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。     

常温挤出糖霜3D打印机设计

目的:设计一款满足安全、卫生、操作便捷、结构性能稳定等要求的糖霜制品3D打印机.方法:打印机主要包括机械结构和控制系统,机械结构方面采用龙门架结构,并对传统的打印料罐进行改良.控制系统采用“工控机+运动控制卡”的模式.结果:该打印机可快速更换料罐(30s内),打印机成型速度快(≥5000mm/min),速度可调;成型精度控制在1mm 以内;成型件的强度、膨胀率和表面粗糙度指标均较好.自带光源的图像识别及处理系统能够识别产品形状、个数及完整性等.结论:改良后的料罐提高了半流体食品打印的卫生性、生产效率,且便于耗材的更换,能加工出复杂糖画模型以满足造型独特的个性化糖艺制品的需求.     

环氧树脂复合材料的固化动力学

将环氧树脂与适量的玻璃纤维混合加工到一起,形成一种含有玻璃纤维特性的环氧树脂复合材料。而且玻璃纤维的加入可以加强环氧树脂复合材料的固化动力学特性,为此提出环氧树脂复合材料的固化动力学特性分析,并对弹性效果以及伸缩抗压的特性变化进行分析。结果表明:当加入玻璃纤维时,环氧树脂复合材料固化动力学特性增强,当玻璃纤维比例达到50%时,其固化动力学特性达到最佳状态。     

基于FLAC3D的破碎围岩巷道支护效果分析

为了解破碎围岩分别采用锚杆支护、锚喷支护以及锚喷+锚索耦合三种支护方式下的支护效果,进而为破碎围岩巷道选择合理的支护方式提供参考。通过借助FLAC^3D软件建立数值模型,分析不同支护条件下的破碎围岩巷道位移量、应力分布以及塑性区的时空演化特征。结果表明,采用锚喷+锚索耦合支护时,可以较好的控制巷道围岩的位移量、减小应力集中效应、缩小塑性区的影响范围。     

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。     

3D打印裂隙岩体动态力学性能及能量耗散规律初探

地下岩体结构经常遭受到地震、爆炸、冲击振动等产生的动力扰动，利用3D打印技术的优势研究冲击荷载下岩体动态力学性能对实现3D打印技术在工程领域的应用具有重要意义。采用φ50 mm的变截面霍普金森压杆(SHPB)装置，对含预制裂隙的3D打印岩体试样进行动态单轴压缩试验。研究结果表明：试样的动态抗压强度随着预制裂隙倾角的增大呈现出先减小后增大的趋势，当预制裂隙倾角为30°时试样强度最小，当预制裂隙倾角为90°时试样强度最大。与3D打印岩体试样的静态单轴压缩强度对比发现，3D打印砂性材料具有明显的率效应，当应变率为139.65 s^-1时，3D打印岩体试样的动态抗压强度是静态抗压强度的4.34倍。预制裂隙缺陷在一定程度上加剧了试样的能量耗散和破碎过程，并且30°倾角预制裂隙对试样能量耗散和破碎结果的影响程度最大。同时，3D打印岩体试样的能量耗散过程与破碎块度表现出明显的自相关性，所用的3D打印砂性材料的宏观破碎结果与能量耗散之间的关系与天然岩石材料有一定相似性，为今后3D打印材料模拟天然岩体应用于动态力学试验的可行性奠定了基础。     

口腔正畸中瓷修复体托槽间接粘接的实验与临床应用研究

研究了口腔正畸间接粘接中瓷修复体与托槽粘接强度受到粘接处理方式和粘结剂的影响及其临床应用效果。粘接处理方式分为陶瓷偶联剂+氢氟酸酸蚀+喷砂组(A组)、氢氟酸酸蚀+喷砂组(B组)和陶瓷偶联剂+喷砂组(C组):选定4种粘结剂:Ormco光固化型、3M化学固化型、西湖化学固化型、京津化学固化型粘结剂，每组按照4种材料各粘接烤瓷试件16个。统计分析3个组抗剪切强度、粘结剂残留情况。结果表明:A、B组Ormco光固化型、3M化学固化型、西湖化学固化型和京津化学固化型粘结剂的抗剪切强度均高于C组(P <0.05); A、B和C组粘结剂总残留率逐渐降低(P <0.05)。其中A组Ormco光固化型、3M化学固化型、西湖化学固化型粘结剂残留率均低于B、C组(P <0.05)，京津化学固化型粘结剂残留率低于C组(P <0.05)。说明间接粘接中瓷修复体托槽粘接强度受到粘结剂材料和粘接处理方式的直接影响，采用Ormco光固化型粘结剂，并结合表面打磨、氢氟酸酸蚀等表面处理方法更能提升瓷修复体托槽粘接强度，临床应用结果显示这种瓷修复体托槽粘接方法的有效性。