1920-2020 - 一个世纪的聚合物和有机材料!有机材料由于碳基化合物的不同现有分子结构的巨大财富而导致其物理性质的巨大变化。这种众多属性的结果是,可以通过使用现代合成方法来旨意控制有机材料的功能和使用有机材料,从而实现许多先进的应用程序,这些应用仅几十年前就属于幻象领域。在本讲座中,将针对不同类型的(高级)合成和天然(大分子)有机材料讨论分子结构 - 特性关系,包括人造的聚合物,纳米颗粒,可降解的聚合物,聚合物涂层和新颖的加工方法,例如。3D打印。我们还将讨论聚合物和塑料以及潜在可持续替代品的生命终止。课程始于聚合物科学的史以及奇特的摩尔质量和摩尔质量分布,固有的合成和某些天然聚合物。摩尔质量的确定是所有有机材料的关键因素,并将涵盖为即将到来的主题的基础。方法将进行处理,该方法允许材料工程师根据分子结构定量估计物理特性。处理对结构(纹理)的影响以及对性质的影响(涂层,加工技术以及合成方式)。聚合物的一个特殊优势与它们的易用性对不同功能的最常用工业聚合物的主要类别的描述和比较将补充本课程。除了单组单相系统,聚合物混合物(混合物),块共聚物,组件和聚合物复合材料外,还将讨论。这些材料允许将单个成分的有用特性结合在一个系统中,并实现有针对性的改进特性。将处理聚合物的多组分相图的物理原理,以及块共聚物中的微相分离。
1920-2020 - 一个世纪的聚合物和有机材料!有机材料由于碳基化合物的不同现有分子结构的巨大财富而导致其物理性质的巨大变化。这种众多属性的结果是,可以通过使用现代合成方法来旨意控制有机材料的功能和使用有机材料,从而实现许多先进的应用程序,这些应用仅几十年前就属于幻象领域。在本讲座中,将针对不同类型的(高级)合成和天然(大分子)有机材料讨论分子结构 - 特性关系,包括人造的聚合物,纳米颗粒,可降解的聚合物,聚合物涂层和新颖的加工方法,例如。3D打印。我们还将讨论聚合物和塑料以及潜在可持续替代品的生命终止。课程始于聚合物科学的史以及奇特的摩尔质量和摩尔质量分布,固有的合成和某些天然聚合物。摩尔质量的确定是所有有机材料的关键因素,并将涵盖为即将到来的主题的基础。方法将进行处理,该方法允许材料工程师根据分子结构定量估计物理特性。处理对结构(纹理)的影响以及对性质的影响(涂层,加工技术以及合成方式)。聚合物的一个特殊优势与它们的易用性对不同功能的最常用工业聚合物的主要类别的描述和比较将补充本课程。除了单组单相系统,聚合物混合物(混合物),块共聚物,组件和聚合物复合材料外,还将讨论。这些材料允许将单个成分的有用特性结合在一个系统中,并实现有针对性的改进特性。将处理聚合物的多组分相图的物理原理,以及块共聚物中的微相分离。
摘要钢铁行业产生的各种废物,该矿石一直是最被回收和回收的对象。Alto-Forno炉渣在回收中得到了很好的定义,但是,动作的矿渣反过来已经发现很难被正确享受,尤其是在其巨大的基本性方面。根据巴西钢铁学院的数据,2011年至2020年之间在巴西的钢铁生产约为3.37亿吨。这平均产生了约4000万吨的Scum Scoria。在当前工作中,提出了在构造中使用范围范围的可行性。由于其化学不稳定性和可降解的物理结构,钢的Scoria被认为是钢制造的残留物和该过程的副产品,因此不建议直接在建造中进行直接使用,因为其降解,膨胀性和低电阻会损害最终产品的稳定性。为此,开发了浮渣治疗分析,其中进行了氢氧化和碳化过程。测试以评估捕获烟雾2的方法,并将氧化物(CAO,MGO)稳定到aciaria的浮渣中,将它们变成碳酸盐,改善其化学和物理稳定性,从而实现这种废物的再利用和可回收性。关键字:钢渣;炉渣的碳酸化;绑架碳;钢废物的回收;生态结构。钢铁制造商简介钢生产过程中产生的炉渣大部分被丢弃。该矿渣主要由氧化钙(CAO)组成,当暴露于环境时,在这种形成的氢氧化钙中与水分反应,CA(OH)2。像CA(OH)2一样,耐药性比CAO本身较低,并且在形成时会导致炉渣膨胀,这种化学现象会导致机械耐药性下降,并使该材料用于构造。因为他们必须丢弃这些
摘要这项研究研究了源自车前草皮(Musa Paradisiaca L.)(PPB)和箭头根果皮(Maranta arundinacea)(APB)(APB)及其共聚物(COP)的生物基聚合物的开发,作为非结构合成聚合物的可持续替代品。可生物降解的聚合物提供独特的物理,化学,生物学,生物力学和降解性能,使其与环保应用高度相关。在这项工作中,PPB,APB和COP是通过物理化学分析合成和表征的,包括水分含量的确定,土壤埋葬性降解性测试以及各种仪器技术:X射线衍射(XRD),傅立叶衍射(XRD),傅立叶红外(FTIR),扫描电子显微镜(SEM)和THERMOMIMIMIMET(TGA)(TGA)(TGA)(TGA)(TGA)(TGA)(TGA)(TGA)(TGA)。通过在样品(20、15、10和5cm³)之间改变甘油含量,观察到水分含量的降低,值范围为35.70%至20.13%。30天的土壤埋葬测试显示,PPB的体重显着减轻,APB(2.17%)和COP(1.51%)的中等降解。XRD分析表明在所有样品中均存在无定形相,而FTIR光谱确认了特征官能团(OH,C-H,C = O,C = C,-CH 3和C-O),与成功的聚合物形成一致。TGA结果表明,在APB> PPB> COP的顺序下,热稳定性随甘油含量而降低。具有5cm³甘油的样品的SEM图像在APB和PPB中显示出空隙和裂缝,而COP表现出更平滑且更均匀的表面,描述了增强的界面相互作用和兼容性。关键字:箭头果皮,车前草皮,生物聚合物,甘油和淀粉。这些发现表明,生物聚合物COP提供了增加的水分吸收和出色的表面特征,并增强了生物降解性,这使其成为需要可持续和可降解材料的行业中生态友好应用的候选人。
3萨奇大学教授,印第安纳州452020,印度,由于人类的日常施用中的常规塑料产品过度使用,并且根据可获得的数据,只有9-10%的数据是从生产的日期中回收的,堆肥塑料,可堆肥的塑料,例如多乳酸(pla)和多种脂肪(butylene adipate-co-co-co-co-co-co-sereprate)(pbat)(PBAT)由于其生物学上可降解的特性,它是常规塑料的替代方法。这些塑料提供碳循环的圆形性。但是,每个人都有优势和缺点。PLA和PBAT是进行了几项研究的聚合物。这两种聚合物的化合物已经进行了有或没有链扩展器的准备,并且特性是研究。现在已经合成了许多可堆肥和可生物降解的聚合物,无论其单体根,无论是自然的还是化石碱。新开发的聚合物聚丁烯琥珀酸酯(PBS)也因其独特的特性而引起了制造商的注意。因此,PLA/PBAT/PBS的三元混合物在相位形态及其物理特性方面非常有趣,同时提供堆肥实践。在这项工作中,我们准备了不同的PLA/PBAT/PBS的混合物,或者不使用链条扩展器和碳酸钙作为填充剂。研究已在吹制薄膜挤出机上进行评估,以评估加工性。关键字:PLA-聚乳酸,PBAT-聚(丁基脂肪 - 蛋白甲酸酯),PBS -PBS-聚丁烯琥珀酸酯,CE - 链扩展器1。简介聚(丁基琥珀酸酯)(PBS)还报道了新开发的可生物降解聚合物之一,以增加基于PLA/PBAT的混合物的延展性。有趣的是,发现PLA/PBS与PLA矩阵的混合物被发现使它们对于制作二次包装的膜有趣。此外,研究由PLA,PBAT和PBS组成的三连续混合物/化合物的研究表明,具有与聚(乙烯)类似的特性的生物基相混合的有希望的有望[1-2S]。由于相分布,很难控制制造。更有希望。如今,已经开发了从生物质生产琥珀酸的植物,很快将完全由可再生能源生产[2]。此外,PBAT可能是可续签的,因为它的单体之一,现在可以从自然资源中获得1,4丁烷二醇[3]。使用可堆肥塑料生产柔性膜可能尤其重要,因为它们
摘要:谷物中存在的霉菌毒素是全球问题,是产生真菌的霉菌毒素的结果。降低受污染谷物中这些真菌和霉菌毒素水平的策略是使用乳酸菌(LAB)或杆菌属,这些乳酸细菌或杆菌属可降解或结合毒素。在这项研究中,实验室和芽孢杆菌属。 从霉菌毒素污染的小麦颗粒中分离出,并与其他植物衍生的菌株一起进行了针对fus虫的抗真菌筛查。 此外,还筛选了这些菌株的降低Zearalenone(Zea)和脱氧烯醇(DON)的能力。 最后,通过使用可行和死细胞,细胞提取物和上清液分析毒素还原来研究最有希望的微生物的作用方式。 在212种测试菌株中,有70个表现出较高的抗真菌活性,42个具有排毒超过90%Zea的能力,即扁桃体芽孢杆菌(19),B。Megaterium(13)和Brevis(10)。 没有测试的菌株能够减少DON。 无法完全阐明Zea还原的作用方式。 死细胞(<20%)或细胞提取物或上清液都不能以高量减少Zea,这排除了高结合能力和细胞内或细胞内酶的参与。在这项研究中,实验室和芽孢杆菌属。,并与其他植物衍生的菌株一起进行了针对fus虫的抗真菌筛查。此外,还筛选了这些菌株的降低Zearalenone(Zea)和脱氧烯醇(DON)的能力。最后,通过使用可行和死细胞,细胞提取物和上清液分析毒素还原来研究最有希望的微生物的作用方式。在212种测试菌株中,有70个表现出较高的抗真菌活性,42个具有排毒超过90%Zea的能力,即扁桃体芽孢杆菌(19),B。Megaterium(13)和Brevis(10)。没有测试的菌株能够减少DON。无法完全阐明Zea还原的作用方式。死细胞(<20%)或细胞提取物或上清液都不能以高量减少Zea,这排除了高结合能力和细胞内或细胞内酶的参与。
高重复利率高平均值薄盘,平板和基于纤维的激光器由于其稳健的紧凑设计,出色的梁质量和可靠的功率稳定性1-8而变得越来越受欢迎。提供足够的峰值功率来触发各种非线性感兴趣的过程,但这些激光源提供了改善的信号噪声比和快速数据采集时间尺度。这对于打击凝结相光发射过程中的空间充电效应,改善低收益重合测量值或具有自然可降解样品9 - 17的实验至关重要。在这里,我们说明了由200-W泵源(来自Trumpf Scientific的Dira)驱动的超快红外OPCPA(来自Fastlite的Twinstarzz)的性能,以100 kHz的重复速度运行。OPCPA设计旨在满足一套超级光谱技术的一系列标准,从基于HHG的瞬态角度分辨光发射光谱(TR-ARPES)和X射线吸收光谱(TR-XAS)到时光液质式和Raman Spectrared和Raman spectrared和Raman Spectrrasepoppy。在带有固态样品的Tr-Apres中,每个脉冲发射的光电子数量受到空间电荷效应的约束,这限制了驱动脉冲的能量并影响数据统计数据。因此,更高的重复率激光器是有益的。同样,在TR-XAS中,从HHG驱动器18的中红外波长中访问元素X射线吸收边缘的利润。但是,该过程的转化效率低,因此得到了高度重复速率的平均HHG光子通量的帮助。振动光谱法通常需要激光的光谱可调性,以选择性地激发分子振动。在这方面,OPCPA设计的吸引力是可以调整激光光谱带宽,而无需诉诸复杂的脉冲拉伸和压缩,以适应实验的目的。虽然广泛的光谱覆盖范围允许在吸收光谱中访问扩展光谱过渡,但它限制了频率分辨技术中的能量分辨率,例如,在拉曼光谱中。另一方面,当不需要宽光谱覆盖时,减少光谱带宽的能力可以通过将激光能将激光能量浓缩到“有用”带宽中来增加光谱亮度。为了满足不同的实验要求,OPCPA旨在在(1)可调的红外光谱模式之间互换操作,(2)可调的拉曼光谱模式和(3-4)两个
20 世纪最后 25 年,一方面新材料和新工艺取得了突破性进展,另一方面,为了满足日益复杂的技术,人们对新奇、可定制、可集成和可适应的材料的需求也随之增加。21 世纪前 25 年,数字化和可持续性分别成为未来技术的驱动力和轨道。不可否认,技术史建立在材料的进步之上。与此同时,过去所有的技术革命浪潮都是由资源过度开发所驱动,导致废物量不断增加和排放有增无减。因此,技术进步的目标,进而材料研究的目标,本质上是相互冲突的。在这里,转化研究的作用是找到优化的解决方案。过去几十年来,出现了大量新材料(如纳米材料、金属玻璃、高熵合金、生物材料、生物可降解聚合物、功能陶瓷、稀土、半导体材料、智能及自适应材料等)和新工艺(如氢基加工技术、非平衡加工、自下而上加工、自组装等)。与此同时,理论、实验和计算三大知识流的独特融合加速了对材料科学中复杂和多尺度现象的探索。例如,自下而上的处理不仅在以预配置或自组装模式构建一维、二维和三维材料结构方面非常有用,而且还能揭示不同长度和时间尺度的现象,而这些现象是自上而下的路线无法通过实验获得的。尽管近年来取得了大量的研究成果,但除了医疗保健、半导体、太空等少数领域外,新兴材料和工艺的升级和对标与所需产品之间的对比,尚未引起研究部门和/或行业的相应关注。此外,技术和产品创新链中的关键问题和障碍也仍有待解决。为了迫切需要发展研究框架和举措,以便将先进材料研究的突破转化为商业技术、产品和应用,IOP 创办了《转化材料研究》杂志。该杂志的范围旨在解决材料创新链的所有阶段,从发现和发明到产品开发和制造。鉴于金属和材料转化研究的重要性日益增加,国家先进制造技术研究所冶金和材料工程系在纪念其银禧之际,主动组织了金属和材料转化研究国际会议。会议的目的是为研究人员、行业专家、新兴工程师、资助机构、政策制定者和其他利益相关者创建一个共同平台,以分享他们在会议主题领域的知识和观点。
27. Yang, J.,2022. 一种用于定量预测干湿状态下最大高度变化的聚合物刷理论,预印本,https://arxiv.org/abs/2208.06892 26. Yang, X.、Steck, J.、Yang, J.、Wang, Y. 和 Suo, Z.,2021. 可降解塑料易开裂。工程,7(5),第 624-629 页。 25. Chu, CK、Joseph, AJ、Limjoco, MD、Yang, J.、Bose, S.、Thapa, LS、Langer, R. 和 Anderson, DG,2020. 可扩展透明质酸网络纤维的化学调谐。美国化学会志,142(46),第 19715-19721 页。 24. Yang, J. 、Illeperuma, W. 和 Suo, Z.,2020 年。非弹性增加了水凝胶出现褶皱的临界应变。Extreme Mechanics Letters,第 100966 页。 23. Yang, J. 、Steck, J. 和 Suo, Z.,2020 年。海藻酸盐链通过共价键的凝胶化动力学。Extreme Mechanics Letters,第 100898 页。 22. Yang, J. 、Steck, J.、Bai, R. 和 Suo, Z.,2020 年。拓扑粘附 II。可拉伸粘附。Extreme Mechanics Letters,第 100891 页。 21. Steck, J.、Kim, J.、Yang, J. 、Hassan, S. 和 Suo, Z.,2020 年。拓扑粘附。I。快速且强大的拓扑粘合剂。 Extreme Mechanics Letters,第 100803 页。20. Mu, R.、Yang, J.、Wang, Y.、Wang, Z.、Chen, P.、Sheng, H. 和 Suo, Z.,2020 年。聚合物填充大孔水凝胶可降低摩擦力。Extreme Mechanics Letters,第 100742 页。19. Yang, J.、Bai, R.、Li, J.、Yang, C.、Yao, X.、Liu, Q.、Vlassak, JJ、Mooney, DJ 和 Suo, Z.,2019 年。设计用于干湿粘附的分子拓扑结构。ACS Applied Materials & Interfaces,11(27),第 24802-24811 页。 18. Yang, J. 、Bai, R.、Chen, B. 和 Suo, Z.,2019 年。水凝胶粘附:化学、拓扑和力学的超分子协同作用。Advanced Functional Materials,第 1901693 页。17. Yang, J. 、Jin, L.、Hutchinson, JW 和 Suo, Z.,2019 年。塑性延缓了折痕的形成。固体力学和物理学杂志,123,第 305-314 页。16. Yang, X.#、Yang, J.#、Chen, L. 和 Suo, Z.,2019 年。橡胶网络中的水解裂纹。Extreme Mechanics Letters,第 100531 页。
将材料(通过共价或物理相互作用)加热到与转换域相关的热转变温度T trans (玻璃化转变温度(T g )或熔融转变温度(T m ))以上,并变形成新的形状。将样品冷却到T trans 以下并释放外部应力后,获得临时形状。这种临时形状是稳定的,直到它暴露在热量中并超过转换温度T sw 。如果触发SME,材料将恢复其原始形状。这是一种单向效应,这意味着原始形状不会在冷却时改变。临时形状的固定是由于聚合物网络的网络点(例如半结晶基质内的相变)之外还形成了临时交联。基于该技术,已报道了各种具有复杂功能和能力的材料概念,[2] 例如,在聚(外消旋-丙交酯)-b-聚(环氧丙烷)-b-聚(外消旋-丙交酯)二甲基丙烯酸酯的三嵌段共聚物中,基于聚(外消旋-丙交酯链段)的T g 的经典SME功能可与可降解性相结合。 [3] 除了经典的SME之外,还创建了具有三重或多重形状效应等高级功能的材料。 [1b,4] 与经典SME类似,在三重或多重形状效应聚合物中,临时形状可通过加热逆转。 SME材料在生物医学应用场景中具有巨大潜力,从用于伤口闭合的基于SMP的自紧缝合线到支架或动脉瘤封堵装置。 [5] 由于其改变形状的能力,微创手术的应用场景特别令人感兴趣。 到目前为止,SMP在加热时会变得有弹性。本研究的目的是设计和制造一种与细胞相容的聚合物基网络,该网络具有在组织可耐受的温度范围内的冷却诱导逆 SME (iSME)。对于 iSME,临时形状在材料冷却到 T sw 之前是稳定的。与 SME 类似,iSME 是一次性、单向效应。一旦恢复原始形状,材料就不会再切换回来。即使再次加热,材料仍保持在冷却过程中获得的永久形状。在这方面,iSME 材料不同于软人工肌肉(执行器 [6] ),后者在加热时会失去冷却过程中获得的形状。这种具有 iSME 的生物材料系统的潜在应用有望应用于软组织重建,其中需要以微创方式放置设备。软组织重建面临各种挑战。当前临床上建立的方法基于多种手术