Micro/nano needles for advanced drug delivery

Along with the boost of drugs’ exploitation, drug delivery has been a common concern among researchers and patients. As an emerging strategy, the micro- and nano-needle (MNN) is a single or an array of micro/nanoneedles, and promises to be a robust technology for efficient, noninvasive and convenient drug delivery. Compared with the conventional injection, MNN can pierce the bio-membranes to transfer cargos without any damage of tissue or nerves. And regarding the topical drug release, MNN is more efficient than oral administration and topical cream. More specifically, microneedle, a powerful technique, has been widely applied in different diseases such as diabetes, anti-obesity and contraception through skin and ocular surface. Correspondingly, many novel microneedles and optimization methods have been developed recently to improve the drug delivery efficacy. Nanoneedle, much smaller than microneedle, can minimize the skin damages caused by the repeated use of microneedles. Nanoneedles with nanoscaled size are usually used to penetrate the cell membrane. And recently many stimulus-aided methods like electrical and magnetic force have been invented to deepen penetration and improve transfer effects. The aim of this review is to introduce the recent advances of MNN-based drug delivery, including their types, application locations and diseases, optimization of delivery strategies and future development prospects.     

压裂用纳米交联剂的研究进展

为解决传统的水力压裂存在的胍胶用量大、pH依赖强等问题,利用纳米材料传统有机交联剂结合,制备出纳米交联剂。现对中外关于压裂用纳米交联剂的相关报道进行了总结,论述了压裂用纳米交联剂的制备方法、性能评价和交联机理研究,并在此基础上阐明了压裂用纳米交联剂存在的问题及未来发展方向。     

氯盐冻融对疏水性纳米白炭黑改性沥青性能的影响

基于基础性能试验、动态剪切流变(DSR)试验、热重分析(TGA)试验和红外光谱(FTIR)试验,对疏水性纳米白炭黑改性沥青在氯盐冻融环境下的劣化进程进行了系统研究。试验结果表明,疏水性纳米白炭黑的掺入可以有效抑制沥青在氯盐冻融环境下的劣化进程。基础性能试验和DSR试验表明经过30次氯盐冻融循环后,疏水性纳米白炭黑改性沥青的针入度增加了17.46%,软化点提高了5.82%,黏度增加了7.76%,车辙因子提升了17%～54%,其增长幅度远小于基质沥青,说明疏水性纳米白炭黑的掺入可以有效降低沥青对氯盐冻融环境的敏感度。TGA试验数据表明了疏水性纳米白炭黑可以提高沥青的热稳定性,但是疏水性纳米白炭黑改性沥青的热稳定性受氯盐冻融环境影响较为明显,这是由于疏水性纳米白炭黑在改性沥青过程中键合作用形成的连接键在氯盐冻融环境下更容易被破坏。通过FTIR试验可以发现在氯盐冻融环境下沥青发生了化学反应,但无新官能团出现。其中游离烃基(3 676 cm~(-1))变化最为明显,可以更为有效地描述2种沥青在氯盐冻融环境下的劣化进程。在氯盐冻融环境下,疏水性纳米白炭黑改性沥青各官能团无明显变化,分布较为稳定,具有较高的性能稳定性。     

Ca5Zn3相稳定性和物理性质的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法对Ca_5Zn_3化合物的晶格常数、形成焓、弹性常数、以及电子态密度等进行计算研究。为了获得Ca_5Zn_3化合物的结构稳定性,考虑了Cr_5B_3、W_5Si_3以及Mn_5Si_3 3种结构类型,计算得到的形成焓表明:具有Cr5B3结构类型的Ca_5Zn_3最稳定,其次为Mn_5Si_3型,最后是W_5Si_3型。对该化合物的弹性常数、电子态密度和电荷密度差进行了计算。最后利用德拜模型,对Ca_5Zn_3的热物理性能进行了计算,获得体积、体积模量、热膨胀系数以及等容热容随温度和压强变化的规律,为该化合物在热电方面的应用提供了理论依据。     

基于SONIC软件的鄂霍次克海浅表陆坡可燃冰勘探研究

运用自主研发设计的SONIC软件,控制深海勘探设备Echo水声探测系统,对位于西北太平洋边缘的鄂霍次克海海底可燃冰甲烷释放情况进行勘探研究。重点对萨哈林岛东面浅表陆坡进行了大规模的水声测扫,通过采集回声信号,应用SONIC软件处理和成像后,实现了海底甲烷气体渗漏点（GF）、冷泉和海床的可视化。在发现甲烷气体渗漏点后,运用SONIC的成像功能,分析冷泉中甲烷气体浓度及形态的变化,运用GPS系统进行实时跟踪与定位,利用重力取样器等采样工具,在多个海域成功采集到了可燃冰岩心样本,并及时进行了分析,得到了该地区可燃冰中的甲烷排放速率和甲烷排放量等数据。另外,通过梳理本次考察的经验,对规范我国可燃冰资源调查方法也会产生积极影响。     

碳酸钙阻垢效果影响因素实验研究

为了研究多因素共同作用对碳酸钙阻垢效果的影响,采用静态阻垢法对筛选出的浓度为100 mg/L 的PESA 阻垢剂开展了碳酸钙阻垢效果影响因素研究。首先,采用单因素分析法开展了阻垢剂类型、浓度、碳酸钙过饱和度、含 盐量以及pH 值对碳酸钙阻垢效果的影响实验,然后,根据单因素实验结果设计正交实验,通过正交实验研究了含盐 量、温度、CO2 分压和pH 值共同作用时对碳酸钙阻垢效果的影响。单因素实验结果表明,随着碳酸钙过饱和度的增大 阻垢剂PESA 的阻垢率减小,随着含盐量的增大阻垢剂PESA 的阻垢率先增大后相对减小,随着pH 值的增大阻垢剂 PESA 的阻垢率先增大后减小;临界含盐量为50 g/L 时,阻垢率可达95.85%;pH 值为6.5∼8.0 时阻垢效果最佳,阻垢 率为90%。由正交实验结果可知,温度对PESA 阻垢剂的阻垢率影响最为显著,对应的极差为8.2,P 值为0.002,其次 为pH 值和CO2 分压,而含盐量的影响作用微乎其微。最优因素水平组合为温度60℃、pH 值7.5、CO2 分压1.5 MPa、 含盐量5.5 g/L,此时阻垢剂PESA 对碳酸钙的阻垢效果最好。     

南海北部天然气水合物气源系统与成藏模式

天然气水合物成矿成藏条件与油气成藏条件虽然存在差异,但亦存在共同之处,即均需要有充足烃源供给及烃源供给系统输送与有利聚集场所的时空耦合配置。为了深入研究天然气水合物与常规油气运聚成藏条件之差异,根据南海北部陆坡深水区构造沉积演化特点及油气地质条件与多年来油气及水合物勘探成果,综合剖析了油气及天然气水合物气源构成特点与流体运聚输导系统特征,同时根据地质地球物理及地球化学分析,初步研究了气源供给运聚通道系统类型与高压低温天然气水合物稳定带的时空耦合配置关系,并结合油气地质及天然气水合物成矿成藏基本地质条件,总结和建立了南海北部陆坡深水区“生物气源自生自储扩散运聚型”、“热解气源断层裂隙输导下生上储运移渗漏型”和“热解气源底辟及气烟囱输导下生上储运移渗漏型”等3种成因类型的天然气水合物成矿成藏模式,以期能为南海北部深水区天然气水合物资源预测及有利勘查目标评价优选等提供决策依据与指导。     

改性高钙灰对水泥基材料的抗酸腐蚀特性

模拟中国硫酸型酸雨情况,以普硅水泥空白砂浆为参比体系,研究改性高钙粉煤灰对改善混凝土抗酸性能的影响,从宏观和微观方面研究各性能变化规律.结果表明:高钙粉煤灰对建筑物抗酸腐蚀有优化效果,但掺量存在最佳优化区间和"拐点";掺量w(高钙灰)=25%的砂浆腐蚀98d后质量损失率仅-2.011%,而相同腐蚀条件下空白砂浆的质量损失率为-5.120 %;98d抗压强度和抗折强度是空白砂浆的1.31倍和1.47倍;机理分析发现高钙灰中大量的活性钙可作为缓冲组分,减缓体系由碱性环境变成酸性或中性环境的速度,从而阻止其他水化产物因pH值降低而产生的不稳定溶蚀现象;微细CaO颗粒会反应生成CaSO4沉积在试块表面,既解决膨胀破坏问题又堵塞了酸液的入侵通道.     

浅析降低电石生产能耗的影响因素

讨论了石灰原料、碳素原料以及炉料酌情比和操作对电石生产的影响。