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打印大脑：用于 MRI 的微结构地面实况模型
磁共振成像 (MRI) 已成为脑部活体检查的主要成像技术。除了解剖和功能 MRI 之外，扩散 MRI (dMRI) 还广泛用于临床和研究，以评估组织结构和纤维方向，尤其是在神经系统中。虽然扩散张量成像是评估方向测量的最广泛方法，但也提出了其他更复杂的模型。然而，dMRI 的验证是一项具有挑战性的工作，需要专门的测试样本。本文显示，双光子聚合 (2PP) 3D 打印允许制造此类测试对象，也称为幻影。在升级 2PP 制造工艺后，可以创建具有高空间分辨率和足够尺寸的 3D 结构，以便在人体 7T MRI 扫描仪中成像。这些幻影可靠地模拟了人类白质，从而能够系统地验证和确认 dMRI 数据及其分析。 3D 打印结构包含多达 51,000 个微通道，可模拟较大轴突的扩散行为，每个微通道的横截面积为 12 × 12 μ m 2，平行和交叉排列。获取的 dMRI 数据显示并验证了这些新型脑模型的实用性。
白质微结构可塑性与阅读障碍教育干预的关系
白质微结构可塑性与阅读障碍教育干预相关 2 Steven L. Meisler 1,2* (smeisler@g.harvard.edu, ORCID: 0000-0002-8888-1572) 3 John DE Gabrieli 1,2,3 (gabrieli@mit.edu, ORCID: 0000-0003-1158-5692) 4 Joanna A. Christodoulou 2,3,4 (jchristodoulou@mghihp.edu, ORCID: 0000-0001-8167-8021) 5 6 1：哈佛医学院言语和听力生物科学与技术项目，260 Longwood Avenue，波士顿，MA 02115，美国； 8 2: 麻省理工学院脑与认知科学系，43 Vassar Street，剑桥，MA 02139，美国；10 3: 麦戈文脑研究所，43 Vassar Street，剑桥，MA 02139，美国；11 4: 麻省总医院健康职业研究所通信科学与障碍系，12 36 First Ave，查尔斯顿，MA 02129，美国13 14 *: 通讯作者 (smeisler@g.harvard.edu)15
嗅觉或认知障碍的 COVID-19 患者的大脑微结构和连接
缩写：ACC，前扣带皮层；ACE2，血管紧张素转换酶2；ALFF，振幅低频波动；BBB，血脑屏障；BCT，脑连接工具箱；CC，胼胝体；CMB，脑微出血；COMMIT2，微结构信息纤维束成像2的凸优化模型；CSD，约束球面反卷积；DT，扩散张量；DW-MRI，扩散加权MRI；FA，分数各向异性；FBA，基于固定单元的分析；FC，纤维横截面；FD，纤维密度；FDC，纤维密度和横截面；FOD，纤维方向分布；FOV，视野；GM，灰质；ICU，重症监护病房；MD，平均扩散率； N Acc，伏隔核；NBS，基于网络的统计数据；OFC，眶额皮质；RT-PCR，实时逆转录聚合酶链反应；SyN，对称标准化；UF，钩束；WM，白质。* 通讯作者：意大利马里奥内格里 IRCCS 农业研究所生物医学工程系，Villa Camozzi via GB Camozzi, 3, 24020 Ranica (BG)。电子邮件地址：alberto.arrigoni@marionegri.it (A. Arrigoni)、sara.bosticardo@univr.it (S. Bosticardo)、gpezzetti@asst-pg23.it (G. Pezzetti)、sofia.poloni@ marionegri.it (S. Poloni)、serena.capelli@marionegri.it (S. Capelli)、 anapolitano@asst-pg23.it (A. Napolitano), andrea.remuzzi@unibg.it (A. Remuzzi), rzangari@ fontazionefrom.it (R. Zangari), llorini@asst-pg23.it (FL Lorini), msessa@asst-pg23.it (M. Sessa), alessandro.daducci@univr.it （A. 达杜奇），anna.caroli@marionegri.it （A. Caroli），sgerevini@asst-pg23.it（S. Gerevini）。
用不同过程产生的TI-6AL-4V焊缝的微结构和机械性能
摘要：缺陷和微观结构对TI-6AL-4V焊缝的机械性能的影响；等离子体电弧焊接；电子梁焊接；在目前的工作中研究了激光束焊接。评估了微硬度的不同焊接类型的机械性能；产量强度；最终的拉伸强度；延性以及在室温和升高温度下（200℃和250℃）的疲劳。的晶体学对不同焊接类型的微观结构进行表征，并进行了分裂研究以将缺陷对疲劳性能的影响联系起来。电子和激光束焊接比钨惰性气体焊接和等离子体弧焊接产生的微结构，更高的拉伸延展性和更好的疲劳性能。大毛孔和靠近标本表面的孔最不利于疲劳寿命。
元素W的微结构分析在改善Ni-P沉积热稳定性
[1] Iranipour N，Azari Khosroshahi R，Parvini Ahmadi N.对WE43 WE43镁合金的电气NI-P沉积研究。冲浪。外套。技术。205（2010）2281-2286。[2] Mu S，Li N，Li D等。腐蚀行为和铬酸盐无源膜在电ni-p涂层上的组成分析。应用。冲浪。SCI。 256（2010）4089-4094。 [3] Sankara Narayanan T S N，Baskaran I，Krishnaveni K等。 电气Ni-P渐变涂层的沉积及其耐腐蚀性的评估。 冲浪。 外套。 技术。 200（2006）3438-3445。 [4]TakácsD，SzirákiL，TörökTI等。 预处理对沉积在Almg2合金上的电溶液Ni – P层腐蚀特性的影响。 冲浪。 外套。 技术。 201（2007）4526-4535。 [5] Zhang H，Wang S，Yao G等。 在MG-10LI-1ZN合金上进行电静电板。 J. 合金。 474（2009）306-310。 [6] Chen C J，Lin K L.无定形Ni-Cu-P合金在铝上的内部应力和粘附。 薄膜SCI。256（2010）4089-4094。 [3] Sankara Narayanan T S N，Baskaran I，Krishnaveni K等。 电气Ni-P渐变涂层的沉积及其耐腐蚀性的评估。 冲浪。 外套。 技术。 200（2006）3438-3445。 [4]TakácsD，SzirákiL，TörökTI等。 预处理对沉积在Almg2合金上的电溶液Ni – P层腐蚀特性的影响。 冲浪。 外套。 技术。 201（2007）4526-4535。 [5] Zhang H，Wang S，Yao G等。 在MG-10LI-1ZN合金上进行电静电板。 J. 合金。 474（2009）306-310。 [6] Chen C J，Lin K L.无定形Ni-Cu-P合金在铝上的内部应力和粘附。 薄膜256（2010）4089-4094。[3] Sankara Narayanan T S N，Baskaran I，Krishnaveni K等。电气Ni-P渐变涂层的沉积及其耐腐蚀性的评估。冲浪。外套。技术。200（2006）3438-3445。[4]TakácsD，SzirákiL，TörökTI等。预处理对沉积在Almg2合金上的电溶液Ni – P层腐蚀特性的影响。冲浪。外套。技术。201（2007）4526-4535。[5] Zhang H，Wang S，Yao G等。在MG-10LI-1ZN合金上进行电静电板。J.合金。474（2009）306-310。[6] Chen C J，Lin K L.无定形Ni-Cu-P合金在铝上的内部应力和粘附。薄膜
微结构和功能分级弧形添加剂制成的钢组合
功能分级的材料（FGM）已获得了各种应用的许多兴趣，旨在符合当地特性（例如腐蚀行为）的特殊要求，这高度决定了该组件的寿命。腐蚀行为在很大程度上取决于设计材料的化学成分和微观结构。因此，使用线性弧添加剂制造（WAAM）设计了两种FGM组合，其线性变化的材料沉积从G 3SI1到G 19 9L SI（组合1）和G 18L NB到G 19 9L SI（组合2）。使用光学显微镜（OLM）分析不同位置的微观结构，具有连接能量分散X射线光谱（SEM/EDS）和X射线衍射（XRD）的扫描电子显微镜（扫描电子显微镜）。由0.6 M NaCl溶液中的电化学腐蚀行为通过环状电力动力学极化（CPDP）确定，包括CPDP后的SEM成像，以确定凹坑的大小和形态。有关化学梯度的铁素体（α和δ），马氏体和奥氏体类型的相形序列。由于Cr和/或Ni的增加，两种组合方向上的两种组合都增强了点腐蚀性，而PIT形态在各种微观结构的存在依赖性方面发生了变化。
具有长程弹性相互作用的微结构平衡的量子退火
我们展示了量子退火方法在确定形状记忆合金和其他材料中的平衡微结构方面的用途和优势，这些材料具有相干晶粒与其不同马氏体变体和相之间的长程弹性相互作用。在对一般方法进行一维说明之后，该方法需要以伊辛汉密尔顿量的形式来表示系统的能量，我们使用晶粒之间的远距离相关弹性相互作用来预测不同转变特征应变的变体选择。将计算结果和性能与经典算法进行比较，表明新方法可以显著加快模拟速度。除了使用简单的长方体元素进行离散化之外，还可以直接表示任意微结构，从而允许快速模拟目前多达数千个晶粒。
二氧化硅的各向异性气相 HF 蚀刻以释放 Si 微结构
制造微机电系统 (MEMS) 的两种主要方法是体微加工技术和表面微加工技术。在体微加工的情况下，可移动结构的制造是通过选择性蚀刻掉结构层下面的处理基板来完成的，而在表面微加工中，一系列薄膜沉积和对堆栈中特定层（称为牺牲层）的选择性蚀刻产生最终所需的悬浮微结构。这两种 MEMS 制造方法的关键步骤是控制释放区域，从而精确定义柔顺机械结构锚 [1]，如图 1 a 和 b 所示，显示了锚的底蚀。湿法或干法蚀刻工艺都可以去除牺牲层，使用前一种方法会遇到粘滞，而后一种方法会引入污染或残留物 [2]。选择牺牲层时需要考虑的重要设计因素包括：(i) 沉积膜的均匀性和厚度控制、(ii) 沉积的难易程度、(iii) 蚀刻和沉积速率、(iv) 沉积温度以及 (v) 蚀刻选择性。光刻胶由于易于蚀刻（使用氧等离子体或有机溶剂）且不会损害大多数结构材料而被用作牺牲层 [3–6]。然而，该工艺仅限于低温
电子束金属增材制造中空间微结构控制的轨迹优化
摘要 — 金属增材制造 (AM) 为空间控制制造后的微观结构和性能提供了可能性。然而，由于驱动微观结构结果的固态扩散转变在温度方面由非线性 ODE 控制，而温度本身又由整个零件域上的 PDE 控制，因此求解实现所需微观结构分布所需的系统输入已被证明是困难的。在这项工作中，我们提出了一种用于金属 AM 中微观结构空间控制的轨迹优化方法，我们通过控制电子束粉末床熔合 (EB-PBF) 中低合金钢的硬度来证明这一点。为此，我们提出了热和微观结构动力学模型。接下来，我们使用实验数据来识别微观结构转变动力学的参数。然后，我们将空间微观结构控制作为有限时域最优控制问题。使用具有 GPU 加速的增强拉格朗日微分动态规划 (AL-DDP) 方法计算最佳功率场轨迹。然后通过近似方案在 EB-PBF 机器上实现所产生的随时间变化的功率场。对所得硬度的测量表明，优化的功率场轨迹能够紧密产生所需的硬度分布。
用于抑制伤口细菌增殖的微结构电纤维装置
伤口护理研究旨在加速组织再生，同时尽量减少疤痕形成。由于愈合过程的脆弱性，任何阻碍伤口愈合的因素都会增加伤口变成慢性伤口或更糟的不愈合伤口的可能性。[1] 致病菌在伤口定植并形成生物膜（见 S1 部分，支持信息）是一种常见的并发症，会减缓伤口愈合并引发慢性炎症。在生物膜中，细菌可以对环境逆境产生抵抗力 [2]，因此在面对常用药物治疗时具有弹性。有必要开发替代解决方案，特别是对于世界上缺乏及时进行即时治疗所需基础设施的地区，例如经济困难地区或武装冲突地区。 [3,4] 例如，2017 年，全球 3,890 万至 6,290 万例败血症相关死亡病例中，1,010 万至 1,200 万例（占全球死亡人数的 19.7%）中有 85% 发生在中低收入国家。 [5] 如果能获得更有效的伤口护理，这些死亡病例和许多非致命性截肢病例中的许多病例本可以得到预防。即使在医疗基础设施丰富的地区，抗生素耐药性感染仍然构成重大威胁。美国疾病控制中心报告称，每年有超过 280 万例抗生素耐药性感染导致 3.5 万多人死亡。 [6] 欧盟委员会估计，抗生素耐药性每年导致欧盟 2.5 万人死亡，全球 70 万人死亡，并预测到 2050 年抗生素耐药性传染病造成的死亡人数将超过癌症。[7] 除了眼前的医疗保健挑战外，这些感染还带来严重的经济影响，美国和欧盟每年的医疗保健费用和生产力损失分别高达 315 亿美元 [8] 和 15 亿欧元 [7]。目前有各种有效的局部伤口愈合解决方案，[9,10] 但相比之下，深部伤口的替代方案却很少。局部伤口愈合历史悠久：缝合伤口可以追溯到新石器时代，[11] 可吸收的动物结扎线在早期就被引入