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关键词： 聚乳酸-羟基乙酸共聚物   赖氨酸   氧化石墨烯   纳米粒子   复合支架   骨再生   生物组织工程  

摘要： 背景:骨损伤后如何有效促进骨再生和骨重建一直是临床骨修复研究中的关键问题,利用生物和降解材料搭载生物活性因子在骨修复中具有优秀的应用前景。目的:探究赖氨酸接枝氧化石墨烯(LGA-g-GO)纳米粒子改性的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)复合支架对成骨分化及新骨形成的影响。方法:将PLGA溶于二氯甲烷中,利用溶剂挥发法制备PLGA支架;将氧化石墨烯均匀分散于PLGA溶液中制备PLGA/GO复合支架;利用化学接枝法制备LGA-g-GO纳米粒子,将LGA-g-GO纳米粒子按不同的质量比(1%,2%,3%)与PLGA共混构建出PLGA/LGA-g-GO复合支架。表征5组支架的微观形貌、亲水性、蛋白吸附能力。将MC3T3细胞分别接种于5组支架表面,检测细胞增殖与成骨分化情况。结果与结论:①扫描电镜下可见PLGA支架表面光滑平坦,其余4组支架表面粗糙,并且随着LGA-g-GO纳米粒子加入量的增加,复合支架的表面粗糙程度加重;PLGA/LGA-g-GO(3%)复合支架的水接触角低于其他4组支架(P<0.05);PLGA/LGA-g-GO(1%,2%,3%)复合支架的蛋白吸附能力强于PLGA、PLGA/GO支架(P<0.05);②CCK-8检测显示,PLGA/LGA-g-GO(2%,3%)复合支架可促进MC3T3细胞的增殖;碱性磷酸酶染色与茜素红染色显示,PLGA/LGA-g-GO(2%,3%)组细胞碱性磷酸酶活性高于其他3组(P<0.05),PLGA/GO组、PLGA/LGA-g-GO(1%,2%,3%)组钙沉积多于PLGA组(P<0.05);③结果表明,PLGA/LGA-g-GO复合支架能够促进成骨细胞的增殖和成骨分化,有利于骨损伤后的骨再生和骨重建。

关键词： 全无机锡基钙钛矿   第一性原理   B位掺杂   相稳定性   电子结构  

摘要： 全无机CsSnI3钙钛矿拥有理想的带隙宽度（1.3 eV）,光电转化效率理论峰值达到33%.目前CsSnI3太阳能电池的发展受制于的CsSnI3的结构不稳定性和Sn2+易被氧化为Sn4+的问题.研究基于第一性原理,详细探讨了一系列金属元素对CsSnI3进行B位掺杂改性的方案,旨在提升CsSnI3结构稳定性,并抑制CsSnI3中Sn2+被氧化为Sn4+的问题.计算结果表明,在CsSnI3钙钛矿B位掺杂三价金属Sb、Bi能够阻碍CsSnI3相变生成Cs2SnI6,并且抑制Sn2+的氧化;尤其在晶格中存在锡空位缺陷时,Sb、Bi掺杂对于Sn4+形成的抑制效果更为显著.同时,低浓度的Sb、Bi掺杂不会改变CsSnI3的直接带隙特性,且带隙宽度变化较小,因此能够在维持CsSnI3优良光电活性的基础上进一步提高结构和电荷的稳定性.研究结果为实现高效且稳定的CsSnI3钙钛矿太阳能电池提供了重要的理论指导.

关键词： 脊髓损伤   NLRP3   小胶质细胞   极化   焦亡   炎症   非编码RNA   中药活性成分   干细胞   特异性抑制剂  

摘要： 背景:NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3,NLRP3)炎性小体与脊髓损伤后的神经炎症密切相关,小胶质细胞极化和焦亡在其中发挥关键作用,靶向调控NLRP3有利于诱导小胶质细胞从M1促炎表型向M2抗炎表型极化和调节小胶质细胞焦亡,是一个有前景的治疗策略。目的:归纳NLRP3炎性小体在脊髓损伤后小胶质细胞中作用的分子机制以及治疗策略的研究进展。方法:检索PubMed、Web of Science和中国知网数据库,英文检索词为“spinal cord injury,NLRP3,microglia,polarization,pyroptosis”,中文检索词为“脊髓损伤,NLRP3,小胶质细胞,极化,焦亡,炎症”,按纳入和排除标准共纳入79篇文献进行总结。结果与结论:①目前,关于脊髓损伤复杂的发病机制尚未有统一定论,大量研究表明脊髓损伤与炎症因子和信号通路关系密切,以NLRP3炎性小体作为其发病机制和治疗突破口的相关研究也是当前的热点。②NLRP3炎性小体在脊髓损伤后的炎症反应、氧化应激和神经元恢复等起到关键作用。③小胶质细胞是脑和脊髓中的免疫细胞,是继发性脊髓损伤最重要的调节因子,脊髓损伤后小胶质细胞对内部环境作出调整,主要表现为极化及焦亡,产生大量炎症因子,阻碍脊髓损伤的神经再生和功能恢复,通过调控小胶质细胞表型变化,是治疗脊髓损伤的另一个关键因素。④NLRP3炎性小体与小胶质细胞密切相关,脊髓损伤后NLRP3炎性小体主要在小胶质细胞中表达,其会促进小胶质细胞向M1极化和促进促裂解蛋白D的产生,进一步破坏神经稳态,从而加重脊髓损伤的进展。⑤许多分子参与NLRP3炎性小体调控小胶质细胞,其中核转录因子κB及MAPK信号通路促进NLRP3炎性小体表达,其他信号通路抑制该炎性小体表达。⑥目前有大量的外源性分子及药物调控NLRP3炎性小体,临床应用前景广泛,已有相关药物处于临床试验阶段并取得良好疗效,如NLRP3特异性抑制剂MCC950,但如何精准控制靶向递送、减少对其他组织器官影响等关键问题亟需解决,随着研究的深入,未来有望在脊髓损伤治疗方式上作出新的突破。

关键词： 硼烯   石墨烯   异质结   密度泛函理论  

摘要： 采用密度泛函理论系统研究了石墨烯和χ_(3)硼烯构造共面异质结的可行性、结构和性质.通过对体系能量的计算,找到了稳定的石墨烯-χ_(3)硼烯共面二维异质结体系,并对构造方式、电学和光学性质进行了详细地分析与讨论.研究发现异质结体系界面处以碳六元环和硼五元环头对头相连接.对电荷转移和态密度分析得出石墨烯与硼烯之间形成稳定共价键.该体系具有零带隙和金属性的性质,且可见光波段吸收性能优异,具有潜在应用价值.

关键词： 干细胞   电场   趋电性   迁移机制   归巢效应   物理因子   电场装置   细胞衰老   培养环境  

摘要： 背景:随着对干细胞技术研究的深入,如何使其准确归巢成为临床应用中的一大难题。除药物和趋化因子等信号的诱导外,电场也被广泛应用于指导干细胞的定向迁移,并可增强其迁移速度和定向性。目的:旨在分析总结电场对干细胞迁移特性的影响,同时综述可能的作用机制。方法:通过检索Pub Med和中国知网数据库,收集截至2024年3月的相关文献,英文检索词:“stem cells,direct current electric field,pulsed electric field,migration,electric field device,mechanism”;中文检索词:“干细胞,直流电场,脉冲电场,迁移,电场装置,机制”。排除不能获取全文和与主题无关的文献。结果与结论:根据筛选要求共纳入58篇文献,包括中文文献15篇及英文文献43篇。文献以脂肪间充质干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞、表皮干细胞、人胚胎干细胞和人诱导性多功能干细胞为研究对象,在迁移装置中研究电场的不同参数对上述干细胞迁移的影响及其机制。(1)电场作为一种简单、无创且稳定的干预方式在指导干细胞定向迁移的过程中起着积极作用;(2)不同类型的干细胞发生趋电性迁移的方向不同,同时大部分干细胞的迁移速度和定向性是随着电场强度增加而增加的;(3)不同的电场装置在观测干细胞迁移时的侧重点不同,可根据实验目的而择优选择相关装置;(4)不同干细胞趋电性迁移的机制不完全相同,多数干细胞迁移过程中有MAPK通路、ROCK活化以及PI3K功能的参与,同时还有其他蛋白质复合物与信号通路参与调控该过程;(5)除电场参数不同之外,细胞本身的衰老情况和培养环境也会对趋电性迁移的结果产生影响。总而言之,电场作为一种影响干细胞迁移特性的重要信号,与其他新兴材料结合在组织工程应用中展现出了一定的潜力,有望在指导干细胞归巢方面发挥更加重要的作用,促进骨组织再生和修复以及神经系统、自身免疫系统以及肿瘤等疾病的研究取得更大的突破。

关键词： 低温等离子体   纳秒脉冲放电   气液放电   固氮  

摘要： 大气压低温等离子体可以利用空气直接进行氧化固氮，具有反应条件温和、参数灵活可控、避免温室气体排放等优点.本文利用双针-板电极在水中形成气泡放电等离子体，以空气为放电气体进行了固氮研究，分析了产物浓度和固氮能耗的影响因素.研究结果表明，等离子体中含有丰富的氮原子、氧原子、氢原子、激发态氮分子等活性物种，可高效合成硝态含氮产物.研究发现，脉冲参数、电极间隙、工作气体组分对气泡放电等离子体的固氮性能有重要影响.装置最高NO-x合成速率为19.2μmol/min,最小能耗约为11 MJ/mol.此外还发现，电极间隙为6 mm时，固氮性能最优；空气中增加适量氧气（氧气/氮气比例为0.4）可以增强产物合成，降低能耗.

关键词： 五边形石墨烯   O_(2)吸附与解离   第一性原理计算  

摘要： 基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了O_(2)在五边形石墨烯(PG)上的吸附与解离动力学行为.研究结果表明,PG并不能有效地激发O_(2),形成稳定的氧吸附结构需要克服约0.54 eV势垒,并且吸附的O_(2)分解需要克服约0.82 eV势垒.然而,O_(2)分解后的PG衬底结构却能使后续吸附的O_(2)分子自动分解,破坏C-C键,以致PG在空气中难以稳定存在.基于此,为了避免PG结构在空气中被氧化,我们进一步提出将过渡金属原子吸附PG,使得O_(2)更容易被过渡金属原子吸附与激发,从而避免了PG被氧化.

关键词： 磁场   碳化物   析出相   热力学机制  

摘要： 钢中碳化物的形成主要由合金元素的种类以及含量的决定,碳化物对钢铁材料的显微组织形态和力学性能有重要影响.磁场是影响碳化物析出规律发生改变的重要因素之一.以常见的碳化物M_(6)C(M=Fe,Mo)作为研究对象,利用第一性原理计算η-Fe_(2)C、Fe_(3)C、Fe_(2)Mo_(4)C、Fe_(3)Mo_(3)C-Ⅰ、Fe_(3)Mo_(3)C-Ⅱ和Fe_(4)Mo_(2)C等合金碳化物的磁矩,计算结果表明其中Fe_(4)Mo_(2)C的磁矩最大,达到了7.04μB.磁矩不仅由碳化物晶胞中Fe原子个数有关,还与Fe Wyckoff占位紧密相关.通过模拟计算碳化物的磁致磁热熔、磁熵、磁焓和磁自由能,从热力学角度对各碳化物进行分析,结果表明磁场会使碳化物的磁致磁热熔和磁熵增加;强磁场会降低M_(6)C的磁自由能进而提高其稳定性.此工作为研究核聚变材料磁性能提供理论基础和技术参考.

关键词： 多孔材料储氢   超碱NLi_(4)团簇   DHQ石墨烯   第一性原理计算  

摘要： 基于第一性原理计算,系统研究了超碱NLi_(4)团簇修饰在DHQ石墨烯表面上的几何结构及吸附能等性质,并深入探索了其储氢性能.研究结果表明:超碱NLi_(4)团簇可以稳定均匀地吸附在DHQ石墨烯表面,Li原子与N原子的强结合能有效避免了Li原子发生团聚.每个NLi_(4)团簇周围最多可吸附11个氢气分子,平均吸附能为0.20 eV,最大储氢容量为12.05 wt%,达到美国能源部制定的2025年储氢目标5.5 wt%.最后,基于相对能量计算,发现当压强大于84 bar时,该储氢体系可以在室温下稳定存在.以上结果表明经超碱NLi_(4)团簇修饰的DHQ石墨烯是一种有潜力的储氢材料.

关键词： 双稳态   多稳态   点间隧穿耦合   光力耦合  

摘要： 本研究探讨了外部磁场对半导体量子点分子与腔光机械耦合系统中光学双稳态行为的影响.研究结果显示,外部磁场、量子点之间的隧穿耦合以及探测光单光子的失谐可以有效地调控系统的光学双稳态.在弱隧穿和弱磁场条件下,系统的光学双稳态阈值和磁滞回线宽度随着外部磁场和点间隧穿耦合强度的增加而增大.随着磁场强度和隧穿耦合强度的进一步增加,系统的双稳态将演变为多稳态.有趣的是,在强隧穿和强磁场作用下,系统的光学双稳态阈值和磁滞回线宽度随着外部磁场和点间隧穿耦合强度的增加而减小.这种对耦合腔光机械系统中光学双稳态的灵活调控将在可控光开关方面具有潜在的广泛应用前景.