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铸造铝合金高周疲劳与拉伸性能的关系
Murat Tiryakioǧlu 博士，CQE，顾问 Alexandra Schönning 博士，委员会成员 Paul Eason 博士，PE，委员会成员 被工程学院录取：工程学院主任 Murat Tiryakioǧlu 博士，CQE 被计算机、工程和建筑学院录取 Mark A. Tumeo 博士，PE 计算机、工程和建筑学院院长 被大学录取：John Kantner 博士 研究生院院长
透气、可拉伸的超结构，适用于多功能混合电子皮肤贴片，具有长期皮肤舒适性
个性化医疗、[9] 神经工程、[10] 人机界面 [11,12] 和智能假肢。[13] 通过电气方式监测生物信号可以将电子皮肤 (E-skin) 传感器与大数据、[14] 人工智能 [15] 和物联网 (IoT) 技术相结合。[16] 随着皮肤上设备的应用不断扩大，已经报道了在非传统基板（如 3D 自由曲面、皮肤和地形基板）上实现可穿戴电子产品的新方法。[8,17,18] 此外，还展示了电子皮肤的其他吸引人的功能。例如，实现光学功能以可视化与健康状况相关的信息是与人类直观交互的一个有吸引力的方向。[19] 具有自供电功能的可穿戴传感器也可以扩展其适用性。 [20,21] 无线电子皮肤系统可将测量数据传输到移动设备，并在监测健康状况的同时支持日常活动，在用户便利性方面也很有吸引力。 [22] 此外，仅传输生物信号中关键的必要信息这一可能功能是电子皮肤传感器的一个特别有吸引力的方向，因为它可以减少无线数据传输的功耗和后处理的数据数量。
用于可拉伸电子产品的数码印刷液态金属嵌入弹性体油墨中银微薄片的比较研究
与刚性印刷电路板 (PCB) 和柔性 PCB 相比，软电路具有更高的稳健性和更好的机械阻抗匹配性，可与更广泛的宿主表面（包括纺织品和人体软组织）匹配。然而，可拉伸电子产品开发中的一个关键挑战是使用可印刷油墨的能力，这种油墨在 > 100% 的大应变下仍能保持高电导率和稳定的走线电阻。一种有前途的方法来创建具有低机电耦合的柔软、可拉伸和可印刷电子产品，就是将微流体通道或液态金属 (LM) 液滴整合到软弹性体中。[8,9] 镓基 LM，例如共晶镓铟 (EGaIn)，因其高导电性、低流体粘度和可忽略不计的毒性而特别受欢迎。[10] 然而，制造带有 LM 导体的电路通常需要大量劳动力，并且需要许多手动步骤。由于 LM 的粘度低、表面张力高且与基板的粘附性差，直接打印 LM 也具有挑战性。因此，研究人员试图提出创新技术，以打印基于 LM 的电路。在一项研究中，EGaIn 沉积在印刷的 Ag 纳米墨水上，以实现电导率提高 6 个数量级、应变耐受极限提高 20 倍以上。[11] EGaIn 还用于选择性润湿光刻图案化的铜 (Cu) 走线，以创建高性能集成电路 [12]，并且还沉积在电纺弹性纤维垫上，以获得具有高导电性和可拉伸性的薄膜导体。[13] 在另一项最近的研究中，LM 和银薄片悬浮在热塑性弹性体中，并用于具有极高拉伸性 (2500%) 的摩擦电纳米发电机。 [14] 其他努力包括利用 EGaIn 液滴渗透网络，无论是印刷迹线的形式 [15,16,17] 还是由悬浮在弹性体基质中的 LM 液滴组成的橡胶复合材料。[18,19,20] 然而，这些使用 LM 液滴印刷软电子器件的方法需要额外的热、光学或机械烧结步骤，以及其他形式的后处理以诱导电导率，并且印刷适性对于与微电子集成的应用受到限制
仿生可拉伸传感器，用于可穿戴设备连续监测人类和动物的呼吸模式
等人报告称，呼吸频率是响应身体内部问题而首先发生变化的生命体征之一。[6] 尽管呼吸频率具有临床重要性，但呼吸频率仍然是监测最少的生命体征之一，通常依赖于医疗专业人员不频繁的视觉评估（即定期观察患者胸部的运动）。[7] 视觉测量容易出错，特别是当患者意识到他们的呼吸正在受到监测时，不频繁的测量可能会错过与呼吸模式有关的重要事件。[8,9] 监测呼吸活动（例如呼吸频率）对动物和人类同样重要，甚至更重要；因为动物无法传达疼痛或不适。[10] 研究表明，呼吸（即模式、速率和深度）的变化可能表明狗的身体或情绪压力、心脏、呼吸和其他健康相关问题（包括中暑）。 [11] 对于某些动物，例如狗，由人类手动测量或在陌生环境中测量呼吸活动也可能因情绪因素而导致测量不可靠，从而导致不良的临床决策和结果。 [12] 在包括麻醉在内的各种程序中，监测实验动物（如大鼠）的呼吸也同样重要，但现有的仪器价格昂贵且不精确。 [13]
拉伸片材上热场和磁场下的驻点流 * 1 Yahaya Shagaiya Daniel、2 Aliyu Usman、2 Umaru Haruna 1 部门
拉伸片材上具有热场和磁场的驻点流* 1 Yahaya Shagaiya Daniel、2 Aliyu Usman、2 Umaru Haruna 1 尼日利亚卡杜纳州立大学理学院数学科学系。 2 马卡菲谢胡伊德里斯健康科学与技术学院生物医学工程技术系。 *通讯作者电子邮箱地址：Shagaiya12@gmail.com 摘要 本研究旨在检验热辐射和磁场对拉伸片材二维驻点流的影响。通过相似变换法将控制方程转化为非线性常微分方程组，然后利用隐式有限差分方案进行数值求解。驻点参数值越高，速度分布越增大，磁场则相反。温度分布是辐射能量的增函数。 关键词：热辐射、磁场、驻点流、拉伸片材。引言考虑到流动对介质的冲击会在表面周围形成一个驻点 (Hayat 等人，2020)。流动离开介质的消失会在尾随表面上产生另一个驻点 (Khan 等人，2020)。不可压缩粘性流体在拉伸片材上的流动和传热已在工业领域的许多过程中得到研究：聚合物的机械化挤出、金属板的冷却、塑料片材的空气动力挤出等 (Daniel 等人，2017a；Khashi'ie 等人，2020；Nandepnavar 等人，2021；Daniel 等人 2017b；Nadeem 等人 2020；Daniel 等人 2019a；Ghasemi & Hatami，2021 和 Daniel 等人，2019b)。 MHD 在拉伸板上的停滞流至关重要，因为它可应用于多种工程挑战，例如金属铸造厂的快速喷雾冷却和淬火、紧急核心冷却系统、微电子冷却、熔融纺丝工艺中的聚合物挤出、玻璃制造和原油净化 (Oyelakin et al., 2020; Anuar et al., 2020; Daniel, 2015; Nasir et al., 2020; Daniel and Daniel, 2015 and Lund et al., 2020)。当科学过程在高热能下进行时，例如金属或玻璃板的冷却，热辐射影响开始显示出不容忽视的重要作用 (Daniel et al., 2017c; Zainal et al., 2021 and Chaudhary et al., 2021)。许多研究人员已经讨论了不可压缩粘性流体的 MHD 流动和传热问题，包括文献（Maqbool 2020；Daniel 等人，2017；Hussain 等人，2020；Daniel 等人，2018；Afify 等人 2020 和 Daniel 2016）等。在目前的研究中，对共轭传导-对流和辐射传热问题进行了新的驻点流和能量转换研究。磁场用于控制和操纵流动行为，以提高热导率和传热性能。对流辐射传热模型
成骨前头部胚胎大脑与周围头皮之间发育相互依赖的拉伸压缩关系
内上皮片上的图案形成。4-8 在这些例子中，外部或浅层的约束或限制是使更深层结构（在生理压缩下）继续正常发育的关键机械因素。9,10 通过结合实验和计算数据的“形态力学”方法，Taber 等人 11,12 发现鸡视杯形成过程中的内陷是由外胚层和细胞外基质等外部限制因素驱动的。在发育中的脊椎动物大脑中，最近已经探索了壁内细胞和组织力学。13,14 已经讨论了成长中的大脑对周围颅骨或颅腔形成的可能生物力学影响（在成骨细胞增殖和骨化等事件中，通过拉伸经历这些事件的细胞）。 15 相反，有人提出，骨化的头骨（作为硬囊）调节大脑形态，包括大脑皮层的脑回形成，16 尽管实验和数学研究表明脑回形成可能通过大脑固有的机制进行物理处理。17-19 先前关于哺乳动物大脑-头骨机械关系的研究主要集中在骨化/矿化发生后的阶段。在早期（即成骨前）阶段，对鸡胚进行的研究提出了一个模型，其中早期神经管弯曲的出现（最前端的前脑向腹侧弯曲的现象）可能是由腹侧底层脊索或前肠施加的可能物理限制来解释的，这些结构向前延伸的程度小于前脑，20,21
用于神经器官生物整合和刺激的可拉伸网状微电子技术
* 通讯作者 三维 (3D) 培养方法的进步已导致类器官的产生，这些类器官重现了人类神经系统各个领域的细胞和生理特征。尽管已经开发出微电极用于与神经组织建立长期电生理接口，但对微电极和自由漂浮类器官之间长期接口的研究仍然有限。在本研究中，我们报告了一种可拉伸的柔软网状电极系统，该系统在 3D 类器官中建立了与人类神经元的密切体外电接口。我们的网状电极由基于聚（3,4-乙烯二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸盐 (PEDOT:PSS) 的导电水凝胶电极阵列和弹性体聚（苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯） (SEBS) 作为基材和封装材料构成。这种网状电极可以在 50% 压缩应变和 50% 拉伸应变下的缓冲溶液中保持稳定的电化学阻抗。我们已成功在这种聚合物网上培养了多能干细胞衍生的人类皮质类器官 (hCO) 超过 3 个月，并证明类器官很容易与网状物整合。通过同时进行刺激和钙成像，我们表明通过网状电刺激可以引发强度依赖性钙信号，与双极立体电极的刺激相当。该平台可用作监测和调节神经精神疾病体外模型电活动的工具。简介网状电极是一种新兴的脑组织慢性电生理接口平台 1,2 。与由硅等硬质材料制成的传统多电极阵列或柄探针不同，网状电极由柔性导电互连线和绝缘聚合物材料封装的电极组成。由于多种原因，网状电极已被证明能够实现稳定的长期接口。首先是它们的弯曲刚度低：通过具有薄层，它们可能更容易与神经组织贴合，从而最大程度地减少异物相互作用 3 。其次，网状电极排除的体积远小于其他技术（例如实心电极插入物）。网状电极可以做得小于 1 微米，并且已被证明在注入液体溶液后会膨胀和扭开 4,5 。网状电极的一个潜在应用领域是刺激和监测 3D 神经类器官中电活动的出现。神经类器官最初是人类诱导多能干细胞 (hiPSC) 的 3D 聚集体。随着时间的推移，hiPSC 衍生的分化细胞自组织成 3D 结构，重现发育神经轴域的某些方面 6 。这些类器官或它们的组合形成组装体，可用于研究早期
显微镜液体金属导体，用于可拉伸和透明的电子
，尤其是识别软导管技术。[3,4]甘露和甘露的液体金属（LMS）引起了人们的关注。[5]利用其接近室温的液体 - 固体相变（t = 29.8°C）和较大的电导率（> 3×10 6 s m-1），使用了LMS，通常嵌入有机硅载体中，作为伸展的电导导体，以携带电力和信息或传输器具有多个功能。[5-10]由于其综合流变性，弹性地下的LMS尚未被广泛用于可靠，高性能，微型电路，这是由于开发与基于晶相的微技术相兼容的构图技术的挑战。[11] LMS在暴露于空气时形成薄（≈1–3 nm厚），表面固体氧化物皮肤。[12–14]氧化物平衡LMS的高表面张力并允许大多数表面润湿。这种现象是阻止当今LM电子技术的大型工业规模整合的主要阻碍因素之一。已经开发了几种技术来克服LM膜导体的生产性限制。[11,15,16]在一种方法中，LM图案是通过破裂氧化物皮肤，形成所需形状并通过氧化物皮肤再生而稳定的。3D和转移印刷技术依赖于这种氧化物皮肤稳定化来证明具有微观分辨率的痕迹。也证明了基于激光消融的类似方法，用于制造可扩展和高分辨率的LM网格。[17–20]但是，这种方法尚未被证明与大区块（> cm 2）电路的兼容，或者不能对LM Morphology提供足够的控制，因此无法保证高可扩展性（> 30％）。[21]激光微加工可以使高分子LM导体跟踪到4 µm线宽，但这种“串行”技术与大金属化密度绘制不相容。在另一种方法中，氧化物皮肤的生长要么通过真空处理下的加工或化学去除以允许在粘附层上润湿LM以增加与基材的亲和力。通过在金属润湿层上选择性电镀LMS来形成可拉伸（> 100％伸长）和狭窄（5 µm）图案的图案。[22]但是，大区域上的高分辨率电路尚未实现。
电子束定向能量沉积制备 Ti60 合金的化学成分、微观结构、拉伸和蠕变行为
摘要：电子束定向能量沉积（EB-DED）是一种很有前途的制备大尺寸、完全致密和近净成形金属部件的制造工艺。然而，对于钛合金的 EB-DED 工艺了解有限。在本研究中，通过 EB-DED 制备了近 α 高温钛合金 Ti60（Ti-5.8Al-4Sn-4Zr-0.7Nb-1.5Ta-0.4Si）。研究了制备的合金的化学成分、微观结构、拉伸性能（室温和 600 ◦ C）和蠕变行为，并将其与传统锻造层状和双峰对应物进行了比较。结果表明，Al 和 Sn 的平均蒸发损失分别为 10.28% 和 5.01%。成品合金的微观结构以粗柱状晶粒、层状 α 和在 α / β 界面处析出的椭圆硅化物为特征。在拉伸性能方面，无论是在室温还是在 600 ◦ C 下，垂直试样的强度都低于水平试样，但延展性却高于水平试样。此外，在 600 ◦ C 和 150 MPa 条件下测量的 EB-DED Ti60 合金在 100 小时的拉伸蠕变应变在原有和沉积后的 STA 条件下小于 0.15%，符合变形 Ti60 合金的标准要求。EB-DED Ti60 合金的抗蠕变性能优于其变形双峰合金。
基于拉伸试验的索桥结构先进复合材料粘结性能增强
摘要：结构钢和混凝土是社会基础设施建设不可或缺的材料。然而，这些材料会随着时间的推移而发生降解，从而导致钢筋腐蚀。为了解决这个问题，人们使用纤维增强聚合物 (FRP) 进行加固。在本研究中，进行了拉伸试验，以评估 FRP 应用于缆索桥结构的材料特性。这些测试旨在研究提高粘结性能的各种参数。基于不同参数的实验，如果满足以下条件，则可以实现足够的粘结性能：砂浆水 ≤ 16%（无论制造商如何）；劈裂深度与钢管长度比 ≥ 75%；砂浆注入方向向上/向下；以及使用纤维板加固。此外，试验中使用的钢管（长度为 410 mm，外径为 42.7 mm）在可加工性和成本效益方面表现最佳。通过进行更精确的测试来研究材料的基本特性，有可能实现更精确的条件以实现足够的粘结性能。这将有助于提高碳纤维增强塑料电缆在电缆桥架结构中的成本效益和安全性。