关键词： 复合材料   超声导波   损伤定位   贝叶斯   损伤扩展  

摘要： 针对典型船用复合材料结构的损伤监测问题，提出了一种复合材料损伤位置监测新方法，并构建了静力加载载荷和损伤扩展系数的关系。针对损伤位置监测，基于信号频谱和相关系数，提出了一种基于贝叶斯的损伤概率成像方法，并提出了多频率加权的损伤成像更新方法。针对损伤扩展研究，根据超声导波信号的时域信号特征和双曲正切函数构建了3种损伤扩展系数，获得了不同静力加载载荷下的损伤扩展系数。实验结果表明，基于贝叶斯的损伤概率成像方法可以实现损伤位置的精确定位；损伤扩展系数随载荷增加的变化规律，为典型复合材料结构的损伤扩展提供了技术支持。

关键词： 细胞焦亡   黄芪甲苷   槲皮素   矽肺   巨噬细胞  

摘要： 目的 探究黄芪甲苷（astragaloside IV,ASV）联合槲皮素（quercetin,QUE）抑制二氧化硅（silicon dioxide,SiO2）诱导的巨噬细胞焦亡活化的分子机制。方法 建立大鼠肺泡巨噬细胞（NR8383）和大鼠成纤维细胞（RFL-6）体外共培养体系，实验分为6组，对照组、药物组、SiO2组、SiO2+药物组、SiO2+Belnacasan（Bel）组、SiO2+药物+Bel组，干预24h后，收集细胞和上清液，采用ELISA法检测上清液中转化生长因子β1（transforming growth factor β1,TGF-β1）、肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor alpha,TNF-α）、高迁移率族蛋白B1（high mobility group box-1,HMGB1）的水平，Western blot法检测RFL-6细胞中α-SMA、Vimentin、E-Cadherin（E-cad）蛋白含量，PT-PCR及Western blot法分别检测NR8383细胞中的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1（Caspase-1）、白介素-1β（interleukin-1β,IL-1β）和IL-18的m RNA及蛋白表达水平。结果 与对照相比，SiO2组上清液中TGF-β1、TNF-α、HMGB1水平明显升高（P<0.05）,RFL-6细胞中α-SMA、Vimentin蛋白含量升高，E-cad蛋白含量降低，NR8338细胞中（Cleaved-）Caspase-1、IL-1β、IL-18 m RNA及蛋白表达水平均升高（P<0.05）；与SiO2组相比，SiO2+药物组、SiO2+Bel组和SiO2+药物+Bel组上清液中TGF-β1、TNF-α、HMGB1水平明显降低（P<0.05）,RFL-6细胞中α-SMA、Vimentin蛋白含量降低，E-cad蛋白含量升高，NR8338细胞中（Cleaved-）Caspase-1、IL-1β、IL-18 m RNA及蛋白表达水平均降低（P<0.05）。结论 ASV联合QUE可能通过抑制共培养体系中暴露于SiO2的巨噬细胞的焦亡水平来降低炎性因子的分泌，进而抑制成纤维细胞的纤维化水平。

关键词： 焦磷酸法   游离二氧化硅   粉尘检测  

摘要： 本文在传统焦磷酸法基础上，针对样品预处理、温控、过滤与称量等关键环节存在的操作复杂、重复性差等问题，进行了系统优化。引入粒径控制、梯度升温、智能温控与自动称量系统，并探索磁力搅拌、离心替代过滤与超声辅助洗涤等技术手段，以提升检测效率和结果准确性。经优化的方法在对17家企业作业点的粉尘样品实测中表现出良好适应性和高重复性，测定范围广，显著降低假阴性风险。该方法具备实现游离二氧化硅快速、准确、高通量检测的潜力，为职业卫生监测和应急评估提供了有力技术支持。

关键词： 玻璃纤维   聚醚醚酮   力学性能   复合材料  

摘要： 本研究以电子级连续玻璃纤维为增强材料，分别以PEEK、PPS、PEI、PPSU为基体树脂制得复合材料，探究了不同工程树脂对材料力学性能及抗剪切性能的影响。结果表明：GF/PEEK复合材料有较突出的力学性能，拉伸强度达390 MPa以上，缺口冲击强度达63 kJ/m2,弯曲和压缩性能均高于GF/PPS体系。GF/PEEK、GF/PEI有较高的抗剪切强度，层间剪切强度达40 MPa,其树脂对纤维浸润性良好。玻璃纤维增强聚醚醚酮复合材料在机械性能和浸润效果等方面具有一定优势，可以为多个领域提供高性能材料解决方案。

关键词： MXene   ZIF-67   液态金属   界面改性   电磁干扰屏蔽  

摘要： 随着智能无线设备和电子通信技术的广泛应用,电磁干扰引发的信号串扰和设备故障等问题已经成为全球性的关键技术挑战。过渡金属碳或碳/氮化物（MXene）因其优异的电导率、机械加工特性和可在水溶液中分散等优点,正发展为电磁屏蔽领域的热点研究材料。与此同时,深空探测与极地探测任务日益频繁,人们对电磁屏蔽复合材料的耐候性提出了更高的要求。现有传统聚合物复合材料在极端温度环境下常因填料与基体热膨胀系数差异而导致界面分层和导电网络退化,从而造成电磁屏蔽性能衰减的问题。本研究构建了具有梯度结构与多级导电网络的电磁屏蔽复合材料,前者展现出显著的界面阻抗匹配特性,配合对入射电磁波形成的高性能损耗机制,表现出协同增强的电磁屏蔽机理。后者则实现了极端低温下应力分散与导电网络的协同稳定,将复合材料性能受环境影响的程度尽可能减少。本研究重点关注以下两个核心方向: （1）MXene/ZIF-67衍生Co@C/CNF梯度复合薄膜的制备及电磁屏蔽性能研究:在电磁屏蔽材料的结构-性能优化设计中,构建梯度结构与多级协同损耗机制是实现高效电磁屏蔽性能的关键路径,但均衡梯度结构的可控制备与异质界面的稳定仍是技术难点。本研究基于金属有机框架（MOFs）的结构转变,设计了一种磁/电协同梯度复合薄膜的制备策略。通过晶体形貌控制获得均相ZIF-67,利用碳化工艺调控Co@C纳米材料的磁化强度(最高达61 emu g-1),结合纳米纤维素构建磁化强度渐变的梯度薄膜结构。进一步整合MXene异质界面,制备出具有吸收/反射双模式响应的MXene/Co@C/CNF梯度复合薄膜。经逐层真空抽滤技术所构建的梯度结构赋予材料丰富的异质界面,使其在X波段展现出高达65.2 d B的EMI SE（电磁干扰屏蔽性能）,其中吸收损耗性能SEA占比超过79%。梯度磁化强度不仅激活了多重磁/电协同损耗机制,更构建了差异化的电磁屏蔽结构,具有磁损耗优势的高吸收层可有效降低电磁污染,而基于导电网络的强反射层则显著降低了电磁热堆积效应。这种梯度结构工程与界面协同设计的集成化策略,为新一代智能电磁屏蔽材料的开发提供了新方案。 （2）MXene/Liquid Metal@水性环氧树脂复合材料的制备及电磁屏蔽性能研究:在聚合物导电复合材料的功能化设计中,引入导电填料至聚合物基体是有效的功能调控策略,然而实现填料的均匀分散并克服极端低温环境下的性能衰减仍是亟待突破的技术瓶颈。本研究基于界面工程策略,利用水性环氧树脂与MXene的本征相容性,结合液态金属表面改性技术,通过常温固化工艺成功制备了MXLM@WER复合材料。仅有MXene作为导电网络的复合材料平均EMI SE超过了21.8 d B（X波段）。进一步引入多种尺寸的液态金属后,MXene与改性液态金属在水性环氧树脂基体内部形成协同分布的多级导电网络,使复合材料在低填料体积分数下实现最高52.63 d B的EMI SE,较单一MXene体系提升了141%。更为重要的是,液态金属基于低温膨胀特性产生的动态体积补偿效应,显著缓解了极端低温（液氮温度,77 K）热应力对导电网络的破坏,保留了88.7%的电磁屏蔽性能。这种兼具宽温域适应性与高效电磁屏蔽特性的复合材料,为极端环境电子设备的电磁防护提供了创新型设计思路。

关键词： 磁致驱动   软体机器人   远程控制   有限元(FEA)模拟   水凝胶   自供电  

摘要： 由柔性材料制成的软体机器人能够承受较大的应变，具有无限多自由度和连续变形能力。目前，各种驱动方法的软体机器人在医疗检查、深海勘探、隐蔽侦察、灾后搜救等方面展现出广泛的应用前景。然而，难以进行远程遥控、响应速度慢、稳定性差等问题限制了软体机器人的实际应用。本文研究了一种结合电容器功能磁响应控制的软体水凝胶驱动器。首先，建立了磁响应性水凝胶的有限元分析模型，使用有限元软件模拟了不同磁场下的力学效应，通过调整磁场的方向、大小以及材料的弹性模量，明确了磁场下水凝胶变形规律。此外，水凝胶驱动器在静磁场的控制下可发生不同程度弯曲，因此在模拟的基础上，实验观察磁场下水凝胶驱动器的应变效果。并进一步研究了Fe3O4-水凝胶复合材料的电容性能，最终测试结果显示在弯曲过程中其电容保持率在95%以上，表明其在磁致驱动的同时具有良好的稳定性。

关键词： 混凝土   硅烷偶联剂   纳米二氧化硅   填充   保护   协同效应  

摘要： [目的]研究纳米复合表面强化材料溶液对混凝土性能的影响，为拓宽其应用提供实验依据。[方法]基于偶联剂改性二氧化硅和无机硅酸盐溶液，制备出一种纳米复合表面强化材料溶液，考察其涂抹量对混凝土吸水率、耐久性和微观结构的影响。[结果]随着纳米复合表面强化材料溶液涂抹量的不断增大，18.1°和34°处Ca（OH）2的X射线衍射峰先降低后增大，11.4°处CaCO3的衍射峰及25°～35°范围内硅酸二钙和硅酸三钙的衍射峰则均有明显下降的趋势。纳米复合表面强化材料溶液的适量掺入能够发挥良好的填充和保护效果，但过高的涂抹量可能会影响混凝土的均一性和性能。在1.5%的涂抹量下，混凝土内裂隙数量和宽度最小，具有最好的吸水性能、抗渗性能、抗冻性能和抗碳化性能。[结论]混凝土表面硅烷改性纳米二氧化硅复合强化技术施工简便，可直接涂覆于新旧混凝土表层，且施工过程中不会破坏原混凝土的结构，适用于各种工况条件下的施工。

关键词： S-nZVI@GO   S-nZVI@CNTs   降解   对硝基苯酚   苯酚  

摘要： 当前,地下水环境中的有机物污染严重,对人类的身体健康以及生态环境产生了巨大的威胁。地下水中的酚类有机物含量超过安全标准时,对农作物的生长以及植被会产生较大的破坏。同时在水中的动物和浮游生物体内存在时会产生一定的毒性,当人类食用这些动植物时会危害身体健康。选择一种去除率高、选择性强且经济可行性的方法来去除有机物是至关重要的。Nanoscale zero-valent iron（nZVI）因其反应活性高、比表面积大、无毒无害的优点,被广泛应用于有机物和重金属污染物的去除。硫化改性纳米零价铁（S-nZVI）通过在nZVI表面形成一层Fe S壳层,延缓其氧化和提高电子传递。本文选择两种碳材料作为载体负载S-nZVI,通过高级氧化技术驱动过硫酸盐（PS）产生活性物种达到降解有机物的目的。本论文的主要研究成果如下: 首先,通过液相还原法以NaBH4为还原剂制备S-nZVI@GO和S-nZVI@CNTs两种复合材料。随后通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、拉曼光谱（Raman spectra）等分析方法对其进行表征分析。从SEM和TEM中我们可以看到S-nZVI的链状和核-壳结构以及氧化石墨烯（GO）的层状结构和碳纳米管（CNTs）的管状结构。随后通过批量实验确定相关参数（催化剂量、PS量、不同S/Fe摩尔比、pH、）的最佳条件。淬灭实验和电子顺磁共振（EPR）结果分析反应体系的主要活性物种。GC-MS结果和DFT计算可以得出在反应体系中有机物的潜在降解途径。利用ECOSAR程序对有机物降解过程中产生的中间体进行毒性分析。通过XPS等分析手段提出反应体系的主要反应机理。最后,在民用井水和不同污染程度的巢湖水等4种水样中,探究复合材料降解酚类有机物的可行性。 （1）合成了氧化石墨烯负载的硫化纳米零价铁（S-nZVI@GO）,以过硫酸盐（PS）作为活化剂降解对硝基苯酚（PNP）。TEM图像显示了S-nZVI的核壳结构和氧化石墨烯片层的二维排列。实验结果证实硫化作用形成的核壳结构不仅增强了nZVI的稳定性,而且通过电子转移促进了PNP的降解。当硫与铁的摩尔比（S/Fe）为0.3时,S-nZVI@GO-PS体系可以在90 min内可降解95.63%的对硝基苯酚。通过XPS等分析手段,可以推测Fe0作为主要活性位点是Fe2+的主要来源,通过活化过硫酸盐产生SO4·-达到有效降解PNP的目的。 （2）合成了碳纳米管负载的硫化纳米零价铁（S-nZVI@CNTs）,以过硫酸盐（PS）作为活化剂降解苯酚（PN）。TEM图像显示了S-nZVI的核壳结构和碳纳米管的管状结构。碳纳米管较大的比表面积不仅可以有效分散S-nZVI颗粒,而且还可以提高表面反应位点。当硫与铁的摩尔比（S/Fe）为0.25时,S-nZVI@CNTs-PS体系可以在60min内可降解97.62%的苯酚。通过XPS等分析手段发现,Fe0可以有效活化过硫酸盐产生O2·-,CNTs可以促进Fe2+/Fe3+循环,达到有效降解苯酚的目的。 最后,将两种复合材料分别应用于民用井水和不同污染程度的巢湖水等4种水样中,探究对硝基苯酚和苯酚的催化性能研究。研究发现,两种反应体系在真实水样中均能取得较高的去除率,为铁基复合材料在实际应用于治理环境水污染方面提供了新的思路。