石墨烯在电化学生物传感器领域的研究进展

石墨烯以其高的导电性、大的比表面积和良好的生物相容性等优点在电化学领域得到了广泛研究。本文介绍了近5年来石墨烯材料在电化学生物传感器领域的研究进展,简单探讨了石墨烯发展存在的问题。     

3D打印制备三维石墨烯及其在水处理中的应用

石墨烯作为一类新型纳米材料,具有对水中各类污染物良好的吸附去除性能,但石墨烯纳米粉末态的性状使其在使用后难以从溶液中分离出来而造成二次污染。因此构建大体积的三维石墨烯结构,可以有效弥补水处理中纳米材料难以分离的问题。本文介绍了如今常用的三维结构制备方法,如模板法、自组装法等,但这些方法通常步骤烦琐、影响因素及所需条件较多等,在过程中易产生结构缺陷,从而影响制得的三维结构的力学性能。文中指出,3D打印法通过计算机数据调控,具有操作简便、结构设计精准、批量制备的优点,可制备出优良的三维结构体,并可通过对浆料组分的灵活调控进行改性或增加其力学性能。综上所述,配置满足3D打印黏度要求的浆料,并使制得的三维结构具备一定要求的力学性能,充分利用其精密的规模化生产,是使3D打印三维石墨烯适用于水处理的关键所在。     

3D生物打印技术综述

3D生物打印是当前快速成型发展具有前景的领域之一,是融合生物学、材料学、制造学、生命科学为一体的交叉技术。该技术在组织工程和再生医学方面迅速发展,使打印组织器官成为可能。该篇文章对生物打印技术方法分为DBB、EBB、LBB三类进行概述,总结了生物打印的发展现状,介绍了生物打印技术的前沿：多材料打印及4D打印。     

不同打印参数对3D打印钛合金电化学腐蚀的影响

目的:探讨3D打印不同打印参数对TC4钛合金(Ti-6Al-4V)耐腐蚀性的影响。方法:分别将打印功率、速度和层厚这三个参数作为变量分为A、B、C三组,A组按照功率渐增又分为A1、A2、A3组,B组按照速度渐增又分为B1、B2、B3组,C组按照层厚渐增又分为C1、C2、C3组。分别研究A、B、C三组试件的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度和电化学阻抗谱,并分析对比其耐腐蚀性能。结果:A1到A3自腐蚀电位降低,而自腐蚀电流密度增高,电化学阻抗弧减小;从B1到B3自腐蚀电位降低,自腐蚀电流密度增高,电化学阻抗弧减小;从C1到C3自腐蚀电位降低,自腐蚀电流密度和电化学阻抗弧都减小。结论:在一定范围内,3D打印功率和速度越低,TC4钛合金耐腐蚀性越强,腐蚀溶解速率越小,层厚越小,TC4钛合金耐腐蚀性越强,但腐蚀溶解速率越快。     

氧化石墨烯增强光固化树脂的3D打印

采用石墨烯和氧化石墨烯(GO)作为增强体、无水乙醇作为稀释剂,对紫外光固化树脂进行物理改性。通过3D打印制备石墨烯增强光固化树脂试样,研究了石墨烯和GO添加量对光固化树脂力学性能的影响。结果表明,与石墨烯相比,GO含有更多的极性含氧基团,能与极性光固化树脂之间形成非共价键,改善了GO在光固化树脂中的均匀分散性。当GO添加量为0.15%时,与纯树脂相比,拉伸强度从27.99 MPa提高至37.31 MPa,提高了约32.30%,冲击强度从17.79 kJ/m²提高至25.48 kJ/m²,提高了约43.00%;与添加0.05%石墨烯相比,拉伸强度和冲击强度分别提高了23.67%和13.20%。因此,添加GO对提高光固化树脂的力学性能效果更佳。     

基于3D打印技术制造柔性传感器研究进展

与传统的涂覆、沉积等加工手段相比,使用3D打印技术可制造复杂立体功能结构的传感器,将3D打印与柔性传感技术结合可以促进未来生物医疗、人工智能等领域的发展。本文介绍了国内外基于3D打印技术制造柔性传感器的最新进展,其中包括聚酰亚胺等多种基底材料、纳米金属等多种打印传感材料;按照熔融沉积、黏弹性墨水沉积、粉末烧结熔化、还原光聚合和材料喷射的制造原理分别阐述了多种传感器的材料选择、成型特点,并对制造方法进行总结分析。虽然3D打印制造柔性传感器件存在着缺乏行业标准及多种类打印材料等问题,但经过不断创新与发展,3D打印将成为柔性传感领域极佳的制造手段。     

混凝土3D打印材料及3D打印模板技术应用进展

混凝土3D打印是现代数字化制造的典型代表,因其智能化、个性化、绿色建造的工艺优势受到广泛关注。作为一种新型建造方式,3D打印为建筑业带来了颠覆性的影响,并对传统混凝土材料提出了全新的挑战。如何提升混凝土材料与3D打印技术的适应性,实现3D打印技术在建筑中的广泛应用是人们普遍关注的焦点。本文概述了混凝土3D打印技术的发展历程,系统论述了混凝土3D打印材料在流变性、可挤出性、可建造性以及力学性能方面的研究现状,同时,介绍了3D打印模板技术在装饰及异型构筑物上的典型应用,以期为混凝土3D打印的研究与未来工程发展提供一定的参考与借鉴。     

基于石墨烯的生物传感器的研究进展

综述了石墨烯在生物传感器方面的研究进展,最后展望了基于石墨烯的生物传感器的发展前景。     

3D生物打印中细胞活力的研究进展

3D生物打印是将细胞、生长因子和生物材料结合在一起,制造出模仿自然组织特征的生物医学部件,近年,该技术已广泛应用于组织工程相关研究中.生物墨水是3D生物打印的基础,细胞是生物墨水的重要组成部分,也是构建组织器官的关键之一,细胞活力是影响3D生物打印成功的决定因素,但3D生物打印过程较复杂,多种因素可影响细胞活力及其生物...     

Optical Biosensor Based on Graphene and Its Derivatives for Detecting Biomolecules

Graphene and its derivatives show great potential for biosensing due to their extraordinary optical, electrical and physical properties. In particular, graphene and its derivatives have excellent optical properties such as broadband and tunable absorption, fluorescence bursts, and strong polarization-related effects. Optical biosensors based on graphene and its derivatives make nondestructive detection of biomolecules possible. The focus of this paper is to review the preparation of graphene and its derivatives, as well as recent advances in optical biosensors based on graphene and its derivatives. The working principle of face plasmon resonance (SPR), surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS), fluorescence resonance energy transfer (FRET) and colorimetric sensors are summarized, and the advantages and disadvantages of graphene and its derivatives applicable to various types of sensors are analyzed, and the methods of surface functionalization of graphene and its derivatives are introduced; these optical biosensors can be used for the detection of a range of biomolecules such as single cells, cellular secretions, proteins, nucleic acids, and antigen-antibodies; these new high-performance optical sensors are capable of detecting changes in surface structure and biomolecular interactions with the advantages of ultra-fast detection, high sensitivity, label-free, specific recognition, and the ability to respond in real-time. Problems in the current stage of application are discussed, as well as future prospects for graphene and its biosensors. Achieving the applicability, reusability and low cost of novel optical biosensors for a variety of complex environments and achieving scale-up production, which still faces serious challenges.     

基于专利分析的3D打印技术及材料研究与应用进展

详述了3D打印技术的发展历程,具体介绍了3D打印技术的技术分类及其优缺点,对3D技术在我国的专利分布情况进行了初步分析,同时对3D打印技术在汽车工业、航天领域、医药行业和建筑行业的应用进行了梳理,并进一步展望了3D打印技术的发展趋势,通过互联网+3D打印,将创造出新的经济增长点,实现我国从传统制造向智能制造迈进。     

聚己内酯材料的改性及在3D打印中的应用

主要综述了通过物理和化学方法制备改性聚己内酯(PCL)的方法和所制备的改性PCL的性能,并且对PCL材料在3D打印领域中的应用也进行了介绍。由于PCL具有较好的生物相容性和韧性,并且改性的PCL也具有较为理想的强度,相应的3D打印产品可用到组织工程领域。另外,化学改性的PCL还具有一定的功能性。     

3D打印建筑技术及其水泥基材料研究进展评述

3D打印技术具有数字化、自动化、快速高效、无模、节省材料等特点,是一种低能耗、低排放的制造技术,也是制造业升级改革的关键技术。3D打印技术在传统建筑领域具有广阔的应用前景,能够极大缩短工程建设周期、提升建筑结构可设计性,它还是一种极端环境下极具潜力的施工技术。因此,3D打印建筑技术不仅受到科研工作者的青睐,更是得到国家的大力支持。本文系统评述了国内外基于水泥基材料的3D打印建筑技术的研究进展:首先介绍了基于水泥基材料的3D打印建筑技术的起源、发展及应用;然后从可打印性能、力学性能及耐久性能三个方面对3D打印水泥基材料研究进展进行了介绍;最后提出了关于3D打印建筑技术的思考与建议,并对其发展方向进行了展望。     

3D打印塑料材料在汽车配件设计中的应用

近年来,汽车产业出现了以塑代钢的轻量化趋势,随着3D打印技术的不断发展,3D打印塑料材料在汽车配件设计中应用广泛,能够有效地节省汽车研发周期,削减成本。概述了3D打印塑料材料的现状,包括其种类、形态及改进技术,及其对于汽车配件设计的影响;介绍了3D打印塑料材料在汽车配件设计中的应用,并对其在汽车配件设计中的未来发展趋势进行了探讨。     

3D打印在包装工业中的应用与前景

综述了3D打印技术中熔融沉积成型技术、激光选区烧结法技术、光固化立体成型技术、分层实体制造技术四种方法的特点和应用,介绍了应用于3D打印技术中常用的材料以及3D打印技术在包装工业中的应用。指出在包装工业中采用3D打印技术具有的优势是其它同类包装制造技术无法比拟的,3D打印技术在未来的包装工业中有着十分广阔的应用前景。     

3D打印在微反应器制造中的应用

3D打印技术具有自由设计、生产时间短、节约材料、无需模具、易于制造复杂结构等优点,使其在微反应器设计和制造方面能够发挥巨大作用。本文对比了几种常用微反应器的制造工艺,重点综述了3D打印技术在微反应器制造中的应用进展。     

3D打印在弹性体领域的应用

以弹性体为打印材料的3D打印技术为熔融沉积快速成型、立体光固化、选择性激光烧结和聚合物喷射。简介热塑性弹性体打印材料和热固性弹性体打印材料,概述3D打印技术在弹性体制品生产中的应用,综述3D打印技术在弹性体领域的发展和挑战。光硫化或光固化是橡胶领域3D打印技术的发展趋势。     

计算机辅助技术在塑料3D打印中的应用

主要综述了计算机辅助技术在熔融沉积3D打印中的应用,其中包括在对喷头温度场的分析、对制件温度场、应力场和压力场的分析以及预测不同工艺参数对制件精度的影响。其中涉及的高分子材料包括丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料、聚醚醚酮材料和聚乳酸材料;涉及的工艺参数主要为喷头温度、成型室温度、打印速率、扫描方式和分层厚度;采用的模型制件通常为板状制件,也包括结构较为复杂的人工骨制件。