DRAC 项目(文件编号为 001-P-001723)由欧盟区域发展基金在 2014-2020 年加泰罗尼亚 ERDF 运营计划框架内共同资助 50%,资助金额为 2,000,000.00 欧元,并得到加泰罗尼亚政府的支持。版权所有 2020 © 保留所有权利。
下一代航天器的最新进步使公众对地球以外的生活兴奋。但是,为了保护人类在敌对的空间环境中的健康和安全性,药物制造业和药物输送的创新值得紧急关注。在这篇评论/评论中,探索了空间中药品的当前状态,并伴随着外太空药物制造的未来的前瞻性外观。首先简要讨论与太空飞行相关的危害及其相应的医疗问题。随后,检查了当今的药物提供系统以支持深空探索的不可行性。评估了有关空间中药物临床效应改变的现有知识差距,并就如何进行太空中的临床试验提供了建议。提出了一个设想的现场生产和在太空中提供药物的模型,请参阅开发新兴技术(例如,在地球上开发的化学,合成生物学和3D打印),可以适应外物外使用。本综述以批判性分析对促进采用这些技术所需的监管考虑因素进行了批判性分析,并提出了可以执行这些技术的框架。这样做,该评论旨在激发有关深空探索的药物需求的讨论,以及有关如何满足这些需求的策略。
量子计算机有多种架构,主要包括基于离子阱、超导、光子学和电子的量子计算机。与其他架构相比,离子阱量子计算机的主要优势在于其量子比特相干时间长,门保真度高 [2]。用于量子计算应用的离子阱主要有两种。第一种是三维线性保罗阱,传统上是将四根导电棒平行放置成方形。两根相对的棒接地,而另外两根棒施加射频信号。然后可以将一串离子捕获在这四根棒的中间。这些设备具有深捕获电势,但体积较大,难以扩大捕获离子量子比特的数量 [2]。人们尝试使用传统半导体技术制造三维离子阱;然而,该过程耗时长,并导致其他问题,例如光学性能差
电化学储能技术的进步推动了对电池安全性能和小型化的需求,这就需要适用于片上微电池技术的易于加工的聚合物电解质。然而,聚合物电解质的低离子电导率和较差的可图案化能力阻碍了其在微型设备中的应用。在此,我们用锂盐改性聚环氧乙烷(PEO)作为基质材料,得到可图案化的锂离子聚合物电解质。由于高度非晶态和通过混合效应更多的锂离子传输途径以及环氧数量增加,所得样品的离子电导率与50°C下的SU-8样品相比提高了一个数量级,达到2.9×10-4S·cm-1。改性后的 SU-8 具有良好的热稳定性(> 150 °C)、机械性能(弹性模量为 1.52 GPa)以及 4.3 V 的电化学窗口。制造并测试了半电池和微型设备,以验证微型片上电池的可能性。所有这些结果都证明了将片上电池与微电子集成是一种有前途的策略。
这项研究介绍了一种新颖的解决方案,用于设计结构化催化剂,将单件3D打印与单原子催化整合。结构化催化剂在工业过程中广泛使用,因为它们提供了最佳的质量和传热,从而导致更有效地使用催化材料。它们是使用陶瓷或金属物体制备的,然后将其洗净并用催化活性层浸渍。但是,这种方法可能导致后者的粘附问题。通过采用光聚合印刷,稳定而活跃的单原子催化剂直接形成了独立的单件结构材料。本研究中采用的表征方法的电池可以证实催化活性物质的均匀分布和材料的结构完整性。计算流体动力学模拟用于证明结构化体内的动量传递和光分布增强。材料在连续流化的苄醇对苯甲醛的连续光催化氧化中进行了最终评估,这是准备生物质衍生的构建块的相关反应。本文报告的创新方法是生产结构化的单原子催化剂,可以规定传统合成方法的复杂性,可扩展性和效率提高,并突出了3D打印在催化工程中的变革性作用,以革新催化剂的设计。
我专注于在原子层面控制、理解和引导材料特性的整体愿景。这使得能够智能设计和制造具有针对特定应用的属性的材料。我采用多学科方法解决现实世界的问题,结合设计和制造用于有针对性应用的纳米材料的能力,以及先进的光谱工具,以充分了解这些材料的功能。这种方法已被用于在许多领域生成功能性纳米材料,包括:氧化还原液流电池 [ 1 ];用于气体传感的多功能一维金属纳米线阵列 [ 2 ] 和纳米颗粒催化剂 [ 3 ]。在利兹大学,我建立了一个面向工业的研究小组,将这种独特的方法应用于工业挑战,并与许多领域的多家公司合作,包括非均相催化剂的特性和开发、连续纳米颗粒合成以及自动化和高通量制药和农用化学品制造。通过利用连续流平台和自动化,可以利用性能导向优化来以前所未有的效率改进流程,从而缩短开发时间并促进规模扩大。具体来说,从纳米材料的角度来看,这涉及纳米颗粒系统的制造和使用,但这种方法可以用于化学的其他领域,例如制药工艺开发。本次演讲将概述该小组在制造方法和纳米材料系统应用方面取得的一些最新进展。参考文献
自 20 世纪 50 年代以来,全球已生产了 83 亿吨 (Bt) 原生塑料,其中约 5 Bt 已作为废物堆积在海洋和其他自然环境中,对整个生态系统构成严重威胁。显然,我们需要可持续的生物基替代品来替代传统的石油衍生塑料。迄今为止,由未加工的生物材料制成的生物塑料存在异质和非内聚性形态的问题,这导致其机械性能较弱且缺乏可加工性,阻碍了其工业化应用。本文介绍了一种快速、简单且可扩展的工艺,可将原始微藻转化为自粘合、可回收、可在家庭堆肥的生物塑料,其机械性能优于其他生物基塑料(如热塑性淀粉)。经过热压,数量众多且具有光合作用的藻类螺旋藻会形成具有黏性的生物塑料,其弯曲模量和强度分别在 3-5 GPa 和 25.5-57 MPa 范围内,具体取决于预处理条件和纳米填料的添加。这些生物塑料的可加工性以及自熄性使其成为消费塑料的有希望的候选材料。机械回收和土壤中的快速生物降解被证明是报废选项。最后,从全球变暖潜力的角度讨论了环境影响,强调了使用螺旋藻等碳负性原料制造塑料的好处。
三维 (3D) 打印,也称为增材制造 (AM),在可定制和高精度部件的制造方面经历了快速发展阶段。得益于 3D 打印技术的进步,现在可以将细胞、生长因子和各种生物相容性材料一起打印成任意复杂的 3D 支架,这些支架在结构和功能上与天然组织环境具有高度相似性。此外,光学 3D 打印方法在成型效率、分辨率和适用材料选择方面具有压倒性优势,无疑已成为组织工程 (TE) 中支架制造最合适的方法。在本文中,我们首先全面、最新地回顾了当前用于支架制造的光学 3D 打印方法,包括传统的基于挤压的工艺、选择性激光烧结、立体光刻和双光子聚合等。具体来说,我们回顾了光学设计、材料和代表性应用,然后进行了制造性能比较。重要指标包括制造精度、速率、材料和应用场景。最后,我们总结并比较了每种技术的优缺点,以指导光学和 TE 社区的读者在不同的应用场景下选择最合适的打印方法。
抽象的水凝胶微球是一种新型的功能材料,引起了各种田间的关注。微流体是一种控制和操纵微米尺度的流体的技术,由于其能够产生具有控制的几何形状的均匀微球,因此已经成为一种有前途的水凝胶微球来制造水凝胶微球的方法。通过微流体设备的开发,可以构建具有多个结构的更复杂的水凝胶微球。本综述概述了设计和工程水凝胶微球的微孔进步。首先要引入水凝胶微球和微流体技术的特征,然后讨论用于制造微流体设备的材料选择。然后描述了用于单组分和复合水凝胶微球的微流体设备的进展,还提供了优化微流体设备的方法。最后,这篇综述讨论了将来微流体物质在水力微球中的关键研究方向和应用。