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设计，开发和优化
目标是展示一个可控且可靠的程序，以合成符合特定尺寸，形状和缺陷标准的2D材料颗粒，同时也最大化粒子的产量。尖端显微镜和光谱技术（扫描电子显微镜，原子力显微镜，拉曼光谱）将用于定量评估合成2D材料的质量。该项目将与Innano Ltd合作。将2D材料颗粒整合到（超级）疏水纳米含量的配方中，这些制剂应用于建筑环境中的表面以防止水进入。2D材料提供的增强功能将通过通过接触角性角度测定的表面疏水性变化来评估。将采用光谱和显微镜技术的系统方法来了解建筑环境中2D材料，涂料组件和表面之间的协同基本相互作用。通过了解基本相互作用，可以优化涂料性能并根据特定应用程序定制配方。将通过标准化测试方法进一步评估增强涂层的功效，以确定对水和蒸气渗透的抗性。然后，通过使用热测量值来通过涂层材料分析热量损失，从而确定通过使用2D纳米材料增强涂层获得的能源效率的提高。
有向能量沉积过程的在线高度测量技术
摘要：定向能量沉积（DED）是添加剂制造技术的家族。使用这些过程，金属零件是按一层构建的，引入了在时间和层域传播的动力学，这意味着更复杂的性能，因此很难预测所产生的零件质量。控制沉积层厚度和高度是一个关键问题，因为它会影响几何准确性，过程稳定性和产品的整体质量。因此，需要使用适当的传感器策略的DED流程进行在线反馈高度控制。这项工作通过与640 nm波长脉冲照明激光器同步的CCD摄像头的离轴呈现出新型的基于视觉的三角剖分技术。图像处理和机器视觉技术允许金属固化后的在线高度测量。通过激光金属沉积（LMD）过程中的OFF和进程试验验证了拟议设置的线性和精度。此外，还针对基于ARC的DED过程测试了开发的在线检查系统的性能，并与实验焊珠特征数据进行了比较。在最后一个情况下，该系统还允许测量焊珠宽度和接触角，这在多层堆积的最初运行中至关重要。
双链DNA在氧化石墨烯表面上的吸附动力学，
双链DNA（DsDNA）分子在氧化石墨烯（GO）表面上的吸附动力学非常重要，对于在生物传感器，生物医学和材料科学中的DNA/GO功能结构的应用至关重要。在这项工作中，分子动力学模拟用于检查GO表面上不同长度DsDNA分子（从4 bp到24 bp）的吸附。dsDNA分子可以通过末端底部吸附在GO表面并站立在GO表面上。对于短dsDNA（4 bp）分子，双螺旋结构被部分或完全损坏，吸附动力学受到短dsDNA的结构漏气的影响，并且在GO表面上氧化基团的分布。对于长dsDNA分子（从8 bp到24 bp）的吸附是稳定的。通过非线性插入DsDNA分子和GO表面之间的接触角，我们发现，如果DSDNA分子的长度长于54 bp，则吸附在GO表面上的DSDNA分子可以平行于GO表面。我们将这种行为归因于dsDNA分子的灵活性。随着长度的增加，dsDNA分子的灵活性也会增加，并且这种增加的功能使吸附的dsDNA分子更有机会使用自由末端来达到GO表面。这项工作提供了DSDNA分子在GO表面上吸附的全部图片，对于DNA/GO基生物传感器的设计应该有益。
含硬脂基甲基丙烯酸酯和乙烯基吡咯烷酮的生物相容性多功能水凝胶的设计
摘要：当用聚合物基材料补充或替换组织或器官时，生物功能性和生物相容性至关重要。在这里，我们制备了基于硬脂基甲基丙烯酸酯 (SM) 和乙烯基吡咯烷酮 (VP) 的生物相容性 SM- x 网络，它们具有自修复和形状记忆特性。摩尔比在 10% 到 90% 之间逐渐从亲水单元变为疏水单元，以获得满足各种潜在生物应用要求的凝胶。除了具有随时间变化的粘弹性之外，凝胶的机械性能还可以通过引入反应介质的 SM 量来控制。低 SM 含量的凝胶不能完全恢复到其初始模量值，而浓度 ≥ 60% 时形成的凝胶由于动态疏水相互作用而完全可逆，这对自修复行为也很有效。此外，所有网络都可以在几秒钟内完全恢复其永久形状。接种在 SM-x 水凝胶上的人体皮肤成纤维细胞的活力与结构的水接触角密切相关，在所有 x 值下均超过 82%。根据这些发现，SM-x 凝胶样品的广泛特性可能显示出满足各种生物医学应用需求的巨大潜力。关键词：自修复、形状记忆、硬脂基甲基丙烯酸酯、乙烯基吡咯烷酮、生物相容性
研究抗菌植入物的聚氨酯/羟基磷灰石复合材料的结构与形状内存效应/药物释放曲线之间的相关性研究
摘要：将形状内存聚氨酯（PU）基质与羟基磷灰石（HA）作为生物活性剂和抗生素分子相结合的多功能复合材料的有效性。在这项研究中，研究了由3、5和10（wt％）组成的基于PU的复合材料的结构 - 功能相关性，并研究了硫酸庆大霉素（GES）作为模型药物。执行的分析表明，在PU的软段内将HA含量提高到5 wt％增强的氢键相互作用。差异扫描 - 钙化法（DSC）分析确认了复合材料的半晶结构。羟基磷灰石通过热重分析（TGA）确定了增强的热稳定性，并评估了水接触角。在水中测量的形状恢复系数（R R）从PU的94％降低到PU/GES样品的86％，PU/HA/GES复合材料的PU/GES样品的降低至88-91％。这些值与使用傅立叶转化红外（FTIR）光谱法评估的氢键相互作用正相关。此外，发现形状恢复过程启动了药物释放。在形状恢复后，PU/GES样品中的药物浓度为17 µg/ml，对于PU HA GES复合材料而言，药物浓度为33-47 µg/ml。通过针对大肠杆菌和表皮葡萄球菌的琼脂 - 扩散测试来确定发达的复合材料的抗菌特性。
简单的表面处理 - 偶联 -
摘要：将有机半导体聚合物与生物学物质有效接口的物质特性对齐对于它们在生物电子设备中的使用至关重要。合成修饰和高级加工技术通常被用于促进细胞粘附和生长。在这项研究中，我们将UV-ozone（UVO）处理作为修改PDPP3T膜的简单替代方法。暴露于UVO会增加半导体表面的极性，如接触角和XPS分析所证实。在优化时间（t≥30s）下及以上的表面处理导致了施旺细胞的生长增强，其行为与标准组织培养塑料（TCP）相当。同时，长时间的暴露开始引起聚合物的光学特性的重大变化，逐渐闪入光漂白导致半导体行为的降低至30 s以上。使用电阻抗光谱测试了紫外线处理的PDPP3T的最佳生物结合特性，该技术在半导体聚合物对支持细胞生存力和增殖方面的有效性进行了使用。这项工作证明了更容易将共轭聚合物与生物环境整合在一起的潜力，从而扩大了探索在存在生物细胞中离子扩散与半导体电动性之间相互作用的机会。
在具有稳健超疏水润湿状态的聚乙烯表面轻松制造仿生水钉扎微结构
1 . 沈阳航空航天大学机电工程学院，沈阳 110136 2 . 航空数字化制造工艺国防重点学科重点实验室，沈阳 110136 3 . 吉林大学工程仿生教育部重点实验室，长春 130022 摘要 应用热压技术，提出了一种简单、经济有效的方法来制造具有稳健超疏水润湿状态的微结构高密度聚乙烯 (HDPE) 表面。在热压过程中，柔性模板中的微网格和微凹槽被 PE 熔体填充。随后，在 PE 薄膜表面形成两级微结构。当 5 μL 水滴滴在该 PE 薄膜表面时，其接触角为 151.8˚±2˚，滚动角 > 90˚。计算出表面上的水钉扎能力，滚落角是指定水滴体积的二次函数。具体而言，由于表面的固体-蒸汽复合界面，HDPE 薄膜上出现了 356 μN 的水钉扎力。同时，自清洁和浸泡测试表明，具有微柱的 HDPE 表面在外部压力下表现出强大的 Cassie 浸渍润湿状态。所提出的微结构表面表面制造方法是开发液滴操纵和功能性仿生聚合物表面的合适候选方法。
在具有稳健超疏水润湿状态的聚乙烯表面制造仿生水钉扎微结构
1 . 沈阳航空航天大学机电工程学院，沈阳 110136 2 . 航空数字化制造工艺国防重点学科重点实验室，沈阳 110136 3 . 吉林大学工程仿生教育部重点实验室，长春 130022 摘要 应用热压技术，提出了一种简单、经济有效的方法来制造具有稳健超疏水润湿状态的微结构高密度聚乙烯 (HDPE) 表面。在热压过程中，柔性模板中的微网格和微凹槽被 PE 熔体填充。随后，在 PE 薄膜表面形成两级微结构。当 5 μL 水滴滴在该 PE 薄膜表面时，其接触角为 151.8˚±2˚，滚动角 > 90˚。计算出表面上的水钉扎能力，滚落角是指定水滴体积的二次函数。具体而言，由于表面的固体-蒸汽复合界面，HDPE 薄膜上出现了 356 μN 的水钉扎力。同时，自清洁和浸泡测试表明，具有微柱的 HDPE 表面在外部压力下表现出强大的 Cassie 浸渍润湿状态。所提出的微结构表面表面制造方法是开发液滴操纵和功能性仿生聚合物表面的合适候选方法。
聚乙烯基吡咯烷酮对聚乙烯二氟化物扩展的石墨纳米复合材料的结构发展，电气，热和润湿性能的影响
摘要：聚乙烯二氟（PVDF）扩展的石墨（EXGR）纳米复合材料已通过溶液混合和熔融加工方法制备。在存在聚乙烯基吡喃酮（PVP）的情况下，石墨纳米片（GNSS）在PVDF矩阵中的分散体增强，如田间发射扫描电子显微镜分析所暗示的，导致非常低的电溶解率（0.3 wt％EXGR）。X射线衍射，傅立叶变换红外光谱和差异扫描Calorim-etry（DSC）分析证实了电活性伽玛和非极性α相的共存。与GNSS周围的PVP链包裹可降低PVDF-EXGR纳米复合材料中的结晶度，而DSC分析证明，与整洁的PVDF膜相比。热重分析证实，PVDF-EXGR纳米复合材料在500°C以上的热稳定性增强，主要归因于PVP辅助的GNSS分散体。与整洁的PVDF膜相比，溶液混合PVDF-EXGR纳米复合膜的水接触角在有或没有PVP的情况下增加。与溶剂铸膜相比，压缩式PVDF-EXGR纳米复合材料还表现出PVDF的电活性伽玛和非极性α阶段，其电导率的降低。
TI6AL4V和COCRMO合金之间体外细菌依从性的差异
摘要：假体联合感染是一个罕见的实体，但是从经济方面到卫生系统和患者的情感方面，它都认为高昂的成本。对经常参与联合假体涉及的不同材料的细菌依从性的评估使我们能够更好地了解此基础的机制，并为预防策略的未来发展提供信息。这项研究评估了四种不同物种（金黄色葡萄球菌，葡萄球菌表皮，大肠杆菌和铜绿假单胞菌）上的细菌依从性。在两种合金的样品中测量了地形，表面接触角和线性平均粗糙度。与两种合金表面的相互作用截然不同，COCRMO对所有物种都有汇总作用，在铜绿假单胞菌的情况下，具有额外的抗粘附活性。生存能力也会变化，cocrmo合金的显着降低（p <0.05）。在表皮链球菌的情况下，来自样品的上清液中的生存能力也不同，Ti6Al4V中的集型形成单元的降低，这可能与从表面释放的阳离子释放有关。超越粘附是一个多因素且复杂的过程，考虑到地形和润湿性相似，化学成分可能在观察到的不同特性中起主要作用。