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钼尾矿-粉煤灰协同煤矸石制备绿色充填材料的工程特性与低碳机制研究
矿业固废堆积与水泥生产碳排放已成为制约绿色发展的双重桎梏。中国作为煤炭消费大国,每年产生煤矸石(CG)达煤炭产量的10–15%,其自燃释放的硫、砷等污染物威胁生态环境;粉煤灰(FA)堆存量超40亿吨,虽可作辅助胶凝材料(SCMs),但利用率不足;全球金属尾矿年产量更达200–250亿吨,钼尾矿(MoTs)长期堆存导致重金属渗漏风险。与此同时,传统水泥基充填材料(CPB)依赖普通硅酸盐水泥(OPC),其生产过程贡献全球5–7%的CO2排放。如何协同解决固废处置与低碳建材需求,成为矿业可持续发展的核心命题。针对这一挑战,辽宁工程技术大学的研究团队在《Powder Technology》发表创新成果
来源:Powder Technology
时间:2025-06-22
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复杂工况下泥水盾构隧道掘进中岩屑动态排放机制与堵塞风险控制研究
泥水盾构隧道技术因其高效稳定的特性,已成为穿越江河等复杂地层的主流施工方法。然而,随着隧道工程向大直径、长距离方向发展,工作舱内岩屑动态排放不畅引发的堵塞问题日益突出。传统研究多聚焦静态沉积岩屑,难以揭示实际掘进过程中复杂流体-颗粒相互作用导致的堵塞风险演化机制。这一盲区严重制约了施工效率与安全性,亟需建立符合动态工况的计算模型。针对这一挑战,山东大学等机构的研究团队在《Powder Technology》发表论文,通过计算流体力学-离散元耦合方法(CFD-DEM)构建了岩屑动态排放模型。研究以芜湖城南过江隧道工程为背景,系统分析了入口流速(vinlet1/vinlet2)、岩屑直径(d)、泥
来源:Powder Technology
时间:2025-06-22
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基板表面形貌对激光粉末床熔融工艺中粉末铺展质量的影响机制研究
在增材制造领域,激光粉末床熔融(LPBF)技术因其能够生产复杂金属构件而备受瞩目。然而,粉末床的质量直接决定了最终产品的性能,而基板表面形貌(如粗糙度和纹理方向)对粉末铺展的影响长期被忽视。实际生产中,基板表面因熔融-凝固过程形成的凹凸结构可能导致粉末分布不均,进而引发能量吸收差异和熔池不稳定,最终增加缺陷风险。如何量化基板形貌的影响并优化铺粉策略,成为提升LPBF工艺稳定性的关键挑战。中国的研究团队通过离散元法(DEM,一种模拟颗粒运动的数值方法)系统研究了基板表面粗糙度(Sp)和纹理角度(0°、45°、90°)对粉末床质量的影响。研究发现,粗糙度对粉末覆盖率的负面影响远大于纹理角度,尤其在
来源:Powder Technology
时间:2025-06-22
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风沙侵入条件下道砟颗粒微观运动与能量演化机制研究及其对沙漠铁路维护的指导意义
在广袤的沙漠地区,呼啸的风沙不仅是自然奇观,更是铁路工程的隐形杀手。细小的沙粒无孔不入地侵入铁路道砟层,像慢性毒药般改变着道床的力学特性。传统观点认为沙粒填充会单纯增加道床刚度,但最新研究发现,这一过程背后隐藏着更为复杂的微观力学博弈——当沙粒浓度较低时,它们像润滑剂般减少摩擦;而超过临界值后,却会像胶水般锁死道砟颗粒。这种双重作用机制长期困扰着工程界,使得沙漠铁路的养护如同与无形的对手博弈。为解决这一难题,北京交通大学的研究团队在《Powder Technology》发表了一项突破性研究。他们选择内蒙古乌拉特戈壁的甘泉铁路为试验场,这条年受沙害侵袭超过13公里的重载电气化铁路,为研究提供了天
来源:Powder Technology
时间:2025-06-22
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三元固废与水泥协同固化盐渍土的水力特性变异机制及工程应用研究
盐渍土广泛分布于我国西北、东北等干旱区,其高盐分与冻融循环作用导致路基盐胀、渠道衬砌腐蚀等工程病害,每年造成数十亿元损失。传统水泥固化存在高碳排放缺陷,而工业固废(如粉煤灰、砖粉)的协同利用既能提升性能又符合双碳战略。然而,现有研究多聚焦力学性能,对固化后水力特性(水盐运移的核心指标)的系统研究仍属空白。宁夏大学李洪波团队在《Powder Technology》发表研究,首次将粉煤灰、硅灰、砖粉与水泥组成四元固化体系处理硫酸盐盐渍土。通过压力板试验(SWCC曲线测定)、变水头渗透仪、接触角测试及崩解试验等宏观手段,结合傅里叶红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)微观分析,揭示了固化剂对土体
来源:Powder Technology
时间:2025-06-22
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密实颗粒流中摩擦诱导分选的微观机制与流动参数依赖性研究
在自然界和工业生产中,颗粒物质的分选现象无处不在——从山体滑坡中不同性质碎屑的分离,到制药、食品加工等行业需要精确控制的颗粒混合过程。尽管颗粒按尺寸、密度的分选机制已被广泛研究,但表面摩擦差异导致的分选现象却长期缺乏系统认知。这种认知空白使得我们在处理诸如药物活性成分均匀混合、矿物精选等涉及表面摩擦差异的工业场景时,往往面临效率低下、产品质量不均等挑战。中国科学院成都山地灾害与环境研究所的Kahlil F.E. Cui团队在《Powder Technology》发表的研究,通过离散元方法(DEM)这一能精确追踪每个颗粒运动状态的数值模拟技术,首次全面揭示了密实颗粒流中摩擦诱导分选的微观机制。研
来源:Powder Technology
时间:2025-06-22
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旋转填充床制备铁纳米颗粒活化过硫酸盐高效降解水中甲基橙的研究
研究背景与意义印染废水中的甲基橙(MO)因其稳定的偶氮结构和强毒性成为环境治理难题。传统高级氧化工艺依赖羟基自由基(HO•),但新兴的硫酸根自由基(SO4•−)技术因其更长半衰期和更广pH适应性备受关注。铁纳米颗粒(Fe0)作为过硫酸盐(PS)的理想活化剂,其制备工艺直接影响催化效率。台湾省的研究团队创新性地将旋转填充床(RPB)这一强化传质设备应用于Fe0制备,通过独特的"叶片-填料"结构实现纳米颗粒的均一可控合成,为解决工业废水处理瓶颈提供了新思路。关键技术方法研究采用RPB反应器(内径3.9 cm,外径12.5 cm)制备Fe0,通过液相还原沉淀法在21°C下将FeCl2与NaBH4溶液
来源:Powder Technology
时间:2025-06-22
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静电响应增强型三维编织纤维过滤器:建筑通风系统中长效低阻颗粒物去除新策略
建筑通风系统中的颗粒物污染控制一直是公共卫生和能源消耗的双重挑战。PM2.5(空气动力学直径≤2.5 μm的颗粒物)因其长期悬浮特性,与心血管疾病、呼吸道疾病等健康风险密切相关。传统纤维过滤器虽广泛应用,但中高效过滤器导致的能耗可占建筑总能耗20%,且机械过滤与静电吸附难以协同优化。尤其在高湿度、有机溶剂环境下,现有静电驻极体纤维易发生电荷衰减,严重制约其使用寿命。针对这一系列问题,中国的研究团队在《Powder Technology》发表研究,创新性地将纺织工程与材料科学交叉融合。通过聚多巴胺(PDA)对三维编织聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)纤维进行表面改性,并耦合碳刷离子化技术,构建出静电响
来源:Powder Technology
时间:2025-06-22
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基于CFD-DEM的纤维介质气溶胶液滴捕获机制研究:孔隙体积与毛细吸力的协同效应
病毒通过气溶胶液滴传播已成为全球公共卫生的重要威胁。人们在呼吸、咳嗽或打喷嚏时产生的携带病原体的液滴,可能因蒸发或气流作用长期悬浮于空气中,显著增加交叉感染风险。尽管纤维介质过滤是阻隔气溶胶传播的主要手段,但传统研究多局限于静态观察或简化模型,对动态捕获机制中毛细力与孔隙结构的协同作用缺乏深入认知。天津科研团队在《Powder Technology》发表的研究,首次通过计算流体动力学-离散元法(CFD-DEM)耦合建模,动态模拟了F8中效纤维介质(初始过滤效率85%-95%)捕获气溶胶液滴的全过程。该研究创新性地引入"孔隙体积控制"和"吸力控制"双重视角,系统分析了固体体积分数(SVF)和流速
来源:Powder Technology
时间:2025-06-22
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缅甸Mogok变质带中古老大陆岩石圈地幔碎片的Re-Os同位素与铂族元素约束
在东南亚复杂的构造拼图中,缅甸三条南北向蛇绿岩带长期被视为特提斯洋的残余。然而位于东部蛇绿岩带(EOB)南缘的Mogok橄榄岩,因其缺乏典型蛇绿岩序列特征而引发争议——它们究竟是洋壳残片、弧相关超镁铁质堆晶,还是更古老的大陆地幔碎片?这一谜题直接关系到特提斯洋南向延伸范围的判定,以及东南亚大陆地幔的演化历史。中国科学院地质与地球物理研究所的研究团队选取Mogok超镁铁岩体中19件尖晶石方辉橄榄岩样品,通过高精度Re-Os同位素与铂族元素(PGEs)分析,结合已有全岩主量元素数据,揭示了其大陆岩石圈地幔属性。研究结果发表于《Precambrian Research》,为理解东南亚地幔组成与构造演
来源:Precambrian Research
时间:2025-06-22
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柴达木地块北缘Grenvillian期S型花岗岩的成因及其对Rodinia超大陆构造演化的启示
论文解读研究背景地球早期超大陆的拼合与裂解是理解全球古地理演化的关键。Rodinia超大陆在晚中元古代至新元古代(1.3–0.9 Ga)通过Grenvillian造山事件组装而成,但其内部微地块的构造归属仍存在争议。柴达木地块作为被古生代造山带环绕的前寒武纪微陆块,其Rodinia期的构造位置长期存在“核心区”与“边缘区”两种假说。尽管已有研究报道了北、西、南柴达木造山带1.0–0.9 Ga的铝质花岗岩,但对其构造背景(活动大陆边缘、同碰撞或后碰撞)及母岩来源缺乏定量分析,制约了Rodinia超大陆的重建精度。研究方法与技术中国地质大学(北京)等机构的研究团队选取北柴达木造山带Yuka花岗片麻
来源:Precambrian Research
时间:2025-06-22
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基于锆石U-Pb-Hf同位素揭示伊斯坦布尔带(远东阿瓦隆尼亚)早期地质演化史
伊斯坦布尔带作为远东阿瓦隆尼亚的关键组成部分,其早期地质演化长期存在争议。该带基底由晚新元古代洋弧(562–606 Ma)与大陆域拼合而成,但两者碰撞时限、基底物源及与波罗的古陆的关系缺乏直接证据。传统观点认为阿瓦隆尼亚地体拼合具有穿时性,而远东区域的 accretion(拼合)时间从新元古代延续至早奥陶世,亟需高精度年代学与同位素数据约束。为解决这些问题,伊斯坦布尔技术大学的研究团队对伊斯坦布尔带大陆域变沉积岩及上覆寒武系-奥陶系碎屑岩开展锆石U-Pb-Hf同位素分析,成果发表于《Precambrian Research》。研究采用LA-ICP-MS(激光剥蚀电感耦合等离子体质谱)进行锆石U
来源:Precambrian Research
时间:2025-06-22
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MXene掺杂微胶囊相变材料增强硬质聚氨酯泡沫的阻燃与隔热性能研究
随着全球能源需求激增,开发高效节能材料成为迫切需求。相变材料(PCMs)因其高潜热储能能力在建筑保温领域备受关注,但传统有机PCMs存在易燃、泄漏和导热性差等缺陷。尤其当PCMs与硬质聚氨酯泡沫(RPUF)复合时,虽能提升隔热性能,却显著增加火灾风险。如何平衡RPUF的隔热与防火性能,成为制约其应用的关键瓶颈。为解决这一难题,中国的研究团队创新性地将二维纳米材料MXene引入微胶囊相变材料(MFPCM)的壳层设计中,通过原位聚合与氢键组装相结合的界面工程策略,成功制备出MXene改性微胶囊PCM(MFPCM@MXene),并将其整合至RPUF基体。相关成果发表在《Polymer Degrada
来源:Polymer Degradation and Stability
时间:2025-06-22
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熔融挤出高密度聚乙烯/聚氧化乙烯共混物中的相反转现象:分子量与流变行为的关键作用
背景与挑战多孔聚合物材料在能源存储、气体分离和生物医学等领域具有重要应用价值,但现有制备技术如热致相分离(TIPS)和非溶剂致相分离(NIPS)严重依赖有毒化学溶剂。尤其在组织工程领域,传统方法难以构建具有仿生定向微通道的纤维结构,制约了营养物质传输效率的提升。如何通过绿色工艺实现多孔纤维的可控制备,成为材料科学领域的重大挑战。研究设计与技术路线中国的研究团队创新性地采用熔融挤出-浸出法,系统比较了低分子量高密度聚乙烯(HDPE-L, Mw∼1.3×105 g/mol)与高分子量HDPE(HDPE-H, Mw∼5.3×105 g/mol)分别与聚氧化乙烯(PEO)共混的相形态演变。通过扫描电镜
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聚乙烯蜡对注塑成型工业级超高分子量聚乙烯制品加工性能、结构与力学性能的影响机制研究
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)因其分子链长度可达数百万克每摩尔,展现出卓越的抗冲击性和耐磨性,被广泛应用于人工关节、防弹装甲等领域。然而,这种"分子量优势"却成为加工工艺的噩梦——极高的熔体黏度使传统注塑机束手无策,犹如试图用吸管输送蜂蜜。更棘手的是,分子链的高度缠结会导致制品内部出现流场差异,形成力学性能不均的"双刃剑"效应。如何破解这一高分子领域的"哥德巴赫猜想",成为学术界与工业界共同面临的挑战。中国科学院上海有机化学研究所的Zongbao Wang团队独辟蹊径,选择聚乙烯蜡(PEW)这把"分子钥匙"来解锁UHMWPE的加工困局。这种分子量仅5500 g/mol的短链聚合物,犹如在纠缠
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α-芒果苷与姜黄素-β-环糊精包合物增强可注射自修复季铵化壳聚糖/氧化果胶水凝胶的创面修复性能研究
皮肤全层缺损(涉及真皮、皮下脂肪甚至骨骼)的修复一直是临床难题,传统敷料存在易感染、愈合慢、疤痕形成等局限。尽管可注射自修复水凝胶因其精准填充创面和动态交联特性成为研究热点,但单纯依靠聚合物基质的生物活性(如季铵化壳聚糖QCS的抗菌性)仍显不足。如何通过整合天然活性成分提升水凝胶的综合性能,成为突破该领域瓶颈的关键。泰国 Mae Fah Luang 大学的研究团队创新性地将两种明星天然产物——α-芒果苷(MT)和姜黄素(CM)与β-环糊精(β-CD)形成包合物(MTx/CMx),并嵌入QCS/氧化果胶(OPEC)动态交联网络。通过系统表征发现,这种"双管齐下"的策略不仅解决了MT/CM水溶性差
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基于1,3-丙二胺的生物基脂肪族聚酰胺梯度熔融/固相聚合的可控聚合与副反应机制研究
在全球石油资源短缺和生态环境恶化的背景下,生物基高分子材料因其可持续性成为研究热点。聚酰胺(尼龙)作为重要的工程塑料,广泛应用于纺织、医疗等领域,但其传统石油基单体面临高碳排放问题。1,3-丙二胺(PDA)作为一种三碳二胺,虽具有作为聚酰胺单体的潜力,但其热不稳定性导致高分子量聚酰胺合成困难。现有技术如界面聚合存在溶剂污染问题,而熔融聚合又难以突破分子量瓶颈。为解决这一难题,国内某高校研究团队创新性地采用三步熔融聚合(MP)结合固相聚合(SSP)技术,以生物基癸二酸(SA)和PDA为单体,成功制备出高分子量PA310(数均分子量Mn=20 kg/mol,重均分子量Mw=54 kg/mol,分布
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硒吩-乙烯-硒吩π桥高效聚合小分子受体在有机太阳能电池中的应用研究
有机太阳能电池(OSCs)领域近年来因非富勒烯受体的突破而迅猛发展,其中兼具小分子精确结构和聚合物加工优势的聚合物小分子受体(PSMAs)成为研究热点。然而,如何通过分子设计进一步提升PSMAs的光伏性能仍是关键挑战,特别是π桥结构对材料光电特性的调控机制尚不明确。传统噻吩类π桥虽广泛应用,但其电子云局域性强、带隙调控有限,而硒吩(selenophene)因硒原子的强极化特性可显著改善分子轨道重叠,却因成本问题鲜少被系统研究。针对这一科学问题,山东师范大学等机构的研究人员创新性地采用硒吩-乙烯-硒吩(SVS)作为π桥,设计合成新型PSMA材料PYSVS,并与传统噻吩-乙烯-噻吩(TVT)为π桥
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基于小波相干分析的极端温度指数与局地气象参数多尺度遥相关性研究
随着全球变暖加剧,极端温度事件频率和强度显著上升,对人类社会和生态系统构成严峻挑战。尽管已有大量研究关注全球气候振荡(GCOs)与极端气候事件的关系,但局地气象变量(LMVs)如相对湿度(RH)、表面气压(PS)和2米风速(WS2M)对极端温度指数(ETIs)的影响机制仍存在认知空白。印度作为气候敏感区域,其六大城市(德里、孟买、钦奈等)因地理和气候多样性成为理想研究对象。为揭示这一问题,研究人员采用Morlet小波变换和双变量/多变量小波相干(BWTC/MWTC)技术,分析了1981-2021年间9个ETIs与3个LMVs的时频关联特征。研究选取德里(半干旱)、孟买(热带湿润)等代表城市,通
来源:Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C
时间:2025-06-22
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氰基修饰宿主材料能级匹配策略在磷光与TADF OLED中的系统研究
在显示技术领域,有机发光二极管(OLED)凭借其柔性、高色域等优势已成为主流技术,但实现高性能器件的关键瓶颈在于宿主材料的开发。当前面临的核心矛盾是:磷光材料和热激活延迟荧光(TADF)材料虽能实现100%内量子效率(IQE),但其长寿命三重态激子易引发浓度淬灭;而传统宿主材料往往难以同时满足能级匹配、双极性传输和高三重态能级(ET)的要求。特别是宿主-客体(Host-Guest)系统的最高占据分子轨道(HOMO)/最低未占分子轨道(LUMO)能级对齐问题,直接影响电荷捕获与能量转移效率,这一科学问题长期缺乏系统研究。针对这一挑战,云南大学的研究团队在《Organic Electronics》
来源:Organic Electronics
时间:2025-06-22