The Functions of Metallothionein and ZIP and ZnT Transporters: An Overview and Perspective

Around 3000 proteins are thought to bind zinc in vivo, which corresponds to ~10% of the human proteome. Zinc plays a pivotal role as a structural, catalytic, and signaling component that functions in numerous physiological processes. It is more widely used as a structural element in proteins than any other transition metal ion, is a catalytic component of many enzymes, and acts as a cellular signaling mediator. Thus, it is expected that zinc metabolism and homeostasis have sophisticated regulation, and elucidating the underlying molecular basis of this is essential to understanding zinc functions in cellular physiology and pathogenesis. In recent decades, an increasing amount of evidence has uncovered critical roles of a number of proteins in zinc metabolism and homeostasis through influxing, chelating, sequestrating, coordinating, releasing, and effluxing zinc. Metallothioneins (MT) and Zrt- and Irt-like proteins (ZIP) and Zn transporters (ZnT) are the proteins primarily involved in these processes, and their malfunction has been implicated in a number of inherited diseases such as acrodermatitis enteropathica. The present review updates our current understanding of the biological functions of MTs and ZIP and ZnT transporters from several new perspectives.     

Polymer Self‐Etching for Superhydrophobicity through a Green Hot‐Pressing‐Exfoliation Process: Low and High Adhesion

A green polymer self‐etching strategy for fabricating superhydrophobic surfaces exhibiting low and high adhesion is proposed by using hot‐pressing and exfoliation on a pair of low density polyethylene (LDPE) films. It is demonstrated that the hot‐pressing temperature has significant influence on the surface morphology of LDPE. Effective hot‐pressing temperature for low‐adhesive superhydrophobicity ranges from 109 to 161 °C. Bird's‐nest like micro‐/nanostructures are observed in the unzipped LDPE surfaces compressed at 109 °C, which shows excellent water repellency. LDPE surface compressed at 108 °C demonstrates superhydrophobicity with high adhesion, i.e., a water droplet cannot roll off even when the surface is turned upside down. Furthermore, superhydrophobic vessels are processed and applied to transport water and microdroplets of water losslessly.

     

焊接工艺参数对超窄间隙焊接热裂纹的影响

超窄间隙焊接中热裂纹是一种很容易出现的缺陷,采用焊剂带约束电弧超窄间隙焊接试验,通过改变焊接工艺参数和间隙宽度,研究其对热裂纹的影响.结果表明,焊缝成形系数与热输入和焊缝成形系数与间隙宽度的匹配关系是决定热裂纹的主要因素.在较小的焊缝成形系数和较大的热输入量下热裂纹倾向较大,并且随着间隙宽度的减小,焊缝中热裂纹倾向明显增加.当焊缝成形系数增大到临界值时焊缝中不产生热裂纹,且临界值随热输入量的增大而逐渐增大,随间隙宽度的增大而逐渐减小.     

形变组织对水电用高强度贝氏体钢再加热奥氏体晶粒长大的影响

对某水电用800 MPa调质贝氏体高强钢进行了热变形-热处理晶粒长大的实验室联合试验。采用Gleeble-3500热力模拟试验机对钢试样进行不同工艺热压缩变形后冷却至室温,随后对试样进行模拟淬火再加热,在900～1200℃不同温度和保温时间条件下奥氏体化,研究热变形组织的差异对重新奥氏体化晶粒长大的影响规律。结果表明,不同应变速率(0.01～10 s^-1)、变形温度(900～1150℃)和60%工程应变下,试验钢获得的变形组织大致可分为3类：带有明显变形特征的组织、均匀细小的完全再结晶组织和已长大粗化的再结晶组织。3类组织再加热过程中其晶粒长大趋势基本相同,起始晶粒尺寸越大则最终奥氏体晶粒尺寸越大;但在950℃等温时,带有明显变形特征组织的变形试样奥氏体晶粒先缓慢长大后又迅速长大粗化。经评估验证,所建立的Sellars模型、Beck模型和Hillert模型晶粒长大动力学方程对于试验钢的奥氏体晶粒长大行为均有比较满意的预测效果。3类变形组织对应的Hillert模型及Sellars模型中奥氏体长大激活能基本相同,说明同一成分钢种的初始组织的差异并未显著影响晶粒长大机制...     

贝氏体等温淬火对Dievar热作模具钢高温摩擦磨损性能的影响

利用贝氏体等温淬火工艺在Dievar钢中制备不同体积比例的贝/马复相微观组织,通过对显微组织、宏观/微观硬度、磨面形貌、磨屑和磨损率的分析进一步研究了贝/马复相Dievar热作模具钢的高温摩擦磨损性能并探讨其磨损机制。结果表明,Dievar钢中下贝氏体含量随等温淬火保温时间的延长而增加,其中保温3、5、10 min时下贝氏体体积占比分别为32%、45%、63%。贝/马复相试样相比于传统油淬试样具有更高的回火抗性,不同等温试样硬度值均高于传统油淬试样硬度值。同等磨损条件下,等温淬火Dievar钢相较于常规热处理Dievar钢耐磨性更加优异。在400～600℃高温摩擦磨损试验条件下,Dievar钢表面氧化物为Fe₂O₃和Fe₃O₄。Dievar钢400～500℃高温磨损机制为磨粒-轻微氧化磨损;随着温度升高,氧化物颗粒尺寸变大,磨粒磨损加剧。当温度升至600℃时,常规油淬试样磨损机制为磨粒-氧化磨损,以磨粒磨损为主;而等温淬火试样磨损机制则以氧化磨损为主。     

均匀化处理对挤压态Mg-Al-Zn-0.1Y合金热变形行为及织构的影响

利用250～400℃、0.01～10 s^-1 Gleeble 3500热模拟机等温热压缩试验研究了均匀化处理对稀土Y微合金化挤压态Mg-Al-Zn合金热变形行为的影响,利用电子背散射衍射(EBSD)研究了均匀化热处理对其热变形织构的影响。建立了挤压态和均匀化处理态Mg-Al-Zn-0.1Y镁合金的Arrhenius型本构方程,绘制了代表稳态流动的0.5应变加工图。研究了均匀化热处理对合金热加工图的影响,发现均匀化处理拓宽了合金低温可加工区,提升了合金的低温可加工性,确定了挤压态合金的适宜加工区为(325～375℃、0.01～0.1 s^-1)和(350～375℃、1～10 s^-1),均匀化热处理态合金的适宜加工区为(275～325℃、0.01～0.1 s^-1)。均匀化热处理提升了合金的动态再结晶能力,弱化了挤压态合金热变形基面织构强度,提升了软取向部分比例,提高了挤压态镁合金的热成形性。     

化学镀钯拖缸现象的电化学研究

目的 用电化学的方法探究化学镀钯出现拖缸现象的原因 方法 通过开路电位方法探测化学镀钯的引发过程,利用线性扫描伏安法测量极化曲线。在测量阳极极化曲线时不加入钯盐;在测量阴极极化曲线时,不加入次亚磷酸钠。分别求得次亚磷酸钠的起始氧化的电位(EO)、钯离子的起始还原电位(ER)随温度变化的关系曲线,以及甘氨酸浓度对EO和ER的影响,并且采用化学镀实验,研究钯层厚度变化与甘氨酸浓度的关系。结果 发现第1次使用和多次使用的化学镀钯液对引发钯沉积的快慢存在差异,即存在拖缸现象。在镀钯过程中,温度越高,镀液活性越强,越不容易出现拖缸现象,同时稳定性也会下降。在电化学实验中发现,EO随着温度的升高而负移,ER随着温度的升高而正移,二者的差值|ΔE|总体上随着温度的升高而减小。ΔE可以反映镀液的稳定性和衡量化学镀钯引发的难易程度。ΔE<0意味着镀液稳定,化学镀钯需要在催化剂表面引发。当|ΔE|≤0.73 V时,化学镀钯可以正常引发。当|ΔE| >0.73 V时,引发过程存在拖缸现象。甘氨酸的浓度可以影响ΔE。当甘氨酸的质量浓度接近10 g/L时,拖缸现象不明显,无甘氨酸或者其质量浓度大于20 g/L时,容易出现拖缸现象。结论 ΔE的值与化学镀钯液的稳定性和拖缸现象是否发生有关。     

粉末冶金靶材多弧离子镀HY3涂层抗氧化性能

目的 研究靶材制备工艺对多弧离子镀(Arc ion plating,AIP)MCrAlY涂层抗氧化性能的影响。方法 采用粉末冶金方法制备NiCrAlYSi(HY3)靶材,然后采用AIP在DZ125合金基体上制备HY3涂层。在1 100 ℃下对粉末冶金靶材制备涂层进行200 h的静态氧化实验,采用SEM、XRD等对靶材和氧化前后的涂层进行微观组织分析,并与传统铸造靶材进行对比。结果 采用粉末冶金方法制备的靶材成分更加均匀,相尺寸约为5 μm,相较于铸造靶材降低了1个数量级。采用粉末冶金靶材制备的涂层(P涂层)元素分布更均匀、β相含量更高。经过1 100 ℃、200 h的高温氧化,P涂层的氧化增量为1.01 mg/cm²,低于铸造靶材制备的涂层(C涂层,1.10 mg/cm²)。在200 h后,P涂层表面的热生长氧化物(TGO)完整,而C涂层表面的TGO出现了剥落现象,P涂层的活性元素均匀分布,促进TGO内生成了少量弥散分布的钉扎氧化物Y2Hf2O7,提高了TGO的抗剥落能力。更高的β相含量促进了氧化初期θ−Al2O3的快速生成,有利于P涂层生成保护性能更好的TGO。结论 粉末冶金靶材成分的均匀性优于传统铸造靶材,采用粉末冶金靶材制备的HY3涂层的抗高温氧化性能优于铸造靶材制备的HY3涂层。     

镍基分支化ZnOHF表面的制备及油水分离性能

目的 解决目前油水分离材料大多存在的制备工艺复杂、设备昂贵、分离效率低、重复使用性差等问题。方法 采用水热法在镍网表面生长分支化羟基氟化锌(ZnOHF)粗糙结构,随后在表面沉积十八烷基三甲氧基硅烷(ODS)分子,得到超疏水/超亲油镍网。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FT–IR)对其表面的微观形貌、组织和表面成分进行表征,利用接触角测量仪表征其静态和动态润湿性能。结果 镍网表面生长的分支化ZnOHF粗糙结构,与低表面能的ODS单分子层协同作用,使该表面对水的接触角高达158°,对油的接触角则为0°,且连续滴加油品时,油会在表面迅速铺展、渗透,并向下滴落。将不同品类的油与水混合,模拟不同情况下的油水分离效果,其分离效率均在95%以上;经过50次重复的油水分离测试后,其油水分离效率仍能保持91%,表现出良好的重复使用性能。结论 实验制备的超疏水/超亲油镍网具有制备方法简单、成本低廉、高效耐用等优点,为含油废水的处理提供了新方法。     

钛合金无缝管热连轧温度场模拟

采用有限元法分析了钛合金无缝管多机架连轧下的温度状态。模拟结果表明：随轧制道次的增加,辊底下的外表面温度以逐渐减缓的速率降低,中心温度整体上以逐渐减缓的速率上升,而辊缝下外表面温度持续升高。中心温度的周向不均匀性在奇数道次时减小,在偶数道次时增大,而外表面温度分布的不均匀性与此相反。前一机架压下量与后机架辊缝处温升呈负相关,降低前一机架压下量可显著提升后机架周向温度不均匀性。温度测量和晶粒形貌分析的结果表明,模拟结果与实验结果吻合度较高。