Vật liệu hàn là gì? Các công bố khoa học về Vật liệu hàn

Nghiên cứu sự phân hủy lipid trong cá đông lạnh đã dẫn đến việc phát triển một phương pháp đơn giản và nhanh chóng để chiết xuất và tinh chế lipid từ các vật liệu sinh học. Toàn bộ quy trình có thể được thực hiện trong khoảng 10 phút; nó hiệu quả, có thể tái lập và không có sự thao tác gây hại. Mô ướt được đồng nhất hóa với hỗn hợp chloroform và methanol theo tỷ lệ sao cho hệ thống tan được hình thành với nước trong mô. Sau khi pha loãng với chloroform và nước, dịch đồng nhất được phân tách thành hai lớp, lớp chloroform chứa toàn bộ lipid và lớp methanol chứa tất cả các hợp chất không phải là lipid. Một chiết xuất lipid tinh khiết được thu nhận chỉ đơn giản bằng cách tách lớp chloroform. Phương pháp này đã được áp dụng cho cơ cá và có thể dễ dàng thích nghi để sử dụng với các mô khác.

Sự phát triển nhanh chóng của nhiều loại vật liệu nano công nghệ (được định nghĩa là các vật liệu được thiết kế và sản xuất có các đặc điểm cấu trúc với ít nhất một kích thước nhỏ hơn 100 nanomet) đã đặt ra một tình huống khó khăn cho các nhà quản lý trong việc xác định mối nguy. Viện Nghiên cứu Khoa học Đời sống Quốc tế / Viện Khoa học Rủi ro đã tập hợp một nhóm chuyên gia để phát triển chiến lược sàng lọc cho việc xác định mối nguy của các vật liệu nano công nghệ. Báo cáo của nhóm làm việc trình bày các yếu tố của một chiến lược sàng lọc thay vì một giao thức thử nghiệm chi tiết. Dựa trên việc đánh giá các dữ liệu hạn chế hiện có, báo cáo đưa ra một chiến lược thu thập dữ liệu rộng rãi áp dụng cho giai đoạn đầu này trong phát triển quy trình đánh giá rủi ro cho các vật liệu nano. Các lộ trình tiếp xúc đường miệng, da, hít vào và tiêm được đưa vào xem xét rằng, tùy thuộc vào các mô hình sử dụng, việc tiếp xúc với các vật liệu nano có thể xảy ra qua bất kỳ lộ trình nào trong số này. Ba yếu tố chính của chiến lược sàng lọc độc tính là: Các đặc tính lý hóa, các xét nghiệm In Vitro (tế bào và phi tế bào), và các xét nghiệm In Vivo.

Có khả năng cao rằng hoạt tính sinh học của các hạt nano sẽ phụ thuộc vào các tham số lý hóa mà thường không được xem xét trong các nghiên cứu sàng lọc độc tính. Các tính chất lý hóa có thể quan trọng trong việc hiểu các tác động độc hại của các vật liệu thử nghiệm bao gồm kích thước và phân bố kích thước hạt, trạng thái agglomeration, hình dạng, cấu trúc tinh thể, thành phần hóa học, diện tích bề mặt, hóa học bề mặt, điện tích bề mặt, và độ xốp.

Các kỹ thuật in vitro cho phép cô lập và thử nghiệm các con đường sinh học và cơ chế cụ thể dưới các điều kiện kiểm soát, theo cách mà không thể thực hiện trong các thử nghiệm in vivo. Các thử nghiệm được đề xuất cho độc tính đường vào của phổi, da và màng nhầy, và độc tính của các cơ quan mục tiêu cho nội mạch, máu, lá lách, gan, hệ thần kinh, tim và thận. Đánh giá phi tế bào về độ bền của hạt nano, tương tác protein, kích hoạt bổ sung và hoạt tính pro-oxy hóa cũng được xem xét.

Vi sinh vật đường ruột đã được xác định là có liên quan đến sự phát triển của một số loại ung thư, chẳng hạn như ung thư đại trực tràng, nhưng - vì vai trò quan trọng của cư dân đường ruột trong việc trao đổi chất - chúng cũng có thể điều chỉnh hiệu quả của một số phương pháp điều trị ung thư. Iida et al. (tr. 967 ) đã đánh giá tác động của vi sinh vật đối với hiệu quả của liệu pháp miễn dịch [CpG (liên kết phosphodiester cytosine, guanosine) oligonucleotides] và oxaliplatin, một hợp chất platinum được sử dụng như hóa trị liệu. Cả hai liệu pháp giảm hiệu quả trong chuột mang khối u thiếu vi sinh vật, với vi sinh vật quan trọng trong việc kích hoạt phản ứng miễn dịch bẩm sinh chống lại các khối u. Viaud et al. (tr. 971 ) đã tìm thấy tác động tương tự của vi sinh vật trên chuột mang khối u được điều trị bằng cyclophosphamide, nhưng trong trường hợp này, có vẻ như vi sinh vật thúc đẩy phản ứng miễn dịch thích nghi chống lại các khối u.

Việc hình thành các vật liệu composite bán dẫn gồm các dị điểm đa thành phần hoặc đa pha là một chiến lược rất hiệu quả để thiết kế các hệ thống quang xúc tác có hoạt tính cao. Bài tổng kết này hệ thống hóa những chiến lược gần đây để phát triển các vật liệu composite này và nêu bật các tiến bộ mới nhất trong lĩnh vực. Sau phần giới thiệu chung về các chiến lược khác nhau nhằm cải thiện hoạt động quang xúc tác thông qua việc hình thành các dị điểm, ba loại dị điểm khác nhau được trình bày chi tiết, kèm theo phần giới thiệu lịch sử về các hệ thống dị điểm bán dẫn và một cái nhìn tổng quan văn học kỹ lưỡng. Các chương đặc biệt mô tả các dị điểm carbon nitride được nghiên cứu nhiều cũng như các tiến độ gần đây trong việc hình thành dị điểm đa pha, bao gồm nhật khai thác vào hệ thống anatase-rutile mới nhất. Khi được thiết kế cẩn thận, các vật liệu composite bán dẫn gồm hai hoặc ba vật liệu hay pha khác nhau sẽ rất hiệu quả trong việc tạo điều kiện cho quá trình tách điện tích và chuyển dời hạt mang điện, cải thiện đáng kể hiệu suất quang xúc tác và quang điện hóa.

Đo độ ẩm là một trong những vấn đề quan trọng nhất trong nhiều lĩnh vực ứng dụng như công cụ đo đạc, hệ thống tự động, nông nghiệp, khí hậu học và hệ thống thông tin địa lý (GIS). Nhiều loại cảm biến độ ẩm được chế tạo và phát triển cho các ứng dụng công nghiệp và phòng thí nghiệm đã được xem xét và trình bày trong bài viết này. Cuộc khảo sát thường tập trung vào các cảm biến độ ẩm dựa trên vật liệu chức năng hữu cơ và vô cơ của chúng, chẳng hạn như gốm xốp (bán dẫn), polymer, gốm/polymer và điện phân, cũng như cơ chế dẫn điện và công nghệ chế tạo. Một trong những mục tiêu quan trọng của bài tổng quan này là cung cấp một phân loại rõ ràng theo các loại cảm biến độ ẩm tiên tiến, nguyên lý hoạt động, chất xúc tác cảm biến, cơ chế chuyển đổi và công nghệ sản xuất. Hơn nữa, các đặc tính hiệu suất của các cảm biến độ ẩm khác nhau như dữ liệu điện và dữ liệu thống kê sẽ được chi tiết hóa để cung cấp giá trị gia tăng cho báo cáo. Qua việc so sánh tổng thể tiềm năng của các cảm biến, đã chỉ ra rằng vẫn còn tồn tại một số nhược điểm liên quan đến hiệu suất của các yếu tố cảm biến và giá trị dẫn điện. Tính linh hoạt mà các quy trình phim dày và phim mỏng cung cấp, cả trong việc chuẩn bị vật liệu hay trong việc lựa chọn hình dạng và kích thước cấu trúc cảm biến, mang lại những lợi thế so với các công nghệ khác. Các cảm biến gốm này cho thấy phản ứng nhanh hơn so với các loại cảm biến khác.

Vật liệu nanocellulose đã trải qua sự phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây như là vật liệu y sinh học đầy triển vọng nhờ vào các tính chất tuyệt vời về mặt vật lý và sinh học của chúng, đặc biệt là khả năng tương thích sinh học, khả năng phân hủy sinh học và độc tính tế bào thấp. Gần đây, một lượng lớn nghiên cứu đã được hướng vào việc chế tạo các sợi nanocellulose tiên tiến với các hình thái và tính chất chức năng khác nhau. Những sợi nanocellulose này được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị cấy ghép y khoa, kỹ thuật mô, phân phối thuốc, chữa lành vết thương, ứng dụng trong hệ tim mạch và các ứng dụng y khoa khác. Trong bài đánh giá này, chúng tôi điểm lại các tiến bộ gần đây trong thiết kế và chế tạo các vật liệu sinh học tiên tiến dựa trên nanocellulose (tinh thể nano cellulose, cellulose nano vi khuẩn và fibrin nano cellulose) có triển vọng trong ứng dụng y sinh học và thảo luận về yêu cầu của vật liệu đối với từng ứng dụng cũng như các thách thức mà các vật liệu đó có thể phải đối mặt. Cuối cùng, chúng tôi cung cấp cái nhìn tổng quan về hướng phát triển trong tương lai của các vật liệu dựa trên nanocellulose trong lĩnh vực y sinh học. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2015, 132, 41719.

Mặc dù polypyrrole (PPy) được sử dụng rộng rãi trong tụ điện siêu dẻo linh hoạt nhờ vào tính hoạt động điện hóa cao và độ dẻo nội tại, nhưng dung lượng hạn chế và độ ổn định chu kỳ của màng PPy tự lập đứng làm giảm đáng kể tính thực tiễn của chúng trong các ứng dụng thực tế. Trong nghiên cứu này, chúng tôi báo cáo một tiếp cận mới để tăng cường dung lượng và độ ổn định chu kỳ của PPy bằng cách tạo ra một màng lai tự lập đứng và dẫn điện thông qua việc nhúng PPy vào Ti₃C₂ tầng (l‐Ti₃C₂, một vật liệu MXene). Dung lượng tăng từ 150 (300) đến 203 mF cm⁻² (406 F cm⁻³). Hơn nữa, khả năng giữ dung lượng gần như 100% được đạt được ngay cả sau 20 000 chu kỳ sạc/xả. Các phân tích cho thấy l‐Ti₃C₂ ngăn chặn sự xếp chồng dày đặc của PPy một cách hiệu quả, có lợi cho sự thâm nhập của chất điện phân. Hơn nữa, các liên kết mạnh được hình thành giữa các dây PPy và bề mặt của l‐Ti₃C₂, không chỉ đảm bảo độ dẫn tốt và cung cấp các đường dẫn chính xác cho việc vận chuyển điện tích mà còn cải thiện sự ổn định cấu trúc của các dây PPy. Màng PPy/l‐Ti₃C₂ tự lập đứng tiếp tục được sử dụng để chế tạo một siêu tụ điện trạng thái rắn siêu mỏng, cho thấy dung lượng xuất sắc (35 mF cm⁻²), hiệu suất ổn định ở bất kỳ trạng thái uốn và trong 10 000 chu kỳ sạc/xả. Chiến lược mới này cung cấp một cách mới để thiết kế các điện cực dẻo tự lập đứng dựa trên polymer dẫn với hiệu suất điện hóa được cải thiện đáng kể.

Graphen cảm ứng bằng laser (LIG) là một vật liệu xốp 3D, được chế tạo thông qua việc viết laser trực tiếp với laser CO₂ trên các vật liệu carbon trong điều kiện khí quyển tự nhiên. Kỹ thuật này kết hợp việc chuẩn bị và tạo hình graphen 3D trong một bước duy nhất, không cần các bước hóa học ướt. Từ khi được khám phá vào năm 2014, LIG đã thu hút sự quan tâm nghiên cứu rộng rãi, với nhiều bài báo được công bố hàng tháng sử dụng phương pháp này. Những nghiên cứu này nhằm mục đích làm rõ cơ chế của quá trình hình thành LIG và chuyển dịch vào nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhau. Trong nghiên cứu này, các chiến lược phát triển để tổng hợp LIG được tóm tắt lại, bao gồm việc kiểm soát các thuộc tính của LIG như độ xốp, thành phần và đặc tính bề mặt, cũng như việc cải tiến phương pháp để chuyển đổi các tiền chất carbon khác nhau thành LIG. Lợi dụng các thuộc tính của LIG, ứng dụng của LIG trong các lĩnh vực rộng lớn như vi lưu chất, cảm biến và chất xúc tác điện được nhấn mạnh. Cuối cùng, sự phát triển tương lai về các vật liệu phân hủy sinh học và tương thích sinh học được bàn luận ngắn gọn.

Nước biển là một nguồn tài nguyên nước phong phú trên hành tinh của chúng ta và việc điện phân trực tiếp nước biển có lợi thế không cạnh tranh với các hoạt động cần nước ngọt. Tính chọn lọc oxy là một thách thức khi thực hiện điện phân nước biển do các phản ứng oxi hóa clorua cạnh tranh. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đề xuất một tiêu chí thiết kế dựa trên các cân nhắc nhiệt động lực học và động học, xác định các điều kiện kiềm là ưu việt để đạt được tính chọn lọc cao cho phản ứng phát sinh oxy. Tiêu chí này chỉ ra rằng các xúc tác duy trì dòng điện hoạt động mong muốn với mức quá điện áp <480 mV trong điều kiện pH kiềm có khả năng tốt nhất để đạt được 100 % tính chọn lọc oxy/hydrogen. Hydroxide nickel–sắt đa lớp được chứng minh là đáp ứng tiêu chí này ở pH 13 trong điện phân giả lập nước biển. Xúc tác này được tổng hợp bằng phương pháp solvo–nhiệt và hoạt tính, hóa học redox bề mặt, và độ ổn định đã được kiểm tra điện hóa học trong điều kiện kiềm và gần trung tính (đệm borat ở pH 9.2), cũng như trong cả hai điều kiện nước biển tươi. Độ dốc Tafel tại các mật độ dòng điện thấp không bị ảnh hưởng bởi pH hay sự hiện diện của clorua. Mặt khác, sự thêm vào của các ion clorua có ảnh hưởng đến sự tiến triển theo thời gian của đỉnh khử nickel và cả hoạt tính lẫn độ ổn định tại các mật độ dòng điện cao ở pH 9.2. Hiệu suất Faradaic gần 100 % dưới các điều kiện hoạt động được dự đoán bởi các tiêu chí thiết kế của chúng tôi đã được chứng minh bằng phương pháp khối phổ điện hóa tại chỗ.