可以通过一种新型的“增材制造 - 压缩成型”技术来实现用短碳纤维增强的高性能热塑性复合材料。这种组合的优势是两倍:添加剂制造中的受控纤维取向,通过压缩成型含量较少。在这项研究中,已经开发了一个计算流体动力学模型,以预测纤维增强的热塑性挤出和随后的压缩成型过程中印刷层的行为。使用简单的二次闭合模型对纤维方向进行建模。使用旋转扩散系数包括纤维之间的相互作用,该系数在浓缩方案中变得显着。最后,第二等级方向张量与动量方程作为应力项的各向异性部分。研究了印刷层中不同纤维取向的影响,以确定随后经历压缩成型的链中的有利印刷场景。开发的数值模型可以设计具有可调机械性能的高性能复合材料。
我们研究了用于航空航天应用的不同纤维取向的单向增强碳-碳复合材料的疲劳开裂行为。通过数字图像相关 (DIC),现场记录全场位移,捕捉循环载荷过程中应变局部化的演变。DIC 位移场进一步用于通过正交各向异性本构关系的回归分析确定裂纹驱动力。显微计算机断层扫描 (micro-CT) 扫描揭示了损伤微观机制的竞争性质,例如孔隙聚结、纤维桥接等,用于推进裂纹。断裂表面的电子显微镜检查揭示了广泛的纤维/基质界面脱粘和纤维拔出,这主要是对抗循环开裂的影响。在足够的进展后,除非施加的载荷进一步增加,否则循环裂纹扩展本质上是自停止的。这种行为的起源归因于:(a)由于复合材料弹性模量不断下降导致驱动力降低;(b)由于尾流中普遍的纤维桥接和拉出导致的阻力牵引导致损伤阻抗增强。
在精确医学领域中,制造技术的进步对于增强医疗设备的能力,例如纳米/微型机器人,可穿戴/植入的生物传感器以及芯片系统,这些功能对于准确获取和分析患者的物理病理学信息和患者特种治疗。静电纺丝在高级医疗设备的工程材料和组件中具有巨大的希望,这是由于展示了纳米材料科学发展的能力。尽管如此,诸如有限的组成品种,不可控制的纤维取向,融合脆弱的分子和细胞的困难以及低生产有效性等挑战阻碍了其进一步的应用。为了克服这些挑战,已经探索了先进的静电纺丝技术来制造功能复合材料,精心策划的结构,生活结构和扩大规模的制造。本综述深入研究了静电纺丝技术的最新进展,并强调了它们在介绍常规电纺丝技术的基本信息之后,在彻底改变精确医学领域的潜力,并讨论当前的挑战和未来的观点。
聚合物基质复合材料由于其独特的机械和物理特征,已成为各种行业(例如汽车,航空航天和海洋行业)的创新结构的材料。这些复合材料的可加工性对材料的性能有很大影响。聚合物复合材料的可加工性在很大程度上取决于增强/填充物复合材料。本审查论文就其机制和加工响应而言,对强化和功能填充剂对聚合物基质复合材料的加工的影响进行了精确审查。这包括纤维方向和纤维/填充物对聚合物复合材料的加工响应的影响。此外,已经回顾了不同的加工过程和性能能力聚合物复合材料。全面的综述显示了聚合物复合材料的机械性能和可加工性受到纤维取向的影响。此外,发现纤维和填充剂的物理特性,尺寸,长度,直径和填充剂的分散剂会影响形成的聚合物复合材料的可加工性。在结论中,提供了对未来的结果和预测的详尽评估,这可能有助于将来进一步发展这种加工技术。
简介:人们越来越有兴趣开发使用扩散 MRI 纤维束成像分析活体整个人脑结构连接的方法和模型。这些分析依赖于连接组重建的稳健性和生物学准确性;不幸的是,许多方法因素都会影响这种重建(以及任何衍生的测量值),甚至包括播种策略 [1] 。部分原因是在流线纤维束成像中,轨迹是彼此独立生成的,因此大脑中的特定通路可能相对于底层生物学被过度定义或定义不足。在这里,我们提出了一种全脑纤维追踪数据的后处理滤波器,以补偿这种方法偏差。方法:Raffelt 等人 [2] 的模拟结果表明,使用球面反卷积产生的纤维取向分布 (FOD) 中每个峰的幅度与与该峰对齐的体素内轴突的细胞内体积分数成正比。因此,如果全脑纤维追踪的结果是对底层神经元轴突结构的完美重建,则高角度分辨率空间中的轨迹密度应与 FOD 峰值的方向和相对幅度相对应。因此,我们可以构建一个简单的成本函数:
纳米纤维素是指纳米级至少具有一个维度的纤维素材料。It is the most abundant natural polymer on Earth, extracted from plants termed plant cellulose ( Yadav et al., 2021 ), produced by microbial cells called bacterial cellulose (BC) or bacterial nanocellulose (BNC) ( Ul-Islam et al., 2021 ), and synthesized enzymatically such as by the cell-free enzyme systems, named as bio-cellulose ( Ullah等人,2015年; Kim等人,2019年)。在过去的几十年中,纳米纤维素的不同形式,包括纤维素纳米晶体(CNC),纤维素纳米纤维(CNF)和BNC,由于其丰富性,可再生和物理上的高表面和物理性能,并引起了人们对创新材料的发展的极大关注亲水性,可可性,多功能性和出色的生物学特征(生物相容性,生物降解性和无毒性)。可以通过添加其他天然和合成聚合物,纳米材料,粘土和其他材料以及通过掺入其他官能团(例如肽)来调整这些特性(Malheiros等,2018)。与CNC和CNF不同,可以通过改变产生纤维素的微生物细胞的生长和培养条件来调整BC的结构特征(Ullah等,2016)。纳米纤维素的表面化学,孔隙率,纤维取向和物理结构可以在宏观,微观甚至纳米级进行控制。此外,纳米纤维素还具有有限的生物相容性和光学透明度。以凝胶,薄片,膜,膜,膜,颗粒,纤维,纤维,纤维,纸张,管子,胶囊,海绵,层压和涂料的新颖和涂料的新颖和涂料应用在食品中(Cazón和Vázón和Vázquezquezquez,20221; Du等人,2019年),伤口敷料(Mao等,2021; Wang等,2021),药物输送(Li等,2018; Raghav等,2021),3D印刷的生物联系(McCarthy等人(McCarthy等)(McCarthy等,2019; 2019; Fourmann et al。,2021年),远处的远处(Fareenge),远处的Shereng al al al an。 Al。,2019年),膜过滤器(Yuan等,2020),纺织品(Salah,2013),柔软的显示器(Fernandes等,2009),面罩(Bianchet等,2020)等。全球环境降解问题,自然能源的耗尽,与健康相关的问题和其他人类需求极大地将与材料相关的研究推向了从可再生资源(即纤维素,半纤维素,木质素,木质素)和微生物(即(I.E)(即bnc,bnc)进行材料的材料的材料(即纤维素,半纤维素,木质素),用于使用各种聚合物材料的使用。尽管从此类来源获得的纳米纤维素具有独特的特征,但它不具有抗菌活性,抗氧化活性,电磁特性和催化活性等特征,这是其专业应用所需的。植物纤维素虽然廉价来源,但需要复杂的提取程序和合成后处理