1 中国科学院上海应用物理研究所上海 201800
2 中国科学院大学北京 100049
3 上海科技大学物质科学与技术学院上海 201210
为实现酸性溶液中Au(Ⅲ)的选择性回收，本研究以聚乙烯/聚丙烯（PE/PP）皮芯结构无纺布为基材，通过丙烯腈与丙烯酸的辐射接枝以及硫化钠改性制备得到含硫代酰胺基和羧基的双官能化无纺布吸附材料。通过红外光谱、热重分析、扫描电镜、能谱分析、接触角测定、X射线光电子能谱和X射线衍射等测试对改性无纺布的结构与性能进行表征。通过批量吸附试验对改性无纺布的吸附性能进行测定。结果表明：改性无纺布在较宽pH范围（2~7）内具有良好的Au(Ⅲ)吸附能力；在共存金属离子体系中具备良好的Au(Ⅲ)选择性，选择系数介于55.00~2 429.17，金回收率可达98.5%；改性无纺布的饱和Au(Ⅲ)吸附容量为133.91 mg/g，吸附行为符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型；Au(Ⅲ)在吸附中可被还原为以晶体形式存在的Au(0)；通过对吸附后样品的简单高温处理可去除吸附材料，实现金的回收。
辐射接枝 Au(Ⅲ) 吸附 聚乙烯/聚丙烯无纺布 Radiation grafting Au(Ⅲ) Adsorption Polyethylene/polypropylene nonwoven fabric 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(6): 060201
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(4): 040202
西安建筑科技大学材料科学与工程学院，西安 710055
Ca2Mg2Al28O46 (C2M2A14)耐火材料具有优异的高温使用性能，为了将这类耐火材料应用在高温窑炉，本工作采用高温固相反应烧结法合成了三元化合物C2M2A14，研究了烧成温度及添加1% (质量分数) Fe2O3对试样相组成演变与组构及其致密化进程的影响。结果表明：C2M2A14在1 650 ℃由六铝酸钙(CA6)与尖晶石反应生成，在1 750 ℃大量生成，随着六方板状CA6转化为多面体C2M2A14和低共熔液相的出现，致密化进程加快。加入Fe2O3后，由原来(1,1,15)晶面择优取向的六方板状晶体转变为(119)晶面择优取向的菱面体，同时由于Fe离子的固溶活化作用，促进了致密化进程，相同烧成温度可获得更加致密的合成产物，经1 780 ℃保温3 h烧成制备的C2M2A14试样显气孔率为12.5%、吸水率为3.9%、体积密度为3.20 g瘙簚cm?偉d3，获得了一种高温耐火材料。
钙镁铝氧化物 相组成演变 组构 致密化进程 calcium magnesium aluminum oxide phase composition fabric densification evolution
1 天津工业大学电子与信息工程学院，天津 300387
2 天津市光电检测技术与系统重点实验室，天津 300387
3 天津工业大学纺织科学与工程学院，天津 300387
研究了一种用于智能服装呼吸监测的光纤织物传感器。该传感器由拉伸敏感光纤、热塑性聚氨酯弹性体（TPU）和弹性织物多层复合而成。提出基于加热方式的聚合物光纤多弯曲级联结构的定形方法，制备出具有精确特征尺寸的拉伸敏感光纤，利用TPU材料的热塑性，通过熨烫方式实现拉伸敏感光纤、TPU材料和织物的黏合来形成层压式织物传感器。所制备的织物传感器各层间无气泡和起皱，具有很好的制作重复性，可与服装实现无缝纫连接，提升服装的舒适度和美观度。实验表明，该传感器的应变系数可达71.01，拉伸率可达83%，迟滞误差小于12%，且具有单向拉伸感知能力。对所设计的呼吸监测样衣进行了实测，结果表明：在穿着者不同呼吸频率、不同姿态和运动状态下，该样衣均可获得明显的呼吸波形，呼吸率最大误差小于2 次/min，平均误差在0.8 次/min以内。
光纤织物传感器 呼吸监测 单向拉伸感知 聚氨酯弹性体 弯曲损耗 激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316003
1 湖北科技学院药学院 咸宁 437100
2 湖北科技学院口腔与眼视光医学院 咸宁 437100
3 辐射化学与功能材料湖北省重点实验室 咸宁 437100
4 湖北省智慧康养产业技术研究院 湖北科技学院 咸宁 437100
亚氯酸盐等消毒副产物，已经被国际癌症研究中心列为致癌物，对其进行有效的处理，成为饮用水净化过程中的当务之急。本文以水为溶剂，通过预辐射接枝包埋反应，成功合成了系列无纺布-甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵-纳米三氧化二铝（NWF-g-DMC@Al2O3）吸附材料，并系统探讨了吸收剂量、单体浓度等多种因素对增重率的影响，进而探讨不同增重率、包埋率、溶液pH对吸附率的影响，获得了完整的静态吸附平衡曲线。利用红外光谱仪（IR）、扫描电镜（SEM）、热重分析仪（TG）、X射线衍射仪（XRD）、水质分析仪等表征手段对该制得的样品的结构与吸附性能等进行表征与测试。结果表明：单体浓度为40 %时，增重率最大。吸收剂量为100 kGy、包埋量为4 %、pH为2、初始浓度为10 mg/L时的吸附率最高，NWF-g-DMC@Al2O3吸附剂对消毒剂副产物亚氯酸盐的脱除率高达89%。该吸附剂有望在饮用水、工业用水领域得到广泛的应用。
无纺布 纳米Al2O3 预辐照接枝包埋 吸附 亚氯酸盐 Non-woven fabric Nano-Al2O3 Preradiation grafting-embedding Adsorption Chlorite 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(3): 030202
纤维结构电子器件近年来备受关注，但作为其核心部件的纤维结构光电极尚未实现批量化制造。尤其是，在沿长尺寸纤维电极组装纳米结构ZnO等常用半导体氧化物的过程中，往往面临前体溶胶长时间稳定保存与局部凝胶快速可控沉积的矛盾。因此提出了一种适合在长纤维基底上连续可控沉积纳米ZnO的电沉积方法。研究设计了能沿长纤维移动的微型连续流反应槽，并通过电泳作用强化胶团迁移，触发溶胶在纤维电极局部的快速凝胶化。最终，在长度超过米级的镀金属高分子纤维上，均匀包覆ZnO纳米薄层，并进一步在薄层上生长了多孔及纳米棒阵列结构的ZnO层，进而开发了一类纤维结构ZnO基光电极材料。该材料被成功应用于纤维太阳能电池，其中最佳的器件达到了0.446 V的开路电压、3.77 mA·cm-2的短路电流密度和0.41的填充因子。相关方法为突破多种纤维结构氧化物半导体电极的批量化制备瓶颈，实现大面积织物电子器件及智能纺织品加工提供了重要思路。
纤维太阳能电池 纳米氧化物 可控电沉积 长纤维电极 织物电子 激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316008
1 西安工程大学电子信息学院，陕西 西安 710048
2 浙江大学工业控制技术国家重点实验室，浙江 杭州 310027
针对传统卷积神经网络对色织物花型缺陷检测效果不佳的问题，提出一种基于U型Swin Transformer重构模型和残差分析的缺陷检测方法。该方法使用Transformer模型，可更好地实现对图像全局特征的提取以及更准确的重构，同时解决了实际生产过程中缺陷样本数量少且种类不平衡的问题。首先，针对某种花型，采用叠加噪声后的无缺陷样本完成重构模型的训练过程；然后，将待测图像输入模型中获得重构图像；接着，计算待测图像和重构图像的残差图像；最后，通过阈值分割和数学形态学处理，即可实现对缺陷区域的检测和定位。实验结果表明，该方法在不需要对缺陷样本标记的情况下，能够有效地检测和定位多个色织物花型上的缺陷区域。
机器视觉 图像处理 色织物 缺陷检测 无监督学习 Swin Transformer 激光与光电子学进展
2023, 60(12): 1215001
莆田学院 机电与信息工程学院, 福建 莆田 351100
为帮助纺织企业的工作人员快速、准确地从数据库中检索出与织物图像相同或相似的图像，提出了一种小波变换下基于分形编码和 Zernike 矩的织物图像检索算法。首先，利用小波变换获得低频分量，对变换后的低频子图进行分形编码，得到编码参数。然后，计算低频子图像的 Zernike 矩。将小波变换下的分形编码参数和Zernike 矩相结合作为织物图像检索的特征量。相比于单特征检索方法，该算法克服了精度低、耗时长的问题。与基本分形算法(BFIC)、联合正交分形参数和改进的 Hu 不变矩算法(HVKF)以及稀疏分形图像压缩算法(SFIC)相比，该算法确保了重建图像的质量和较低的编码时间。实验结果表明，织物图像检索的平均精度和平均召回率均高于现有的检索方法。
织物图像检索 小波变换 分形编码 Zernike 矩 fabric image retrieval wavelet transform fractal coding Zernike moment
1 中交一公局第六工程有限公司, 天津 300451
2 河北工业大学土木与交通学院, 天津 300401
混凝土帆布(CC)具有柔软易铺设、施工无需振捣搅拌和模板支护、硬化速度快, 以及施工无需大量大型机械等优点, 自问世以来, 得到了广泛的关注和研究。本文从性能和应用两个方面系统梳理了国内外关于CC的研究进展: (1)梳理总结了水泥种类、水灰比和三维间隔织物材料结构对CC力学性能的影响; (2)归纳总结了CC的应用场景以及在各场景应用中的材料性能, 为进一步开发CC应用的潜力提供参考。
混凝土帆布 力学性能 材料组成 材料应用 三维间隔织物 水泥 concrete canvas mechanical property material composition material application 3D spacer fabric cement
1 陕西科技大学材料科学与工程学院, 西安 710021
2 蒙娜丽莎集团股份有限公司, 佛山 528211
作为一种轻薄、低能耗的功能化产品, 陶瓷薄板因强度低而应用受限, 如何对其进行低成本增强成为工业领域研究热点。本文以构筑“纤维布-黏结剂-陶瓷薄板”多层复合结构作为切入点, 将多种工业级纤维布、黏结剂和陶瓷薄板进行二次后加工复合, 制备了兼具低成本和优异力学性能的复合型陶瓷薄板, 探究了其断裂面微观形貌及断裂机理。经研究表明, “碳纤维布-环氧树脂-陶瓷薄板”复合型陶瓷薄板具有最佳界面结合强度及力学性能, 其抗弯强度和承载冲击能量分别为85.26 MPa和1.45 J, 与陶瓷薄板坯体相比, 性能提升幅度分别高达22.98%和141.67%。“纤维布-黏结剂-陶瓷薄板”多层复合结构能够有效提升陶瓷薄板综合力学性能, 陶瓷薄板内部存在微裂纹拓展、纤维偏转等多种良性强韧化机制。
陶瓷薄板 复合结构 纤维布 黏结剂 断裂机理 力学性能 thin ceramic tile composite structure fabric binder fracture mechanism mechanical property
