一维纳米硼酸盐研究进展:从基础热力学到工程实践

纳米线/棒/管/带/晶须等纳米材料由于其独特的一维(1D)结构及在电子、光学、催化、能源、环境和医药等领域的广泛应用前景而成为研究的热点之一,而硼酸盐则由于其多变的组成及其在众多领域内的独特性能及应用受到了广泛关注。重点围绕碱/碱土金属硼酸盐,从基础热力学、控制合成、应用开发、工程实践等方面对1D纳米硼酸盐材料的最新研究成果进行了综述。此外,对1D纳米硼酸镁的熔融盐(MSS)、化学气相沉积(CVD)等传统高温工艺及本课题组多年来所致力的水热-热转化(HTC)法制备进行了客观比较,结果表明,HTC法在形貌控制合成乃至中试放大等方面具有一定优势。最后以硼酸镁纳米晶须为例,从前述4个方面对目前1D纳米硼酸盐研究中所存在的问题、尤其是针对腐蚀性技术瓶颈的绿色水热合成及其工程实践对策进行了分析和展望。     

硼酸盐热力学基元贡献模型及在MgBO2(OH)纳米晶须水热合成过程分析中应用

以MgCl₂·6H₂O、H₃BO₃、NaOH为原料,控制摩尔比Mg:B:Na=2:3:4,经室温共沉淀及水热转化(220～240℃,6.0～30.0 h)制得了单斜相MgBO₂(OH)纳米晶须。借鉴机械混合模型、基团贡献法思想,根据质量守恒原则将硼酸镁盐按照复盐分子式进行基元拆分,通过引入校正因子k,利用复盐基元的基础热力学数据拟合建立了Δ_fH_m及Δ_fG_m等硼酸盐热力学基础数据估算的基元贡献模型,估算了共沉淀产物Mg₇B₄O₁₃·7H₂O及水热产物MgBO₂(OH)不同温度下的Δ_fH_m、Δ_fG_m热力学数据,得到了25～100℃下共沉淀反应及25～250℃下水热转化的Δ_rH_m、Δ_rG_m。结果显示,共沉淀反应在室温条件下可自发进行,水热转化须借助一定温度条件方能自发实现,且反应趋势随水热温度升高时间延长而增大。该热力学基元贡献模型有望为其他结构复杂复盐化合物纳米结构的湿化学法控制合成分析及预测提供借鉴。     

纳米纤维应用于组织工程的研究进展

组织工程支架的关键作用是起到引导细胞繁殖、生长,促进组织修复的一个过程。纳米纤维支架由于具有特殊的纳米效应,而更有利于细胞的黏附、增殖、功能化,因而被广泛应用于组织工程。本文分别介绍了纳米纤维支架在各类组织工程中应用,包括皮肤和创伤敷料组织工程、血管组织工程、神经组织工程、骨组织工程、软骨组织工程中应用的研究进展,同时介绍了纳米纤维支架药物控制释放中的应用。指出目前纳米技术还不成熟,需要从制备工艺的优化、基因工程的引入及纳米材料安全性能的科学评价等几方面解决纳米纤维支架在组织修复工程中面临的问题。     

工程热力学课程教学方法的探讨与实践

针对工程热力学的课程特点,并结合教学及科研中的实践体会,就如何提高工程热力学教学效果提出几点看法,主要包括:重视绪论课的讲授、构建教学主线、充分利用多媒体技术及课程网站、课程论坛.     

刍议工程热力学课程教学改革与实践

我们国家正在努力实行教育制度改革工作,这也是适应经济与社会的发展需要,在社会主义市场经济飞速发展的时代就必须不断的改革课程教学模式,不断的探究新型的教学方法。随着国家教育制度改革不断的完善与发展,全国各高校为了适应教育制度的发展趋势纷纷进行教育改革。在教育制度改革的过程中,课程教学改革是其重要组成部分。当前我们国家正在崇尚节能减排、资源利用最大化与环境保护的意识,在这种情形下就应当积极加强工程热力学课程的实际教学意义。由于课程多样性造成工程热力学课程数量逐渐下降,课程的教学任务只增不减,因此就会大大降低工程热力学课程的教学质量。在这种形势下,我们就应当对工程热力学课程教学进行改革与创新,同时也要结合现实的实际情况开展工作,坚持实事求是的原则,这样才能够保证工程热力学课程改革的方向符合国家教育制度改革的发展需要。在工程热力学课程教学的时候要将课程改革的本质融入其中,这样才能够更快的完成工程热力学课程改革的任务,才能够培养出符合社会需要的工程热力学专业人才。课程改革是国家教育制度改革的一个重要组成部分,也是构建社会主义文明社会的重要途径,是发展社会主义市场经济的重要因素。就当前的实际情况而言,我们国家的工程热力学课程改教学改革过程中存在着许多方面的问题,并且也没有结合现实的实际情况进行实践教学,这就导致了工程热力学课程教学改革的进程偏慢。本文将着重论述工程热力学课程教学改革与实践的相关概述,分析工程热力学课程教学改革与实践过程中存在的主要问题,制定相关方面的解决对策,以此来实现课程教学改革的总目标,为国家教育制度改革工作的完成奠定基础。     

工程化学基础课程教学改革与实践

工程化学是大学普通化学课程教学改革后一个教学成果。针对该课程教学实践中出现的问题,从教学内容、教学方法及教学手段方面进行积极探索和改革,以适应非化学化工类工科专业基础化学教学的新体系,巩固教学成果。     

《工程热力学与传热学》课程教学改革与实践

《工程热力学与传热学》是一门理论性很强的核心基础课程,与化工等相关专业领域有关。该门课程的特点是内容多、理论性强,涉及的理论知识比较复杂、抽象。作者结合自身的实际教学实践经验,对《工程热力学与传热学》理论的教学内容和教学体系进行了优化。同时针对该课程的这些特点,作者强调了教学改革的必要性并指出了教学改革的方向。     

胶粉改性沥青研究进展:从分子到工程

从化学工程角度总结剖析了胶粉改性沥青(CRMA)加工难、性能变异性大和污染物排放等难题产生的根源,分析了胶粉的来源、组成和基本性质,阐述了胶粉在选择、破碎或活化、沥青结合料或混合料加工和回收过程中不断变化的多网络结构与性能之间的关系;从工程角度综述了 CRMA混合料的特性及其优化方法;展望了 CRMA的发展方向并提出发...     

“双创”人才培养实践：从“污泥铜”到“纳米铜”的工程化

发展“双创”教育,是提高大学生创新创业能力、服务国家“双创”战略,同时实现大学生的高质量就业,实现经济社会高质量转型发展的重要举措。然而,目前我国“双创”教育的发展仍然处于较为初步的水平,尤其表现在实践的不足。为了探索有效的“双创”实践活动,通过校企联合实验室,使学生深入企业一线。通过学习含铜污泥熔炼工艺,结合企业需求,提供了一种利用含有金属的废弃物作为原料生产纳米铜粉末和纳米铜合金粉末的系统,实现了公斤级超小尺寸纳米铜粉的技术突破。该实践活动,使得学生对科研与研发的异同有了更为深入的理解,同时,也为企业针对性的培养了人才。     

超临界二氧化碳相转化技术制备组织工程支架研究进展

组织工程支架是组织工程研究的关键要素之一。然而,传统制备方法存在操作条件复杂或有机溶剂残留量高等问题。本文基于超临界二氧化碳相转化技术操作条件温和、可以将相分离与干燥过程合二为一、有效地去除有机溶剂等优点,简要介绍了超临界二氧化碳相转化技术中应用的组织工程支架材料,具体阐述了制备出具有致密无孔结构、孔洞结构以及三维纳米纤维结构的组织工程支架的研究进展。随后对其目前存在的不足,如该项技术缺少系统的理论研究、部分制备出的支架不利于传质、负载生长因子和细胞粘附等问题提出了可能的解决方案。最后对超临界二氧化碳相转化技术制备具有类似细胞外基质结构和功能、孔洞相互贯通、微观粗糙纳米纤维表面的组织工程支架进行了展望。     

生物复合纳米纤维作为组织工程支架材料的研究进展

由有机-有机和无机-有机材料混合电纺制备的生物复合纳米纤维具有优良的仿生性和生物活性,它们在软、硬组织工程支架领域中具有广泛的应用前景。本文综述了这两种生物复合纳米纤维作为组织工程支架的研究进展,并对研究中存在的问题和今后研究的方向进行了讨论。     

《材料科学与工程基础》MOOC建设与教学实践

《材料科学与工程基础》 课程是工科类高等院校中材料类专业的专业基础课程.四川大学的 《材料科学与工程基础》课程是早期的国家级精品课程.近年来,基于网络在线课程的新型开放教育资源MOOC,得到快速发展,能够为更多的人提供免费学习优秀课程的机会.本文介绍了该课程在四川大学的发展概况,重点叙述了该课程在MOOC建设中的探索过...     

从制造业视角分析工业工程的实践教学

随着我国经济的发展,制造行业也在不断地发展和完善。主要针对工业工程专业的实践教学展开了论述,先分析了工业工程实践教学的现状,然后提出了三个方面的实践教学意见,以促进工业工程实践教学的创新和优化,从而提高工业工程教学质量,促进学生的综合发展。     

工程教育认证背景下基础力学课程教学改革探索与实践

基础力学课程是高校工科专业的核心专业基础课,对高校的人才培养起着至关重要的作用。文章结合工程教育专业认证标准和青岛科技大学机械类相关专业的毕业要求,分析了传统基础力学课程教学中存在的与工程教育专业认证要求不相符的问题,提出了基于工程教育专业认证的基础力学课程教学改革措施。教改取得了良好的效果。     

新工科背景下“工程化学基础”课程教学改革与实践

“工程化学基础”是工科非化学专业的核心课程,对传授学生的化学知识与培养思维能力至关重要。新工科背景下通过对课程结构、教学模式、教学内容、教学案例和评价模式的教学改革和实践,培养学生学习兴趣、应用创新能力,引导学生自主学习,使学生拥有多视角、多层面和多学科的视角知识和相关技能,提升学生的综合能力。本次教学改革也为培养面向未来的、拥有全球视野的创新型人才提供一定的理论基础和实践经验。     

新能源背景下动力工程及工程热物理专业实践教学改革与探索

近年来,随着全球对能源可持续发展的追求,动力工程及工程热物理专业在新能源领域发挥着重要作用。然而,在实践教学中,该专业仍存在着实践教学难度大、安全风险高、教学资源浪费等问题。为了解决这些问题,本文提出了引入计算机仿真虚拟实践的教学改革措施,包括引进虚拟仿真教学软件、建立计算机仿真虚拟实验室、提供多样化虚拟实验课程、加强教学指导和评估等措施。这些措施旨在提高学生的实践操作能力和技能水平,从而提高动力工程及工程热物理专业教学质量。