汽车和航空航天领域以及最近的增材制造 (AM) 越来越多地使用 X 射线计算机断层扫描 (XCT) 作为一种无损技术 (NDT) 来检查现代部件的内部和外部特征(几何形状、表面形貌和缺陷),在某些情况下,这些特征是无法使用传统测量技术进行评估的 [1-3]。XCT 仪器在多个角度位置捕获物体/部件的一系列射线投影,随后用于重建该物体的三维 (3D) 表示,如图 1-A 所示。与物体相关的 3D 表示由一组体素组成,这些体素的灰度值与对应于背景的体素的强度不同。在图 1-A 所示的示例中,深灰色体素代表背景,浅灰色体素代表物体(或前景)。几何测量值来自物体的表面,而表面必须从物体的 3D 表示中建立。从初始投影到最终的几何评估,影响测量结果的因素有很多,例如仪器对准、焦点稳定性、用户定义的扫描参数、材料、几何形状、光子-材料相互作用、部件方向、重建和表面确定 (SD) 算法 [4,5]。SD 在 XCT 测量模型中起着至关重要的作用,因为它会影响其他因素对几何测量的影响,即它们相关的灵敏度系数 [6]。SD 算法的作用是
干细胞分化对生物医学设备设计和组织工程具有重要意义。最近,已经发现固有的材料特性,包括表面化学,刚度和地形,会影响干细胞的命运。其中,表面形貌是与材料接触的干细胞的关键调节剂。理想骨组织工程的最重要方面是控制具有完全分化的成骨细胞的骨外基质的组织。在这里,我们发现激光粉末床融合(PBF-LB)受骨骼微观结构的启发,该骨骼的启发,这诱导人间充质干细胞(HMSC)分化为成骨谱系,而没有任何不同的补充。通过PBF-LB制造了周期性的凹槽结构,该结构通过沿凹槽的细胞骨架张力促进了细胞伸长。这导致通过Runx2表达的成骨的上调。对齐的HMSC成功地分化为成骨细胞,并进一步组织了骨模拟于骨骼的细胞外基质微结构。我们的结果表明,金属添加剂制造技术在将干细胞命运控制到成骨谱系和骨模拟微结构组织的构造方面具有很大的优势。我们在标准细胞培养条件下对材料诱导的干细胞分化的发现开发了新的途径,以开发医疗设备,以实现由调节的干细胞功能介导的所需组织再生。
姜油树脂中主要有效成分是姜辣素和姜烯酚。姜辣素具有多种药理活性,包括抗炎、抗氧化和镇痛作用。然而,姜辣素对热敏感,在高温下会降解,这限制了其在食用生姜时的功能效果。为了克服这些限制,我们进行了姜油树脂封装工艺,以努力改善其物理和功能特性,同时增加向体内的输送量。在本研究中,封装过程采用离子凝胶化方法进行,结果为珠子的形式。海藻酸盐用作姜油树脂的包封材料。使用 FTIR、SEM 分析、崩解测试对干珠进行表征,并通过紫外可见分光光度法评估包封效率。研究结果表明,以海藻酸盐为高分子材料,CaCl2为偶联剂,采用离子凝胶法可以合成载姜油树脂的海藻酸盐珠。本研究测试的姜油树脂浓度为0.9%、0.7%、0.5%和0.3%。当姜油树脂浓度为0.7%时,包封率最高,为72.480%。表面形貌分析表明,海藻酸盐珠具有粗糙多孔的质地,海藻酸盐聚合物中有可见的褶皱。此外,干珠的崩解时间少于30分钟。
纳米技术为依赖于纳米结构与活细胞界面的下一代生物医学设备提供了工具。体外仿生结构使得观察细胞对各种机械和化学线索的反应成为可能,人们对分离和利用 3D 微环境可以提供的特定线索的兴趣日益浓厚,而无需进行此类培养,也避免了与之相关的实验缺点。本文报道了一种随机取向的金涂层 Si 纳米线基底,该基底具有图案化的疏水-亲水区域,可用于分化具有不同转移潜力的同源乳腺癌细胞。当考虑使用合成表面来研究细胞-纳米表面形貌界面时,随机取向的纳米线更接近于天然细胞外基质的各向同性结构。在本文中报道的研究中,作者表明原发性癌细胞倾向于附着在随机取向的纳米线基底的亲水区上,而继发性癌细胞则不会粘附。通过对荧光图像进行机器学习分析,研究人员发现,与大多数细胞呈圆形的平面基底相比,细胞在纳米线基底上会扩散和伸长。此类平台不仅可用于开发生物测定,还可作为组织打印技术的垫脚石,在组织打印技术中,细胞可在所需位置进行选择性图案化。
铋铁氧体 (BiFeO 3 ) 纳米颗粒 K. SARDAR a 、K. ALI a,* 、S. ALTAF a 、M. SAJJAD a 、B. SALEEM a 、L. AKBAR a 、A. SATTAR b 、Z. ALI a 、S. AHMED a 、U. ELAHI a 、EU HAQ a 、A. YOUNUS aa 纳米光电子研究实验室,费萨拉巴德农业大学物理系,38040 费萨拉巴德,巴基斯坦 b 机械、机电一体化和制造工程系(新校区 KSK),工程技术大学,拉合尔,巴基斯坦 通过溶胶凝胶法合成多铁性铋铁氧化物 (BiFeO 3 ) 纳米颗粒。本研究展示了在 550 ᵒ C 下制备铋铁氧体纳米粒子的方法。在该方法中,硝酸铋 [Bi (NO 3 ) 3 .5H 2 O] 和硝酸铁 [Fe (NO 3 ) 3 .9H 2 O] 被用作起始化学剂。为了克服铋在高温下的挥发性,使用了不同重量百分比的化学品。柠檬酸被用作螯合剂。在 550 ᵒ C 下对样品进行热处理。铋铁氧体纳米粒子表现出明显的铁磁性。随着磁化强度的增加,铋铁氧体纳米粒子的尺寸减小。随着 550 ᵒ C 下化学品浓度的增加,由于重结晶,粒径减小。溶胶凝胶法有助于控制晶体的尺寸。利用 X 射线衍射 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM) 和紫外-可见光对制备的铋铁氧体纳米粒子样品进行表征,以获取有关表面形貌和晶体结构的信息。X 射线衍射结果提供了有关粒度和相位识别的信息。紫外-可见光提供了有关 BiFeO 3 纳米粒子带隙能量的信息。扫描电子显微镜结果提供了不同分辨率下纳米粒子的表面形貌和晶粒尺寸的信息。 (2019 年 9 月 23 日收到;2020 年 1 月 22 日接受) 关键词:纳米粒子、溶胶凝胶、氧化铋铁、带隙 1. 简介 在所有多铁性材料中,铋铁氧体 (BiFeO 3) 是一种在钙钛矿结构中显示反铁磁和铁电序参数共存的材料。它以块体形式早已为人所知。 BiFeO 3 在尼尔温度 (TN =643 ᵒ K) 下表现出反铁磁现象,在居里温度 (T c =1103 ᵒ K) 下表现出铁电现象。研究表明,尽管名称如此,BiFeO 3 并非铁氧体结构,而是钙钛矿结构。在块体中,BiFeO 3 被描述为具有空间群 R 3 C 和菱面体扭曲的铁电钙钛矿。晶格参数为 C hax = 13.87Ȧ、ar = 5.63Ȧ、a hax = 5.58Ȧ 和 α r = 59.350。室温下的最大极化为 90µ/cm 2 至 100µ/cm 2。目前对铋铁氧体的研究表明,如果粒子尺寸大于磁性,则磁性会消失,晶体尺寸越小磁性越强。在纳米粒子中,磁性导致螺旋序被抑制(Manzoor 等人,2015 年)。来自天体化学活动的 Bi 3+ 电子离子对起源于铁电序(T c ∼ 830 ᵒ C)。在此类材料中,d 需要不同的填充状态来转换金属离子在铁电和磁性中的状态(Johari,2011 年)。室温下的铋铁氧体是铁电性的,因为沿着钙钛矿结构的一个方向自发电极化是定向的。铁电态导致铋离子相对于 FeO 6 八面体的较大位移,这导致了一些重要的后果。沿 <111> 方向存在 BFO 铁电极化。它导致八种可能的极化方向。通过使用电场,可以通过切换的可能性来控制磁态
R. Ariff a,b , CK Sheng a,* a 马来西亚登嘉楼大学科学与海洋环境学院,21030 Kuala Nerus,登嘉楼,马来西亚。b 马来西亚登嘉楼大学海洋工程技术与信息学学院,21030 Kuala Nerus,登嘉楼,马来西亚。使用酸性或氟化物溶液对硅表面进行湿法蚀刻具有技术和基础意义,这对于生产用于微电子封装所需厚度的可靠硅芯片至关重要。在这项工作中,我们研究了湿法蚀刻对浸入 48% HF/水溶液中的硅晶片的厚度耗散、重量损失、蚀刻速率、表面形貌和晶体性质的影响。蚀刻速率是通过蚀刻重量损失和深度随时间的变化确定的。结果表明,随着蚀刻时间的增加,硅的厚度减少和重量损失增加。在高分辨率光学显微镜下可以在蚀刻后的硅晶片表面观察到粗糙的表面。从 XRD 分析可以看出,蚀刻后硅的结晶峰强度变弱,这意味着硅衬底上形成的非晶结构表面的光散射减少。毕竟,这一发现可以作为生产可靠的硅薄晶片的参考,这对于更薄的微电子器件制造和纳米封装至关重要,从而减少环境污染和能源消耗,实现未来的可持续发展。(2021 年 3 月 27 日收到;2021 年 7 月 7 日接受)关键词:湿法蚀刻、Si、蚀刻速率、HF、H 2 O
摘要:纳米级表面形貌是调节细胞材料相互作用,显着影响细胞和核形态及其功能的有效方法。然而,纳米形态学的机械和几何微环境引起的细胞代谢的适应性变化仍然很少了解。在这项研究中,我们通过使用无标签的多模式光学成像平台研究了在工程纳米乳木基质上培养的细胞中的代谢活性。这个多模式成像平台集成了两个光子荧光(TPF)和刺激的拉曼散射(SRS)显微镜,使我们能够在亚细胞尺度上直接可视化和量化3D细胞的代谢活性。我们发现,与平面表面相比,纳米木结构显着降低了细胞扩散面积和循环。纳米氏诱导的机械提示显着调节细胞代谢活性,其纳米几何形状的变化进一步影响了这些代谢过程。细胞在纳米圆骨上培养的细胞表现出降低的氧化应激,蛋白质和脂质合成降低以及脂质不饱和度降低。分层聚类还表明,与直径变化相比,纳米氏菌的音高差异对细胞代谢活性具有更大的影响。通过利用纳米阵列的独特代谢作用,可以制定更有效的策略来指导细胞的命运,增强基于细胞的疗法的性能并创建再生医学应用。这些见解增强了我们对如何使用工程纳米仪来控制细胞代谢的理解,为设计高级细胞培养平台提供了可能性的可能性,这些平台可以调节细胞行为和模仿天然细胞环境并优化基于细胞的应用程序。关键字:纳米形相图,纳米曲线,细胞代谢,代谢动力学,多模式成像,多元分析,无监督聚类■简介
数据可用性声明:支持本研究结果的数据可根据合理要求从通讯作者处获取。1 H. Amano、Y. Baines、E. Beam 等人,2018 年 GaN 电力电子路线图,Journal of Physics D: Applied Physics。51,(2018)。2 K. Husna Hamza 和 D. Nirmal,GaN HEMT 宽带功率放大器综述,AEU - 国际电子和通信杂志。116,153040 (2020)。3 G. Meneghesso、M. Meneghini、I. Rossetto、D. Bisi、S. Stoffels、M. Van Hove、S. Decoutere 和 E. Zanoni,GaN 基功率 HEMT 的可靠性和寄生问题:综述,半导体科学与技术。31,(2016)。 4 JA del Alamo 和 J. Joh,GaN HEMT 可靠性,微电子可靠性。49,1200-1206 页 (2009)。5 M. Meneghini、A. Tajalli、P. Moens、A. Banerjee、E. Zanoni 和 G. Meneghesso,基于 GaN 的功率 HEMT 中的捕获现象和退化机制,半导体加工材料科学。78,118-126 页 (2018)。6 B. Kim、D. Moon、K. Joo、S. Oh、YK Lee、Y. Park、Y. Nanishi 和 E. Yoon,通过导电原子力显微镜研究 n-GaN 中的漏电流路径,应用物理快报。104,(2014)。 7 M. Knetzger、E. Meissner、J. Derluyn、M. Germain 和 J. Friedrich,《用于电力电子的碳掺杂变化与硅基氮化镓垂直击穿之间的关系》,《微电子可靠性》。66,16-21 (2016)。 8 A. Lesnik、MP Hoffmann、A. Fariza、J. Bläsing、H. Witte、P. Veit、F. Hörich、C. Berger、J. Hennig、A. Dadgar 和 A. Strittmatter,《碳掺杂氮化镓的性质,固体物理状态 (b)》。254,(2017)。 9 B. Heying、EJ Tarsa、CR Elsass、P. Fini、SP DenBaars 和 JS Speck,《位错介导的氮化镓表面形貌》,《应用物理学杂志》。 85,6470-6476 (1999)。
碰撞结果由多种因素决定,例如表面形貌以及本体和地下材料的刚度。例如,最近的研究表明,软聚合物涂层可能提供一种新颖的技术解决方案,可以显著减少甚至消除飞溅。[11] 然而,迄今为止还无法以动态可调的方式改变此类涂层的机械性能。磁活性弹性体 (MAE),也称为磁流变弹性体,是一种物理性能可通过外部磁场控制的智能材料。[2,12–20] 它们是混合材料 [21],由软聚合物基质(有机成分)和嵌入的铁磁微米级颗粒(无机成分)组成。之前的大部分研究集中在 MAE 的本体特性上。就本体机械性能而言,MAE 在较高的磁场下会变得更硬。这意味着它们的弹性模量会随着磁场的增加而增加。 [22] 然而,最近人们意识到,MAE 的表面性质在磁场中也会发生显著改变。特别是,润湿性[23–27]、表面粗糙度[28–33]、粘合性[23,24,34]和摩擦现象[35–37]都被发现强烈依赖于磁场。众所周知,磁场会影响磁流体液滴在刚性非磁性基板上的撞击动力学[38–40],但非磁性液滴撞击磁性基板的情况似乎是迄今为止被忽视的研究方面。MAE 本体和表面性质发生变化的物理原因是磁化填料颗粒的重构,即由于它们之间的磁相互作用而改变它们的相互排列。只有在足够柔软的聚合物基质中,微观结构才会发生显著的重构。因此,获得适当的基质柔软度是 MAE 制造中的重要挑战之一。根据软 MAE 的大磁场诱导结构变化,可以假设 MAE 表面的液滴飞溅也会受到磁场的影响。本文旨在证明通过外部磁场调节 MAE 表面液滴飞溅行为的可行性。基于高速视频图像分析,我们表明通过改变磁通密度,可以在撞击方式之间切换
碰撞结果由多种因素决定,例如表面形貌以及本体和地下材料的刚度。例如,最近的研究表明,软聚合物涂层可能提供一种新颖的技术解决方案,可以显著减少甚至消除飞溅。[11] 然而,迄今为止还无法以动态可调的方式改变此类涂层的机械性能。磁活性弹性体 (MAE),也称为磁流变弹性体,是一种物理性能可通过外部磁场控制的智能材料。[2,12–20] 它们是混合材料 [21],由软聚合物基质(有机成分)和嵌入的铁磁微米级颗粒(无机成分)组成。之前的大部分研究集中在 MAE 的本体特性上。就本体机械性能而言,MAE 在较高的磁场下会变得更硬。这意味着它们的弹性模量会随着磁场的增加而增加。 [22] 然而,最近人们意识到,MAE 的表面性质在磁场中也会发生显著改变。特别是,润湿性[23–27]、表面粗糙度[28–33]、粘合性[23,24,34]和摩擦现象[35–37]都被发现强烈依赖于磁场。众所周知,磁场会影响磁流体液滴在刚性非磁性基板上的撞击动力学[38–40],但非磁性液滴撞击磁性基板的情况似乎是迄今为止被忽视的研究方面。MAE 本体和表面性质发生变化的物理原因是磁化填料颗粒的重构,即由于它们之间的磁相互作用而改变它们的相互排列。只有在足够柔软的聚合物基质中,微观结构才会发生显著的重构。因此,获得适当的基质柔软度是 MAE 制造中的重要挑战之一。根据软 MAE 的大磁场诱导结构变化,可以假设 MAE 表面的液滴飞溅也会受到磁场的影响。本文旨在证明通过外部磁场调节 MAE 表面液滴飞溅行为的可行性。基于高速视频图像分析,我们表明通过改变磁通密度,可以在撞击方式之间切换