超声引导便携式脉管穿刺机器人

摘要:脉管穿刺介入手术是对目标脉管进行穿刺后插入导丝,精确到达患处进行治疗的一种现代微创治疗方式,具有创伤小、恢复快、安全性高等特点。但由于脉管的深度不同,如何对目标脉管进行定位并精准穿刺是穿刺介入手术的一个难点。目前的穿刺设备由于体积和重量原因并不适用于非临床条件下紧急建立脉管通路使用。为此,设计一种超声引导的便携式脉管穿刺机器人,该机器人通过超声设备观测脉管,利用机械结构将超声图像、穿刺针和目标脉管对准,再通过调节上下移动距离,实现对不同深度脉管的精准穿刺。该机器人体积小、重量轻,可以在非临床条件下便携使用。实验表明,相较于常规的穿刺方法,该机器人可减少患者的创伤,减轻操作者的操作难度,提高脉管穿刺的成功率。

无线输能超表面技术研究进展

摘要:随着无线通信与人工智能技术的发展,小型移动设备的数量正在急剧增加,传统有线电力供应模式已不能满足人们对便携性和移动性的需求。射频与微波无线输能技术能够摆脱有线能源的限制,在无线设备中具有巨大的应用潜力。综述了超表面技术的关键热点,介绍了无线输能融合无线通信、无线传感、可重构智能超表面和目标识别与定位等技术的研究进展。超表面具备独特的电磁参量调控能力和二维紧凑可共形等优势,有望在射频与微波无线输能领域起到关键作用。无线输能超表面技术的关键热点主要包括无线电力传输、无线能量收集、同步无线信息与电力传输和可重构无线输能技术等。在无线输能系统中,超表面可以在发射端生成能量波束,在传输路径中增强耦合谐振,还可以在接收端提高交直流转换效率。

超大型耙吸式挖泥船动力及推进装置发展综述

摘要:[目的] 为促进超大型耙吸式挖泥船(VLTSHD)动力及推进装置的发展和升级,[方法] 对全球在役超大型耙吸式挖泥船展开分析,结合国际海事组织(IMO)绿色低碳的发展趋势,研究超大型耙吸式挖泥船动力及推进装置的发展方向。[结果] 结果表明,甲醇双燃料主机配合“一拖二”复合动力及全电配置将会在未来成为主流。电动机与导管定距桨的组合方案可替代导管可调桨,在适配多工况需求的同时可降低事故率和维修成本;全电驱动的吊舱推进装置也是解决方案之一。此外,各类节能装置的应用也是未来发展的趋势。[结论] 研究结果可为未来超大型耙吸式挖泥船的设计建造和疏浚装备开发提供一定参考。

圆偏振有机室温磷光材料

摘要:近些年,通过合理的分子设计将手性基团与室温磷光材料相结合,构建了一系列具有圆偏振发光性质的有机室温磷光材料。圆偏振有机室温磷光(Circularly polarized room temperature phosphorescence,CPRTP)材料的发光原理与有机室温磷光材料的发光过程保持一致,同时伴随着圆偏振发光性质。这类材料不仅保留了圆偏振发光中能量损耗低的优势,还极大地拓展了有机室温磷光材料在防伪加密、余辉显示等领域的应用。本文从CPRTP材料的发光机理及分子策略出发,依据CPRTP材料构筑方法的不同,概括了其结构设计策略,系统综述了各种类型的CPRTP材料的分子结构和光电性能的关系,最后探讨了CPRTP材料目前存在的问题,并展望了其未来的发展前景及挑战。

智能纤维材料与器件

摘要:智能纤维器件作为新一代电子器件的重要组成部分,已成为多学科交叉研究领域的前沿方向,在智能交互、能源革新和医疗健康等领域展现出广阔的应用前景。随着该领域的不断发展,现有的纤维材料、器件结构及制备工艺已难以满足尖端应用日益增长的性能需求。因此,亟需面向前沿领域开展纤维材料与器件结构的协同设计。本文以“材料—原理—器件—应用”为组织框架,系统综述了智能纤维材料(包括金属材料、高分子材料与碳纳米材料)及其相关智能纤维器件(涵盖传感检测、能量转化、能量储存与发光显示)在材料与结构设计、性能优化、连续化制备工艺以及前沿应用方面的最新研究进展。最后,结合新兴材料研究方法及智能织物生态系统的构建需求,展望了智能纤维及器件领域的未来发展与关键研究方向。

冶金流程典型大宗固废制备无机纤维材料进展

摘要: 在当前“双碳”背景下,冶金流程典型大宗固废及其他大宗工业固废的高值化利用已成为行业亟待解决的问题。冶金流程大宗固废中的高炉渣、除尘灰与其他大宗工业固废中的粉煤灰与煤矸石中均含有较丰富的硅、铝等有效资源,通过相应调质、配比处理,可以将上述固废制成具有良好隔热耐火性能的无机纤维材料,进而实现冶金流程大宗固废及其他大宗工业固废的高值化利用。总结了以调质高炉渣作为原料制备矿棉纤维、以除尘灰协同粉煤灰或煤矸石作为原料制备硅-铝系陶瓷纤维材料的研究进展;从基本原理、试验研究及生产实践3个方面分析了喷吹法与离心法制备无机纤维的研究进展。分别开展了以调质高炉渣为原料通过喷吹法与离心法制备矿棉纤维的中试试验研究,结果表明,喷吹压力对纤维渣球含量的影响较显著,对纤维平均直径的影响较小,当喷吹压力从0.20 MPa 升高至0.38 MPa 时纤维渣球质量分数从25% 下降至16%,纤维直径基本无变化;辊轮转速对纤维渣球含量基本无影响,对纤维直径的影响较为显著,随着辊轮转速升高,纤维平均直径从3.17μm 下降至2.73μm;对比了2种方法制得矿棉纤维在纤维直径、纤维渣球含量及纤维抗压强度3个方面的差异。另外,概括了以冶金流程大宗固废协同其他大宗工业固废为原料制备的硅-铝系无机纤维材料在建筑、工业、气凝胶及光催化材料方面的应用前景;在现有的研究基础上提出了冶金流程大宗固废制备无机纤维材料的研究方向,以进一步推动行业实现变废为宝,节能降碳。

高强铝合金薄壁构件超低温成形制造研究进展

摘要:新概念、长寿命、可重复使用航空航天器对传统高强铝合金薄壁构件的制造工艺和服役性能提出更高要求,如何实现该类复杂构件的高性能成形制造是当前亟待解决的难题。分析高强铝合金薄壁件整体成形技术存在的巨大挑战,在发现铝合金超低温“双增效应”的基础上,概述高强铝合金超低温成形技术的提出背景,综述分析近年来国内外学者在铝合金超低温变形双增效应与微观机制、超低温宏微观变形原位测试方法、超低温成形工艺与关键技术、超低温成形装备与典型应用等方面的研究进展,展望铝合金超低温成形技术未来的发展方向,为制造高性能航空航天器、电动汽车以及新能源储运装备等铝合金整体复杂曲面构件提供新途径。

工业丝状真菌生物制造的现状和展望

摘要:丝状真菌作为支撑生物制造产业发展的一类重要工业微生物,广泛应用于医药、食品、农业和材料化工等多个领域,与人类日常生活密切相关。近年来,合成生物技术的发展进一步推动了工业丝状真菌在生物制造领域的应用。文章综述了该领域的最新进展,涵盖了工业丝状真菌遗传改造技术的最新发展,通过理性改造策略推动现有产品生产工艺提质增效的成功案例,以及工业菌株作为底盘细胞在生产植物源天然产物、生物基化学品和功能性蛋白方面的新技术。文章对上述工作进行了总结和分析,并对工业丝状真菌在生物制造领域的发展前景和面临的挑战进行了展望和讨论。