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一种柔性超疏水超疏油结构制备方法
本发明公开了一种柔性超疏水超疏油结构制备方法,该制备方法包括如下步骤:(1)制作柔性超疏水超疏油结构底层:在基底上旋涂一层负性光刻胶,不用掩膜进行曝光;(2)在步骤(1)曝光后的负性光刻胶上旋涂一层负性光刻胶,利用阵列图形掩膜进行曝光;(3)结构层光刻胶第二次曝光:采用跟步骤(2)对应的掩模进行套刻曝光;(4)显影:将上述步骤中曝光后的结构进行显影;(5)镀保护层膜:在步骤(4)中得到的结构表面形成一层保护膜;(6)剥离:将经过步骤(5)处理后得到的结构从基底上剥离,得到所述柔性超疏水超疏油结构。按
华中科技大学 2021-04-14
纤维化扩展中旁张力信号介导的肌成纤维细胞和纤维细胞通讯
《美国国家科学院院刊》( PNAS)在线发表了清华大学医学院生物医学工程系和清华-北大生命联合中心杜亚楠教授研究组题为“纤维化扩展中旁张力信号介导的肌成纤维细胞和纤维细胞通讯”(Matrix-transmitted paratensile signaling enables myofibroblast-fibroblast crosstalk in fibrosis expansion)的研究长文。该研究应用单细胞力学刺激和体外仿生模型结合数学模型计算,系统探究了基质材料介导的力学信号在细胞间通讯的时空作用模式、分子基础,及其在纤维化发展蔓延过程中的作用,为细胞间力学信号介导的成纤维细胞(FB)-肌成纤维细胞(MF)互作提供了直接证据,并将这种纤维化发展进程中基质纤维介导的新型细胞间通讯模式命名为 “旁张力信号”(Paratensile signaling)。组织器官在受到损伤之后,会发生损伤修复,诱发组织纤维化。如果没有有效的控制措施,慢性纤维化疾病会最终导致组织硬化,诱发器官衰竭。有研究表明,在现代社会死亡病例中有将近50%与组织器官的慢性纤维化相关,包括此次新冠肺炎,会伴有肺部纤维化,重症患者纤维化进一步蔓延可导致呼吸衰竭,肺部纤维化也是愈后后遗症的重要风险因素之一。成纤维细胞的持续激活是各类组织纤维化中的主要诱因,在组织器官受到损伤或病毒感染之后,组织内的成纤维细胞FB会受到“旁分泌因子”(paracrine factors),例如TGF-b,PDGF等诱导,激活分化成为肌成纤维细胞MF,并分泌大量的细胞因子及细胞外基质,造成更广泛的成纤维细胞激活和组织硬化,进而引起组织器官内纤维化区域蔓延。除了感知化学信号,部分研究显示体外细胞会导致细胞外基质生物化学及生物物理性质的改变,也有研究表明细胞能够感受细胞外基质的物理特性,比如硬度、粘弹性等并作出响应。2017年,杜亚楠课题组发表于《自然·材料》的研究发现,在肝脏纤维化早期,肝窦内皮细胞可通过胶原纤维束传递力学信号激活星型细胞,导致肝脏纤维化蔓延。但是到目前为止,纤维化进展过程中细胞外基质材料介导的细胞间力学通讯的模式是否保守,以及其在组织器官内的蔓延模式、相关分子机制尚不明确。图1 组织纤维化扩展中旁张力信号介导的细胞间机械通讯示意图旁张力信号包含三个过程,一、力学信号的产生;二、力学信号在细胞外基质传递;三、周围细胞接受力学信号刺激作出响应。此过程介导了纤维化区域在组织内的扩张蔓延。研究团队首先在单细胞和多细胞水平上,通过统计FB和MF细胞收缩力和互作结果,显示细胞间存在基于胶原纤维化介质的细胞间通讯。为了进一步证明细胞间的机械通讯行为,团队建立了基于原子力显微镜可通过胶原纤维对单细胞施加可控、细胞级别力刺激的研究平台,利用该平台尽可能去除旁分泌等化学信号对细胞造成的影响。团队研究了来源于不同组织(肝脏、心脏和皮肤)的成纤维细胞对于旁张力信号的响应模式,即旁张力信号作用机制的三个过程:力的产生-力学信号在细胞外基质传递-临近细胞感受力学信号作出响应;研究发现距离施力细胞70微米 之外的细胞能在1秒之内对旁张力信号作出响应,并且初步证明细胞表面胶原蛋白受体Integrin/DDR2和机械力敏感钙离子通道Pizeo1介导了细胞间力学信号向细胞内生物化学信号的转变。 基于实验现象,团队进一步建立了基于单纯旁张力的数学模拟计算方法(Fibroblast - Myofibroblast Populated Collagen Lattice model, FMPCL),利用该数学模型可重现体外实验结果,包括细胞力产生、胶原纤维束的聚集及旁张力信号介导的成纤维细胞的激活,同时可预测在单细胞、多细胞水平下细胞间作用距离对于细胞激活的程度。在细胞水平研究的基础上,进一步结合微加工技术、组织工程手段和报告基因系统,分别构建了可模拟纤维化蔓延界面的体外纤维化灶扩展( fibrotic foci expansion)模型和可模拟心脏纤维化扩展的体外仿生模型,并结合数学仿真,发现在纤维化组织和正常组织交界面(border zone)存在广泛的MF-BF细胞间旁张力通讯,导致界面不断扩展、纤维化区域蔓延。使用激光切割技术切断介质胶原纤维束,能够显著的阻断纤维化区域的蔓延。同样,阻断细胞间旁张力通讯能够抑制体外仿生模型中心脏纤维化的蔓延,证明了旁张力信号在组织纤维化扩展蔓延中不可或缺的作用(图2)。图2 纤维化蔓延界面和心脏纤维化仿生体外组织模型和数学模型在纤维化蔓延界面体外(A)和数学模拟(B)仿生模型中,在未干预的情况下,纤维化区域呈现显著蔓延并伴随着成纤维细胞的激活。通过显微切割技术切断纤维化界面的胶原纤维阻断旁张力信号,纤维化蔓延趋势得到显著抑制。同样在模拟心脏心室壁的组织纤维化模型和数学模拟模型中(C),在未干预情况下均出现显著纤维化蔓延,但是经过小分子BAPN处理抑制胶原纤维重塑,纤维化区域的蔓延得到抑制。该研究为细胞外基质材料介导的细胞间机械通讯提供了直接证据,“旁张力”细胞间通讯模式是对现有基于生化因子的“旁分泌”信号机制的重要补充(见视频),为纤维化病理研究提供了新视角,为临床干预纤维化疾病提供了新思路。清华大学医学院生物医学工程系教授、北大-清华生命联合中心研究员杜亚楠为本论文通讯作者,杜亚楠研究组已毕业博士刘龙伟、硕士于鸿升为本文的共同第一作者。杜亚楠课题组已毕业博士赵辉、鄢晓君,在读博士生龙艺、吴钊钊、尤志峰、周律等对此项工作有重要贡献。该研究得到了北京市自然科学基金、北京市自然科学技术委员会和国家自然科学基金的资助。文章链接:https://www.pnas.org/content/early/2020/04/30/1910650117?from=groupmessage&isappinstalled=0
清华大学 2021-04-11
一种用于流水作业的高压电脉冲破碎反应槽
本发明公开了一种利用高压电脉冲水中放电破碎多晶硅棒的反 应槽,包括导向固定筒、筛选筛、电极结构、水槽以及传送带。电极 结构包括电极架板、电极杆以及电极头,电极架板上开有调整槽,可 以保证电极间距和电极高度可调,能满足破碎不同直径硅棒的需要。 电极杆上包有绝缘层,防止电极杆之间发生放电和泄露电流造成的能 量损失。电极材料采用不锈钢材料,能保证破碎用电极所需要的电流 耐受能力和机械强度,同时放电对电极造成的损耗也较小。筛选开有比预期破碎多晶硅块略大的孔,以便破碎后的成品露出,由传送 带传送至下一级。&n
华中科技大学 2021-04-14
多孔矿物纤维/ 植物纤维复合涂布空气净化材料
目前用于空气过滤的净化材料,主要以丙纶、涤纶纤维无纺布为主,其微观结构是以直径为50~100nm 、长 10~20µm 的纤维组成多孔的纤维薄膜。对空气中悬浮颗粒(包含 PM2.5)的过滤净化主要是通过多层纤维进行阻隔,存在着过滤性能与透气性相矛盾的问题,且无法有效解决。本项目采 用涂装技术将多孔矿物材料、矿物纤维材料与 ePTFE 纤维进行了复合,在多孔纤维的结点上担载了一定量多孔矿物或矿物纤维作为吸附活性中心,制备出具有吸附功能的纤维过滤材料,可实现对微细、 超微细颗粒过滤的同时产生吸附作用,这样即使存在较大的孔隙也能产生良好的净化作用,可有效解 决过滤性能与透气性相矛盾的问题。经过检测,本项目所制备的样品对空气中微细、超微细颗粒(以PM2.5 为例)具有很强的去除功能,且透气性良好。
北京工业大学 2021-04-13
基于静电纺丝纳米纤维的速溶速效给药纳米纤维膜
高压静电纺丝技术是一种自上而下 (top-down) 的纳米制造技术, 通过外加电场力克服喷头毛细管尖端液滴的液体表面张力和黏弹力而形成射流, 在静电斥力、库仑力和表面张力共同作用下,被雾化后的液体射流被高频弯曲、拉延、分裂,在几十毫秒内被牵伸千万倍,经溶剂挥发或熔体冷却在接收端得到纳米级纤维。该技术工艺过程简单、操控方便、选择材料范围广泛、可控性强、并且可以通过喷头设计制备具有微观结构特征的纳米纤维。 应用高压静电纺丝技术制备的纳米纤维膜,其表面积大、孔隙率高、并且具有三维立体连续网状结构等特征。结合聚合物基材的使用,电纺纳米纤维膜不仅仅可以有针对性地解决难溶药物溶解度问题,而且可以用于开发多种药物的速溶速效给药系统。可以根据用户需要进行各种药物速效给药系统的研制与开发
上海理工大学 2021-04-13
厚板超窄间隙旋转电弧焊接技术及成套装备
厚板焊接作为我国核电、船舶、石化等领域重大装备的关键制造技术,对低热输入、高效率、高质量的新型焊接方法升级需求极其迫切。窄间隙焊接技术因采用窄且深的坡口,在厚板焊接时具有效率高、填充量少、热输入小、变形小等优势,在提高焊接效率和焊接质量等方面具有重要应用前景。目前,该类技术在国外核电、船舶等行业广泛应用,技术较为成熟。而我国窄间隙焊接技术研究起步较晚,在大厚板核心焊接设备、工艺及材料均受制于人,尤其针对我国国防重点企业,存在“卡脖子”风险。高端焊接装备依赖于进口,价格高昂。国外主要生产厂家包括法国宝利苏迪、日本日立公司、美国电弧机器等,国内生产厂家华恒、唐山开元等依赖于国外企业的专利授权。 国际和国内现有技术一般采用钨极摆动、陶瓷片约束、横向交变磁场等控制电弧周期性地在两侧壁之间燃烧,存在装置复杂、母材被磁化或间隙较大等缺点。为解决窄间隙焊接侧壁熔合的难题,课题组另辟蹊径,创新性地提出了一种具有完全自主知识产权的“厚板超窄间隙旋转电弧焊接技术及成套装备”新技术。该技术突破了现有窄间隙钨极氩弧焊接(NG-GTAW,narrow-gap gas tungsten arc welding)工艺的局限性,已实现壁厚50 mm超窄间隙焊接,能够更为可靠、简便地解决侧壁未熔合缺陷问题。相对于国内外的现有技术,该技术形成的旋转电弧能够有效改善电弧热量及压力的均匀性,在保证熔敷金属质量均匀的同时避免熔深过大,具备高质量、高效率的突出优势,达到国际先进水平,已在国防、核电、QT等工业领域推广应用。同时,研究团队自主设计研发了面向核电、石化、船舶等装备的大厚板非轴对称旋转钨极超窄间隙GTAW成套装备(图1),可实现板厚超过150 mm、窄间隙5 mm——9 mm的厚壁材料高质量自动化焊接。 图1 大厚板非轴对称旋转钨极超窄间隙GTAW成套装备 该设备特别适用于厚壁不锈钢焊接、钛合金、980高强钢、9Ni钢等特种材料,在核电、军工、石化等领域具有广泛的应用前景。目前处于国际先进水平的宝利苏迪公司生产的单套设备售价高达380万元,国产设备售价也达到150——200万元水平。而自主设计研发的设备单套成本仅约30万元,能够产生巨大的经济效益。
山东大学 2025-02-08
超分子薄膜构筑方法
首先,一种大头基的表面活性剂(DEAB)可以与反电荷的多头配体(TPE-BPA)得到一种纳米尺寸的无规配位簇,而后金属离子(Zn2+)的加入则可迅速使之交联形成无定形的白色沉淀物。通过自发的结块过程,沉淀中的分子可进一步发生重排运动,并使其由白色粉末状的固体在短时间内转变形成透明且可自支撑的薄膜材料。
北京大学 2021-04-11
超构表面图像显示
设计两个硅纳米棒作为超构表面的基本相干像素结构单元,从而实现光场透射的有效调控。通过独立控制两个纳米棒的转角,可以实现单层结构对振幅和相位的独立调控,从而能够在单层纳米结构上实现任意全息与平面图像的集成。更进一步,针对于彩色平面图像,可以通过硅纳米棒的尺寸(即单根纳米棒的长和宽)以及纳米棒之间的转角差的控制,实现对颜色HSB三参数的按需调控,从而将超构表面结构色的调控能力从二维的色度-饱和度平面,真正拓展到三维的色度-饱和度-强度空间 以上研究成果将丰富和拓展超构表面在图像器件方面的应用,比如实现有阴影信息的彩色图像打印,开发新型全彩平面与彩色全息图像的集成显示技术,研制基于平面和全息图像集成的纳米隐写信息安全技术等。同时,该工作中体现的相干像素设计理念也将对复杂光场调控问题提供新的解决思路和方案
中山大学 2021-04-13
耐磨透明超疏水涂层
超疏水表面具有如自洁,疏水防污等特性,使其在众多领域都有巨大的应用前景。透明性的引入扩展了其在挡风玻璃,玻璃幕墙等领域的应用面。目前,透明超疏水涂层普遍存在易磨损,制作工艺复杂,缺少大规模制备的操作性,成本昂贵等缺点。本涂层利用长链硅烷修饰两种100nm粒径以下二氧化硅溶胶直接涂覆于由胶黏剂处理过的基材表面并稍加摩擦获得耐磨透明超疏水涂层。此涂层相较于气相沉积,模版法,刻蚀等技术制作方法简单,步骤与用时较少,并能大面积制备,重复涂覆。同时,制备价格较低,原料低毒环保,产品实用性强。
南京工业大学 2021-04-13
超细分级机
南京工业大学粉体工程研究所在微粉及超细粉的分级方面进行了多年的研究开发工作。开发成功了NHX系列选粉机和NHCH系列超细分级机。其中NHX系列选粉机已经在水泥行业和其它领域得到了广泛的应用。随着超细粉在各行各业广泛使用,NHCH系列超细分级机也有着很广的应用前景。NHCH系列超细分级机具有分级效率高、分级精度好、结构合理、投资省等优点。是替代进口的理
南京工业大学 2021-01-12
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