工程生物材料是专门设计用于与生物医学应用的生物系统相互作用的材料。本文对涉及此类材料的全球临床试验趋势进行了全面分析。我们调查了834个临床研究中的研究。GOV数据库,并探讨了临床试验中的生物材料类型,其起始点和持续时间。主要使用合成和天然聚合物,尤其是硅胶和胶原蛋白。的试验,专注于眼科,牙科和血管医学,主要是在美国,加拿大和意大利进行的。这些试验包括广泛的人群,并且试验少于100名参与者。研究持续时间范围为0.5至4。5年。这些生物材料主要是生物剂或生物渗透,生物材料中细胞的整合仍然是一个未置换的区域。我们的发现阐明了临床研究中工程生物材料的当前实践和未来潜力,为全球发展这一动态领域提供了见解。
3.6.2 裂纹扩展................................................................................................................59 3.6.3 临界裂纹长度或失效...............................................................................................61 3.7 安全寿命和故障安全定义及设计理念........................................................................62 3.7.1 安全寿命设计.............................................................................................................63 3.7.2 故障安全设计和损伤容限分析.........................................................................................64 3.7.2.1 安全寿命和故障安全设计的简要示例.........................................................................64 3.8 焊接和裂纹起始点的介绍....................................................................................................66 3.8.1 残余应力.............................................................................................................................67 3.8.2 焊接缺陷.............................................................................................................................68 3.8.3 应力集中.............................................................................................................................68 3.8.4 钢和合金中的裂纹起始点....................................................................................................69铝................................................................................69 3.8.5 铝制零件的补焊....................................................................................70 3.9 高速船用新型铝合金及焊接技术........................................................70 3.9.1 新型海洋级铝合金,牌号 5383.........................................................................70 3.9.1.1 5383 的疲劳强度.........................................................................................................72 3.9.2 新型海洋级铝合金,牌号 RA7108.........................................................................74 3.9.3 新型海洋级铝合金 5059.........................................................................................76 3.9.4 搅拌摩擦焊接.........................................................................................................77 3.10 参考文献.........................................................................................................................79 4.DNV 和其他行业疲劳分析标准.........................................................................................115 5.1 DNV 高速船疲劳分析分类说明 30.9 ................................116 5.2 协助船舶设计师的其他行业标准.....................................................118高速铝船的疲劳设计................................................................................................................81 4.1 Palmgren-Miner 累积损伤疲劳评估....................................................................................82 4.2 确定要分析的细节................................................................................................................84 4.3 加载历史的开发................................................................................................................86 4.3.1 船长和速度对高速船加载历史的影响.......................................................................87 4.3.2 用于船舶加载历史的概率分布....................................................................................89 4.3.3 雨流和储层循环计数法....................................................................................................90 4.3.4 雨流循环计数法.............................................................................................................91 4.3.5 储层循环计数法.............................................................................................................91 4.4 应力直方图的开发.....................................................................................................................92 4.4.1 使用频谱分析方法开发应力直方图.....................................................................................93 4.5 应力计算和应力集中................................................................................................95 4.5.1 行业规范中的设计应力...............................................................................................95 4.5.2 关于应力的进一步讨论..............................................................................................96 4.5.2.1 结构中的名义应力.........................................................................................................97 4.5.2.2 结构应力.........................................................................................................................98 4.5.2.3 热点应力.........................................................................................................................100 4.5.2.4 缺口应力.........................................................................................................................100 4.5.2.5 焊接对应力的影响....................................................................................................101 4.5.2.6 制造缺陷及其对名义应力的影响....................................................................................102 4.6 确定适当的 S/N 曲线.....................................................................................................103 4.6.1 程序.....................................................................................................................104 4.7替代应力直方图方法................................................................................................112 4.8 参考文献....................................................................................................................113 5.
通过增材制造 (AM) 生产的材料与文献极为相关。然而,对于这些材料的疲劳寿命以及 VHCF 模式中主要裂纹的相应起始机制,仍然存在尚未巩固的知识。在通过传统方法生产的材料中观察到的是,疲劳裂纹往往从位于内部或表面下区域的材料固有缺陷处成核。疲劳裂纹演变过程的变化导致在断裂表面形成一种称为“鱼眼”的特征形态。在断裂表面上观察到的另一个普遍现象是在起始点附近形成了一个细颗粒区域 (FGA)。这项工作旨在研究两种不同材料在 VHCF 中的裂纹成核机制:传统钢、DIN 34CrNiMo6 和通过 L-DED 生产的 AISI 316L 不锈钢。超声波测试以 20±0.5 kHz 的频率和 R= -1 进行。获得了 SN 曲线并分析了断裂面,验证了鱼眼和 FGA 的形成。将 FGA 尺寸与经验方程估算的值进行了比较。FGA 和鱼眼尺寸与应力幅值和最大应力强度因子 (SIF) 有关。
摘要:用于确定聚合物齿轮的牙根负载能力的当前计算方法(例如VDI 2736)基于与钢齿轮的假设相同的假设。由于非线性材料行为,温度和聚合物速率依赖性,这些预测通常是不准确的。一项先前的研究采用了依赖速率的非线性粘塑料元件(Fe)对聚氧甲基(POM)的建模来量化标准金属齿轮假设中未考虑的材料影响。开发并验证了寿命模型,以根据恒定牙根几何形状的旋转速度预测牙根断裂。在这项研究中,现有的损害模型进行了调整和验证,以包括对缺口(牙根)几何形状的依赖性。将模型扩展到两个损伤参数eTers允许与牙根断裂的非线性速度依赖性无关的表示。这种相关建模方法在材料内部包含两个独立的大坝年龄机制,从而导致齿轮的牙根断裂故障。为了绘制这些机制,将裂纹起始点处的局部材料状态用作损害参数。使用实验数据对双参数损伤模型的校准表明,模型预测属于实验散射。正在进行进一步的研究,以扩大有关广义扭矩加载条件的损坏模型。
从 DICOM 格式的 CT 图像序列开始,在受试者口腔的个性化三维虚拟模型上定制牙种植体。该项目的一个重要组成部分是创建一个基于数值模型解释的 3D 引擎,以支持图像分析和重建、渲染和 3D 模型操作的主要操作。这项工作是使用 Java 编程语言进行的,使用 VTK 库来生成 3D 模型。该系统配备了虚拟模型和受试者嘴部之间的对齐模块,通过使用空间变换系统(旋转平移和变形),使用一些外部点作为参考。此功能允许您使用从虚拟软件获得的数据来引导带有数控铣床的机械臂,该铣床能够在虚拟模型上定位和建立(在模型上孔的起始点和终止点定位)后自动以极高的精度(最大误差小于 0.5 毫米)创建用于插入牙种植体的孔。为了验证最后一个功能是否正常运作,在高精度磁定位器“微鸟追踪器 - 由Ascension Technology 公司生产”(实验室内)的帮助下,对一个已经过 CT 扫描并重建了 3D 虚拟模型的塑料头骨模型进行了测试。这样就可以验证所创建的系统的精度和有效性。这项研究的成果已成为科学出版物的主题 [1] [2]。
摘要:胶体纳米晶硅量子点 (nc-SiQDs) 在近红外 (NIR) 中的双光子激发以及在 NIR 中的光致发光在深度生物成像领域具有潜在的应用前景。使用双光子激发测量胶体 nc-SiQDs 的简并双光子吸收 (2PA) 截面的光谱,光谱范围为 1.46 < ℏ ω < 1.91 eV(波长 850 > λ > 650 nm),高于双光子带隙 E g (QD) /2,代表性光子能量为 ℏ ω = 0.99 eV(λ = 1250 nm),低于此带隙。直径为 d = 1.8 ± 0.2 nm 和 d = 2.3 ± 0.3 nm 的 nc-SiQDs(均用 1-十二烯钝化并分散在甲苯中)的双光子激发光致发光 (2PE-PL) 光谱强度与甲醇中已知浓度的罗丹明 B 染料的 2PE-PL 光谱强度一致。对于直径较小的纳米晶体,观察到 2PA 横截面较小,并且观察到 2PA 的起始点从块体 Si 的双光子间接带隙蓝移,这与激子的量子约束预期一致。在各种生物组织中模拟了使用 2PE-PL 进行生物成像的 nc-SiQDs 的效率,并将其与其他量子点和分子荧光团的效率进行了比较,发现在更深的深度下它们相当或更胜一筹。关键词:双光子吸收光谱、双光子吸收截面、硅纳米晶体、量子点、双光子激发光致发光、生物成像 N
DNA 分子为蛋白质生产提供信息,这对于维持生命的过程和细胞繁殖至关重要。就像一本书一样,DNA 具有可以分解成字母以传达特定指令的部分和代码。这些指令以信使 RNA (mRNA) 的语言编写,信使 RNA 与 DNA 结合以制作基因的 RNA 副本。mRNA 通过找到由氮碱基编码的起始点序列或“单词”来“读取”DNA。该过程被组织成基因,起始序列作为章节页面。然后,mRNA 链离开细胞核并前往细胞质,在那里通过涉及转移 RNA (tRNA) 分子的过程将其翻译成蛋白质。DNA 可以比作一个信息库,其中以编码格式存储蛋白质合成的指令。遗传物质被组织成称为基因的部分或“章节”,其中包含生产蛋白质的必要代码,这些蛋白质可执行维持生命的过程并为细胞繁殖提供必需的化合物。这些基因由氮碱基腺嘌呤 (A)、鸟嘌呤 (G)、胞嘧啶 (C) 和胸腺嘧啶 (T) 组成,它们按特定顺序排列,以传达特定的信息或指令。信使 RNA (mRNA) 分子读取此编码序列,然后形成 DNA 模板的互补碱基链。mRNA 包含“密码子”——编码氨基酸的三个核苷酸碱基——并进入细胞质,在那里通过结合转移 RNA (tRNA) 分子执行其指令。就像食谱包含制作食物的食谱一样,细胞的 DNA 是构建和维持生命的说明书,其遗传密码指导蛋白质的产生并促进基本细胞功能。
摘要:磁性半导体可能很快会提高微电子的能源效率,但具有这些双重特性的材料仍未得到充分探索。在此,我们报告了一种新的磁性和半导体材料 MnSnN 2 的计算预测和实现,通过薄膜组合溅射。掠入射广角 X 射线散射和实验室 X 射线衍射研究表明,MnSnN 2 表现出具有阳离子无序性的纤锌矿状晶体结构。这种新材料具有较宽的成分公差,单相区域范围为 20% < Mn/(Mn + Sn) < 65%。光谱椭圆偏振法确定光吸收起始点为 1 eV,与计算预测的 1.2 eV 带隙一致。电阻率测量与温度的关系支持了 MnSnN 2 的半导体性质。霍尔效应测量表明载流子密度与温度呈弱负相关,这表明电荷传输机制比原始半导体更复杂。磁化率测量表明 MnSnN 2 具有低温磁有序转变(≈ 10 K)和强反铁磁相关性。这一发现与块体阳离子有序 MnSiN 2 和 MnGeN 2 形成对比,在之前的研究中,它们在 400 K 以上表现出反铁磁有序。为了探究这种差异的起源,我们对阳离子有序和阳离子无序的 MnSnN 2 进行了蒙特卡罗模拟。他们发现阳离子无序降低了相对于有序相的磁转变温度。除了发现一种新化合物外,这项工作还表明,未来的努力可以利用阳离子(无)序来调整半导体材料中的磁转变,从而精确控制微电子特性。■ 简介
铅卤化物钙钛矿表现出一系列对光电应用尤其是光伏应用具有吸引力的性质。这些性质包括易于制造钙钛矿薄膜,该薄膜具有极长的载流子寿命和陡峭的吸收起始点,导致吸收系数 > 10 4 cm − 1 ,仅比带隙高出几个 meV。[1] 在铅卤化物钙钛矿家族中,最佳光电性能出现在约 1.5 至 1.8 eV 的带隙范围内,这对于用作串联或三结太阳能电池中的高带隙吸收剂来说是一个非常有用的范围。[2] 在这个带隙范围内,钙钛矿只有 III − V 半导体可以与之竞争,[3] 但其优势是制造成本明显较低。虽然有许多直接半导体具有良好的吸收率和适合光伏应用的带隙 [4],但很少有半导体像铅卤化物钙钛矿一样具有如此低的非辐射复合损失和如此高的发光量子效率。 [5–7] 这不仅可以在单晶中实现,而且也可以在多晶薄膜中实现。 [8] 这些多晶材料性能良好的一个具体原因是铅卤化物钙钛矿的反键价带会导致浅的本征缺陷 [9],并使铅卤化物钙钛矿家族获得了“缺陷容忍半导体”的称号。 [10,11] 目前该技术有两个主要缺点阻碍其商业化:[12] 一是材料的长期稳定性,二是使用有毒元素铅,但铅对于理解优越的光电特性至关重要 [11] 因此很难替代。目前有各种策略可以替代铅、减少铅或将其安全地包含在薄膜内。[13] 在提高稳定性方面,业界越来越重要的一种主要方法是用无机元素(如铯)取代迄今为止通常使用的有机阳离子甲铵或甲脒。[14] 这里的关键挑战是如图 1a 所示的钙钛矿结构(ABX 3 )必须包含适当大小的 A 位阳离子,以稳定钙钛矿结构核心的 BX 6 八聚体。鉴于 Pb 和 I 或(在较小程度上)Br 的尺寸相对较大,A 位阳离子必须足够大。
单分子实时 (SMRT) DNA 测序技术 (Pacific Biosciences) 生成的长读段是高质量叶绿体 (1, 2) 和线粒体基因组序列组装的起点之一。栽培的葡萄树 Vitis vinifera 极易受到病原体的感染。抗性品种如种间杂交品种‘Börner’ (V. riparia GM183 [母株] V. cinerea Arnold [花粉供体]) 被用作培育优良葡萄品种的砧木。我们从 SMRT 读段中组装并注释了‘Börner’的叶绿体 (cp_Boe) 和线粒体 (mt_Boe) 基因组序列。除非另有说明,所有生物信息学工具均采用默认参数。从品种“Börner”的幼叶中提取基因组 DNA(3),并在 Sequel I 测序仪(1Mv3 SMRT 细胞、结合试剂盒 v3.0、测序化学 v3.0,均来自 PacBio)上进行测序。通过 BLASTN(BLAST 2.7.1)搜索(4)筛选质体或线粒体序列(RefSeq 版本 91),筛选出潜在的质体或线粒体读段。使用的标准如下:读段长度,500 个核苷酸(nt)以上;同一性,70% 以上;查询覆盖率,30% 以上。 292,574 个潜在质体读段(共 2,715,983,671 nt;N50,12,829 nt)和 426,918 个潜在线粒体读段(3,928,350,102 nt;N50,12,624 nt)分别用 Canu v1.7(5)进行组装。每个最长的重叠群都与 V. vinifera 的叶绿体(6)或线粒体(7)基因组序列具有高度相似性。随后,使用 Bandage(8)确认组装正确。手动修剪环状基因组中重叠的末端序列,并将起始序列与葡萄参考序列比对。用 Arrow(SMRT Link 版本 5.1.0.26412)对组装体进行三次完善。最后一轮精炼将起始点移至序列的相反位置。为了帮助注释,根据制造商的说明,使用 peqGOLD 植物 RNA 试剂盒 (Peqlab) 从“Börner”组织中提取 RNA。根据 TruSeq RNA 样品制备 v2 指南,从 1,000 ng 总 RNA 制备索引 Illumina 测序文库。将得到的转录组测序 (RNA-Seq) 文库以等摩尔量汇集,并在 HiSeq 1500 仪器上以 2 100-nt 双端格式进行测序。cp_Boe (161,008 bp;GC 含量,37.4%) 和 mt_Boe (755,068 bp;GC 含量,44.3%) 使用 Web 服务 GeSeq v1.66 进行注释(cp_Boe 的具体设置: