根据Holmberg等人最近的研究,重型车辆的发动机、变速箱、轮胎、辅助设备和制动器的摩擦消耗33%的燃料能量[1],汽车中的摩擦消耗28%的燃料能量[2],整个造纸厂摩擦消耗的能量占15-25%[3]。因此,人们进行了多次尝试,引入各种方法来克服摩擦。润滑被公认为减少摩擦和磨损最有效的方法之一[4]。润滑油添加剂对润滑性能有重要的影响。这些添加剂是活性成分,可以在混合过程中添加到基础油中,以增强基础油的现有性能或赋予基础油所缺乏的新特性[5-6]。在现代工业中,对机械寿命和效率的不断增长的需求刺激了对性能更好的润滑油添加剂的研究。在过去的几十年中,过渡金属二硫属化物MX 2 (M=Mo、W、Ti、V、Nb和Ta,X=S、Se) 因其独特的结构和优越的性能而引起了人们的极大关注。众所周知,过渡金属二硫属化物具有由XMX层堆叠而成的夹层结构。各层之间仅靠范德华力松散地结合,易于分裂,
石墨烯及相关材料石墨烯及相关材料包括单层石墨烯 (SLG)、双层石墨烯 (BLG)、多层石墨烯 (MLG)、氧化石墨烯 (GO) 及其与金属、聚合物和陶瓷的复合材料[Pasricha, R. 等人,一种基于 Ag-石墨烯的纳米复合材料的简便新型合成方法。Small (2009) 和 Ferrari, AC 等人,石墨烯、相关二维晶体和混合系统的科学和技术路线图。Nanoscale (2015)]。石墨烯是一种 sp2 键合材料,其碳原子排列成六边形结构。SLG 是一种零带隙材料,因为 π 和 π* 带在狄拉克点相切。在狄拉克点,石墨烯电子的行为类似于无质量费米子,这导致其具有高导电性和迁移率。石墨烯是有史以来测试过的最坚固的材料之一;它表现出高导热性和润滑性。此外,以 AB 配置堆叠两个 SLG 层可生成 BLG,而 MLG 则包含多个堆叠在一起的 SLG。石墨烯的电子结构会随着层数的增加而变化,从而改变其性质。GO 是一种含有多个功能部分的氧化物石墨烯片。与石墨烯不同,GO 具有
表面工程是一个多学科领域,侧重于修改和增强材料表面的特性,以实现所需的功能和性能。它包含了一系列旨在改变材料表面特征而不显着影响其批量特性的技术和过程。表面工程的目的是改善属性,例如硬度,耐磨性,耐腐蚀性,生物相容性,润滑性和电导率等。摘要探讨了表面工程的基本原理,技术和应用。首先要强调各个行业和技术进步的表面特性的重要性。摘要然后讨论表面工程中采用的不同方法,包括物理和化学过程,例如沉积,扩散,离子植入和通过涂层或表面处理。抽象探讨了表面分析技术评估和表征修饰表面的重要性。它强调使用高级分析工具,例如扫描电子显微镜,X射线衍射,原子力显微镜和表面经量仪来研究表面形态,化学组成和机械性能。摘要还展示了各个部门的表面工程的广泛应用,例如航空航天,汽车,电子,生物医学和能源行业。抽象强调了表面工程作为一个关键领域的重要性,弥合了材料科学与工程之间的差距。它突出了表面工程在改善符合极端条件,增强产品功能和启用新技术的组件的性能和耐用性方面的作用。它展示了如何操纵材料的表面特性如何导致各个行业的重大进步,最终推动创新和技术进步。
使用来自木质纤维素生物量(LCB)的润滑性微生物脂质生物填料生成发酵生物能源(即生物柴油)代表了创新的第二代燃料生产技术。这些脂质主要是细胞内甘油三酸酯,在预处理和LCB的酶水解后,通过发酵中糖的代谢积累。This review investigates the recent advances in the microbial lipid production from LCB, focusing on the factors influencing the lead microbial lipid producers, different pretreatment methods ( i.e., physical, chemical, biological, and combined pretreatment), enzymatic hydrolysis approaches, novel bioprocessing strategies ( i.e., microbes-specific and fermentation model specific), and engineering techniques of the油脂微生物(即遗传和代谢改变)。这项研究表明,按照各种组合预处理方法,将润滑脂酵母掺入系统(称为分离的水解和脂质产生)时,可以合成更高量的脂质。有趣的是,CRISPR被发现是在遗传和代谢上以增加脂质合成的最合适的微生物的最合适方法。该研究还探讨了发酵脂质生产的经济可行策略,应对相关挑战,并概述了未来的方向,包括全面的技术经济和生命周期评估。本评论为LCB提供了对微生物脂质生产的宝贵见解,强调了通过正在进行的研究和开发工作进行大量技术和环境增强的潜力。©2024 Alpha Creation Enterprise CC by 4.0
基于电纺纤维的应变传感器由于网络构建和可量身定制的设计而广泛用于生物监测。但是,循环稳定性差和缺乏多模式仍然是主要问题。在这项研究中,采用了由MXENE,石墨烯纳米片(GNP)和纤维素纳米晶体(CNC)组成的3组分材料系统来解决多模式和敏感性短缺。MXENE和石墨烯纳米片(GNP)之间的杂化协同相互作用提供了高量表因子(400个为100%,在10%菌株时为76.1)。通过形成局部脆性区域,在较低的应变范围内提供了更高的电导率和灵敏度(低应变范围(低检测极限为0.25%,短响应时间为100 ms))。协同,具有较大侧向尺寸的GNP薄片促进了网络连接,易于滑动较大的应变和润滑性。另一方面,CNC粘合剂增强了成分之间的均匀性和界面氢键,从而导致了超过2,000个周期的理想循环能力。使用具有导电性添加剂的聚(苯乙烯丁二烯 - 苯乙烯)(SBS)底物来装饰聚(苯乙烯丁二烯 - 苯乙烯)(SBS)底物,这显着增强了导电涂层的均匀性。通过同时真空辅助过滤,该技术提供了更多的共形和深度纤维装饰,从而促进了多模态和灵敏度。发达的策略被证明可以有效地通过理想的身体整合和成功记录各种身体运动的传感器。
过渡金属二甲藻(TMD)涂层由于出色的摩擦学行为而吸引了巨大的科学和工业兴趣。范式示例是MOS 2,即使硒化合物和牙柳氏菌表现出了卓越的摩擦学特性。在这里,描述了通过将它们洒到涂有Mo和W薄片的滑动金属表面上的Operando转换为润滑2D Selenides中的创新性。先进的材料表征证实了含有硒化物的薄摩擦膜的贸易化学形成,将摩擦的系数降低至周围空气中的0.1以下,通常使用完全配方的油达到水平。从头算分子动力学模拟揭示了原子机制,从而导致剪切诱导的纳米植物的硒化单层合成。使用SE Nanopowder提供热稳定性,并防止在真空环境中产生膨胀。此外,在接触界面中普遍存在的条件下,SE纳米圆的高反应性产生了高度可重现的结果,这使其特别适合补充带有固体润滑剂的滑动组件,避免了由环境分子引起的TMD-润滑性脱落的持久问题。建议的直接方法展示了一种非常规且聪明的方法,可以合成Operando中的TMD并利用其摩擦和减轻磨损的影响。
通过合并生物处理方法(CBP)方法使用第二代原料的项目生产项目生产的标题项目摘要全球范围内快速发展和人口增长迫使人们依靠化石燃料的利用。这增加了全球对化石燃料的耗竭和需求,温室气体,石油污染的水以及其他环境问题的持续增长。为了克服上述能源环境问题,化石燃料正在用可再生生物燃料代替。例如,可以通过酯交换剂来代替从化石燃料衍生的柴油(植物油,微生物油等)产生的生物柴油,以实现可持续性。最近使用润滑性微生物生产第三代生物柴油,以实现高可持续性和对能源的需求。这项建议的工作旨在通过合并生物处理(CBP)技术使用第二代原料生成第三代生物柴油。第二代原料,例如源自作物残基和森林残基的木质纤维素生物量,廉价,丰富且环保。木质纤维素生物量可被微生物用作生产生物燃料的碳源,以获取循环经济以实现全球可持续性。由于其顽固性,异质性和结构复杂性,木质纤维素生物量的转化和分解是一个多步骤且困难的过程,包括预处理,糖化和发酵。拟议的研究包括以下目标;在这种情况下,CBP将通过结合单个生物反应器中的酶产生,酶促化和发酵的过程来成为一种有前途的技术,以使用微生物的特定组合来积累最大的脂质。
随着深度钻孔的增长和井文件的复杂性,对生产地层的更完整和有效的开发的要求增加,这增加了各种并发症的风险。当前,基于经过修饰的天然聚合物(自然存在的化合物)和合成聚合物(SPS)的试剂是工业上创建的聚合物化合物的合成聚合物(SPS),被广泛用于防止钻探过程中的新兴并发症。但是,与经过修改的天然聚合物相比,SPS形成了一个高分子重量化合物的家族,这些家族通过进行化学聚合反应完全合成。sps在其设计中提供了很大的灵活性。此外,可以调整它们的大小和化学成分,以提供几乎所有钻孔流体功能目标的特性。可以根据化学成分,反应类型及其对加热的反应进行分类。但是,由于其结构特性,某些SP的成本高,温度和耐盐性水平较差,并且在温度达到130 C时开始降解。这些缺点阻止SP在某些中和深井中使用。因此,本综述介绍了历史发展,特征,制造方法,分类以及SPS在钻孔流体中的应用。详细解释了SPS作为添加剂对钻孔流体的贡献,以详细解释流变学,填充物的产生,携带插条,流体润滑性和粘土/页岩稳定性。还描述了将SP添加到钻孔流体中时所实现的机制,影响和进步。还讨论了SPS在钻探流体中部署及其优势和缺点时遇到的典型挑战。经济问题也影响SPS在钻探流体中的应用。因此,评估了最相关的SP的成本以及合成中使用的单体的成本。SPS在钻孔流体中的环境影响及其制造工艺以及旨在减少这些影响的SP处理方法的进步以及其制造过程。提供了所需的未来研究解决SP财产和性能差距的建议。©2023作者。Elsevier B.V.的发布服务代表KEAI Communications Co. Ltd.这是CC BY-NC-ND许可证(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/ 4.0/)下的开放访问文章。
Session Chair: Ilia T. Bagov, Karlsruhe Institute Of Technology, Karlsruhe, Germany Session Vice Chair: Shuangbiao Liu, Northwestern University, Evanston, IL 8:00 - 8:40 am 4210708: Tribo-Informatics: The Systematic Fusion of AI and Tribology Zhinan Zhang, Nian Yin, Xin Wang,中国上海上海何兴大学;犹他州大学的Shuaihang Pan,AI的UT进步犹他州大学,已大大提高了我们计算,设计,模拟和测试摩擦系统的能力。Tribo-Infrymatics将摩擦学与有效研究的信息学结合在一起,重点介绍了摩擦系统中的五个关键信息类型:输入数据,系统属性,输出数据,摩擦学数据和衍生状态信息。它使用传统的数据处理和高级机器学习技术,例如线性回归,高斯模型,支持向量机和随机森林。本研究探讨了AI在摩擦学各个方面的应用,从组成级摩擦学系统到智能摩擦学系统。案例研究将说明底环信息学的实际实施。通过使用信息技术,可以降低摩擦系统的复杂性,并且可以缩短研究时间表,从而促进摩擦学创新。8:40-9:00 AM 4199278:AI驱动的快速预测弹性水力动力学润滑的接触Max Marian,Max Marian,Josephine Kelley,Josephine Kelley,Leibniz Hannover,Hannover,Hannover,Hannover,Hannover,德国,德国润滑的托架 - 接触预测对机械性能的预测至关重要,但它仍然是机械性能,但它仍然是复杂的,并计算了IT的复杂性和计算。学习的功能负责映射非线性过渡人工智能(AI)和机器学习(ML)技术提供有效而准确的解决方案。本演示文稿探讨了ML算法,尤其是人工神经网络,用于建模润滑的底环接触行为。一个重点是弹性水动力润滑(EHL)接触,其中经过大量的数值生成数据训练的ML算法有效地使用润滑性属性和操作条件等输入参数有效地捕获复杂模式。这允许在更高级别的机器元素或整个驱动器系统的更高级别系统模拟中简化EHL接触条件的详细信息。在演讲中,我们演示了基本的建模方面以及预测滚动摩擦和滑动摩擦以及圆柱辊轴承中电容的示例用法。9:00 - 9:20 am 4188903: Symbolic-Regression Based Extended Hertz Theory of Coated Bodies Brian Delaney, Shuangbiao Liu, Q. Jane Wang, Northwestern University, Evanston, IL This work presents an application of symbolic regression to extend Hertz theory toward coated bodies through new functions of the ratio of Young's modulus of the coating to that of底物(E)和非二维涂层厚度(H)。赫兹理论可以在未涂层的身体或涂层厚度足够大的涂层厚度的情况下预测两个渐近接触性能值(最大接触压力,接触半径和接触接近)。构建了E和H的接触性能函数,并通过符号回归获得了参数。
This is the annual report of the Imperial College Consortium on Pore-Scale Modelling and Imaging.At our project meeting we will highlight the progress we have made over the last year as well as presenting plans for the future.Our activities have continued to grow this year – indeed we now have over 20 researchers in the group.现在,从孔到田间尺度,我们在氢存储方面做出了巨大的集成努力,并继续强调机器学习。我们还继续在传统的二氧化碳存储区域工作,同时追求与制造多孔材料设计有关的新想法。Our overall theme is to study flow in porous media with application to the energy transition.The highlight of 2024 for me was my election as a Fellow of the Royal Society.这是一项巨大的荣誉,反映了我多年来有幸与之合作的许多出色的博士学位学生,博士后和其他同事的辛勤工作,想象力和奉献精神。Linqi Zhu who left in 2023 is now back at Imperial as a post-doc supervised by Gege Wen who is a new lecturer in the department.他的研究利用了我们必须构建机器学习模型的大型数据集,以预测和解释多相流,尤其是为了充分利用时间分辨的同步加速器图像。He works closely with Menglu Kang, who is a new visitor from China.In return, two of our visitors – Yang Gao and Gang Luo – have now left, and Shanlin Ye is due to return to China early this year.We no longer prepare a separate written report.faisal aljaberi已从阿联酋的哈利法大学拜访了我们,正在研究改进方法,以计算孔隙尺度图像的曲率和接触角,并使用结果改善我们的网络建模代码中的可润滑性表征。我们欢迎了几位新的博士生:奥拉南·阿里亚里特(Oranan Ariyarit),她将在油田中学习二氧化碳存储,并将其应用于其本地泰国的项目; Mohammed Bello who will work on reactive transport; Sasha Karabasova who is studying rate-dependent effects in flow in porous media through direct numerical simulation; and Yuxi Liang, who has transferred from Civil Engineering and is developing a pore-scale model of salt precipitation in carbon dioxide storage.As a matter of routine practice, we now make all our publications – with associated codes and data – open access.而不是整理一些论文,而是简单地提供了我们最近工作的DOI链接:这样,您可以从我们在2024年发表的大量材料中阅读您的任何兴趣。作为一开始,可以阅读一篇文章发表在《新室间杂志》首发中的文章,该文章对多孔媒体的研究需求提出了能源过渡的研究:这为未来几年中的工作提出了愿景。Of course, we have many more results and ideas to present; these will be discussed at the meeting itself.