《干细胞产品制造技术取得重大突破》

  • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
  • 编译者: 刘建华
  • 发布时间:2014-06-27
  • 细胞治疗是个快速发展的医学领域,干细胞可用于修复慢性病和老年疾病的组织和保持器管功能。但目前主要问题是如何将其转化成现实产品用于治疗。

    英国诺丁汉大学的科研人员最近开发了一种新物质,可以简化细胞治疗的加工方法,是再生医疗界的一大创举。

    干细胞产品的生产有两个明显阶段:增殖阶段(制造足够多的细胞来形成大组织)和分化阶段(将基础干细胞转化成功能细胞)。材料环境要求这两个阶段不同,至今为止单个物质还不能完成两项工作。

    现在诺丁汉大学的一支跨学科团队正在创建新的干细胞微环境,他们发现该微环境允许细胞自我更新和进化成心肌细胞。这是一种含有两种聚合物的水凝胶,通过化学转化成为富含藻朊酸盐的环境,适宜细胞增殖到足够多的数量。这一变化触发第二阶段细胞的特别分化发育。

    这种新型组合凝胶首次实现了人类多能干细胞经一步(HPSC)产生稠密组织结构。该发现在未来再生医学领域将发挥巨大作用。该研究成果发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

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  • 《我国水电装备制造取得重大突破》

    • 来源专题:能源情报网监测服务平台
    • 编译者:郭楷模
    • 发布时间:2024-10-21
    • 10月18日,哈电集团自主研制的扎拉冲击式水轮机配水环管(又称分流管)顺利完成加工制造,这是首套世界单机容量最大的500兆瓦冲击式水轮机配水环管,标志着我国水电装备制造取得重大突破。扎拉水电站是国家“藏电外送”骨干电站,藏东南清洁能源一体化基地核心电站,位于西藏自治区昌都市左贡县。作为国家能源局能源领域首台(套)重大技术装备项目,扎拉水电站500兆瓦冲击式水电机组是目前国内唯一的500兆瓦级高水头、大容量冲击式水电机组研制及应用示范项目。电站共安装2台500兆瓦冲击式水轮发电机组,是目前世界单机容量最大、功率最高、技术最先进且制造难度最大的冲击式水电机组。 哈电集团电机公司是国内最早开展冲击式水电机组研制的装备制造企业,在数十年的技术开发过程中,逐渐形成了具有哈电特色的冲击式水电机组设计方法,先后参与研制了东川电站、秘鲁圣加旺、巴基斯坦SK等国内外30座电站67台/套冲击式水电机组,掌握了冲击式水电机组最新前沿技术,在水力开发和模型试验、结构设计,关键部件加工制造、运输、安装调试等方面,积累了丰富的工程实践经验。 配水环管作为冲击式水轮机最重要的基础受力部件和通流部件之一,工作条件极为严苛,在机组运行过程中,时刻承受着巨大的水压力,对机组的稳定运行起到至关重要的作用。 哈电集团电机公司在项目业主的统一组织下,针对扎拉配水环管开展了自主化研制,着力为用户提供紧凑适用的高能效产品。电机公司为该项目研制的配水环管由12节环管构成,具有水力性能好、设计压力高、尺寸规模大、岔管应力水平适中、结构布置合理等特点。其最大单节环管的长度超10米、管口最大尺寸达3.7米;宽大的管径显著增加了进入机组的水流量,使水流的流速更低、机组的运行性能更加稳定。同时,电机公司还采用了高强度钢板和特殊焊接加工技术,配水环管总装配后的平面布置面积达到592平方米,总装配重量达到370吨,可以承受12.6兆帕的试验压力。 哈电集团电机公司对配水环管的精巧结构设计,一定程度上增大了工件的加工和装配难度。为确保各节环管一次性装配验收合格,电机公司创新性地融合了多项技术进行加工制造。针对配水环管钢板强度高、焊接加工难、空间尺寸大等特点,电机公司开展了一系列生产技术攻关行动,全面保证钢板成型质量,并应用激光跟踪仪进行辅助测量和调整,将精密测量的实际数据与理论三维模型数据进行对比分析,显著减小了相邻管口的焊接误差,有效提升了产品焊接和加工质量,实现产品焊接、加工和装配等生产环节综合提效30%以上,最终成功自主研制了首套世界单机容量最大扎拉500兆瓦冲击式水轮机配水环管,推动我国乃至世界能源装备制造领域取得了重大突破。
  • 《“无质量”储能技术的重大突破》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2021-04-09
    • 《New Atlas》网站编辑 尼克·劳瓦斯(Nick Lavars)最近发文[1],报道了瑞典查尔默斯理工大学(Chalmers) “无质量”碳纤维电池研究的进展[2-4]。研究报告发表在《先进能源与可持续性研究》杂志上。[5] 碳纤维既可储能,又可作为结构部件 从只能飞那么久的电动飞机,到每隔几百英里就要停下来充电的电动汽车,笨重的电池是个巨大的限制因素,限制了这类交通工具能飞多远。瑞典查尔默斯理工大学的科学家们一直在探索一种替代方案,以替代传统的储能方法,并宣称是一项重大突破,令人关注。他们展示的新型“无质量”电池,既可以作为动力来源,同时又可以作为交通工具的结构部件。 查尔默斯理工大学的研究团队花了很多年研究,设想电池可以兼做结构部件,以降低车辆设计的重量。碳纤维是这项研究的关键支柱,因为它的力学性能卓越而知名,正确的设计,还有能力作为电极材料。 2018年,这些科学家发表的研究报告,描述了碳纤维晶体排列的正确形式,既能提供汽车结构所需的刚度,又能提供储能所需的电化学性能。作为将这项研究转化为现实应用努力的一部分,研究人员现在已经生产了一种碳纤维结构电池,据说其性能比以往任何版本都要好十倍。 新开发的“无质量”电池,能量密度为24 Wh/kg。这个团队指出,它大约是目前锂离子电池容量的20% 这种电池由碳纤维制成的负极和涂有磷酸铁锂-涂铝箔制成的正极组成。它们之间靠玻璃纤维织物分隔,充当结构电解质板,既能像传统电池一样,在电极之间运输锂离子,又帮助把机械负荷分散到结构的不同部分。 研究人员称这是一种“无质量”的储能设备,因为与传统电池不同,不会给车辆增加任何额外的重量,至少在理论上是这样的。然而,确实也有某些妥协。例如,这个团队指出,这种电池的能量密度为24 Wh/kg,约为目前锂离子电池容量的20%。 另一方面,如果把这种电池集成到电动汽车上,取代典型的锂离子电池,这辆汽车的重量就会轻得多,因而在地面上推动所需的能量更少。至于它的机械性能,研究小组说,材料的刚度为25 GPa,可以与其他常用的建材竞争。 项目负责人列夫·阿斯普(Leif Asp)说,“以前尝试制造的结构电池,要么机械性能良好,要么电气性能良好。”“但使用碳纤维,我们成功设计出的结构电池,储能和刚性都有竞争力。” 研究人员说,这种新设计,比之前的结构电池性能提高了十倍,但他们很快就把注意力转向更高的目标。他们下个阶段的研究是用碳纤维替换正电极上的铝,进一步提高储能和机械性能,同时玻璃纤维织物变得更薄,使充电更快。 电池也作为汽车的结构部件,可能为电动交通带来某些令人关注的可能性 阿斯普猜测,这种电池能提供的能量密度高达75 Wh/kg,刚度高达75 GPa,像铝一样坚固,但要轻得多。此后,围绕电动交通工具,甚至消费性电子产品的可能性会变得非常令人兴奋。 他说,“下一代结构电池有神奇的潜力。”“如果看看消费者科技,很有可能在几年内,生产的智能手机、笔记本电脑或电动自行车,重量只有现在的一半,而且更加紧凑。” 资料与注释: 1. Nick Lavars, "Massless" carbon fiber battery doubles as a structural component,NEW ATLAS,22 Mar 2021. 2. CHALMERS, Big breakthrough for ‘massless’ energy storage, 22 Mar 2021. 3. Leif E. Asp et al., A Structural Battery and its Multifunctional Performance, Adv. Energy Sustainability Res. 2021, 2, 2000093 4. CAROLINE DELBERT, The Battery That Will Finally Unlock Massless Energy Storage, PM, MAR 22, 2021 5. 查尔默斯理工大学,简称:Chalmers。位于瑞典第二大城市、北欧工业中心哥德堡,成立于1829年,是一所以工程技术、自然科学和建筑学教育与研究为主旨的欧洲顶尖理工大学。