《组织工程用网状玻璃碳泡沫塑料生物玻璃涂层的制备方法》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2019-02-26
  • 网状玻璃碳泡沫最近被用于制造生物医学应用的支架,并已被证明支持细胞粘附。本研究提出了一种利用溶胶-凝胶法制备两种不同生物胶体的网状玻璃碳泡沫涂层的方法,旨在提高网状玻璃碳支架的生物活性。用共聚焦光学显微镜和扫描电镜对涂层进行了形貌表征。此外,还通过在生理溶液中浸泡的体外试验,评价了涂层泡沫的反应性。结果表明,在不影响泡沫孔隙率的情况下,成功地在泡沫表面沉积了生物玻璃涂层。涂层形态学研究揭示了生物玻璃的组成和涂层的最终形态之间的关系。此外,初步的体外试验表明,涂层的反应性也与初始涂层组成有关。尽管涂层在PBS中溶解21天后,磷酸钙层的沉淀表明磷灰石形成过程中可能存在初始阶段。

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  • 《NAT SUSTAIN:废弃玻璃纤维增强塑料的快速升级利用》

    • 来源专题:岩土力学与工程信息资源网
    • 编译者:李娜娜
    • 发布时间:2024-07-24
    • 玻璃纤维增强塑料(Glass fiber reinforced plastics,GFRP)具有高强度、高模量、轻质、耐高温等优异性能,被广泛应用于风电叶片、化工反应器、建筑材料中。据统计,2030年,全球对GFRP的需求量将超过600万吨,年增长率将达到10%。然而,GFRP的使用寿命只有10-40年,这意味着全球每年有数百万吨GFRP废弃物。目前,废弃GFRP的处理方法主要包括直接掩埋和焚烧。直接掩埋会占据大量土地资源,且会对地下水造成污染。焚烧过程中GFRP表面的塑料燃烧会产生有害气体造成环境污染。如何高效、环保、低成本的回GFRP是目前亟待解决的环境问题。 美国工程院院士、美国莱斯大学James M. Tour教授团队开发了一种无溶剂、高能效的闪蒸升级再造方法—闪蒸碳热还原技术(FCR),可以将不同纤维增强塑料的混合物超快转化为碳化硅(一种广泛使用的增强材料和半导体材料),且产量高(大于90%)。通过改变反应温度和反应时间,可以制备出3C和6H两种不同相态的碳化硅材料,这两种不同相态的碳化硅具有不同的性质。例如,3C-SiC具有更小的带隙,更低的热导率、更高的电子迁移率和更高的硬度。基于制备的碳化硅材料,进一步探究了不同相态碳化硅材料在锂离子电池负极中的应用,并发现3C-SiC负极具有更高的比容量和更优异的倍率性能。技术经济分析结果显示,FCR技术处理一吨GFRP的成本低至47美元,分别为溶解法和焚烧法的0.2%和3.4%。生命周期分析结果表明,相较于焚烧、溶剂化处理等方法,FCR方法仅仅在数秒时间内即可实现GFRP的有效回收,极大地降低了能量需求、温室气体排放和水的消耗。 鉴于全球废弃纤维增强塑料的数量不断增加,闪蒸碳热还原技术方法提供了一种经济、环保的途径,可将废纤维增强塑料升级回收为具有良好相位可控性的高附加值碳化硅。这不仅减轻了废物处理的负担,并大大减少了传统回收方法产生的二次废物流,该方法还可扩展到多种含硅废物的回收利用。相关研究成果发表于《Nature Sustainability》[1]。 [1] Flash Upcycling of Waste Glass Fibre-Reinforced Plastics to Silicon Carbide
  • 《可生物降解新型玻璃》

    • 来源专题:先进材料
    • 编译者:李丹
    • 发布时间:2023-11-12
    • 文字转自科学网 作者:闫学海等(来源:中国科学报 甘晓) 氨基酸和肽是内源性生物分子,长期以来被认为是完全环保和可生物循环再利用的。近日,中国科学院过程工程研究所研究员闫学海带领团队以氨基酸或肽衍生物为原料,开发出一种可生物降解、生物循环再利用的新型玻璃。这种生物分子玻璃,目前仍处于实验室研究阶段。上述研究成果发表于《科学进展》(Science Advances)。 玻璃在生活中无处不在,广泛应用于各个领域。然而,商用无机玻璃,以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)有机玻璃不可生物降解,长期存在于环境中将带来生态危害和社会负担。 研究人员将氨基酸或肽衍生物在惰性氛围内进行“熔融-淬火”处理,通过对加热和冷却速率的精确控制,在达到它们的分解温度之前,熔化为过冷液体,最终通过淬火形成玻璃,并有效地防止了结晶。该生物分子玻璃具有优异的玻璃成型能力和光学特性,并且适用于3D打印增材制造和模具浇筑。此外,与目前广泛使用的商用玻璃和塑料材料相比,生物分子玻璃表现出较高的生物相容性、生物可降解性和生物循环再利用特性。实验证实,生物分子玻璃能够被堆肥中的微生物降解和再利用。同时,将其植入小鼠模型皮下,也能逐渐被降解吸收。 相关论文信息:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add8105