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无胶玉米皮基生物复合材料:碱液沤麻–热压策略
玉米皮广泛用作生物复合材料制造中的增强填料,而传统制造工艺依赖于石油基树脂或胶粘剂。这种依赖不仅对人类健康和生态环境构成重大风险,还导致最终产品的力学性能不理想。开发一种可行的策略来消除石油基胶粘剂,同时提高生物复合材料的力学强度,仍然是一个挑战。本文提出了一种无胶粘剂的方法,无需预先粉碎,即可通过碱液沤麻与热压联合处理,直接从原始玉米皮中制备高性能、可持续的生物质结构材料。得益于高度取向的纤维素纤维与致密堆叠的多层结构的协同效应,所得结构材料的拉伸强度达136 MPa,弯曲强度达127 MPa,均高于传统密度纤维板(约20 MPa和40 MPa)。在水中浸泡72 h后,该材料的吸水率为38%
来源:Polymers
时间:2026-09-09
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综述:石油与天然气工业用可溶聚合物及复合材料的研究进展
石油与天然气工业已成为聚合物复合材料最大的消费领域之一,其中可溶聚合物与复合材料代表了该领域最重要的技术进步之一。这些材料对于制造高性能工具至关重要,例如水力压裂桥塞(hydraulic fracturing plugs),其必须承受极端井下条件——温度高达250 °C、压差高达150 MPa——随后在井筒流体中快速溶解以促进连续生产。与传统医疗或消费品行业的可溶聚合物不同(这些聚合物缺乏所需的热稳定性、机械强度和成本效益),这些先进材料必须由易得的原材料配制,并以工业规模制造。在过去二十年中,学术界与工业界的协同合作下,聚乙醇酸(poly(glycolic acid))、聚氨酯(polyur
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时间:2026-09-09
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HDPE、AC、OLT 37和OL37.1饮用水输配管道与水接触时的行为
饮用水对人类至关重要;其质量决定人体的健康及正常功能。为获得符合现行法规的饮用水,所采用的水处理技术性能以及向消费者输配的基础设施均同等重要。欧洲指令2020/2184的引入使后一方面受到特别重视。基础设施可能显著影响水质,因为存在水在管道中停滞并发生电化学腐蚀、盐沉积或管道退化/腐蚀的时期,也存在水在压力下循环、沉积物及管道颗粒被机械剥离并输送给消费者的时期。本文中,研究人员旨在介绍石棉水泥管(AC)、特种钢管OLT 37、镀锌钢管OLT 37.1和高密度聚乙烯(HDPE)与饮用水接触时的行为。研究在罗马尼亚Calarasi县Calarasi市开展,该市部分旧管道已被更换。研究人员对同类型的
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时间:2026-09-09
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聚丙烯酸钠高吸水性聚合物对黏土水分稳定性的影响及混合物吸力势预测
超吸水性聚合物(Superabsorbent polymers, SAPs)如聚丙烯酸钠(sodium polyacrylate, PAAS)是聚丙烯酸的中和形式,属于具有三维柔性高分子链网络、具备优异吸水与持水能力的材料。由于其性质,PAAS 已广泛作为农业土壤水分调节剂使用。研究人员考察了 PAAS 作为基础设施用土体稳定剂的可行性。研究人员采用轴平移法(axis translation method)、渗透技术(osmotic technique)与蒸汽平衡法(vapor equilibrium method)三种吸力测试技术,在较宽含水率范围内确定 PAAS 及土-PAAS 混合物的吸
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时间:2026-09-09
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重新评估用于代码生成的单轮测试时间优化方法
摘要 测试时的优化旨在通过额外的推理来改进生成的程序,但在产生初始候选代码后,这种优化的价值仍不明确。我们对七种模型和三个Python代码生成基准进行了单轮自我优化(Self-Refine)和自我调试(Self-Debug)的对照评估。对于每种模型和任务,这两种方法都会优化同一个初始候选代码,从而让我们能够在初始生成结果不
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球囊扩张式可生物降解PLA/PDO冠状动脉支架支杆直径对力学性能影响的有限元研究
本研究采用有限元分析(FEA),数值研究了支杆直径对具有菱形单元结构的球囊扩张式可生物降解支架扩张行为的影响。支架材料采用60/40聚乳酸/聚二氧六环酮(PLA/PDO)共混物。在相同的扩张条件下,分析了支杆直径分别为0.15、0.25、0.35和0.50 mm的四种支架构型。数值评估考虑了von Mises应力以及五个扩张指标:直径应变、弹性回缩、狗骨效应(dog-boning)、短缩和纵向回缩。结果表明,增大支杆直径可降低弹性回缩、短缩和纵向回缩,从而增强扩张后的尺寸稳定性。然而,较厚的支杆也会增加狗骨效应,表明径向扩张均匀性降低。在所研究的构型中,支杆直径为0.35 mm的支架在采用的数
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时间:2026-09-09
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回收聚合物与其原生对应物之比较:性能与生态指标
塑料是循环经济(circular economy, CE)与可持续发展目标(sustainable development goals, SDGs)面临的最严峻挑战之一。研究人员针对三种传统石油基聚合物聚乙烯(polyethylene, PE)、聚丙烯(polypropylene, PP)与聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate, PET)的原生版本和机械回收版本进行比较。为此,研究人员开展了机械、化学与热性能方面的测试,并研究各情形下的生命周期生态指标(eco-indicators)。最后,研究人员对所有因素间的相关性进行分析,以更全面理解性能如何相互影响
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时间:2026-09-09
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从碳水化合物到生物相容性载体:聚乙二醇化对果糖水热碳理化性质及槲皮素递送性能的影响
与石油基塑料相关的日益增长的环境问题,推动了可再生且可生物降解替代品的开发。在本研究中,以玉米淀粉为基体,在锂皂石(Laponite)和甘油存在下,分别加入细菌纤维素(BC)、α-纤维素(α-C)或羧化纤维素纳米纤维(CNC)制备复合膜。采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、热重分析、600 nm处光学测量、拉伸测试、定性溶剂暴露实验和热诱导修复实验对薄膜进行表征。在含不同纤维素类型的薄膜中,含细菌纤维素的生物塑料(BC-BP)表现出最高的拉伸强度和杨氏模量,分别达到4.47 MPa和0.229 MPa;含羧化纤维素纳米纤维的生物塑料(CNC-BP)表现出最高的断裂伸长率(100%)和最低的厚度
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时间:2026-09-09
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石墨烯/ZnO杂化填料增强含联吡啶聚氨酯纳米复合材料的多功能性能
一系列以4,4′-双(羟甲基)-2,2′-联吡啶(BBD)为扩链剂并掺入商业化石墨烯/氧化锌(G/ZnO)混合填料的聚氨酯(PU)纳米复合材料被成功合成。研究人员系统研究了G/ZnO添加量(0–2.0 wt.%)对纳米复合材料的结构、热学、力学、表面润湿性及抗菌性能的影响。傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实了聚氨酯结构的形成,并揭示了G/ZnO掺入后特征吸收带的变化。原始G/ZnO混合填料的形貌观察显示出不规则且团聚的形貌,而X射线衍射(XRD)证实了结晶ZnO的存在。能量色散X射线光谱(EDS)及元素映射显示,在含G/ZnO的PU样品检测区域内存在含Zn区域。X射线光电子能谱(XPS)进一步
来源:Polymers
时间:2026-09-09
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使用共享权重的双分支CNN进行音频深度伪造检测
音频深度伪造检测已成为语音生物特征识别系统领域中的一个重要问题,其目标是区分真实人声与人工智能(AI)生成的声音。随着合成语音质量日益提高,此类语音更有可能被滥用于身份盗窃和冒充等非法目的。本文提出的具有共享权重的双分支CNN架构结合了自注意力模块,以更高效地检测音频深度伪造。在该模块中,研究人员使用卷积运算和双分支从原始音频信号中提取复杂特征,以便直接比较未处理的原始音频与修改后的音频。随后,残差连接改善了网络性能。与这些基础层一同设计的自注意力模块以分层方式训练,以检测音频帧内的多头注意力。这一特性帮助网络区分原始音频和修改后的音频,并相比标准方法提高了特征提取能力。研究人员分析了一系列音
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层状外延生长(LPE)制备镧系金属有机框架(Lanthanide-MOF)/纤维素纸用于可视化传感与选择性染料去除
湖泊与水库水源水的藻华应急处置需要能在原水条件变化时仍保持有效的混凝剂。研究人员比较了聚合氯化铝(PAC)与壳聚糖(CTS)在杨库水库旱季和雨季采集原水中的处理表现。烧杯试验(Jar tests)在3~15 mg/L试剂质量投加量范围内评价了藻密度、藻生物量以及氮磷组分。处理表现存在季节差异。雨季平均藻密度去除率与可溶性活性磷(SRP)去除率分别为63.12%和68.51%,并观察到表观NH4+-N浓度下降70.05%。由于溶解无机氮归宿未厘清,该NH4+-N下降不应解释为直接混凝去除。旱季原水藻密度更高且SRP/TP比更高。PAC在两季间藻生物量去除较稳定且除磷更强,CTS对原水基质季节变化
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时间:2026-09-09
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GGBS(磨细粒化高炉矿渣)与再生骨料对聚合物混凝土摩擦学、力学及断裂行为的协同效应
虽然可持续填料对水泥基体系单独作用的影响已广为人知,但其于聚合物混凝土(Polymer Concrete, PC)基体中的协同摩擦学与断裂行为仍鲜有研究。为此,研究人员以聚酯基聚合物混凝土为对象,开展物理、力学与摩擦学性能试验。除采用聚酯树脂与硅砂(Silica Sand, SS)的基准试件外,研究人员以磨细粒化高炉矿渣(Ground Granulated Blast-furnace Slag, GGBS)与再生废弃混凝土骨料(Waste Concrete, WC)按0%、5%、10%、15%、20%、25%体积替代率取代硅砂制备改性混合料。研究人员测试了表观密度、吸水率、抗折与抗压强度、邵氏
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时间:2026-09-09
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热化学耦合作用下CFRP贴片修理固化曲线的多目标优化
本研究解决了碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料贴片修理过程中温度不均匀的问题,该问题会损害固化质量和工艺效率。研究人员开发并实验验证了一个热传导–固化动力学耦合有限元模型,以研究支撑结构的散热效应。关键发现表明,温度差异集中在铝构件附近,并随固化温度升高而增大。对于当前斜接修理构型,全局敏感性分析确定第二阶段保温温度(T2)和升温速率(r2)是控制温度均匀性的主导因素,而保温时间(dt1和dt2)主要决定总固化时间(ttotal)。建立了一种结合最优拉丁超立方采样、径向基函数和NSGA-II的新型多目标优化框架。优化后的固化曲线实现了代理模型预测的最大温度差降低22.5%(高保真有限元验证确
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时间:2026-09-09
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黑曜石、废陶瓷粉与再生混凝土粉作为羟丙基甲基纤维素稳定泡沫混凝土中的替代骨料:力学、热学与耐久性能
以标准砂分别按25%、50%和100%质量取代率使用黑曜石、废陶瓷粉(WCP)和再生混凝土粉(RCP)作为替代骨料,在羟丙基甲基纤维素(HPMC)稳定的泡沫混凝土(FC)体系中,研究人员评估了材料的热学、耐久性与力学特性。研究人员通过密度、抗压强度(CS)、超声脉冲波速(UPV)、吸水率(WA)、高温耐受性(200 ℃、400 ℃、600 ℃和800 ℃)、冻融性能、导热系数(TC),以及扫描电子显微镜—能谱分析(SEM–EDS)和X射线衍射(XRD)进行分析。结果表明,对照组的28天CS为0.545 MPa,黑曜石基FC最高达2.590 MPa;WA由117.7%降至黑曜石基FC的46.9%
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时间:2026-09-09
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Agentic AI与善的算法
本章对Agentic AI(人工智能体)在道德与法律决策中的设计、开发和使用所涉及的本体论(ontological)、认识论(epistemological)和伦理(ethical)问题进行了概念性与哲学性分析。其目标在于梳理、分类并聚焦人工代理(artificial agents)在道德与法律判断情境中自主运作所引发的主要哲学问题。本章通过区分AI自主性的两个层次,为现有文献作出贡献:咨询型系统(advisory systems)具备有限的自主性,其提供的建议仍须经人类评估;而监管型系统(regulatory systems)则行使更大程度的自主性,并被赋予最终决策权。研究采用怀疑主义视角,
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基于压电转换与电响应性的动态结构聚偏氟乙烯(PVDF)电纺膜-水凝胶自驱动药物释放双层敷料
本研究报道了一种为实现主动伤口修复而设计的智能双层伤口敷料。该自立式敷料通过界面融合将聚偏氟乙烯(PVDF)压电电纺膜与多功能水凝胶集成在一起。PVDF层将人体运动产生的机械能转化为电刺激,显著促进水凝胶中包载的双氯芬酸钠(DFs)的可控释放。较小直径的纤维与网络结构使水凝胶形成强连接并实现电能的平稳传递。当施加1.5 V正电位时,DFs累计释放量可达55 μg mL?1,约为仅依赖药物扩散释放量的5倍。这种增强的释放速率源于电驱动下药物迁移加速与水凝胶微观结构动态变化的协同作用,而后者由水凝胶内硼酸酯键的可逆行为引起。因此,该水凝胶表现出自愈合性能及高达600%的拉伸应变,远高于常规水凝胶。
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时间:2026-09-09
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酸结构在可再加工环氧化大豆油热固性网络的结构-性能关系中的作用
热固性聚合物具有优异的热稳定性、耐化学性和机械完整性,但其永久共价交联限制了其可回收性和再加工性。本研究以酒石酸、马来酸、丁二酸和鞣酸作为无催化剂固化剂,合成了基于环氧化大豆油(ESO)的类玻璃体聚酯网络。系统研究了固化剂结构对环氧转化率、网络均匀性、热行为、机械性能、耐化学性和再加工性能的影响。FTIR分析表明,所有配方中均发生了广泛的环氧开环和聚酯网络形成。酒石酸和马来酸体系表现出更强的酯吸收、更高的凝胶含量和更好的薄膜均匀性,表明网络形成更为高效。所得材料表现出良好的热稳定性,降解起始温度为265–280 °C,最大分解温度高达400 °C。机械性能强烈依赖于酸结构:鞣酸产生最硬最强的薄
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时间:2026-09-09
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细菌纤维素-与Laponite-增强玉米淀粉生物塑料用于可持续包装
石油基塑料带来的环境持久性、填埋堆积与微塑料污染问题推动了可再生可降解材料的发展。研究人员以玉米淀粉为基质,在Laponite与甘油存在下分别引入细菌纤维素(BC)、α-纤维素(α-C)或羧化纤维素纳米纤维(CNC)制备复合膜。研究人员采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、热重分析(TGA)、600 nm光学测量、拉伸测试、定性溶剂暴露实验与热致修复实验进行表征。在不同纤维素类型中,含BC生物塑料(BC-BP)拉伸强度与杨氏模量最高,分别为4.47 MPa与0.229 MPa;含CNC生物塑料(CNC-BP)断裂伸长率最高(100%),厚度归一化光衰减最低(0.38 mm?1);含α-C生物塑料
来源:Polymers
时间:2026-09-09
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包装材料投入和加工历史驱动的再生PET瓶化学变异性:一种基于标志物的多变量方法
摘要 回收聚酯(rPET)拟用于食品接触应用时,含有来自聚合物降解、回收过程、包装相关原料及外部污染的复杂非故意添加物质(NIAS)混合物。尽管非靶向分析技术可以表征这些复杂的化学指纹图谱,但尚缺乏对其进行系统解释的标准化框架。本研究引入了一种基于文献信息、模式驱动的框架,用于解释商用PET瓶的裂解气相色谱-质谱(Py-GC/MS)指纹图谱。对22种商用PET饮料瓶进行了裂解-气相色谱-质谱分析(Py-GC/MS),并将检测到的化合物归入四个诊断谱组:PET转化产物(C-PET)、包装相关化合物(E-PS/PVC/FCM)、混合来源化合物(M-MIX)及缩合芳香族结构(A-AROM)。采用
来源:Polymers
时间:2026-09-09
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生物基酚醛功能化醋酸纤维素-聚乙烯亚胺膜用于增强Ni2+和Cu2+截留
水体和废水流中重金属离子的日益增多对环境和人类健康构成严重威胁。有效去除这类污染物需要开发稳定且功能化的膜材料,这些材料能够将分离性能与特定的金属结合相互作用相结合。本研究提出利用生物源酚类与支化聚乙烯亚胺(PEI)和醋酸纤维素(CA)一起开发用于从水溶液中截留Ni2+和Cu2+离子的先进膜。通过结构和热分析证实了醋酸纤维素膜的化学改性。在50–200 °C范围内改善的耐热性表明功能化膜内形成了化学相互作用和氢键。系统研究了醛改性对膜化学、形态、热行为、力学性能和过滤性能的影响。香草醛改性膜表现出最佳的力学响应,这可能是由于其甲氧基取代的芳香结构促进了基体凝聚力的改善。相比之下,水杨醛改性膜表
来源:Polymers
时间:2026-09-09
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