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基于原位成像与图像分析技术的结晶过程智能监测

基于原位成像与图像分析技术的结晶过程智能监测

摘要： 结晶是物质分离与纯化的重要技术，目前主要采用离线分析的方法监测结晶过程参数，存在滞后性、消耗人力等弊端。基于过程分析技术（process analysis technology，PAT）的在线监测对于结晶生产工艺的优化与控制具有重要意义，可以充分提高生产效率与产品质量。原位成像技术能直观地反映结晶状态，图像分析算法提供的定量信息可用于研究结晶动力学等机理。虽然原位图像分析极具挑战性，但近些年以深度学习为代表的人工智能技术显著提升了预测精度。在简要介绍结晶领域各种常用PAT技术的基础上，重点综述了基于原位成像技术的相关研究进展，侧重于图像分析方法及其揭示的结晶行为与机理。最后，展望了原位成像技术对实现结晶过程智能监测的一些未来发展方向。
无机 2026年06月30日
基于微流控技术的纳米无机生物材料制备:原理及其研究进展

基于微流控技术的纳米无机生物材料制备:原理及其研究进展

摘要: 无机纳米颗粒在生物医学领域展现出广阔的应用和发展前景, 其生物医学功能和理化性质受到颗粒尺寸和形貌的显著影响。但对于传统的间歇式合成方法, 无机纳米颗粒批次间的高度可重复性合成仍存在较大挑战。相比之下, 微流控技术为无机纳米颗粒的高度可控性和可重复性合成提供了一种先进方法。同时, 微流控技术能够实现快速传质和传热, 并且具有反应体积小、能耗低等优势, 使其成为纳米无机生物材料合成的理想途径。本文对微流控技术在纳米无机生物材料制备领域中的研究和应用进展进行了综述。首先概述了微流控装置中的流体特征和混合机制; 接着进一步介绍了5 种经典的微流控装置的微通道结构特征和相应的流体混合特点, 并系统总结了不同类型微流控装置在无机纳米颗粒合成和表面改性中的应用; 最后简要描述了微流控技术在纳米无机生物材料的合成和应用中所面临的挑战以及未来发展的潜在机遇。
无机 2026年06月02日
3D打印玻璃材料的研究现状及展望

3D打印玻璃材料的研究现状及展望

摘要: 玻璃作为一种非晶态材料，具有高光学透明度、高热稳定性、高化学稳定性、高熔点及低热膨胀系数等特点，广泛用于电子、信息、医疗等领域。随着人们对玻璃材料的结构形状、材料分布及功能属性要求越来越高，传统的玻璃材料成形加工方法( 浇筑法、吹制法、浮法等) 很难甚至无法满足上述需求。3D 打印技术颠覆了传统材料的成形工艺，其基于逐层累加的制造原理，理论上可实现任意复杂构件的数字化成形，具有无需模具、成形效率高等优点，受到玻璃材料成形制造领域学者的广泛关注。本文系统总结了玻璃材料构件的不同3D 打印工艺方法、原理及优缺点，介绍了3D 打印玻璃材料的应用现状，最后对玻璃材料3D 打印技术进行了展望。
无机 2024年10月29日
无机离子聚合及其对材料和生物医学的变革

无机离子聚合及其对材料和生物医学的变革

摘要：无机物由于其不同于有机高分子的合成方式, 限制了其在诸多工程材料方面的应用. 通过借鉴高分子化学中的封端策略, 制备了系列类似高分子单体的无机离子寡聚体, 实现其可控的聚合与交联, 称为“无机离子聚合”.无机离子聚合实现了“像制备高分子一样制备无机物”, 发展出无机可塑制备新方法及有机-无机共聚物、仿生有机-无机复合结构材料和柔性矿物塑料等新型工程材料. 基于无机离子聚合及新型工程材料研发的基础, 进一步发展出生物硬组织的修复新方法, 包括牙釉质的再生、牙本质与骨的仿生再修复. 无机离子聚合与交联反应体系的提出实现了无机化学合成的基础理论突破, 衍生出新型工程材料以及生物医学研究体系的创新, 将为医工交叉领域的新突破提供助力.
无机 2024年08月28日
纳米碳酸钙———生产、改性和应用

纳米碳酸钙———生产、改性和应用

摘要：碳酸钙原料来源丰富、易合成、稳定性高，具有良好的生物相容性和生物可降解性，而纳米粒径又赋予其表面效应、小尺寸效应以及宏观量子隧道效应，使纳米碳酸钙成为目前生产和使用量最大的纳米材料。本文首先概述了纳米碳酸钙的生产状况，并将国内多家企业的纳米碳酸钙生产工艺与日本白石工业株式会社进行了对比分析；其次阐述了纳米碳酸钙表面改性的必要性，并详细论述了不同表面改性方法的改性原理和工艺，介绍了纳米碳酸钙在介质中的分散方法；最后综述了纳米碳酸钙在复合材料、建筑、化工、能源、生物医药等多领域中的研究与应用现状，以期为相关行业的发展提供参考和借鉴。
无机 2024年05月23日
磷酸盐系列正极材料发展和产业化现状

磷酸盐系列正极材料发展和产业化现状

摘要：磷酸盐系列材料是锂离子电池正极材料发展的一个重要分支。介绍了锂离子动力电池用磷酸盐系列材料的特性，综述了各类磷酸盐材料在现阶段的改性成果和实用化情况，并对各类材料的国内外产业化现状进行了介绍。
无机 2024年03月04日
泡沫混凝土无机保温材料的制备及其导热性能研究

泡沫混凝土无机保温材料的制备及其导热性能研究

摘 要：采用预制泡沫混合法制备了不同氧化石墨烯(GO)掺杂量(0,0.02%,0.04%和0.06%(质量分数))的泡沫混凝土,通过XRD、SEM、力学性能分析、TGA 和导热性能分析等,研究了GO 的掺杂量对泡沫混凝土性能的影响。结果表明,适量GO 的掺杂加速了水化反应的进行,改善了混凝土中孔的圆整度和封闭性,但并未生成新的水化产物。当GO 掺杂量为0.04%(质量分数)时,泡沫混凝土的气孔分布最为均一,直径分布区间为500~700μm。适量GO 的掺杂提高了泡沫混凝土的力学性能、热稳定性和保温性能。随着GO 掺杂量的增加,泡沫混凝土的抗压强度先增大后降低,质量损失先减小后增大,导热系数先降低后升高。当GO 掺杂量为0.04%(质量分数)时,泡沫混凝土抗压强度达到最大为2.98 MPa,在500和1000 ℃的质量损失最小,分别为15.8%和20.8%,导热系数最低为0.105W/(m·K)。综合分析可知,GO 的最佳掺杂量为0.04%(质量分数)。
无机 2024年01月21日
人工光合固氮

人工光合固氮

摘要：氨(NH3)作为化肥的重要成分和潜在的清洁能源载体, 其可持续生产对于应对全球能源需求和环境问题意义重大. 传统的Haber-Bosch工艺在高温和高压条件下, 将氮气(N2)和氢气(H2)催化转化成NH3. 该工艺支撑了全球近半数人口的粮食生产, 但其存在的高能耗、高排放等问题无法满足可持续发展的要求. 生物固氮酶能够在温和条件下实现N2到NH3的高效转化,为绿色高效驱动N2还原提供了重要的参考. 在过去几十年中, 研究人员受天然酶活性中心的组成和结构特性的启发, 模拟制备了一系列新型均相分子催化剂和多相催化剂, 以实现高效人工固氮. 本文综述了近年来人工光合固氮领域的重要进展, 详细分析了N2还原过程中的热力学和动力学挑战及其催化机理, 并对人工光合固氮领域所面临的挑战与未来发展方向进行了讨论.
无机 2025年11月28日
硬质合金刀具类金刚石涂层的摩擦磨损性能

硬质合金刀具类金刚石涂层的摩擦磨损性能

摘 要：以等离子体化学气相沉积技术在硬质合金刀具表面制 备了类金刚石(DLC)涂层。研究了 DLC 涂层刀具和无涂层刀具 的硬度，不同载荷、不同转速下两种刀具的摩擦磨损性能，以 及在水润滑和油润滑条件下 DLC 涂层刀具的滑动摩擦行为。
无机 2024年01月08日
无机纳米颗粒及界面层协同改善倍增型近红外有机光电探测器性能

无机纳米颗粒及界面层协同改善倍增型近红外有机光电探测器性能

摘要：近红外有机光电探测器具有低成本、可溶液旋涂、生物兼容性好和柔性可穿戴等优势，在生物传感、医学成像、柔性可穿戴电子器件等领域有广泛的应用前景。倍增型有机光电探测器相比于二极管型有机光电探测器，因其具有更高的外量子效率（EQE>100%）和灵敏度而备受关注。该类器件利用电极附近被载流子陷阱捕获的一种载流子能辅助另一种极性相反的载流子从外电路隧穿注入到活性层中，实现光电倍增，但陷阱的数量在一定程度上会影响器件性能的进一步提升。本文通过在活性层中掺入无机ZnO 纳米颗粒来增加电子陷阱数量，使得器件在反向偏压保持暗电流密度的前提下，亮电流密度得到提高。通过优化，发现当ZnO纳米颗粒掺杂比例为5%时性能最优，在850 nm LED照射、−15V偏压下，与未掺杂ZnO纳米颗粒器件相比，亮电流密度提升了7.4倍。在此基础上，本文协同Al2O3界面修饰层，进一步改善器件性能。结果表明，Al2O3界面修饰层的插入可改善器件的阳极界面接触特性，使得器件在正向和反向偏压下都能够实现光响应。Al2O3修饰后的器件在15 V偏压、全光谱范围内，EQE最高可达105%，R最高达104A/W。本工作为高灵敏度有机光电探测器的发展提供了新的思路和方法。
无机 2025年02月07日