轨道车辆零部件材料多轴疲劳寿命预测理论与方法研究进展

摘要:近年来,随着我国高速铁路的快速发展,列车运行速度也在不断提升,也对轨道车辆的安全性、稳定性和可靠性提出了更高的要求。复杂多变的实际服役工况环境对轨道车辆零部件材料的强度、刚度尤其是疲劳寿命具有显著影响。因此,开展接近轨道车辆零部件真实服役环境( 如复合载荷、高/低温) 下的材料多轴疲劳寿命预测理论与方法研究具有重要的工程价值和实践意义。首先,本文对传统轨道车辆零部件材料多轴疲劳寿命预测理论与方法进行了回顾与总结,尤其对基于临界平面法的多轴疲劳寿命预测模型进行了详细介绍。其次,就有限元模拟技术在传统轨道车辆零部件材料多轴疲劳寿命预测中的应用进行了介绍;并阐述了其在新兴轨道车辆零部件材料多轴疲劳寿命预测中的具体应用。最后,讨论了目前研究所面临的主要问题与挑战,这对轨道车辆零部件材料多轴疲劳寿命预测理论与方法研究的进一步发展具有重要意义。

量子点在疾病诊疗中的应用

摘要:量子点(quantum dots,QDs)是一种纳米级半导体晶体,因其独特的光学和电化学特性,在疾病诊疗领域极具潜力。在疾病诊断方面,QDs的高亮度和光稳定性使其在生物成像技术中能实现细胞、组织乃至单个生物分子的高分辨率成像,QDs作为荧光标记物,可用于细胞追踪、生物传感以及癌症、感染性疾病免疫和相关疾病的检测,为早期准确诊断开辟新途径。在疾病治疗方面,QDs可作为多功能纳米载体,用于靶向药物递送,帮助药物实现靶向输送,显示药物传递和释放的踪迹,QDs还可以作为光敏剂或光敏剂的载体,选择性破坏恶性细胞、血管病变和微生物感染,减少对正常组织的损伤。尽管前景广阔,但QDs从研究到临床应用仍面临诸多挑战,如毒性、稳定性和规模化工业化生产等问题。通过表面修饰、封装技术及合成工艺的改进,研究人员正逐步解决这些问题。本文总结了QDs的类型,重点介绍了其在生物成像、生物传感器、病原体检测、药物输送和光动力治疗领域的最新研究进展,讨论了阻碍其临床应用的多重障碍,并探索了克服这些挑战的潜在解决方案。

热学超材料智能设计方法研究进展

摘要: 超材料是一类人工设计的结构材料,因其具有自然材料不具备的超常属性而备受关注。作为超材料的重要分支,热学超材料通过灵活调控热流可实现一系列超常热功能,如热隐身、热集中和热旋转等,在航空航天、能源和电子等领域具有重要的应用价值。本研究首先介绍了基于变换热学、散射抵消和拓扑优化的热学超材料传统设计方法,讨论了传统设计方法存在的设计效率低、灵活性差和计算成本高等局限。随后,重点介绍了基于深度学习和智能算法的热学超材料智能设计研究进展,探讨了智能设计方法在设计效率、设计灵活性以及满足复杂设计需求等方面的独特优势。最后,介绍了几类具有超常热功能的热学超材料应用实例,并展望了热学超材料智能设计的未来研究方向。

高压诱导高分子多层级结构演化与性能调控研究进展

摘要:高压科学作为一门新兴的跨学科研究领域,通过调控非平衡态热力学参数,为开发新型材料的结构与性能提供了独特的研究手段。该方法在金属和无机非金属材料研究中已取得显著进展。然而,对于高分子体系,受限于表征技术及其复杂结构特性,高压条件下的相关研究相对较少。本文基于高分子物理基础理论,系统总结了高压条件下高分子材料的结构演变规律,包括分子链运动、自由体积效应、玻璃化转变及结晶行为,阐述了由此产生的力学性能与功能特性变化,并进一步探讨了当前高压高分子研究领域的关键挑战与未来发展方向。

高性能轧制稀土镁合金研究进展

摘要:作为车辆制造、国防等轻量化关键材料,镁合金绝对强度低和室温成形性差等缺点限制了其在相关领域的进一步应用。目前,挤压和轧制是生产高性能镁合金板材的重要手段,而高强塑组织调控是高强韧、高成形性镁合金的关键技术。本文综述了高强韧轧制稀土镁(Mg-RE)合金微观组织及力学性能调控的最新研究进展,重点讨论了从多元合金化成分设计及轧制工艺手段创新等方面调控Mg-RE 合金组织,进而改善其成形性和力学性能,并指出未来低成本高强韧镁合金板材的研发需要基于对工艺-组织-性能关系的深入探索,从多元合金化成分设计及短流程高效率轧制工艺角度,为轧制镁合金组织调控和高性能镁合金制备提供借鉴。

用于织物显示器件的高性能银纳米线/热塑性聚氨酯透明导电纤维

摘要:透明导电纤维是构建织物显示器件的核心组成部分, 目前其主要通过在高分子基体中掺杂导电的离子液体进行制备, 但其导电性较低, 难以有效满足应用需求. 将银纳米线涂覆在空气等离子体处理后的热塑性聚氨酯纤维表面,得到了一种具有高导电性和高透明性的柔性透明导电纤维. 在等离子体处理后, 聚氨酯纤维表面接枝了大量亲水基团,并与银纳米线表面所包覆的聚乙烯吡咯烷酮形成氢键作用, 促进银纳米线膜层牢固地粘附于聚氨酯纤维表面. 该透明导电纤维的电导率可达到10 S•cm-1, 较基于离子液体/聚氨酯的导电纤维提高1000 倍, 其透光率超过75%, 在空气中放置14 d 及弯折10 万次后, 电导率仍能维持初始值的90%以上. 将该透明导电纤维编织构建成织物显示器件, 其发光亮度可达208 cd•m-2, 且具有良好的耐水洗和耐摩擦性能.

面向2040年的中国海洋工程科技发展战略

摘要:海洋科技水平是衡量一个国家科技实力的重要标志,在全球绿色能源低碳转型的大趋势和“双碳”目标引领下,海洋能源资源成为保障中国能源安全的重要增长极。选取海洋领域具有代表性的6个子领域,通过综合分析工程科技发展态势、发展需求与挑战,运用技术预见战略研究方法,结合经济社会发展愿景,创新性地凝练出了10项关键技术、10项共性技术和3 项颠覆性技术,提出了具备先进的自主的海洋装备和技术体系、提升海洋能源和资源绿色开发能力、建立海洋安全和战略利益技术保障体系“三位一体”的2040年中国海洋工程科技发展战略框架,以及6项海洋科技重大工程:海上能源综合开发示范、全球智能空天地海一体化海洋信息组网、海洋矿产资源绿色开发、海洋环境全方位监测组网建设、极地与大洋公海生物资源开发和中国海洋专属经济区渔业绿色开发。研究建议:加强海洋工程科技领域的顶层设计,做好统筹规划;发挥体制机制优势,实现产学研用一体化集成应用;强化自主创新,形成技术装备高质量发展;深化国际交流与合作,提升国际话语权;创新海洋人才体制机制,加强人才培养和成果转化;加大研发投入,把握跨越式发展新机遇,助力中国早日实现海洋强国的宏伟蓝图。

轨道工程车燃料电池供电技术应用方案研究

摘要:近年来,氢能已成为推进我国能源转型升级、率先实现“双碳”目标的重要举措之一。文章针对具体线路条件和运营需求,开展了氢燃料电池在轨道工程车上的应用方案研究,提出了燃料电池系统、储氢系统、储能系统的设计方案及安全保障措施。该研究可为轨道工程车提供一种基于清洁能源的完全零排放供电系统方案,具有较大的市场前景和减排效益。

药物递送系统在胰腺癌治疗中的应用

摘要:胰腺癌(pancreatic cancers,PCs)是消化系统常见且预后极差的恶性肿瘤。其主要治疗方式包括手术、放化疗和靶向治疗等。PCs发病隐匿、早期诊断率低下,大多数患者被诊断为PCs时,已经失去了手术机会。化疗仍是进展期PCs的主要治疗方法,但是PCs化疗容易发生耐药。PCs区别于其他肿瘤最显著的特征是基质十分丰富致密,不仅阻碍了药物渗透,同时也阻碍了免疫细胞的浸润。上述原因共同导致PCs 患者的生存率极低,现有药物不能满足临床PCs治疗的迫切需求。先进的药物递送系统为PCs 的治疗带来新的机遇,其具有改善药物递送、增强生物屏障穿透、减少副作用等优点,同时可以联合多种治疗方法,因此在PCs治疗中的前景十分广阔。目前在PCs 中广泛应用的药物递送系统主要包括纳米药物递送系统、针对肿瘤微环境的药物递送系统、免疫疗法药物递送系统、基因治疗药物递送系统以及融合各种疗法优点的组合药物递送系统等。本文就上述药物递送系统在PCs治疗中的领域发展现状、最新前沿进展和机遇挑战等进行系统总结和前瞻分析。