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。     

Optimization of E. coli tip-sonication for high-yield cell-free extract using finite element modeling

Optimal tip sonication settings, namely tip position, input power, and pulse durations, are necessary for temperature sensitive procedures like preparation of viable cell extract. In this paper, the optimum tip immersion depth (20–30% height below the liquid surface) is estimated which ensures maximum mixing thereby enhancing thermal dissipation of local cavitation hotspots. A finite element (FE) heat transfer model is presented, validated experimentally with (R² > 97%) and used to observe the effect of temperature rise on cell extract performance of Escherichia coli BL21 DE3 star strain and estimate the temperature threshold. Relative yields in the top 10% are observed for solution temperatures maintained below 32°C; this reduces below 50% relative yield at temperatures above 47°C. A generalized workflow for direct simulation using the CONSOL code as well as master plots for estimation of sonication parameters (power input and pulse settings) is also presented.     

Surface treatment of titanium dioxide nanopowder using rotary electrode dielectric barrier discharge reactor

Titanium dioxide (TiO2) nanopowder (P-25;Degussa AG) was treated using dielectric barrier discharge (DBD) in a rotary electrode DBD (RE-DBD) reactor.Its electrical and optical characteristics were investigated during RE-DBD generation.The treated TiO2 nanopowder properties and structures were analyzed using x-ray diffraction (XRD) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR).After RE-DBD treatment,XRD measurements indicated that the anatase peak theta positions shifted from 25.3° to 25.1°,which can be attributed to the substitution of new functional groups in the TiO2 lattice.The FTIR results show that hydroxyl groups (OH) at 3400 cm-1 increased considerably.The mechanism used to modify the TiO2 nanopowder surface by air DBD treatment was confirmed from optical emission spectrum measurements.Reactive species,such as OH radical,ozone and atomic oxygen can play key roles in hydroxyl formation on the TiO2 nanopowder surface.     

磨矿动力学研究现状及应用

磨矿动力学是描述被磨物料的磨碎速率与磨矿时间之间关系规律的一种数学模型，对分析物料在磨矿过程中的粒级及能量变化具有重要作用。为充分发挥磨矿动力学在磨矿过程中的作用，论文在分析国内外研究现状的基础上，系统介绍了两种典型的磨矿动力学模型：m阶磨矿动力学模型和磨矿总体平衡动力学模型，分析了模型中各参数的含义；以磨矿总体平衡动力学模型为重点，分析了破碎速率函数和破碎分布函数的求解方式，包括零阶产出率法、奥-勒理论简算法、卡普尔G-H算法以及经验公式法等；从物料性质、磨矿介质及配比、磨矿方式及参数、化学添加剂等几个方面分析了影响磨矿动力学模型的因素；指出了磨矿动力学模型在矿物加工工程领域的应用现状并对其未来的研究方向提出展望。研究表明磨矿动力学在矿物加工领域具有广泛而重要的应用，为进一步改善磨矿工艺提供了理论依据。     

磨料有序排布电镀砂轮的制备及其把持力研究

为解决电镀砂轮磨削加工中容屑空间不足的问题，采用点胶微粘接的方法制备了磨料有序排布的电镀砂轮，分析了磨料粘接效果和镀层力学性能。通过SEM分析了磨料/镀层/导电胶的结合界面，并进行了干磨削试验。研究结果表明，直径约为磨料粒径40%的胶点可粘接住磨料，单个胶点上粘接多颗磨料的占比小于6%；双脉冲电镀工艺制备的镀层显微硬度大于500HV，表层残余应力小于100MPa，磨料/镀层/导电胶之间的界面贴合紧密，无明显缺陷；砂轮在磨削时没有出现磨料脱落现象。     

汽车密封件双料一体旋转模具设计

针对PP+TPE汽车密封件设计了大型双料一体旋转注射模,介绍了二次合模的精确定位、可控注射系统、顶出平衡设计。该模具技术能够使两种性能完全不同的材料按照指定区域分布,并且达到塑件尺寸的精度需求,实现同时与钣金、玻璃、塑件等不同材质的零件进行复合配套。本项目实施后,在模具精度、寿命等方面接近或部分达到国外同类产品先进水平,而价格仅为国外产品的40%,性价比优势明显。     

纳米碳化钒/碳化铬复合粉末的微波辅助高能球磨合成及其应用

以微米级氧化钒(V2O5)、氧化铬(Cr2O3)和纳米碳黑为原料，采用机械合金化及微波辅助加热法制备了纳米碳化钒/碳化铬复合粉末。利用XRD、XPS、TG-DSC、SEM、TEM和BET对产物进行了分析表征。结果表明，：纳米碳化钒/碳化铬复合粉末的最佳合成条件为：碳的质量分数为35%，反应温度为900℃，保温时间为1h。在该条件下的反应产物主要由V3Cr2C5、Cr2VC2和Cr3C2组成，颗粒为球形或类球形，分散性较好，无明显团聚现象，平均颗粒尺寸约为50nm，复合粉末的比表面积为115.53m2/g。添加纳米碳化钒/碳化铬复合粉末可以提高陶瓷结合剂cBN磨具的力学性能和磨削效率，降低磨具的损耗，并且对磨具具有减摩作用。     

转底炉处理赤泥工艺技术

为了综合利用氧化铝冶炼产生的赤泥，探索在转底炉中直接还原赤泥、磨矿磁选获得高品位直接还原铁。通过实验室试验摸索了转底炉还原工艺参数，并在转底炉工业试验线进行了工业试验。实验室结果表明，赤泥还原后的直接还原铁(DRI)金属化率可达88.6%，磁选后的铁品位可达82.1%，磁选后的铁回收率可达88.9%。工业试验中，转底炉还原后，产品金属化率平均为69.2%，将还原后的DRI磁选获得高品位的DRI产品，磁选后DRI的铁品位为72.8%，磁选后铁回收率达到了85.2%,初步打通了在转底炉中还原赤泥、磁选的工艺路径。     

基于自回归谱外推的全聚焦成像分辨力提升

针对相邻缺陷全聚焦超声成像混叠问题，结合低阶、宽有效频带自回归谱外推方法，压缩超声波时域脉冲宽度，实现亚波长级全聚焦（Total focusing method，TFM）成像分辨力。建立碳钢试块模型，设置两个中心间距1.8 mm，直径1.3 mm圆孔，选用中心频率2.25 MHz，32阵元相控阵探头采集全矩阵数据。针对全矩阵数据，选择自回归阶数为2，信号频谱最大幅值下降14 dB为有效频带，建立自回归模型并外推有效频带外的高频与低频成分，随后对全矩阵数据进行延迟叠加处理和TFM成像。仿真结果表明，低阶、宽有效频带自回归谱外推处理方法具有较高的鲁棒性和准确性，TFM成像后可有效分离中心间距0.7λ（λ为超声波长）圆孔，保留缺陷横向位置信息的同时，定位误差不超过0.73%。对碳钢试块中相同位置及尺寸的圆孔进行试验验证，定位误差不超过1.06%，有效地提高TFM成像分辨力。     

超声波辅助插层-剥离法制备煤系高岭土微粉的研究

我国煤系高岭土储量丰富,为满足造纸、纺织等行业个性化的需求,通常要对其进行深加工。以山西朔州煤系高岭土为原料,分别在恒温磁力搅拌和超声波作用下探究了煤系高岭土/二甲基亚砜(DMSO)插层复合物制备的最佳条件,在插层复合物的基础上对煤系高岭土进行超声辅助剥离,制备得到高岭土微粉,并利用XRD、SEM、BET、TG-DSC等方法分析表征样品。正交实验结果表明在磁力搅拌条件下DMSO用量、插层时间以及插层温度均对插层率具有一定的影响,引入超声波有利于高岭土插层率的提升。插层复合物经超声辅助剥离后晶粒厚度明显减小,高岭土片层状结构大体上呈现碎片化,仅保留少部分大的片状结构,其边缘碎化,整体上也出现碎裂的趋势。剥离样品的比表面积和孔径均大幅度增加,为硬质高岭土的剥离和超微细粉体的制备提供了新的思路。