前言:一篇好的文章需要精心雕琢,小編精選了8篇納米分解技術范例,供您參考,期待您的閱讀。
納米藥物載體在臨床醫學的應用
【摘要】現階段,我國醫學水平發達,納米藥物的載體在立場醫學上已經有了較為廣泛的應用,在醫藥領域,納米級粒子可以是要物在人體內的傳輸變得更加方便,當納米粒子包裹的藥物進入到人體之后,可以自行搜索人體內的手大紅組織以及器官,然后對其急性針對性的修復。本文對于納米藥物載體在臨床醫學中的應用進行了簡要的分析以及研究。
【關鍵詞】納米藥物;載體;臨床醫學;應用
在現階段,臨床醫學當中,納米藥物載體以及有了較為廣泛的應用。在人工器官移植的領域,當人工器官的外面涂上納米粒子,可以有效的防治人工移植器官出現排異的反應。在醫學檢驗的領域,使用納米技術也有較為理想的效果,只需要檢驗了少量的血液,就可以通過其中的蛋白質結構以及DNA結構來診斷出其是否患有疾病。在抗癌治療的過程當中,此項技術也有著不俗的表現,德國的一家公立醫院研發出了一些非常細小的氧化鐵納米顆粒,當其注入患者腫瘤中的時候,可以使患者置身與可以變化的磁場當中,當溫度升到一定高度的時候,對腫瘤細胞會造成破壞的效果,并且不會影響到正常的組織健康。本文主要對納米藥物載體以及其應用進行了詳細的介紹。
1納米藥物的載體系統
對于現階段的納米藥物來說,藥物制劑的給藥途徑以及方法是非常重要的。一般情況下,對于空腹的要物來說,主要會受到兩種效應的影響,即腸胃上皮細胞中的酶系的生物代謝以及肝中酶系的生物代謝,這些都會對口服藥的效果造成一定程度的影響,很多的口服藥物都是由于代謝消耗了大部分的藥效,在實際到達患處之后的其效能已經非常低了,并不能起到較為理想的治療效果,因此,在很多時候,都要將口服的藥物改成靜脈注射的藥物,這樣在治療效果上會有一定的增強。由于通過靜脈注射之后,非靶向性藥物可以在血液當中自由循環,在到達病灶之前那會經歷多個過程,最后到達患處的藥效也只有很小的一部分,這也導致其治療的效果并不理想。靶向給藥的目的就是提高靶區藥物的濃度,并且在一定程度上降低要物自身的副作用,這一研究課題在我國已經有多年的歷史,隨著我國醫學的不斷進步,納米藥物的出現是實現這一目的的關鍵轉折[1]。根據我國醫學專家的發現,一種較為理想的藥物已經改具備以下的特性:第一,顆粒要?。坏诙軌驍y帶不同種類的化學藥品;第三,載體要能夠攜帶數量較多的藥品,從而使靶向區域的藥物濃度達到治療的濃度在,這樣才能取得較好的治療效果;第四,當載體到達靶向細胞之后,其藥物的釋放量必須使其可以控制,并且能夠對其進行精準的預測;第五,經體外包裝過的藥物在靶向細胞進行釋放的時候,循環半衰期進行支持。現階段,我國醫學領域最具有代表性的納米載體有以下幾個:第一,納米磁性顆粒。納米磁性顆粒在實際應用的過程中有較為理想的效果,這與其自身的效能與特點有很大的關系,當前藥物研究的主要熱點方向之一就是對于磁性納米顆粒的研究,特別是對于順磁性或者是超磁性的研究,其在鐵氧體納米顆粒外加磁場的作用之下,溫度在不斷的升高,當溫度達到40度左右的時候,并可以達到殺滅腫瘤細胞的目的,這種納米粒子還在研發當中,技術尚且不成熟;第二,高分子納米藥物載體。現階段我國對于納米高分子藥物載體的研究已經進入了一個全新的階段,這也是現階段我國業內研究的有一個熱點方向,高分子納米藥物降解載體或是基因載體,通常會通過降解來進入定向的靶細胞,從而對其進行治療,表層的藥物被將結合之后,還可以通過其它的組織進行釋放,這是一項新的技術創新,在此之前并沒有哪一種要物載體可以做到,在很大程度上避免了藥物的浪費,使其藥效可以得到較為充分的發揮;第三,納米脂質體。納米脂質體在我國的研發也已經有很長一段時間了,其微囊主要是作為藥物載體的研究,在很早的時候就已經在藥物試劑上進行了應用,直至今日,納米脂質體還處于研發的過程當中,納米脂質體是人們設計出較為理想的納米藥物等載體模式。
2對于癌癥的治療
人們通常所說的癌癥,指的就是惡性腫瘤,這也是危害人們生命健康的最大元兇之一,也以這是醫學界重點關注的焦點?,F階段,很多的癌癥藥物并不能夠起到較為理想的治療效果,更多的藥物只是起到調養的作用,根本不能根治病癥。癌癥的治療關鍵是要把藥物定向傳送到癌癥細胞同時有不會傷害到正常的細胞,這是其運行的根本前提。許多的藥物已經應用到了這個系統,在實際應用的時候取得了一定的成果,例如脂質體、微膠囊等這些藥物載體的而應用都取得了較為理想的效果。而對于納米粒子來說,由于其體積微小,也開始受到人們的關注,納米粒子抗腫瘤要物在患者的體內存留的時候,在一定程度上減緩了腫瘤的生長速度,與其它游離性質的藥物進行比較之后,不難發現,在很大程度上延長了患有腫瘤動物的存活時間。由于其自身具有較強的吞噬能力,對于腫瘤細胞的生長以及繁衍也會有一定程度的阻礙,所以,靜脈途徑納米細胞的納米粒子可以在腫瘤的內部進行傳送,并且其傳送的效果較為理想,這也在一定程度上減少了藥劑使用之后的副作用。通過對粒子的修飾,可以在很大程度上增加其對腫瘤細胞的靶向特異性[2]。
納米技術在食品科學工程中應用價值
隨著我國食品科學研究不斷發展,食品加工的技術水平也在不斷升級。納米技術是一種利用單個原子分子制造物質的科學技術,將納米技術融入到食品工業之中,可以對食品的分子結構進行改變,提高食品的質量,也可以促進食品科學工業的全面發展。
一、納米技術在食品包裝上的應用
目前對于納米材料的研究已經獲得了巨大的成就,納米高阻隔包裝、納米活性包裝等應用較多。納米顆粒有很大的表面面積,僅需一次添加就能促進聚合物形成強界面相互作用,增強原材料的力學性能、阻隔性能和熱穩定性。納米活性包裝技術還可以混合特定活性成分,快速吸收食品包裝中的異味氧氣和過多水分,迅速釋放抗菌劑和二氧化碳到包裝中。這些年來,對于納米活性包裝的研究,主要集中在抗菌型和保險型納米包裝材料方面,其中抗菌型的應用領域非常廣泛。在菌系材料中加入表面涂覆金屬或者金屬氧化物,利用金屬離子或者光催化的效果,使得食品表面菌體活性喪失,起到抑菌殺菌的整體效果,同時也能夠避免食品腐敗。在保險型納米包裝材料中,主要是利用特定的納米粒子能夠使乙烯氧化分解的原理,從而起到抑制果蔬的呼吸、延長果蔬的保存時間的作用。
二、納米技術在食品加工領域中的應用
在食品加工領域中,納米技術最常用的案例就是納米微粒、微納米膠囊、納米膜分離、納米包埋。其中納米微粒能夠對原料進行快速處理,增強食品的納米化功能,在功能性食品的生產中運用較多。生產功能性食品的目的是為了獲取生理性活性物質,這些活性物質主要包括活性多糖、氨基酸與蛋白質、維生素、礦物質等。功能性生理活性物質具有高效和微量等特性,這也使得傳統的食品加工技術無法滿足功能性食品發展的需要,將納米技術應用到食品原材料加工中,不會產生過熱現象,能夠在低溫狀態下快速進行,避免對功能性活性物質造成破壞。另外,功能性食品中的生理活性物質在儲存時非常容易受到氧氣、光線、高溫等的影響,從而失去應用價值,利用納米微膠囊技術,可以有效隔絕功能性食品的生理活性物質被其影響,有效減緩其活性釋放的效果,同時也能夠與周圍的環境相隔離,確保功能性食品生理活性物質不被感染,避免營養之間相互作用,提高生理性活性物質的品質。而納米膜濾膜技術可以快速分離食品中的諸多營養物質,納濾介于超濾和反滲透之間的膜分離處理,可以截留200-1000da的范圍,比反滲透膜疏松得多,操作壓力也比反滲透膜低,能夠對濃縮乳清牛奶、調味液脫色,對雞蛋黃中的免疫球蛋白進行快速提取。對納米技術在食品工業中的應用進展進行探究,能夠促進食品工業產業的不斷升級,滿足人民群眾的需要。隨著納米技術在食品行業的應用日益增多,食品工業將會迎來新的發展高潮。
作者:袁乃煬 單位:棗莊學院
機械制造測量技術理論問題探析
測量技術相關理論問題分析
(1)靜態理論。測量技術中的靜態理論在精度方面,主要會受到隨機誤差、系統誤差、粗大誤差、誤差分解以及不確定度等因素的影響。其中前2種分別遵循著其自身的確定規律、隨機規律,而粗大誤差則跳出了這2種規律的限定。在誤差分解方面,主要依靠測量人員采取有效措施來降低誤差,測量的不確定度則要求測量人員在測量之前做出綜合評定。這些方面便是靜態測量理論所具有的測量精度特點,更側重于對靜態目標的測量。(2)動態理論。測量技術的動態理論實現了全系統的動態測量精度控制,可通過測量人員對內部誤差及外部影響因素進行綜合分析,實現誤差的消解,以保證測量的高精度。同時,動態測量還包括誤差分解的溯源理論和對誤差所造成的精度損失進行診斷的技術,前者側重于從誤差發生的源頭來控制測量誤差,而后者則應用于對儀器產品進行精度的優化設計。此種測量理論更適用于動態目標的測量,其測量中面臨著不容忽視的多種誤差源問題。
當前機械制造對于測量技術的應用
新的機械生產制造要求推動了在線測量和在機測量技術的逐步提升,使測量精度實現了由微米向納米的轉變。在這種轉變狀態下,視頻測量、非接觸式掃描等測量方式得到了高度重視,質檢工作由被動轉為主動,同時誤差補償軟件也得到了有效的應用。具體來講,納米位移測量技術主要應用了雙頻激光合成波,其測量儀器利用此種合成波對條紋細分工作進行干涉,以實現超高精度的制造測量;此外,納米測量位移范圍逐步擴大,因此可以說納米測量技術是當前時期最前沿的機械制造測量技術。新型的石英傳感器技術借用了壓電扭轉效應,從而使單體轉矩的測量以及無定心鉆削轉矩的測量儀器得以出現,機械制造工作人員可以利用此種技術對機械試件進行任意的鉆孔測試,而不必固定測量中心,這就極大地提升了測量技術的操作簡便性,并擴大了使用范圍。目前,在此種測量技術的支撐下,研究人員研發出了壓電生物測力平臺、三向磨削測力儀和電式三向車削測力儀等設備,這些設備對存在著復雜力學量的制造工作發揮著重要的測量作用。此種技術主要應用了當前我國自主研發的正交偏振激光器,并且研究人員以此設備為基礎研發出了諸多其他測量設備,如激光器納米測尺等,這些儀器具有測量便捷簡單、精準度高等優勢,極大提高了機械制造的量程以及線性度等的測量精準度。
目前研發出的現場空間尺寸測量及檢驗技術裝置,為我國機械制造中各項校準工作及解決裝置問題提供了極大幫助。此種技術裝置以互易性回歸的非線性校準理論以及滑塊平移的放大結構等進行測量,減少了非線性誤差的出現;同時,它還借助裝置的基準尺寸、靶標的幾何結構、不同位置測量的量值傳遞理論進行測量,極大地提升了傳感器與測量系統的精準度,實現了對于大空間機械制造的現場測量與校準。我國所研發的此種技術實現了對于大范圍回轉潤滑面的復合節流及勻壓測量、氣體與液體以及氣體與固體兩相復合的回轉潤滑測量,從而提高了回轉設備的精度、轉動的剛度和穩定性。同時,基于此種兩相復合回轉理論,直線運動的基準裝置得以研發,提高了直線運動的精度、承載力以及穩定性。此外,差動共焦、二次共焦、復色共焦的掃描方法也得以應用,支撐研究人員研發出了顯微鏡及掃描裝置,提高了測量的分辨率。這項技術的研發突破了我國在超精密測量方面的限制。
機械制造所應用的測量技術的發展趨勢
我國當前對于測量技術的大力研發,推動了諸多高精尖技術與設備的出現,極大地提升了我國機械制造方面測量技術的應用效率。就新時期測量技術的發展狀況來看,測量技術在將來可能會實現以下幾個方面的發展:(1)計量學方面的基本問題,比如計量標準、測量理論等應該會得到更加深入的研究,進而推動各種自主標定與校準技術在更高水平層面的研究及應用,以實現對于誤差溯源要求的滿足。(2)測量工作必將實現對于多種信息的更加協調高效的融合使用。當今時代,機械制造以及測量工作都面臨著越來越多的信息量,如何對這些信息進行有效的收集、整合以及協調應用,便成為技術研發人員的重點關注對象。(3)測量儀器更加先進。未來測量技術將實現在可靠性、抗干擾能力、便捷、快速、穩定和高效等方面的發展,同時各種新的物理測量原理與技術將被研發及應用,進而推動更高端的測量儀器的出現,以有效解決各種新的測量問題。(4)測量工作將實現在動態測量、現場測量、在線測量方面的提升,實現對材料選用、產品設計、工藝流程以及產品質量等方面的同步優化,逐步將測量技術在更高程度上與生產制造系統相結合,推動機械制造工作的智能化。(5)極限制造方面的創新。在極限制造方面,研究人員將能夠推動超大尺寸更高精密程度的測量狀態的實現,使測量工作能有效滿足機械制造的數字化以及非接觸方面的要求。同時,極限制造測量在朝向納米精度發展的同時,也會實現更高的實用性。
納米粒子在家庭水處理的應用
[摘要]為發展中國家和發達國家提供安全飲用水是一個巨大的挑戰。日益增長的需求和水源水質惡化導致探索新的技術創新,以更好地管理水。納米技術通過設計創新的集中和分散(家庭一級)水處理系統,在確保安全飲用水方面有著巨大的前景。本文概述了(家庭一級)水處理工藝的納米技術的最新進展,其工作原理為,納米吸附劑、光催化劑、微生物消毒劑和膜。廣泛實施納米技術用于水處理將需要克服納米材料的高成本,使其能夠再利用和再生。這也將確保盡量減少潛在的環境暴露。納米技術的潛在進步必須與環境健康齊頭并進,以減輕對人類的任何不良后果。
[關鍵詞]納米粒子;吸附;膜處理
安全飲用水被認為是一個國家發展的重要指標,根據最近的報告,世界各地約有6.63億人無法獲得安全飲用水[1]。多年來,污染和濫用地表水導致全球50%以上人口依賴地下水作為飲用水。然而,地下水是氟化物、砷、鉛、鉻、硝酸鹽、硒、氯化物、重金屬以及放射性物質的避風港,這些離子極大地損害了地下水的質量,導致了健康問題[2]。此外,腺病毒、甲型肝炎、輪狀病毒等病原體通常存在于地表水和地下水中,必須有效地滅活才能提供安全的水。飲用水安全是根據國家標準或國際準則來判斷的,衛生組織的飲用水質量準則是最重要的準則之一,并由許多發展中國家實施。報告表明,在依賴改良水源的估計62億人中,超過10億人繼續使用不安全的水。聯合國可持續發展目標(SDG6)之一是到2030年實現人人享有安全和負擔得起的飲用水水處理技術的進步可以在實現這一目標方面發揮作用。在傳統上用于飲用水處理的各種技術中,砂(顆粒介質)過濾是最古老的處理技術之一。砂過濾最初被認為是通過粒子間間隙的尺寸排除工作的。然而,后來的研究表明,慢沙過濾器(SSF)在富含細菌種群的沙粒周圍形成一種活性生物膜(稱為Schmutzdecke),從而提高了介質的過濾能力。顆粒介質過濾的應用面臨的挑戰之一是,除了易受事故和流量變化的影響外,它無法有效地去除化學污染物。其他一些常規使用的技術包括化學氧化、吸附、化學沉淀/凝固、離子交換等等。最常見的化學氧化劑是氯,它為去除病原體提供了有效和堅固的屏障。另一方面,化學沉淀通過添加反離子來降低離子污染物的溶解度。這通常是絮凝和沉淀或過濾。近年來,人們對納米粒子作為吸附劑在水處理中的應用越來越感興趣。納米技術顯示出巨大的前景,作為處理持久性和新興污染物的最佳可行方法[3]。納米材料吸附與傳統吸附劑相比,具有吸引力的替代品,因為它們具有較高的長徑比,增強了反應活性,進而轉化為較高的吸附容量。此外,納米吸附劑還提供了額外的可能性,如在家庭一級以不同形式使用的可能性,例如,以粉末形式使用,涂覆在襯底上或在過濾器中使用等。顆粒的較小尺寸也提供了構建緊湊處理系統的可能性。最近的研究還表明,納米粒子可以被工程化,同時針對多種污染物,從而可能降低處理成本。然而,人們對納米材料的安全處置及其對公共健康和生態系統的潛在風險還表示擔憂。因此,本綜述詳細介紹了在水處理中使用納米粒子的現有技術。雖然對納米粒子在水處理中的應用進行了大量的研究,但幾乎沒有任何全面的評論對這一主題進行批判性分析,本文試圖填補這一空白。
1納米粒子在水處理中的應用
用于環境保護和水處理的新型納米材料的開發和使用近年來受到了廣泛的關注,因為它們的表面積與體積比更大,粒徑更小[4]。納米材料在水處理中的四個主要應用領域是(A)吸附去除,(B)催化降解,(C)消毒和(D)膜過濾。其中,吸附去除污染物和使用納米材料消毒是主要內容。納米技術使水處理做法有望克服現有技術目前面臨的主要挑戰,并為水的經濟利用提供新的處理方法。
2吸附去除
不同種類的納米粒子被用于吸附去除研究,即用于去除砷的鐵基納米粒子、用于去除氟化物的碳和鋁基納米材料等[2]。本文綜述了在各種使用點(POU)飲用水處理系統中常用的納米吸附劑。
染料廢水的高級氧化處理技術探究
[摘要]染料廢水主要來源于制革、紡織、食品、造紙、塑料等行業,具有有機物濃度高、成分復雜、色度高、難降解等特點。高級氧化法在處理有機廢水具有鮮明的亮點,本文綜述了染料廢水的高級氧化處理技術研究進展,對臭氧氧化法、電化學氧化法、催化氧化法和物理氧化法四種方法進行了歸納和總結了其優缺點,且對染料廢水處理的高級氧化法研究發展進行了展望。
[關鍵詞]染料廢水;高級氧化;催化氧化法;新型材料;物理氧化法
我國是染料生產和應用大國,眾多的天然染料和合成染料廣泛應用于制革、紡織、化妝品、食品、造紙、塑料和生物醫學等行業。不僅在生產染料過程中會產生高濃度的染料廢水,在使用染料的過程中還約有10%至15%[1]會在染色過程流失,這將產生大量染料廢水。染料廢水是一種帶有特征有機污染物的廢水,具有有機物濃度高、色度高、毒性強、酸堿性強及難降解等特點[2-3]。染料廢水超標排放進入自然水體,將嚴重影響水體中植物的光合作用和其他微生物的生命活動。由于染料毒性還具有致癌、致畸和致突變性,對人類健康和其它生物生長也將造成嚴重危害[3-5]。因此,研究染料廢水的去除方法勢在必行。
1概述
因一些有機污染物的化學穩定性和低生物降解性,無法通過傳統技術進行處理,高級氧化可作為一種生物處理的預處理提高可生化性,有利于后續處理,并且對于一些高級氧化方式的組合處理有機廢水也是最近研究的熱點。高級氧化技術通過氧化還原作用,將難生物降解的高毒性有機污染物完全分解為二氧化碳和水或轉化為危害較小的礦化中間產物。后續生物處理的進行。高級氧化技術主要有臭氧氧化法、電化學氧化法、催化氧化法和物理氧化法。一般認為高級氧化是外部刺激氧化劑產生了羥基自由基(OH•−),硫酸根自由基(SO4•−),和超氧離子自由基(O2•−),氯自由基(Cl•)等,破壞了有機分子結構使其分解為較小分子,最終降解為二氧化碳和水,以達到降解有機物的目的。
2高級氧化法的分類
2.1臭氧氧化法。臭氧在污水處理中常被用作消毒劑和氧化劑。臭氧氧化可以通過臭氧的直接氧化和產生HOꞏ的間接氧化作用破壞有機物結構。單獨使用時,孫志強等[6]研究臭氧處理實際分散染料廢水可以去除偶氮鍵和苯并異噻唑類有機物,但是中間產物生成的物質為羥基自由基消除劑,致使有機物礦化度不高。和其他技術聯用時,張秀等[7]研究O3/UV工藝在超重力旋轉填充床處理200mg/L模擬羅丹明B染料廢水,20min后脫色率和COD去除率分別可達100%和40%。
談微觀模擬的分子石油工程實驗室研究
摘要:為促進學科交叉融合的復合型人才培養,建立了基于微觀模擬的分子石油工程實驗室。將材料科學的多尺度模擬技術應用于石油工程領域,提出了分子石油工程概念,從分子層面和微納尺度上研究和揭示非常規油氣、頁巖油氣、深層油氣的賦存與滲流機制等。以高水平科研項目為依托,培養石油工程類學生的理性思維和材料科學學科學生的工程概念,推動學生的跨學科培養。
關鍵詞:分子石油工程;微觀模擬;實驗室建設;分子模擬
石油與天然氣依然是世界一次能源消費的主體。世界經濟發展對能源的需求,促進了石油與天然氣工程理論與技術的高速發展。進入21世紀后,油氣鉆探、開采及儲運的主客觀約束條件日趨復雜,非常規、超深層及深水油氣的勘探開發,不斷對石油與天然氣工程領域科技創新提出越來越高的新要求,促使其與力學、化學、地質、材料、機械、電子、控制、環境等相關學科的聯系更加緊密。此外,伴隨信息、人工智能等領域的科技進步,石油與天然氣工程逐步向著信息化、智能化及自動化方向加速發展。然而,我國油氣資源相對缺乏,油氣消費嚴重依賴進口,據統計2019年石油進口總量超過消費總量的70%,天然氣進口超過消費總量的42%[1]。因此,本研究基于微觀模擬思維,將材料科學的多尺度模擬技術引入石油工程領域,建立了分子石油工程實驗室,對促進我國石油與天然氣復合型工程技術人才培養具有重要的意義。
1分子模擬技術及其應用
1.1分子模擬
模擬技術是指利用相似原理建立研究對象的模型,如形象模型、描述模型、數學模型等,并通過模型間接地研究原型規律性的實驗方法。分子模擬是指利用理論方法與計算技術,模擬或仿真分子運動的微觀行為,應用于計算化學、計算生物學、材料科學等領域,小至單個化學分子,大至復雜生物體系或材料體系都可以成為它的研究載體。因此,計算機技術在科學研究方面的應用廣泛性以及與其他學科的結合性已成為21世紀科技研究的大趨勢。分子模擬技術是隨著計算機在科研中的應用而發展起來的一門新的科學,是計算機科學與基礎科學相結合的產物,也是數學、物理、化學等學科領域基礎研究的重要手段。在2020年的科學家座談會上,許多學者指出基礎研究是科技創新的源頭,要持之以恒地加強基礎研究工作及創新人才培養。通過已有的研究報告顯示,我國在應用科技領域處于快速發展階段,每年的技術專利申報數和科技量在世界處于前列,但在基礎研究能力和基礎學科研究成果方面與發達國家相比具有明顯差距。我國“十四五”規劃將加大基礎研究和前沿科技領域研究的投入,以便逐步縮小這一差距。
1.2分子模擬技術的應用
激光制造超疏水表面專利思考
摘要:激光制造超疏水表面是制造仿生超疏水表面的重要手段,本文概述了激光制造超疏水表面在自清潔、耐腐蝕和防覆冰等應用方面的專利發展脈絡,重點針對激光制造超疏水表面的技術手段進行分析和總結,希望為激光制造超疏水技術在工程領域的應用研究提供參考。仿生材料是從生物體獲得啟示,通過對荷葉、稻葉表面微觀結構的進一步研究,微米/納米級復合結構被認為是獲得人工超疏水表面的關鍵。激光微加工技術能夠在基板材料上直接制備微納結構,且能夠在不同材料上制備不同的各向同性、各向異性、黏滯性可調等特殊浸潤性表面,飛秒激光微加工技術已成為調控材料表面潤濕性的重要手段。本文主要以DWPI專利數據庫、SIPOABS專利數據庫以及CNABS數據庫中的檢索結果為分析樣本,通過從專利文獻的視角對激光制造超疏水表面技術的發展脈絡進行了全面分析,總結了激光制造超疏水表面技術在其應用方面的發展路線,希望能夠對實際生產具有指導意義。
1.激光制造超疏水表面應用專利發展分析
隨著對激光制造超疏水表面技術的產生機理和影響規律的研究不斷深入以及激光技術的發展,激光制造超疏水表面技術在自清潔、耐腐蝕、防覆冰等方面得到了廣泛應用。
1.1自清潔
以下對于激光制造超疏水表面自清潔方面的應用的專利發展路線總結如下:2006年吉林大學申請的專利文獻CN1827838A公開了一種提高金屬部件表面防黏性能的方法,該方法將金屬部件表面制成分布有微米尺度的凸包或凹坑的非光滑表面,并在其凸包或凹坑的表面上通過物理或化學方法復合一層顆粒尺寸為30nm~120nm的Al2O3、TiO2或SiO2層。具有明顯減黏、防黏效果,當水滴與其表面接觸,接觸角可以達到105°~140°,水滴可以在金屬部件表面自由滾動,不留下殘余痕跡。2010年長春理工大學申請的專利文獻CN101844272A公開了一種采用激光干涉光刻技術制作自清潔表面結構的方法和系統,該方法或系統將多個相干激光束組合,對干涉場內的光強度分布進行強弱調制,用調制后重新分布的激光能量燒蝕被加工材料表面,在大面積范圍內形成微米或納米級密集的柱形或錐形浮雕結構,形成自清潔結構。2015年湖北工業大學的專利中通過激光技術在多種材料上制備了超疏水自清潔表面,例如不銹鋼表面、鋅合金表面、半透明硅橡膠表面等(可參見專利文獻CN104907702A、CN104907698A、CN106903436A)。同年,長春理工大學申請的專利文獻CN105401185A公開了一種鋁合金耦合仿生自清潔表面及其制備方法,該方法將激光技術與刷鍍工藝、熱處理技術相結合,得到的鋁合金涂層表面具有相對特殊的表面結構,具有的疏水性和表面低黏附、自清潔性可廣泛應用于汽車制造、輪船、化工、航天等領域的各種零部件表面。2017年清華大學申請的專利文獻CN107803587A公開了一種風電葉片超疏水自清潔表面及制備方法,其中通過將激光技術與涂層技術相結合,實現了激光在成品葉片表面原位形成微納米二級結構,有效降低葉片經風吹雨淋造成的污染。2018年西安交通大學申請的專利文獻CN109609950A公開了一種自清潔的水滴單向滾動超疏水表面的制備方法,該方法采用硬脂酸進行低表面能的修飾,形成超疏水表面;通過高精度納秒激光在超疏水表面上標刻出親水軌道,使得液滴在超疏水表面上沿著親水軌道在重力作用下進行單方向滾動;本發明親水軌道密布整個超疏水表面,間隔0.5mm的軌道排布方案在平行和垂直與軌道方向的接觸角差值高達60°,最有利于液滴沿平行于軌道方向進行滾動而在垂直于軌道方向受到阻礙。2019年大連理工大學申請的專利文獻CN110184602A公開了一種在金屬上制備導電自清潔超滑移表面的方法,該方法利用激光加工方法在金屬基底上掃線處理以構造微納米級的粗糙結構,再以低表面能材料修飾后即可得到超疏水表面;最后通過預浸潤一層表面能較低的潤滑劑,得到能夠穩定存在多尺度微納米復合結構電極表面的油膜層。2021年浙江師范大學申請的專利文獻CN113336425A公開了一種光伏玻璃液滴定向自發運動清潔方法,通過設置微納梯形槽陣列和化學改性的方式改善光伏玻璃的表面潤濕性能,使得液滴在光伏玻璃表面上能夠進行定向的自發運動,帶走灰塵從而完成自清潔,有效地提高除塵效率;此外,所述的光伏玻璃自清潔方法在改善表面潤濕特性的同時,預留了一定面積的未加工區域,可以保持光伏玻璃的高透光性。
1.2耐腐蝕
以下對于激光制造超疏水表面耐腐蝕方面的應用的專利發展路線總結如下:2009年西安交通大學申請的專利文獻CN101531335A公開了一種利用飛秒激光制備金屬表面超疏水微結構的方法,該方法利用飛秒激光輻射場在金屬靶材表面上制備超疏水周期性微/納米結構,處理得到的周期性金屬納米結構排列整齊、均勻,并可以制備出不同尺寸和圖案微/納米周期性結構。同年中國科學院蘭州化學物理研究所申請的專利文獻CN102051615A公開了一種防爬行防腐蝕鈦或鈦合金材料的制備方法,將金屬鈦或鈦合金通過激光刻蝕對其表面進行微加工處理得到微米結構粗糙化表面,然后再通過陽極氧化處理在微米結構化表面形成一層二氧化鈦納米管陣列膜,最后經過全氟硅烷或全氟硅氧烷的修飾得到超疏水和超疏油表面。2017年湖北工業大學申請的專利文獻CN106984902A公開了一種利用脈沖激光制備船體鋼超疏水表面的制備方法,該方法包括將船體鋼樣品表面進行拋光預處理;將經過拋光預處理后的船體鋼樣品表面進行清洗并晾干,得到潔凈的船體鋼樣品表面;采用脈沖激光對船體鋼樣品表面進行激光掃描處理,在船體鋼樣品表面形成微結構;將船體鋼樣品經過自然時效處理或保溫處理,制備得到船體鋼樣品超疏水、耐腐蝕、防水生物附著表面。2018年江蘇理工學院申請的專利文獻CN109249134A公開了一種具有耐腐蝕性能的超疏水鋁表面的制備方法,該方法利用紅外納秒激光加工得到的微結構具有較好的穩定性,然后利用化學刻蝕進一步得到具有光柵狀的微納米尺度雙層分級結構的鋁表面,具有較強的耐腐蝕性能和超疏水性,其接觸角可以達到160.72°。2019年太原理工大學申請的專利文獻CN110744200A提出了一種提高奧氏體不銹鋼表面耐腐蝕性的方法,該方法將激光加工技術與有機物表面接枝技術相結合,使不銹鋼表面具有疏水性并提高了奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性,由水接觸角測試結果可知:采用激光加工技術與有機物表面接枝技術復合處理后,水接觸角相對于未處理不銹鋼表面大幅提高,疏水性明顯增加。
現代化機械設計及精密加工技術分析
摘要:隨著我們經濟社會不斷的進步和發展,對于產品各方面的技術要求已經有了進一步的標準化和提高,市場對于產品的整體結構、品質、外觀及操作的人性化等諸多方面也提出了更高的技術要求。目前現代機械制造的工藝和精密加工技術的廣泛運用和研究就是能夠滿足對于產品各方面技術需求的重要保障,現代工業機械制造的工藝及精密加工的技術在我們的社會和經濟的發展中起著非常大的影響和作用,所以對于現代工業機械制造的工藝和精密加工技術的運用和研究發展有著重大的影響和意義。
關鍵詞:現代化機械設計制造工藝;精密加工技術;探究
1現代化機械設計制造工藝和精密加工技術概述
1.1現代化機械設計制造工藝
現代化機械設計制造工藝主要可以分為兩個基本方面的內容,主要是包括用于制造一些中小型機械的自動化技術和加工機器以及采用特殊切削工序技術對機械原件內部進行加工的切削技術?,F代工業機械制造的工藝和技術與傳統的工業機械制造的工藝和技術相比,引進了更多先進的工業信息自動化技術、數字信息技術和機械自動化設備等技術,設計自動化的程度和工藝智能化的程度的提高,可以更好地實現對于機械和工藝的設計、檢測以及維修的智能一體化,并且充分解放了現代人們的大腦和雙手,通過先進的信息技術、自動化的技術就已經可以更好地實現對于機械的設計和加工?,F階段,由于現代人們環保和節能意識的不斷提高和增強,在發展工業機械制造的過程中人們對于節能性和機械的環保性也進一步提出了更高的要求和關注,這也是進一步實現了我國的機械制造業健康持續發展的重要因素和戰略。
1.2精密加工技術
精密機床的加工制造技術是一種高科技的技術,也是一種具有代表性的一種現代工業機械制造技術和工藝,其在現代工業機械制造領域和各種高新科技裝備制造領域已經得到了非常廣泛的研究和應用。其中例如:在精密車床和先進的航天航空制造領域均已經得到了廣泛應用。在現代機械制造的過程中,由于經濟發展人們對工業機械產品精密性能的要求越來越高,因此,要求其的精密性越來越好,可以有效地增強和提升機械企業的國際市場地位和競爭力,滿足了人們對于機械產品的精密性要求。