。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证未通过同行评审获得证明)是作者/资助者,他已授予Biorxiv授予Biorxiv的许可,以永久显示预印本。它是此预印本的版权持有人(该版本发布于2024年4月20日。; https://doi.org/10.1101/2024.01.01.08.574731 doi:biorxiv Preprint
摘要:激光熔覆提供了先进的表面处理能力,可提高部件的性能。然而,其有效性经常受到熔覆过程中热裂纹形成的挑战。本研究重点研究了通过激光熔覆应用于 304LN 不锈钢的新型钴基合金 (K688) 涂层中热裂纹的形成机理和抑制方法。结果表明,热裂纹的形成受液膜稳定性、应力集中和沉淀相的影响。大多数热裂纹出现在 25 ◦ –45 ◦ 大角度晶界 (HAGB) 处,因为这些晶界具有高能量,可稳定液膜。与高斯光束相比,平顶光束可产生具有较低温度梯度和更缓和的流体流动的熔池,从而降低涂层内的热应力和裂纹敏感的大角度晶界 (S-HAGB) 的比例。最后,通过使用平顶激光束优化工艺参数,可显著抑制裂纹形成。这些发现为实现异种材料的高质量激光熔覆提供了技术基础,为优化工艺参数以防止热裂纹的形成提供了见解。
摘要:定向能量沉积 (DED) 是增材制造 (AM) 的一个重要分支,可用于修复、熔覆和加工多材料部件。316L 奥氏体不锈钢广泛用于食品、航空航天、汽车、船舶、能源、生物医学和核反应堆行业等领域。尽管如此,仍需要优化工艺参数,并全面了解工艺参数对沉积材料或部件的几何形状、微观结构和性能的单独和复杂协同作用。这对于确保在单个或一系列平台上随时间重复制造零件,或最大限度地减少孔隙率等缺陷至关重要。在本研究中,采用响应曲面法 (RSM) 和中心复合设计 (CCD) 研究激光功率、激光扫描速度和粉末质量流量对激光工程净成形 (LENS ®) DED 加工的 316L 钢的层厚度、密度、微观结构和显微硬度的影响。开发了与应用的加工参数和研究的响应相关的多项式经验预测模型。
随着使用计算和数据密集型方法探索多主元合金 (MPEA) 的努力不断增加,预测材料特性的实验实现和验证需要对这些合金进行高通量和组合合成。虽然增材制造 (AM) 已成为解决这些挑战和通过零件制造进行快速原型设计的主要途径,但开发和理解工艺-结构-性能相关性的广泛研究迫在眉睫。特别是,基于定向能量沉积 (DED) 的 MPEA AM 前景广阔,因为功能分级组件制造以及表面熔覆的成分变化可能无限。我们分析了 MPEA 的 DED 的最新努力、各种过渡和难熔元素的激光金属沉积过程中的微观结构演变,并评估了各种加工参数对材料相和性能的影响。我们的努力表明,开发用于工艺参数选择的稳健预测方法和修改合成机制对于使 DED 平台能够重复生产无缺陷、稳定和设计 MPEA 至关重要。
Nahyun Shin、Moonsu Kim、Jaeyun Ha、Yong-Tae Kim、Jinsub Choi。柔性阳极 SnO2 纳米多孔结构均匀涂覆聚苯胺,作为锂离子电池的无粘合剂阳极。《电分析化学杂志》,2022 年,914,第 116296 页。�10.1016/j.jelechem.2022.116296�。�hal-03688072�
摘要:顺铂是一种常用的抗癌药物,是第一个铂基抗癌药物。顺式结构使配位复合物能够共价结合一条或两条 DNA 链,从而使 DNA 链交联,导致细胞以程序性方式死亡。顺铂以盐水形式静脉输注用于治疗实体恶性肿瘤。抗癌药物通常具有多种副作用,但将药物封装在合适的宿主材料中可最大限度地减少副作用,同时由于药物仅在靶标处缓慢释放而提高药物的功效。本研究旨在开发一种简单但有效的机制,利用强制水解法将二水合醋酸锌与去离子水在二乙二醇 (DEG) 介质中进行反应来制备多孔氧化锌纳米颗粒 (PZnO NPs)。然后用扫描电子显微镜 (SEM)、能量色散 X 射线分析 (EDX)、傅里叶变换红外光谱 (FT-IR)、粒度分析和粉末 X 射线衍射 (PXRD) 对合成的 PZnO NPs 进行表征。通过 X 射线荧光 (XRF)、SEM、EDX 和 FT-IR 研究证实顺铂被封装在多孔氧化锌纳米粒子内。我们的结果表明,合成的纳米粒子具有六方纤锌矿结构,这已通过 PXRD 证实。通过光散射测定的平均粒度为 52.4 ± 0.1 nm SEM 图像显示具有聚集颗粒的多孔球形形态。顺铂封装产品的 XRF 数据显示 Pt:Cl 比为 1:2,表明顺铂封装没有任何碎裂或其他化学变化。 FT-IR 数据也表明封装产品中存在 NH 3。通过测量 Pt 释放量与时间的关系,研究了抗癌药物顺铂在 PZnO NPs 中的封装情况及其 pH 值对药物从 PZnO NPs 中释放的依赖性,测量方法为使用电感耦合等离子体原子发射光谱法 (ICP-AES) 在 λ max 265.94 nm 处进行。发现顺铂在 PZnO NPs 中的封装效率为 50.52%。在 pH 为 4.0、5.0、6.0、7.0 和 8.0 的醋酸盐/磷酸盐缓冲液中,前 7 小时内从 PZnO NPs 中释放的顺铂百分比 < 6.30%。
本研究由美国能源部硅谷联盟项目下的车辆技术办公室资助,由 Brian Cunningham 指导,Anthony Burrell 管理。本研究部分由可持续能源联盟有限责任公司 (Alliance for Sustainable Energy, LLC) 开展,该公司是美国能源部 (DOE) 国家可再生能源实验室的管理者和运营商,合同编号为 DE-AC36-08GO28308。本文表达的观点不一定代表美国能源部或美国政府的观点。美国政府保留;出版商接受本文发表即承认美国政府保留非独占、已付费、不可撤销的全球许可,可出于美国政府目的出版或复制本作品的已出版形式,或允许他人这样做。
摘要:神经递质 (NT) 是人类大脑正常运作所必需的化学信使,在人体生理系统中具有特定的浓度。其浓度的任何波动都可能导致多种神经元疾病和障碍。因此,对快速有效的诊断以调节和管理人类大脑疾病或状况的需求正在迅速增加。NT 可以从天然产物中提取。研究人员已经开发出新的协议来提高传感器的传感能力和环保性。深共晶溶剂 (DES) 已成为可持续化学中广受欢迎的“绿色溶剂”。DES 提供了更大的电位窗口范围,有助于增强传感器的电催化性能,并且具有更高的惰性,有助于电极的腐蚀保护,最终为系统提供更好的灵敏度和耐用性。此外,DES 可在工作电极上轻松电沉积不同的材料,这是电催化传感器的主要先决条件。本文首次详细描述了 DES 作为绿色溶剂在检测和提取 NT 中的应用。我们涵盖了截至 2022 年 12 月有关 NT 提取和监测的在线文章。最后,我们总结了该主题并展望了该领域的未来。
摘要:为了了解选择性激光熔化 (SLM) 工艺背后的物理行为,人们广泛采用了数值方法进行模拟。宏观尺度的数值模拟可以研究输入参数(激光功率、扫描速度、粉末层厚度等)与输出结果(变形、残余应力等)之间的关系。然而,有限元法求解的宏观热模型无法正确预测熔池深度,因为它们忽略了熔池中流体流动的影响,尤其是在存在深穿透的情况下。为了弥补这一限制,提出了一种易于实现的温度相关热源。该热源可以在模拟过程中调整其参数,以补偿与流体流动和小孔相关的这些被忽略的热效应,一旦关注点的温度稳定,热源的参数就会固定下来。与传统的热源模型相反,所提出的热源的参数不需要针对每个工艺参数进行实验校准。通过将所提模型的结果与各向异性热导率方法和实验测量的结果进行比较,验证了所提模型的有效性。
自 2011 年首次合成 MXene 以来,MXene 的安全且可扩展的生产一直是一个重要但难以实现的目标 1 。MXene 是二维纳米材料,通式为 M n+1 X n T z ,其中 M 是早期过渡金属(通常是 Ti、Nb 或 V),X 是碳和/或氮,T z 代表表面终止(例如 -F、-Cl、-OH、-O)。MXene 源自一种称为 MAX 相的母材料,该母材料将 M-X 与来自周期表 13-16 2,3 族的层间 (A) 元素结合在一起。已经合成了 50 多个 MAX 相;但是,只有一些 MAX 相可以通过传统的酸蚀技术剥离成感兴趣的二维 MXene 纳米片。之前的研究大多集中在 Ti 基 MXenes 上。MXene 纳米片可用于储能、催化、EMI 屏蔽、传感器和复合材料 4-10 等一系列应用。高浓度氢氟酸 (HF) 通常用于从 MAX 相中选择性去除 A 层以生产 MXenes。其他方法通常使用盐形成原位 HF 溶液,例如将氟化锂 (LiF) 和盐酸 (HCl) 结合或使用氟化氢铵 (NH 4 )HF 2 1,11 。然而,使用水性氟化物蚀刻剂具有许多固有的风险和挑战。与处理 HF 相关的危害使得 MXene 合成工艺难以扩大到商业水平。酸蚀 MXene 合成路线的另一个缺点是废物管理 12 。此外,传统的 HF 酸蚀技术仅限于少数 MAX 相,因此需要