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关键词： 两性离子水凝胶   防污性   生物医用   组织工程  

摘要： 两性离子水凝胶是一类含有两性离子聚合物的凝胶材料，其分子结构中的阴阳离子基团能与水分子紧密结合，形成致密的水合层。这种静电诱导水合作用使得两性离子水凝胶具有极低的生物黏附性，能有效抵抗非特异性蛋白、细胞、细菌等的黏附，具有极低的免疫原性。这些特性使得两性离子水凝胶在生物医用领域有广阔的应用前景。本综述首先介绍了两性离子水凝胶的结构及性质，然后概述了其分类和制备方法，并进一步总结了其在组织工程、药物载体、创伤敷料、生物传感器、医疗器械水凝胶涂层等生物医学领域中的应用。最后展望了两性离子水凝胶未来的发展方向。

关键词： 干眼症   细胞因子   有氧运动   基质金属蛋白酶9   白细胞介素6   转化生长因子-β  

摘要： 目的:探析有氧运动（AE）对干眼症（DED）泪液分泌、泪膜稳定性及基质金属蛋白酶9(MMP-9）、白细胞介素6（IL-6）、转化生长因子-β(TGF-β）、肿瘤坏死因子α(TNF-α）及白细胞介素1β（IL-1β）在泪液中的表达水平的具体影响。　　方法:选取2022年8月至2023年6月在我院招募的50例干眼症患者（男25例，女25例，均选取右眼）作为干眼组，同时招募50例行非干眼症人群（男25例，女25例，均选取右眼）作为对照组，嘱患者在适宜环境下进行有氧运动，运动频率为1次/天，即实验期间共计28次。收集研究对象泪液，记录临床指标:非接触式泪膜破裂时间（NIBUT）、角膜荧光素染色（FL）评分及基础泪液分泌试验（SⅠt）。采用酶联免疫吸附测定（ELISA)法检测泪液MMP-9、IL-6、TGF-β、TNF-α及IL-1β水平，并将受试者年龄、眼表检查参数及泪液成分进行两独立样本均数比较t检验，将眼表检查参数及泪液成分进行配对样本均数比较t检验，分析各项指标是否有统计学意义。　　结果:1、AE前后，AE组受试者的BUT、FL评分、SⅠt、MMP-9、IL-6、TGF-β、TNF-α及IL-1β水平差异均有统计学意义（均为P＜0.05）。　　2、AE前后，对照组受试者的BUT、FL评分、SⅠt、MMP-9、IL-6、TGF-β、TNF-α及IL-1β水平差异均无统计学意义（均为P＞0.05）。　　3、AE前、AE后1周、AE后4周干眼组BUT、SⅠt及TGF-β水平均明显低于对照组，FL评分、MMP-9、IL-6、TNF-α及IL-1β水平均高于对照组，差异均有统计学意义（均为P＜0.05）。　　结论:1.有氧运动可促进干眼症患者的泪液分泌，改善泪膜稳定性。2.有氧运动可减少干眼症患者泪液中的炎症因子。3.有氧运动是干眼症的一种非药物治疗方法。

关键词： 离子电子学   离子二极管   水凝胶   高整流性   非对称结构  

摘要： 离子电子学是一种新兴技术,基于对离子作为信号载体的复杂控制,连接固态电子学和生物离子系统。近年来,随着人工智能、人机交互等信息技术的快速发展,基于离子电子学的新型信息器件逐渐兴起。离子二极管是离子电子信息系统的核心元器件,是离子信息处理的基础。具有高整流效应的离子二极管的开发与研究对离子信息领域的发展具有重大意义。然而,当前报道的离子二极管面临整流性能差的领域共性问题,极大地限制了离子二极管的实际应用。受非对称生物离子通道、非对称纳米孔道的启发,本文在目前最常见且性能较好的水凝胶基离子二极管的基础上,设计了一种由微孔分布为“大-小-小-大”的非对称微孔凝胶异质结组成的高整流性离子二极管。 首先利用一种新型制备技术模板法制备了不易溶胀的小微孔凝胶,并与大微孔凝胶组装制备了界面连续的非对称微孔聚电解质水凝胶,在此基础上组装为不同微孔结构分布的离子二极管。其次,探究了凝胶微孔结构对离子传输性能的影响规律,表明了均质对称微孔结构中存在着离子电导率和离子选择性的拮抗关系,而非对称微孔结构有望实现两者的解耦,从而获得高离子整流性能。再次,探究并优化非对称微孔聚电解质水凝胶异质结的微孔分布特征,实现了凝胶离子二极管整流率与正向电流的协同提升,在5.5 V与-5.5 V偏压下,该非对称微孔凝胶的高整流性离子二极管的整流比可达4000,正向驱动电流可达约400 m A cm-2。最后,将高整流性离子二极管在柔性离子电路中进行了应用测试,将其与柔性电极组装构建了柔性离子电路,实现了良好的逻辑电路功能且能够循环稳定工作,展示了高整流性离子二极管在未来离子集成电路中的应用前景;此外进行了兴奋后突触电流测试实验,证明了本文离子二极管具有与生物相似的离子行为,展示了其在生物通信方面应用方面的潜力。 本文的工作将为离子器件、离子电路的研发提供新思路,为离子电子学领域的发展做出积极的贡献,推动离子信息技术的发展与应用,以期在未来能够更好地满足各种应用场景的需求。

关键词： 超大直径泥水盾构   特级风险源   下穿铁路   沉降  

摘要： 超大直径泥水盾构在下穿运营中国家主干线铁路等特级风险源时，对盾构开挖面周边土体的扰动会衍生出滞后沉降等情况，对维持铁路路基稳定、避免周边土体发生不均匀沉降和结构额外变形的控制提出极高要求，为解析超大直径泥水盾构下穿既有铁路的沉降因素，掌握近距穿越时地表不均匀沉降控制方法，以北京东六环超大直径泥水盾构穿越京哈铁路为依托，通过模拟和理论公式分别研究沉降影响因子、管片承压受力、地层扰动应力圈、弹性沉降计算、切口水压计算等，以及对地表起伏规律的影响，提出掘进参数优化、地质雷达检测、深孔二次回填、克泥效等控制技术，为今后超大直径盾构穿越营运中铁路和特级风险源的工程提供借鉴和参考。

关键词： 酸回收   电渗析   阳离子交换膜   聚芳基咪唑   微相分离  

摘要： 金属加工酸洗过程产生大量含重金属或有价金属的废酸,选择性电渗析技术可分离回收其中的酸和金属。而电渗析核心部件-阳离子交换膜存在氢离子/二价金属离子渗透选择性和氢离子渗透性之间此升彼降的矛盾。本文通过对聚合物进行分子结构设计,合成一系列聚芳基咪唑聚合物,并通过对膜材料进行功能化改性、构筑交联结构,制备离子选择性、氢离子渗透性及机械性能优异的阳离子交换膜。主要研究内容如下: 以2,3-二酮二氢吲哚（靛红）和4-咪唑甲醛为酮单体,以联苯、二苯乙烷和溴-间三联苯为芳单体,采用酸催化聚合反应,合成了几种不同咪唑含量的聚合物,如聚联苯吲哚（POBO）和聚联苯（吲哚-咪唑）(PB4Im-X),以及不同刚性主链结构的聚联苯咪唑（PB4Im）、聚二苯乙烷咪唑（PD4Im）和聚溴三联苯咪唑（PT4Im）。研究了咪唑含量和主链结构刚性对阳离子交换膜物化性能和分离性能的影响规律。随着咪唑基团含量的增加,吸水率和溶胀度均增加,膜电阻降低。随着咪唑含量的增加,氢离子通量和H+/Fe2+渗透选择性均有所提高,氢离子通量由2.47 mmol·m-2·s-1提高至7.78 mmol·m-2·s-1,选择性最高可达189。 利用聚合物咪唑基团的反应活性,在聚合物侧链接枝羧基,采用不同碳链长度的羧酸或含有疏水性烷基侧链的羧酸,研究了疏水性碳链长度和疏水性烷基侧链对膜微相分离结构的影响,烷基侧链长度的增加促进了膜内亲疏水微相分离结构的形成,显著降低膜的溶胀度、提高氢离子渗透性及H+/Fe2+渗透选择性。以PB4Im为例,溶胀度由14.29%降至7.07%,膜的氢离子通量7.78 mmol·m-2·s-1提高至12.79mmol·m-2·s-1,膜的H+/Fe2+渗透选择性最高可达543.1。 通过将聚联苯咪唑和聚二苯乙烷咪唑分别与磺化聚砜进行共混,利用磺酸基与咪唑基团构筑酸碱对,提高膜的离子选择性;进而,在共混膜中添加α,α'-二氯对二甲苯进行交联反应,构筑交联膜。交联网络的构建显著抑制了阳离子交换膜的溶胀,提升了其尺寸稳定性,显著提升了膜对氢离子与金属离子的渗透选择性。以聚联苯咪唑为例,膜的H+/Fe2+渗透选择性由189提升至390。 本文探究了聚合物主链刚性、羧基侧链长度、疏水性烷基链对离子交换膜微相分离结构、物化性能与分离性能的影响规律,探究了分子链间酸碱对、化学交联结构对膜性能的影响,为高性能离子交换膜开发提供理论支撑。

关键词： 屈光参差   护眼   屈光不正   弱视   眼部疾病   先天性   健康成长  

摘要： 弱视是一种常见的眼疾，对儿童的健康成长有极大影响。此疾病的发生可能与多种因素有关，例如屈光不正、屈光参差、先天性眼部疾病和斜视等。在孩子被诊断弱视后，家长们需要了解如何进行治疗及采取适当的护眼措施。弱视是一种常见的眼部疾病，表现为单眼或双眼的最佳矫正视力低于相应年龄的正常儿童，且在眼部检查中没有发现器质性病变。弱视与多种异常视觉经验有关，如单眼斜视、屈光参差、高度屈光不正以及形觉剥夺等。不同年龄段儿童的视力正常值下限有所不同。一般来说，

关键词： 隧道工程   大直径盾构隧道   结构健康监测  

摘要： 通过调研国内工程案例,以北京东六环改造工程超大直径盾构隧道为例,针对复杂地下空间环境、高压富水、高致密砂层的特殊环境及超大直径、深覆土等工程特点,针对性地提出了盾构隧道健康监测内容、监测断面、监测点布设及方法、监测系统平台与管理要求,最终构建了完整的结构健康监测系统,实现了对东六环盾构隧道结构健康状态的实时评价与预警。设计实践经验可为类似工程提供参考。

关键词： DEQ   OSDI   近视   干眼症   角膜塑形镜  

摘要： 目的 评估常见近视防控方法对儿童干眼症状的影响,为近视儿童选择适合的防控方法提供参考。方法 横断面研究,收集2023年5月至2023年12月在我院就诊的近视儿童数据。使用DEQ和OSDI调查问卷对干眼症状进行评估,比较不同因素(性别、年龄、眼镜类型、是否使用低浓度阿托品滴眼液)对干眼症状的差异。结果 性别、是否使用低浓度阿托品滴眼液对干眼症状无显著差异。年龄对干眼症状存在显著差异,随着年龄增长,干眼症状得分呈上升趋势。9～12岁组、12～18岁组与9岁以下组之间存在显著差异。不同眼镜类型对干眼症状存在显著差异,干眼症状得分:未配戴眼镜组<离焦软镜组<框架眼镜组<角膜塑形镜组。角膜塑形镜组与其他组之间存在显著差异,其它组无显著差异。结论 年龄和眼镜类型对近视儿童的干眼症状具有显著影响。需要考虑年龄和眼镜类型对干眼症状的影响,选择适合的防控方法。

关键词： 泪膜脂质层厚度   视频显示终端使用时间   睡眠   焦虑   抑郁  

摘要： 目的 探讨视频显示终端使用时间(time spent viewing Video Display Terminal,VDTt)、睡眠、焦虑、抑郁对泪膜脂质层厚度(tear film lipid layer thickness,LLT)的影响。 方法 收集2022年10月至12月就诊于吉林大学第一医院眼科门诊患者102例。记录眼表疾病指数(Ocular Surface Disease Index,OSDI)量表、标准干眼患者症状评估(Standard Patient Evaluation of Eye Dryness,SPEED)问卷、匹兹堡睡眠质量指数(Pittsburgh Sleep Quality Index,PSQI)、医院焦虑抑郁量表焦虑评分(Hospital Anxiety and Depression Scale anxiety subscale,HADS-A)及抑郁评分(Hospital Anxiety and Depression Scale depression subscale,HADS-D)。Lipiview眼表干涉仪测量LLT。评估睑酯质量得分、泪膜破裂时间(tear film break-up time,TBUT)、结膜充血分级、角膜染色评分及VDTt。使用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评估平均LLT诊断干眼的最佳临界值。Spearman相关性分析研究平均LLT与眼部相关指标、VDTt、PSQI及HADS-A,HADS-D之间的关系。将患者分为平均LLT较薄组(LLT<75 nm,n=47)及平均LLT较厚组(LLT≥75 nm,n=55),以下简称为薄LLT组与厚LLT组,采用曼-惠特尼秩和检验分析两组间眼部相关指标、VDTt、PSQI、HADS-A及HADS-D的特点。使用ROC曲线预测VDTt与平均LLT的关系,确定VDTt最佳临界值。采用卡方检验评估睡眠障碍及焦虑抑郁患者中平均LLT的分布。 结果 (1)102例患者中,确诊干眼的57例(55.9%);非干眼45例(44.1%)。ROC曲线显示平均LLT诊断干眼的最佳临界点为74.5 nm,p<0.001。LLT是诊断干眼的一种有效指标。 (2)Spearman相关性分析显示TBUT与平均LLT呈显著正相关(r=0.520,p<0.001);OSDI与平均LLT呈显著负相关(r=-0.488,p<0.001);VDTt与平均LLT呈显著负相关(r=-0.464,p<0.001);PSQI与平均LLT呈显著负相关(r=-0.249,p=0.012);HADS-A与平均LLT呈显著负相关(r=-0.208,p=0.036),SPEED、睑酯质量、结膜充血、角膜染色与平均LLT呈负相关,有统计学意义。 (3)薄LLT组OSDI为中位数28.0(四分位数16.0,38.0),明显差于厚LLT组的17.0(11.0,25.0)(p<0.001)。薄LLT组的TBUT为4.2(3.3,4.8)秒(s),显著短于厚LLT组的6.7(4.7,8.7)s(p<0.001)。与厚LLT组相比,薄LLT组的SPEED和睑酯质量更差,结膜充血和角膜染色更重,均有统计学意义。 (4)薄LLT组VDTt为10.0(8.5,13.0)小时,明显长于厚LLT组的6.0(3.0,8.0)小时(p<0.001)。ROC曲线可得VDTt预测LLT小于75 nm的最佳临界值为8.25小时。薄LLT组的PSQI评分及HADS-A评分显著差于厚LLT组,p值分别为0.015,0.038。62.1%睡眠障碍患者平均LLT<75 nm,62.5%焦虑患者平均LLT<75 nm。 结论 (1)LLT越薄,干眼相关主观问卷及客观指征评分越差,提示LLT越薄越容易发生干眼。 (2)VDT使用时间与LLT呈负相关,VDT使用超过8.25小时,更容易诱发LLT变薄,增加干眼风险。 (3)睡眠障碍和焦虑的患者更容易合并LLT变薄,提示睡眠障碍和焦虑的患者容易合并干眼。

关键词： 掺杂石榴石型固态电解质   密度泛函理论   分子动力学   离子电导率   金属锂负极界面  

摘要： 全固态锂离子电池的高安全性和高能量密度等特点使其有望替代液态锂离子电池。除正、负极材料外,固态电解质是构成全固态锂离子电池的关键部分。石榴石型固态电解质Li7La3Zr2O12（LLZO）因其宽的电化学窗口、高的离子电导率和相对于锂金属优异的稳定性日益成为研究热点。LLZO离子电导率的提升主要通过离子掺杂来进行,但离子掺杂种类和浓度等因素对电导率影响的物理机制尚不明确;另外,目前对于LLZO基固态电解质材料的研究主要集中在固态电解质的结构和电化学性能等方面,关于LLZO基固态电解质与锂金属负极的界面性质、锂离子在界面处的运输机理等问题鲜有报道。因此,本文基于第一性原理探索了Sb掺杂LLZO固态电解质Li56-xLa24Zr16-xSbxO96（LLZSxO,x=2,4,6,8）的结构和离子迁移机制、与锂金属负极界面结构以及LiCl保护层对LLZS4O与锂金属界面结构和离子迁移的影响,本文的主要研究成果如下: （1）通过密度泛函理论和第一性原理分子动力学模拟,证实了Sb的加入可以稳定LLZSxO的立方相结构。当Sb的含量x<4时,随着Sb的增加,锂离子在LLZSxO内部扩散能垒降低,离子电导率增加。当x=4时,LLZS4O中增加了一定数量的Li空位,并形成了均匀的扩散网络,其离子电导率最大(σ300=10.776 mS·cm-1)。随着Sb含量的进一步增大,离子电导率呈下降趋势,这是由于晶胞中产生的过量锂空位削弱了离子间的相互作用,造成局部结构畸变和迁移路径阻滞。 （2）计算了LLZO（001）/Li（001）、LLZS4O（001）/Li（001）、Li2CO3（001）/Li（001）三种界面模型的稳定性、态密度、差分电荷密度和界面离子扩散。LLZS4O/Li的界面形成能最低(γint=-0.106 eV·（?）-2),与锂金属的润湿性最好（θ=67.043°）。LLZO/Li和LLZS4O/Li界面具有良好的杂化状态。电子迁移只发生在界面处,界面附近部分Zr4+离子被来自界面聚集的电子还原,这些欠配位的Zr4+离子是造成LLZO和LLZS4O固态电解质和锂金属接触时不稳定的原因之一。由于界面结构松散和能量高,锂离子的束缚力更弱,因此界面区域中锂离子的扩散比LLZS4O固态电解质和锂金属区域更容易(σ300=15.671 mS·cm-1)。 （3）构建了双层固态电解质LLZS4O/LiCl/Li界面模型。计算结果表明LiCl涂层易与锂金属、LLZS4O固态电解质形成稳定界面,且不会增大锂金属与固态电解质的界面电阻。LiCl涂层与锂金属、LLZS4O固态电解质之间润湿性良好。同时,LiCl涂层的引入阻断了锂电极电子向固态电解质传输,减少了界面被还原Zr4+离子的数量。界面区域锂离子的扩散系数和电导率均高于LLZS4O、锂金属和LiCl区域,LiCl保护层的引入增加了LLZS4O/LiCl/Li界面的扩散系数和电导率。