纳米级超声造影剂的理论研究进展

为了克服超声造影剂中微米级气泡尺寸较大的局限性,大量研究人员对超声应用的替代造影剂(纳米级造影剂)进行了研究。随着生物纳米技术的飞速发展,纳米级超声造影剂在诊断与治疗领域有着广阔的发展前景。与超声造影剂中的微米级气泡相比,纳米级造影剂粒径较小,渗透能力极强,可以通过血管内皮间隙,进而可以实现血管外病变部位的显影。文中详细论述了超声造影剂在超声作用下的行为以及2种主要的纳米级造影剂:纳米气泡和纳米液滴造影剂,对其理论研究进展进行了总结,并提出了目前仍存在的一些问题及其未来的研究方向。     

CuO-SiO2气凝胶@TiO2纳米纤维无牺牲剂光催化还原CO2

采用溶胶-凝胶法制备CuO-SiO2复合气凝胶,通过在气凝胶孔道内填充TiCl4,然后将其气相水解,得到了在CuO-SiO2气凝胶表面生长了高结晶度的TiO2纳米纤维(CuO-SiO2@TiO2),纤维直径～16 nm.通过XPS、UPS、UV-Vis DRS、荧光光谱(PL)等表征了材料的结构及光电性能.结果表明,制备的CuO-SiO2@TiO2对可见光有明显吸收,且荧光强度较商用TiO2(P25)大幅降低,光生电子-空穴对更加稳定.再在纳米纤维上负载CuO,所得CuO-SiO2@TiO2/CuO在可见光区的荧光强度进一步增强.以300 W氙灯为光源,分别以CuO-SiO2@TiO2及CuO-SiO2@TiO2/CuO为催化剂,无牺牲剂条件下光催化还原CO2,4 h后甲醇产率分别为1304.0及1589.0μmol/g-cat,转换频率(TOF)分别为0.038及0.046 h–1.循环实验表明,纳米纤维具有较好的光催化稳定性,经过4次光催化循环实验后,CuO-SiO2@TiO2/CuO的保留率～94％,甲醇产率可达1472.0μmol/g-cat,TOF为0.042 h–1.     

基于蜻蜓翅脉结构的连续碳纤维增强树脂基复合材料仿生设计与增材制造

以具有轻质高强优异性能的蜻蜓翅脉结构为设计灵感，在分析翅脉网格结构抗冲击原理的基础上，设计了传统和仿生两类对比结构。采用熔融挤出3D打印机成功制备了具有不同结构的连续碳纤维增强聚乳酸复合材料试样，并对不同结构复合材料试样的拉伸性能和抗冲击性能进行了测试和对比分析。研究分析结果表明：由于拉伸力方向上的连续碳纤维含量相对较少，限制了仿生结构复合材料抗拉强度的提高，但仿生结构的平均抗拉强度为传统结构的1.18倍；当仿生结构复合材料试样受到冲击力时，其内部六边形结构的连接角度会发生变化，从而极大消耗冲击能量，同时具有六边形网格结构的连续碳纤维可以有效阻碍裂纹的扩展，因此仿生结构的平均冲击韧性可以达到传统结构的2.46倍；仿生蜻蜓翅脉结构可以显著提高增材制造复合材料的综合力学性能，且对于抗冲击性能的提高具体突出效果。连续碳纤维增强树脂基复合材料的有效可行的仿生蜻蜓翅脉结构设计和增材制造，可极大扩展其在高冲击载荷领域中的相应应用。     

基于改进残差特征蒸馏的轻量级超分辨率网络

基于深度学习的图像超分辨率算法通常采用递归的方式或参数共享的策略来减少网络参数，这将增加网络的深度，使得运行网络花费大量的时间，从而很难将模型部署到现实生活中。为了解决上述问题，本文设计一种轻量级超分辨率网络，对中间特征的关联性及重要性进行学习，且在重建部分结合高分辨率图像的特征信息。首先，引入层间注意力模块，通过考虑层与层之间的相关性，自适应地分配重要层次特征的权重。其次，使用增强重建模块提取高分辨率图像中更精细的特征信息，以此得到更加清晰的重建图片。通过大量的对比实验表明，本文设计的网络与其他轻量级模型相比，有更小的网络参数量，并且在重建精度和视觉效果上都有一定的提升。     

纳米二氧化硅在PA6/EVAC共混物中的分布

采用熔融共混方法，在240℃下制备了不同纳米二氧化硅（SiO₂）含量的尼龙6（PA6）/乙烯-乙酸乙烯酯塑料（EVAC）共混物，测试了力学性能，并通过接触角测试计算润湿系数以及扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等表征方法研究了纳米SiO₂在共混物中的分布情况。结果表明，纳米SiO₂的加入可以同时提高PA6/EVAC （质量比50/50）共混物的刚性和韧性，当纳米SiO₂的含量从1份提高到10份时，材料的弯曲弹性模量从1 345 MPa提高到1 855 MPa，同时材料的简支梁缺口冲击强度从7.8 kJ/m²提高到9.7 kJ/m²。计算得到240℃下纳米SiO₂与PA6，EVAC之间的润湿系数为-0.72，理论预测纳米SiO₂分布在共混物两相界面上。但是从SEM和TEM照片上看到，实际上纳米SiO₂分布在界面和PA6相中，与润湿系数的理论预测结果不完全一致，最后结合高温加工过...     

大豆蛋白纳米纤维对铁纳米颗粒的稳态化作用

为明确大豆蛋白纳米纤维的结构形成和扩宽铁强化剂的食品工业应用，以大豆分离蛋白（soy protein isolate，SPI）为原料，通过5 h的酸热处理制备纳米纤维（soy protein isolate fibrils，Fib SPI），系统研究纤维形成前后蛋白结构的变化，并进一步制备铁纳米颗粒（iron nanoparticles，Fe NPs），探究Fib SPI对铁的稳态化作用。研究结果表明：在酸热处理过程中，SPI产生大量的β-折叠结构，其与硫磺素T结合，显示出增强的荧光强度；此外，7S组分先发生降解，利于纤维成核形成，随后11S逐渐被水解，促进纤维生长；同时水解产生大量的小肽组分，提高了产物的还原力。研究进一步利用Fib SPI递送铁纳米颗粒（Fe NPs），发现与原始SPI相比，铁纳米颗粒可在Fib SPI原位形成胶体稳定的铁-大豆蛋白纳米纤维复合物（Fe FibSPI），并以Fe（II）形式存在，其对乳液体系色泽及稳定性的影响较硫酸亚铁或氯化铁小。该研究可为构建新型植物基铁强化剂递送体系提供理论和方法指导。     

TEMPO氧化修饰的天然多糖纳米纤维增强复合材料及其功能化研究进展

纤维素和几丁质具有相似的结构，是自然界中储量丰富的两类天然多糖。经2, 2, 6, 6-四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)氧化修饰制备的纤维素和几丁质纳米纤维，不仅具有多糖类物质的良好亲水性、生物可降解性、生物相容性及丰富的官能团(羟基、羧基、乙酰氨基和氨基等)所带来的特定化学性质，而且还具有纳米纤维的纳米尺寸效应、大比表面积、高表面活性、高结晶度和手性液晶相结构等特点，已成为生物质纳米材料领域的研究重点之一。本文对TEMPO氧化修饰制备天然多糖纳米纤维的方法及剥离机制进行了总结，同时重点综述了TEMPO氧化修饰的天然多糖纳米纤维在薄膜、凝胶、导电、医用、电磁屏蔽及环境等复合材料的增强和功能升级等方面的研究进展，强调了纤维素和几丁质纳米纤维的官能团及纳米尺寸在复合材料中的增效机制。最后，对天然多糖纳米纤维的发展方向及其在各领域应用的机遇与挑战进行了展望。