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新型电化学传感器在生物分子检测中的研究进展

新型电化学传感器在生物分子检测中的研究进展

摘要：随着“提高全民健康素养”的号召深入人心，自主健康监测的需求也逐渐扩大，代谢物分析在健康管理过程中占据不可替代的重要作用。与质谱法、色谱法和光谱法等传统分析技术相比，电化学传感器因其选择性强、灵敏度高和检测范围宽，在生物医学、环境科学、材料科学等领域均显示出巨大的应用潜力。目前，科研工作者已经开发出多种面向生物代谢物检测的电化学传感器，用于确定离体体液中疾病标志物的水平或进行在体实时动态监测。以生物分子检测为切入点，综述了便携式、植入式和可穿戴式新型电化学传感器在疾病相关代谢物分析中的应用进展，并对这些传感装置进行总结和比较，以期为生物传感器的创新及临床应用拓展提供参考。
交叉 2024年11月05日
铱及铱合金涂层的研究现状与展望

铱及铱合金涂层的研究现状与展望

摘要： 铱（Ir）是一种超高温抗氧化材料，其不但熔点高、硬度大，而且在高温下具有极强的稳定性和极低的氧渗透率。所以，Ir涂层被广泛地应用于碳基材料与难熔金属的高温防护方向，在航天领域的应用前景十分广阔。首先介绍了Ir涂层的多种制备技术，对其中的几种重点制备技术进行了详细介绍，论述了不同制备技术的优缺点，介绍了制备技术的组合以及改进方式。并且对不同制备技术和不同制备条件下所制得Ir涂层的晶体微观结构进行了介绍， 并论述了微观结构对涂层性能方面的影响，包括涂层的力学性能以及抗氧化性能等，最后总结了微观结构对涂层性能的影响规律。由于纯Ir涂层存在不足之处，介绍了应用表面合金化制备出的Ir合金涂层，并重点介绍了Ir-Al，Ir-Hf，Ir-Hf-Al和Ir-Hf-Zr等合金体系的性能和规律，探讨了未来多元Ir合金涂层的应用发展趋势。最后，对Ir及Ir合金涂层的研究进行了展望。
稀有 2024年11月05日
碳质材料在镁基储氢材料中的应用

碳质材料在镁基储氢材料中的应用

摘要： 碳质材料因具有诸多优异的物理化学性质，在储氢研究领域受到广泛关注。综述了碳材料（石墨、石墨烯、碳纳米管）在镁基储氢材料中的应用现状与研究进展，讨论碳材料负载不同催化剂（活性金属、金属间化合物、过渡金属等）对镁基储氢材料性能（储氢容量、吸放氢动力学、反应活化能、循环稳定性等）的影响。在研究碳材料的催化机制时发现，碳材料在镁基储氢材料中不仅起到催化、助催化的作用，还能抑制晶粒团聚和生长。将碳材料应用于镁基金属氢化物时， 两者的协同效应能使储氢体系表现出高活性；当碳材料负载催化剂时，还起到良好的分散剂的作用，有利于MgH2表面催化剂均匀分散，使储氢体系表现出高循环稳定性。可为储氢领域高性能材料的构建提供一种新的思路。
新能源 2024年11月05日
基于脑机接口与虚拟现实技术的手部软康复系统研究

基于脑机接口与虚拟现实技术的手部软康复系统研究

摘要: 基于脑机接口和虚拟现实技术在康复医学中的巨大应用潜力，以及目前手部康复系统中存在的若干问题，本研究提出一种基于脑机接口与虚拟现实技术的手部软康复系统。与传统康复外骨骼相比，该软康复系统适配不同脑卒中患者手部，允许手和手指在非驱动方向上运动，重量轻、便于携带、透气性强、安全性高。在脑机接口( brain computer interface，BCI) 和虚拟现实环境帮助下，系统可以协助患者主动完成康复训练任务，并通过特定游戏任务，为患者提供运动感觉和本体感觉反馈，在康复过程中提高患者大脑可塑性，改善运动神经功能重塑。相关实验结果说明，本研究系统结构稳定、性能可靠，脑电信号分析准确率满足系统要求，脑机接口与虚拟现实的结合可以有效激活相对应脑区，为脑功能重塑与脑神经重建奠定了理论基础。
医疗 2024年11月05日
大尺寸非晶合金的成分设计和新制备方法研究进展

大尺寸非晶合金的成分设计和新制备方法研究进展

摘要： 非晶合金，又称为金属玻璃（MG），是一种新型的多功能材料，具有长程无序，短程有序的原子结构。由于不存在晶粒、晶界及位错等缺陷，非晶合金具备一系列优异的综合性能，在众多领域有着极大的应用前景，受到众多学者的广泛关注。但非晶合金的形成受到玻璃形成能力以及冷却速率的限制，使得该材料的尺寸远小于传统金属材料，极大地限制了其在工程领域的推广及应用。针对如何突破非晶合金尺寸限制的问题，研究学者们给予了充分的关注及和研究。简要介绍了非晶合金的发展历史，总结了临界尺寸≥15 mm的非晶合金成分及其制备方法，同时阐述了获得较大尺寸非晶合金的策略，包括根据经验准则、高通量制备及表征、机器学习得到高玻璃形成能力（GFA）的合金成分设计方法以及低温热塑性连接、 焊接、放电等离子烧结及3D打印的获得大尺寸非晶合金的制备技术，并对这些方法的发展提出展望。
新材料 2024年11月05日
基于改进的MOGWO高强度钢辊弯成形工艺的多目标优化

基于改进的MOGWO高强度钢辊弯成形工艺的多目标优化

摘要: 为了探究成形参数对高强度钢辊弯件成形质量的影响, 并对工艺参数进行优化, 提出了一种辊弯成形工艺优化方法。首先, 应用LS-DYNA 有限元软件模拟LG700 高强度钢U 型辊弯件的成形过程。然后, 通过Box-Behnken 响应面设计对高强度钢U 型辊弯件进行仿真试验, 分析辊弯道次、过弯角、辊站间距和辊缝间距等成形工艺参数以及厚度、法兰高度、圆角半径等几何参数对辊弯件偏差角和纵弓高度的影响, 并通过拟合得到偏差角和纵弓高度二者的二阶响应模型。最后, 采用改进的多目标灰狼优化(MOGWO) 算法对特定尺寸辊弯件进行工艺优化, 并通过实例进行验证。结果表明, 将优化后的工艺参数用于高强度钢辊弯成形过程中导致其偏差角由0. 78°降至0. 24°, 纵弓高度由1. 58 mm 降至1. 20 mm, 成形质量得到提高, 满足相关产品的装配精度要求。
钢铁 2024年11月05日
表面超声滚压工艺参数对车轴钢表面性能的影响

表面超声滚压工艺参数对车轴钢表面性能的影响

摘要：通过研究表面超声滚压不同加工参数对DZ2车轴钢表面完整性及表面性能的影响规律，为DZ2车轴钢超声表面滚压处理选取最优工艺方案。研究结果表明：通过超声表面滚压处理后，DZ2试样的表面状态得到改善，表面性能得到大幅度提高。试样表面粗糙度降低，表面显微硬度增加，轴向表面残余提升；周向的表面残余应力变化幅度较小。表层出现明显的塑性流变，同时表层组织中发生铁素体晶粒的拉长以及渗碳体的碎化现象。不同的工艺参数对材料表面状态影响不同，随着主轴转速的增加，表面粗糙度值逐渐减小，表面轴向残余应力得到大幅度提高；随着静压力的增大，表面硬度的数值不断增大。通过合理组合不同的加工参数，可以使得DZ2车轴钢表面完整性及表面性能得到较好的改善，提出最佳优化参数组合建议。
机车 2024年11月05日
高成形镁合金板材最新研究进展

高成形镁合金板材最新研究进展

摘要： 镁合金作为当前应用广泛的轻量化金属结构材料，具有高比强度和比刚度、优良的阻尼性能以及可回收等优点。同时，中国拥有丰富的镁资源，其应用与推广可起到缓解中国铁、铝矿等传统金属材料的短缺问题和降低污染的作用。 变形镁合金在航空航天、交通运输和生物医用支架等领域受到广泛青睐。但是， 大部分变形镁合金具有密排六方（hcp）晶体结构，室温下能够开动的独立滑移系较少，因而在塑性变形时易形成强基面织构导致其室温塑性成形能力差。如何提高镁合金板材的室温成形性能是扩大镁合金应用当前亟待解决的主要问题之一。综述了近年来国内外研究学者在改善镁合金板材室温成形性的工作及研究进展，主要集中在添加合金元素和塑性预变形调控来消融强织构与低成形壁垒，阐述了添加稀土元素、微合金化、新型轧制及挤压加工、预变形塑性加工等手段对镁合金板材微观组织结构、晶体取向及成形性能的调控规律，为制备高成形性镁合金板材制备提供参考。
有色 2024年11月04日
三端晶体管的人工突触器件: 材料、结构与系统

三端晶体管的人工突触器件: 材料、结构与系统

摘要：神经形态工程学旨在从硬件层面上构建人工仿生神经系统, 模拟人脑独特高效的运行机制, 进而实现神经形态感知和类脑计算功能. 生物突触是人脑学习和记忆的基本结构与功能单元. 因此, 构建类生物突触结构、功能的电子器件是实现神经形态感知与计算的关键. 相较于两端的阻变器件, 三端突触晶体管在实现多态调控和降低能量消耗上都具有优势. 此外, 三端突触晶体管还可以将压力、温度等外界物理刺激转化为电信号, 在采集视觉、听觉、嗅觉等信号来工作的人造感知神经系统方面有广阔的应用前景. 本文综述了三端突触晶体管的材料选择、器件结构以及功能应用, 并重点介绍了基于三端突触晶体管的人造视觉、听觉和嗅觉三种感知系统的最新进展. 最后, 总结了三端突触晶体管及其构建的人造感知系统面临的挑战, 并对其未来发展进行了展望.
交叉 2024年11月04日
难熔金属钼和钨的微合金化研究进展

难熔金属钼和钨的微合金化研究进展

摘要： 微合金化技术作为一种先进的材料设计调控理念，已在钢铁和有色轻金属领域开展了大量研究与应用，具有广阔的发展前景。由于难熔金属钼和钨存在室温脆性、高温易氧化和变形抗力大等问题，限制了其在更极端环境中的应用。 微合金化可在保持纯钼和纯钨基体原有特性的基础上 通过掺杂微量溶质元素对材料的组织和性能进行调控，改善其低温脆性、再结晶温度和力学性能等。根据微合金元素的种类，将其分为非金属元素和金属元素两大类，总结了难熔金属钼、钨的微合金化研究现状。概述了非金属元素Si，C，B对改善基体界面结合和力学性能的作用，及Ti，Zr，Re，Hf，K和Ⅷ族金属元素对钼、钨韧脆转变温度和力学性能的影响，梳理了其他金属元素Mg，Sn，Y和W的微量添加对钼材韧塑性的改善。分析了微合金元素在钼、钨中固溶软化、固溶强化和第二相强化机制， 并对今后难熔金属钼和钨的微合金化研究与发展前景进行展望。
稀有 2024年11月04日
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