子修饰量的柔性复合薄膜进行表征与测试得到最佳的Ag修饰量。在此基础上通过垂直集成的方式构建了柔性压力-温度传感单元及传感阵列,进一步探讨了其在人体生理信号监测（包括手腕关节弯曲、喉咙处吞咽动作以及呼吸）和软包电池充放电过程监测的应用。通过构建1×3的传感阵列,探讨其在机器人触觉感知方面的应用,并且由于该复合薄膜可以大规模制备,因此也可以用于大面积传感,该器件为柔性电子皮肤领域提供了技术支持。

关键词： 新能源材料应用技术   人才培养方案   动态改革   校企合作  

摘要： 当前新能源产业快速发展，技术迭代与行业波动对毕业生人才质量提出了更高的要求。在此背景下，深入探讨了高职新能源材料应用技术专业人才培养方案的改革需求。通过分析当前人才培养方案的不足，提出了一系列针对性的调整策略，旨在通过强化实践教学、深化校企合作、优化课程设置等措施，优化人才培养方案，不断提升教学层次与效果，确保毕业生能够紧密贴合新能源产业的发展需求，为新能源领域的持续健康发展提供有力支持。