关键词： 激光选区熔化   TPMS结构   复合材料   相变   传热  

摘要： 三周期极小曲面（triply periodic minimal surface， TPMS）结构因其独特几何形貌、可调控的孔隙结构和优异的热性能，为相变蓄热系统设计提供了新的解决方案。本文通过激光选区熔化技术制备了四种典型TPMS结构多孔AlSi10Mg合金，包括Gyroid-Sheet、Gyroid-Network、Diamond-Sheet和Diamond-Network结构，并与石蜡进行复合。采用侧面加热边界条件，基于可视化实验研究，探讨孔隙率、胞元结构和类型对石蜡/TPMS结构多孔AlSi10Mg合金复合相变材料等效导热系数、比表面积及蓄热性能的影响规律，探明融化过程中固液相界面演变规律和温度分布特征，揭示TPMS结构的强化蓄热机理。结果表明，TPMS结构复合相变材料在提高蓄热性能方面表现出显著优势，具有等效导热系数高、比表面积大的特性，其蓄热速率较纯石蜡提高了60%以上。当孔隙率为70%-85%时，四种TPMS结构中，Diamond-Sheet结构的蓄热速率最快、温度均匀性最好。本文研究旨在为TPMS结构多孔金属复合相变材料的结构设计提供指导，并为其应用提供实验数据支持。

关键词： 二氧化硅粉尘   肺泡上皮细胞   肺泡上皮细胞上皮-间充质转化过程   矽肺纤维化   miR-204-3p  

摘要： [背景]矽肺发病机制尚未完全明确，微小RNA（miRNA）可能参与矽肺的发生发展。[目的]观察miR-204-3p抑制剂对二氧化硅粉尘诱导的肺泡上皮细胞上皮-间充质转化（EMT）过程以及矽肺纤维化的影响。[方法] Transwell小室构建巨噬细胞与上皮细胞共培养模型，将NR8383巨噬细胞种入Transwell小室的上室，下室种入RLE-6TN细胞，培养24 h，弃去下室培养液，使用磷酸盐缓冲液（PBS）清洗3次，加入无血清培养基。将细胞分为4组：对照组、矽肺组、miRNA NC组、miR-204-3p抑制剂组。miRNA NC组和miR-204-3p抑制剂组下室分别转染miRNA NC和miR-204-3p抑制剂，其余两组下室加入等量无血清培养基，24 h后，除对照组外，其余三组Transwell上室加入800μg·mL-1二氧化硅粉尘，对照组加入等量无血清培养基。显微镜下观察各组细胞形态变化；实时荧光定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）和Western blot检测EMT相关因子α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、波形蛋白（Vimentin）、兔抗鼠间充质钙粘蛋白（N-ca）、兔抗鼠上皮钙粘蛋白（E-ca）的mRNA和蛋白表达水平；RT-qPCR和Western blot检测纤维化相关因子Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ、Fibronectin的mRNA和蛋白表达水平；免疫荧光检测α-SMA、N-Cadherin、E-Cadherin荧光表达强度。[结果]形态学观察到，对照组RLE-6TN细胞呈规则卵圆形，经二氧化硅处理后，细胞多呈长梭形，经miR-204-3p抑制剂干预后，长梭形细胞增多且细胞间隙变大。RT-qPCR结果发现，与对照组相比，矽肺组EMT相关标志物α-SMA、Vimentin、N-Cadherin mRNA相对表达水平升高（P <0.05）,E-Cadherin mRNA相对表达水平下降（P <0.05），纤维化相关标志物Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ、Fibronectin mRNA相对表达水平升高（P <0.05）；与miRNA NC组相比，miR-204-3p抑制剂组EMT相关标志物α-SMA、Vimentin、N-Cadherin mRNA相对表达水平升高（P <0.05）,E-Cadherin mRNA相对表达水平下降（P <0.05），纤维化相关标志物Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ、Fibronectin mRNA相对表达水平升高（P <0.05）,Western blot结果发现，与对照组相比，矽肺组EMT相关标志物α-SMA、Vimentin、N-Cadherin蛋白表达水平升高（P <0.05）,E-Cadherin蛋白表达水平下降（P <0.05），纤维化相关标志物Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ、Fibronectin蛋白表达水平升高（P <0.05）；与miRNA NC组相比，miR-204-3p抑制剂组EMT相关标志物α-SMA、Vimentin、N-Cadherin蛋白表达水平升高（P <0.05）,E-Cadherin蛋白表达水平下降（P <0.05），纤维化相关标志物Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ、Fibronectin蛋白表达水平升高（P <0.05）。免疫荧光结果显示，与对照组相比，矽肺组α-SMA、N-Cadherin荧光强度增强，E-Cadherin荧光强度降低；与miRNA NC组相比，miR-204-3p抑制剂组α-SMA、N-Cadherin荧光强度增强，E-Cadherin荧光强度降低。[结论] miR-204-3p抑制剂加重了二氧化硅诱导的RLE-6TN细胞EMT过程以及矽肺纤维化，miR-204-3p在矽肺纤维化中起负向调控作用。

关键词： 聚酯纤维   橡胶   环保浸渍   黏合性能  

摘要： 室温下制备了绿色环保浸渍液，采用两步法浸渍聚酯纤维。首先使用单宁酸(TA)对聚酯纤维进行活化，其次引入甘油三缩水甘油醚 (GTE)和2-乙基-4-甲基咪唑 (MZ)，替代传统间苯二酚-甲醛-胶乳 (RFL) 体系中有毒的RF组份对聚酯纤维进行浸渍改性，研究了GTE与MZ的用量比对聚酯纤维/橡胶界面黏合性能的影响。结果表明，当GTE与MZ质量比为4/1时，剥离力最大，达到6.3 N/根，抽出力也最大，达到47.5 N，纤维表面附胶程度最高，黏合效果最好。

关键词： 空心介孔二氧化硅纳米粒   荧光标记   荧光成像   吸收和传导   尺寸效应  

摘要： [目的]合成3种粒径空心介孔二氧化硅纳米粒(HMSNs)的荧光标记物，探明尺寸对HMSNs在植物根部吸收和转运的影响。[方法]以花菁染料Cy5-COOH为荧光团，通过活化酯法借助酰胺键将其接枝到氨基化修饰的HMSNs表面，获得纳米粒的荧光标记物(HMSNs-Cy5)。随后，利用荧光标记物孵育植物的根，定期取样，后用荧光示踪法观察不同粒径HMSNs在根部的吸收和传导。[结果]合成的HMSNs-Cy5具有较高的荧光强度可以满足根部荧光成像的需求。游离的Cy5-COOH在根部的吸收和传导能力较弱，很难进入植物中柱进行传导。3种粒径HMSNs(14、92、273 nm)荧光标记物中，直径为92 nm的HMSNs在根部的吸收传导速率较快。[结论]Cy5-COOH是适宜的植物体内荧光示踪剂。HMSNs在香蕉根部的吸收和转运与其粒径相关。

关键词： 水利工程   新型复合材料   性能优化   长期耐久性   抗腐蚀性  

摘要： 水利工程中,新型复合材料因其优异的物理和化学性能,逐渐成为提升结构耐久性和延长使用寿命的重要材料。本文通过对水利工程中新型复合材料的性能优化与长期耐久性进行系统研究,采用实验与数值模拟相结合的方法,分析了不同材料成分、结构设计和环境条件对复合材料性能的影响。研究发现,适当调整复合材料的组成和工艺参数能够显著提高其力学性能和抗腐蚀性,且在长期浸泡、温湿度变化等环境因素的影响下,材料的耐久性得到有效增强。具体结果表明,改进后的复合材料在抗压、抗弯和抗冲击性能上有了大幅提升,同时表现出较好的抗老化能力。研究成果为水利工程中复合材料的选材与应用提供了科学依据,并对提升水利设施的长期安全性具有重要意义。

关键词： 玄武岩纤维   复合材料   压缩性能   拉伸性能   抗冲击性能  

摘要： 选用玄武岩纤维为增强体，环氧树脂和聚酰胺树脂混合为基体，开发设计新型试验装置，制备了三种不同截面结构的轻质空芯玄武岩纤维增强复合材料。分别测量不同截面结构玄武岩纤维增强复合材料的抗压缩性能、拉伸性能、抗冲击性能和保温性能。结果表明，截面为三角形的A试样拉伸性能较好，最大拉伸力近300 N，截面为椭圆形的C试样的压缩性能较好，压缩强度为1.068 MPa。相同冲击功条件下，C试样抗冲击性能较好，抗冲击力最大可达1 274 N。截面为圆形的B试样拉伸性能和抗冲击性较差，抗压性能介于两者之间。试样具有良好的保温隔热性能，A试样保温性能最好。

关键词： 第一性原理计算   金刚石/铜复合材料   热导率   金刚石(100)与(111)晶面  

摘要： 使用第一性原理计算方法，分析金刚石（100）与（111）晶面/铜复合材料界面以及添加钛镀层为对比情况下的4种界面结构性质。结果发现：金刚石（100）界面具有较强的结合力，其与钛的界面黏附功达到7.875 J/m2，高于金刚石（111）/铜和金刚石（111）/钛界面的；并通过电子态密度和马利肯布居分析分析不同晶面界面处的键合情况，发现金刚石（100）晶面P轨道的高电子态密度以及更强的键合有利于电子传导和化学反应。同时，通过声子态密度分析得到金刚石（100）晶面与钛界面在声子频谱上匹配更好，其界面热阻较低，更适合高热导率应用；相比之下，其他3种界面的声子频谱重叠较少，产生较高的界面热阻。对4种界面进行综合分析，发现选择金刚石（100）晶面来设计金刚石/铜复合材料是更优的选择。

关键词： 复合材料曲面板   抗冲击性能   冲击试验   剩余拉伸强度   损伤后形貌  

摘要： 根据列车风缸在轨道交通领域面临的局部冲击场景，以其局部曲面板结构为典型载体，分别通过落锤冲击系统和空气炮冲击系统开展了低速、高速下的冲击试验，分析了2种具有不同复合材料组分的曲面板在低速、高速下的冲击响应差异；对冲击试验前后的试样开展准静态拉伸试验，获得了冲击损伤前后2类复合材料曲面板的剩余拉伸性能；系统比较了2类曲面板的冲击力、损伤形貌、剩余强度等指标，揭示了玻璃纤维复合材料层对曲面板的抗冲击性能以及剩余拉伸强度的提升作用。结果表明，在28.44 J的冲击能量下，玻璃纤维+碳纤维复合材料曲面板的凹痕深度比碳纤维复合材料曲面板降低了63.66%；受该能量冲击后，碳纤维复合材料曲面板剩余抗拉强度下降了58.69%，而玻璃纤维+碳纤维复合材料曲面板只降低了31.14%。

关键词： 纳米技术增强   土木工程   复合材料   性能研究  

摘要： 纳米科技是当前科学研究中最关键的领域之一,应用到土木工程复合材料中可大幅提高材料性能。本文阐述了基于纳米技术增强的土木工程复合材料相关概念,分析了其制备及表征方法,对比了纳米技术增强的土木工程复合材料性能与普通材料性能。基于纳米技术增强的土木工程复合材料应以国家建筑发展战略需求为导向,加大资源投入,构建材料性能安全保障体系,实现建筑工程的安全稳定。旨在促进基于纳米技术增强的土木工程复合材料在现代建筑工程中发挥更大作用,打造具有鲜明技术特色和强大创新能能力的现代化建筑材料体系。

关键词： 静电纺丝   卷曲结构   复合材料   空气过滤   纳米纤维  

摘要： 本研究通过静电纺丝技术制备了不同纳米二氧化钛(TiO2)颗粒掺入量的卷曲结构聚偏二氟乙烯（PVDF）/TiO2纳米纤维膜，并探讨了其在空气过滤中的应用性能。通过调整纺丝过程中的相对湿度，成功制得了具有三维卷曲外观的纳米纤维，研究还探讨了TiO2颗粒加入对于纤维膜的微观结构、静电特性以及其过滤性能的影响。研究发现，适当增加纳米TiO2的比例能够有效增强纤维膜的静电吸附能力，特别是在过滤直径为0.3 μm的氯化钠气溶胶颗粒方面，显示出了卓越的拦截能力。掺入0.5wt%的纳米二氧化钛驻极增强剂时，卷曲结构PVDF/TiO2纤维膜的纤维均匀，过滤效率最高达到99.995%，阻力压降为49.83 Pa，品质因子0.096。提升纤维膜克重后，过滤效率提升到国家标准KN100级别，高湿度环境下模拟实际使用8 h后，过滤效率仍能达到约99.918%的水平，而压阻约60 Pa，对纤维膜进行长时间（30 d）过滤效率检测，过滤效率完全满足99.5%以上的水平。本研究为设计和制备高效、低阻力的空气过滤材料提供了重要的理论依据和实践指导。