为研究不同比例明胶/马铃薯淀粉对大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)凝胶性能及3D打印性能的影响,该文以SPI、明胶和马铃薯淀粉为原料,通过热诱导的方式制备SPI复合凝胶,并对复合凝胶的水分分布、质构、流变特性、结构、微观...为研究不同比例明胶/马铃薯淀粉对大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)凝胶性能及3D打印性能的影响,该文以SPI、明胶和马铃薯淀粉为原料,通过热诱导的方式制备SPI复合凝胶,并对复合凝胶的水分分布、质构、流变特性、结构、微观结构以及3D打印特性等进行了表征。结果表明,明胶与马铃薯淀粉比例在1∶8~6∶8(质量比,下同)范围内,随着比例增加,自由水比例降低,不易流动水比例升高,明胶与马铃薯淀粉比例为6∶8时,不易流动水比例最高,占比为2.48%。复配凝胶的硬度、内聚性和咀嚼性随着明胶与马铃薯淀粉比例的增加逐渐降低,6∶8时达到最低,质地最为柔软。随着剪切速率升高,凝胶的黏度均下降,样品的G′和G″随着明胶与马铃薯淀粉比例的增加也均呈升高趋势。傅里叶红外光谱结果显示,添加了明胶和马铃薯淀粉的样品在波长3295.44 cm-1处的—OH振动发生红移,氢键作用增强。随着明胶与马铃薯淀粉比例的增加,复配凝胶孔径逐渐减小,明胶与马铃薯淀粉比例为6∶8时,凝胶孔隙分布呈现出最高的均匀性,打印精度最好,高度打印精确度99.60%,直径打印精确度99.92%,且在1 h内未出现明显塌陷。综上所述,明胶/马铃薯淀粉比例为6∶8时,对大豆分离蛋白凝胶3D打印性能的改善最为显著,这为开发蛋白基3D打印油墨提供理论依据。展开更多
随着深空探测任务的不断拓展,传统的地面制造与轨道运输模式逐渐暴露出成本高、响应慢、资源利用效率低等问题。太空3D打印(3D printing in space)技术凭借按需制造与原位构建的优势,成为实现空间制造自主化的关键路径。系统梳理了当前...随着深空探测任务的不断拓展,传统的地面制造与轨道运输模式逐渐暴露出成本高、响应慢、资源利用效率低等问题。太空3D打印(3D printing in space)技术凭借按需制造与原位构建的优势,成为实现空间制造自主化的关键路径。系统梳理了当前太空3D打印的材料体系,包括金属、聚合物、生物及月壤等材料,并分析了在微重力、真空及太空辐射等极端环境下的工艺适应性与技术挑战。同时,探讨了该领域在资源回收、大型太空结构打印等方面的发展方向。旨在为太空3D打印技术的工程化应用与未来深空探索任务提供理论参考与技术支撑。展开更多
井工开采过程中,覆岩运动、应力演化及能量释放是影响安全生产的重要矿压与动力现象,但其隐蔽性、复杂性、间接性等特点给防灾减灾专业的教研教学带来了一定难度与挑战。传统教学方式受限于条件假设和不可视性,制约了学生对灾害机理的...井工开采过程中,覆岩运动、应力演化及能量释放是影响安全生产的重要矿压与动力现象,但其隐蔽性、复杂性、间接性等特点给防灾减灾专业的教研教学带来了一定难度与挑战。传统教学方式受限于条件假设和不可视性,制约了学生对灾害机理的深度理解与应用能力。基于此,该文将FLAC3D(fastlagrangian analysis of continua in 3D)数值模拟技术引入防灾减灾教学体系,阐述FLAC3D在教学中的实用价值,通过两个案例实验演示解释其在教学过程中的可视化、易接受的矿压响应特征、灾害诱因、优化防控措施,并评估教学质量的应用成效,给出优化建议。实践表明FLAC3D数值模拟技术可有效提升学生对矿山岩石力学与矿压响应特征的理解能力,培养其灾害预警与防范思维,以及工程决策能力。未来,随着具备强大数据处理和分析能力的AI技术的快速发展,可进一步与FLAC3D数值模拟基础软件深度联合,解析煤矿开采过程中复杂的数据信息,构建基于数据驱动的煤矿安全+教学与战略人才培养新模式。展开更多
开发了一种使用直写成型(DIW)3D打印方法制备多孔TiO_(2)光催化降解筛的成型技术,厘清了打印浆料中P25粉末、TiO_(2)前驱体溶胶和聚乙烯醇(PVA)含量对其成型性能的影响规律;进一步研究了降解筛的物相组成、微观形貌、能带结构和载流子寿...开发了一种使用直写成型(DIW)3D打印方法制备多孔TiO_(2)光催化降解筛的成型技术,厘清了打印浆料中P25粉末、TiO_(2)前驱体溶胶和聚乙烯醇(PVA)含量对其成型性能的影响规律;进一步研究了降解筛的物相组成、微观形貌、能带结构和载流子寿命,并在模拟自然光下测定了其对盐酸四环素(TC)的光催化降解性能和循环稳定性.结果表明:TiO_(2)前驱体溶胶起到了分散P25颗粒和稳定浆料的作用,而PVA的加入则进一步改善了浆料的流变性能.当使用9 g P25粉末与10 mL TiO_(2)前驱体溶胶和1 mL质量分数为7%的PVA溶液混合时,得到了具有最佳成型性能的打印浆料,制备的降解筛结构完整,无塌陷和开裂.热处理后TiO_(2)前驱体溶胶转化而来的小粒径TiO_(2)填充在P25颗粒之间,起到了增强机械强度的作用,而PVA作为造孔剂极大地丰富了降解筛的孔隙结构.TiO_(2)光催化降解筛对TC表现出优异的光催化性能和循环稳定性,140 min内的降解率为98.4%,并在5次循环之后保持96.0%的降解率.展开更多
文摘为研究不同比例明胶/马铃薯淀粉对大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)凝胶性能及3D打印性能的影响,该文以SPI、明胶和马铃薯淀粉为原料,通过热诱导的方式制备SPI复合凝胶,并对复合凝胶的水分分布、质构、流变特性、结构、微观结构以及3D打印特性等进行了表征。结果表明,明胶与马铃薯淀粉比例在1∶8~6∶8(质量比,下同)范围内,随着比例增加,自由水比例降低,不易流动水比例升高,明胶与马铃薯淀粉比例为6∶8时,不易流动水比例最高,占比为2.48%。复配凝胶的硬度、内聚性和咀嚼性随着明胶与马铃薯淀粉比例的增加逐渐降低,6∶8时达到最低,质地最为柔软。随着剪切速率升高,凝胶的黏度均下降,样品的G′和G″随着明胶与马铃薯淀粉比例的增加也均呈升高趋势。傅里叶红外光谱结果显示,添加了明胶和马铃薯淀粉的样品在波长3295.44 cm-1处的—OH振动发生红移,氢键作用增强。随着明胶与马铃薯淀粉比例的增加,复配凝胶孔径逐渐减小,明胶与马铃薯淀粉比例为6∶8时,凝胶孔隙分布呈现出最高的均匀性,打印精度最好,高度打印精确度99.60%,直径打印精确度99.92%,且在1 h内未出现明显塌陷。综上所述,明胶/马铃薯淀粉比例为6∶8时,对大豆分离蛋白凝胶3D打印性能的改善最为显著,这为开发蛋白基3D打印油墨提供理论依据。
文摘随着深空探测任务的不断拓展,传统的地面制造与轨道运输模式逐渐暴露出成本高、响应慢、资源利用效率低等问题。太空3D打印(3D printing in space)技术凭借按需制造与原位构建的优势,成为实现空间制造自主化的关键路径。系统梳理了当前太空3D打印的材料体系,包括金属、聚合物、生物及月壤等材料,并分析了在微重力、真空及太空辐射等极端环境下的工艺适应性与技术挑战。同时,探讨了该领域在资源回收、大型太空结构打印等方面的发展方向。旨在为太空3D打印技术的工程化应用与未来深空探索任务提供理论参考与技术支撑。
文摘井工开采过程中,覆岩运动、应力演化及能量释放是影响安全生产的重要矿压与动力现象,但其隐蔽性、复杂性、间接性等特点给防灾减灾专业的教研教学带来了一定难度与挑战。传统教学方式受限于条件假设和不可视性,制约了学生对灾害机理的深度理解与应用能力。基于此,该文将FLAC3D(fastlagrangian analysis of continua in 3D)数值模拟技术引入防灾减灾教学体系,阐述FLAC3D在教学中的实用价值,通过两个案例实验演示解释其在教学过程中的可视化、易接受的矿压响应特征、灾害诱因、优化防控措施,并评估教学质量的应用成效,给出优化建议。实践表明FLAC3D数值模拟技术可有效提升学生对矿山岩石力学与矿压响应特征的理解能力,培养其灾害预警与防范思维,以及工程决策能力。未来,随着具备强大数据处理和分析能力的AI技术的快速发展,可进一步与FLAC3D数值模拟基础软件深度联合,解析煤矿开采过程中复杂的数据信息,构建基于数据驱动的煤矿安全+教学与战略人才培养新模式。
文摘开发了一种使用直写成型(DIW)3D打印方法制备多孔TiO_(2)光催化降解筛的成型技术,厘清了打印浆料中P25粉末、TiO_(2)前驱体溶胶和聚乙烯醇(PVA)含量对其成型性能的影响规律;进一步研究了降解筛的物相组成、微观形貌、能带结构和载流子寿命,并在模拟自然光下测定了其对盐酸四环素(TC)的光催化降解性能和循环稳定性.结果表明:TiO_(2)前驱体溶胶起到了分散P25颗粒和稳定浆料的作用,而PVA的加入则进一步改善了浆料的流变性能.当使用9 g P25粉末与10 mL TiO_(2)前驱体溶胶和1 mL质量分数为7%的PVA溶液混合时,得到了具有最佳成型性能的打印浆料,制备的降解筛结构完整,无塌陷和开裂.热处理后TiO_(2)前驱体溶胶转化而来的小粒径TiO_(2)填充在P25颗粒之间,起到了增强机械强度的作用,而PVA作为造孔剂极大地丰富了降解筛的孔隙结构.TiO_(2)光催化降解筛对TC表现出优异的光催化性能和循环稳定性,140 min内的降解率为98.4%,并在5次循环之后保持96.0%的降解率.
