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组织工程中微管结构的有效复制仍然是一个巨大的挑战。在这项研究中,通过探索2种热敏感水凝胶 - 凝集素甲基丙烯酰基(gelma)和丝晶(Sill-Floyl)(用丝晶(丝晶),研究了通过收缩机制来创建复杂的高分辨率肾小管结构的温度反应性特征(PNIPAM),以创建复杂的高分辨率管状结构。系统的研究揭示了在高温(33-37°C)上对缩小行为的精确控制,这是聚合物浓度的函数。两种水凝胶类型的水凝胶尺寸从室温(RT)降低至33°C,从RT降低至37°C的40%。萎缩的效果可将机械性能提高,使凝胶凝胶凝胶的压缩模量增加约2.8倍,silkma-pnipam凝胶在37°C下在37°C上增加5.1倍。与体积打印相结合,这些材料的分辨率为≈20%的分辨率增强,可实现≈70%的功能,从而实现了≈70%的功能。秒,带有开放通道(≈50μm)。Gelma-PNIPAM水凝胶与Silkma-PNIPAM水凝胶相比显示出更好的细胞兼容性,从而促进细胞粘附和生存能力。这项研究证明了热敏化水凝胶具有工程师复杂的高分辨率管状结构的能力,具有大量打印 - 一种有效的途径,用于制造微观环境,模仿具有开发相关体外模型的天然组织。
在从热表面到物体的二维热传导过程中,会遇到热扩散阻力。热扩散和热收缩阻力的相反问题在用于微电子和其他发热设备的热管理的散热器和热扩散器的设计中具有很大的技术相关性。过去在热扩散理论分析方面的大部分工作都是基于具有给定热通量的源。相比之下,等温源问题由于边界条件的混合性质而存在困难,因此只能获得近似解。这项工作推导出从等温源到有限厚度板或圆柱体的稳态热扩散阻力。混合边界条件的处理方式是将其置于空间变化的对流边界条件的形式中,源上的 Biot 数足够大以表示其等温性质。沿着一组足够的线性代数方程推导出该问题的级数解以确定级数系数。结果显示与有限元模拟非常吻合。将结果与先前报告的近似解在近似解的有效参数范围内进行比较。量化了关键无量纲参数对热扩散阻力的影响。结果表明,正如预期的那样,热扩散阻力随着等温热源尺寸的减小而增加。提出了一种具有非常好精度的三阶多项式相关性。这项工作推进了对过去仅报告了近似解的问题的理论理解。这里给出的结果为涉及扩散或收缩的各种实际热管理问题的热设计和优化提供了实用工具。
聚合物的形状记忆效应(SME)是指固定临时形状并按需恢复其永久形状的能力。虽然通常由成型过程确定,但临时形状可以由编程步骤(或形状固定步骤)中施加的外力任意定义。此属性将形状的记忆聚合物(SMP)与许多其他类别的刺激反应性变化的聚合物区分开来,从材料行为和潜在的应用方面。可以追溯到1940年代的聚合物中小企业的识别。Raychem Corporation的最著名的商业SMP产品(热收缩管)出现在1950年代后期,此后已广泛用于各个工业领域。在当今市场上也可以使用其他类似的商业产品,例如热链标签和收缩 - 灰色玩具。尽管早期商业上的成功,但在上个世纪,SMP的典型研究仍然落后。这主要反映在两个方面。首先,在早期文献中,基本聚合物中小企业的分子要求错误地说明了。最容易的说法是,SMP应具有反向相位和一个冷冻相,这些相位分别具有固定临时形状并定义永久形状的重新负责。这意味着对两相聚合物系统的要求。实际上,与物理或化学交联相结合的任何可使用相位过渡的聚合物都足够。前者允许对分子节迁移率进行可杀死的临时形状固定,后者确保了永久形状的记忆。因此,可开关段和网络结构的组合代表了对SMP分子需求的更准确描述,这是在2011年提出的。[1]这是非平凡的,因为它意味着任何具有可逆热转变的网络聚合物都有预期具有形状的记忆特性。此外,具有物理交联网络或通过化学交联修改的热塑性聚合物也很容易符合标准。新的描述正确地指出了一个事实,即中小企业对于一小部分多相聚合物不是唯一的,但是对于大多数(如果不是全部)聚合物来说,可以期待。的确,从不同角度观察,中小型企业源自粘弹性效应到聚合物。不仅在扩展材料类的扩展,而且还发现多功能形状的记忆行为。上个世纪SMP发育的第二个且相当显着的缺陷在于,除了供暖之外,缺乏高级功能引发了临时形状和永久形状之间的单向形状转移。现在,这被归类为单向双形效应,可以与21世纪发现的许多其他新中小型企业区分开。
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Rick Tolin是Lubrizol Advanced