1 1.上海交通大学医学院附属同仁医院, 口腔科, 上海 200336
2 2.海军军医大学第一附属医院(长海医院), 口腔科, 上海 200433
盖髓剂对于保存牙髓和治疗龋病具有重要作用。临床常用的三种盖髓剂的治疗效果存在较大差异, 如何依据病情选择恰当的盖髓剂亟需相关对比研究予以指导。本研究旨在对临床常用的三种盖髓剂: 齿科氧化锌丁香酚水门汀(ZnO)、自固化氢氧化钙(Dycal)和光固化氢氧化钙间接盖髓剂(Calcimol)的形貌、成分以及理化性能进行表征, 并通过体外细菌和细胞培养实验对其抗菌性和生物相容性进行对比评价。实验结果表明, 齿科氧化锌丁香酚的疏水性能较强, 其有效成分ZnO可持续释放Zn离子, 呈现出优异的抗菌性能; Dycal和Calcimol具有相似的结构形貌和成分, 但Dycal相对疏水, 能持续释放Ca离子, 在周围形成碱性微环境, 从而赋予其抗菌性和较好的生物相容性; Calcimol为亲水材料, 便于临床操作, 钙离子释放量少, 抗菌性稍弱, 但生物相容性优异。本研究结果为临床上以龋病程度及牙髓健康状况为依据，选择合适的盖髓剂提供了实验基础。
盖髓剂 结构表征 抗菌性 生物相容性 pulp capping agent microstructure characterization antibacterial property biocompatibility
1 中国科学院理化技术研究所仿生材料与界面科学重点实验室，有机纳米光子学实验室，北京 100190
2 中国科学院大学，北京 101407
双光子聚合加工技术是基于双光子吸收效应的一种新型的微纳制造技术，已被广泛应用于微纳光子学、微机电系统、组织工程等领域。采用双光子聚合加工技术制备的3D水凝胶微结构形貌可控，而且具有高精度、适当的刚度以及良好的生物相容性等优势，可以更好地在体外模拟体内微环境，因而在生物医学领域展现出了巨大的应用潜力。本文简要介绍了双光子聚合加工技术的原理，综述了水溶性光引发剂的研究进展，着重介绍了双光子聚合加工技术制备水凝胶的研究现状及其在仿生学、生物医学等领域的应用。
材料 双光子聚合 水凝胶 生物相容性 微结构 细胞支架 组织工程 中国激光
2023, 50(21): 2107401
常州市建筑科学研究院集团股份有限公司，常州 213000
为研究受阻酚对沥青路面灌缝胶体系的抗老化改性效果，采用受阻酚1076、受阻酚二叔丁基对甲酚(BHT）以及受阻酚1010对制备的普通型灌缝胶进行改性，模拟现场施工情况进行老化试验，对比老化前后灌缝胶性能及黏弹性特征变化，并进行结构表征分析。结果表明，受阻酚1076可以在老化12 h内持续改善灌缝胶的抗老化性能；受阻酚BHT在老化6 h内可以有效遏制极性基团的生成，抑制灌缝胶模量的升高，但在长时间老化下其抗老化效果衰退明显；受阻酚1010在老化6 h内抗老化效果并不理想，但在老化12 h后可以有效抑制羰基的生成。受阻酚对灌缝胶体系的抗老化改性效果受到受阻酚分子结构、迁移性及其与灌缝胶体系相容性的影响。高相容性、低位阻效应以及低迁移性有助于受阻酚稳定、高效地提升灌缝胶的抗老化性。异佛尔酮二异氰酸酯可以有效改善受阻酚在灌缝胶中的分散性，从而进一步提升抗老化效果。
灌缝胶 受阻酚 抗氧剂 老化 改性 相容性 crack sealant hindered phenol antioxidant aging modification compatibility
在速凝剂的应用过程中经常出现水泥与速凝剂的相容性问题, 但是如何评价相容性及其影响因素尚待研究。本工作测试了不同水泥?偉d速凝剂系统的宏观性能和早期水化放热情况, 并通过一种定量评价相容性的综合方法, 即多因子综合指标［f(a)值］评价法, 将宏观性能与微观指标进行有机结合, 计算对比不同水泥?偉d速凝剂系统的相容性。结果表明: 碱性速凝剂与过渡相含量高的基准水泥相容性最好, f(a)值最高为74; 3种无碱速凝剂与C3A和C3S含量高的冀东水泥相容性最好, f(a)值均大于80。
无碱速凝剂 碱性速凝剂 相容性 水化热 喷射混凝土 alkali-free flash setting admixture alkaline flash setting admixture compatibility hydration heat shotcrete
1 浙江工业大学 化工机械设计研究所，杭州 310023
2 过程装备及其再制造教育部工程研究中心，杭州 310023
3 广船国际有限公司，广州 510000
液态铅铋合金（LBE）是铅冷快中子反应堆（LFR）和加速器驱动次临界系统(ADS)的主要冷却剂材料。反应堆用结构材料（如铁素体/马氏体钢、奥氏体不锈钢等）在液态LBE环境下存在液态金属腐蚀（LMC）和应力腐蚀的问题，这些问题给钢结构材料的安全服役带来隐患。阐述了钢材铅铋腐蚀类型及机理，归纳了材料设计与处理(元素成分、热处理、加工制造和表面处理)和腐蚀条件（氧质量分数、腐蚀温度和腐蚀时间）对钢材铅铋腐蚀行为的影响机制；澄清了LBE环境下的应力腐蚀与金属脆化机制，总结了内外因素（材料种类、表面缺陷、热处理、氧质量分数、腐蚀温度和拉伸速率）对钢材拉伸性能的影响,并展望了未来铅铋反应堆结构材料的研究方向。建议面向未来的铅铋堆用钢应优化材料设计和处理方式（提高Si、Al等元素的含量、表面镀膜和热处理）同时控制LBE中环境参数（温度、氧质量分数和腐蚀时间）以提高钢材的耐铅铋腐蚀性能。
钢 液态铅铋合金 相容性 腐蚀机理 应力腐蚀 steel liquid lead-bismuth eutectic alloy compatibility corrosion mechanism stress corrosion 强激光与粒子束
2023, 35(5): 056001
1 上海理工大学 上海 200093
2 中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800
3 上海科技大学 上海 200031
利用60Co γ射线辐射接枝法制备环氧功能化的乙烯-辛烯共聚物（POE-g-PGMA），并且采用双螺杆熔融挤出法制备添加POE-g-PGMA的尼龙6/聚乙烯-辛烯（PA6/POE）合金。研究了添加POE-g-PGMA对PA6/POE合金力学性能、热性能、表面形貌、界面相容性和吸水特性的影响。结果表明：γ射线引发了GMA在POE上的接枝聚合反应，PA6/POE合金断面的SEM照片显示添加POE-g-PGMA后POE分散相粒径显著减小，表明POE-g-PGMA起到增容剂的作用；Molau试验的结果证实了POE-g-PGMA与PA6之间的增容反应；热分析表明，分散相POE及POE-g-PGMA的加入对PA6的熔融行为影响不大，但在降温结晶过程中结晶温度提前约18 °C，结晶度提升约为4.5%。此外，与未增容PA6/POE合金相比，增容PA6/POE合金的缺口冲击强度显著提高，在本实验条件下，POE-g-PGMA添加量为3%时缺口冲击强度最高值为纯PA6的2.75倍。
辐射接枝 环氧功能化 尼龙6 界面相容性 缺口冲击强度 Radiation grafting Epoxy functionalization Polyamide 6 Interfaciale compatibility Notched impact strength 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(1): 010202
1 1.中国矿业大学 材料科学与物理学院, 徐州 221116
2 2.广东能源集团科技研究院有限公司, 广州 510000
中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)有助于国家的碳中和战略, 但其阴极材料难以兼顾热兼容性和催化活性。为此, 基于多元素耦合的高熵策略, 本研究合成了高熵阴极材料GdBa(Fe0.2Mn0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2)2O5+δ(HE-GBO), 具有双过氧化物结构, 与Gd0.1Ce0.9O2-δ(GDC)有良好的化学兼容性, 协调了与催化活性之间的平衡性。采用HE-GBO阴极的对称电池在800 ℃下的极化电阻(Rp)为1.68 Ω·cm2, 而HE-GBO-GDC(质量比7 : 3)复合阴极的Rp因引入GDC而显著降低(800 ℃下Rp为0.23 Ω·cm2)。采用HE-GBO和HE-GBO-GDC阴极组装树枝状微通道阳极支撑单电池,在800 ℃的最大功率密度分别达到972.12和1057.06 mW/cm2, 使用高熵阴极可以进一步提高电池性能。这些结果表明多尺度优化有助于开发高性能的IT-SOFC阴极材料。
高熵阴极 固体氧化物燃料电池 热相容性 树枝状微通道 high-entropy cathode solid oxide fuel cells thermal compatibility dendritic microchannels
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所 高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2.中国科学院大学 材料科学与光电工程中心, 北京 100049
3 3.慈溪生物材料表面工程中心, 宁波 315300
4 4.海军军医大学 东方肝胆外科医院, 上海 200438
镍钛合金血管支架植入后可引发血栓和支架再狭窄, 且对损伤的血管内壁无修复作用, 需进行表面改性赋予其抗凝血和促内皮化生物学功能。本研究采用等离子体浸没离子注入与沉积(PIII&D)技术将钽(Ta)注入至镍钛合金, 研究Ta离子注入对镍钛表面理化特性及生物学性能的影响规律。结果表明, 调控Ta离子注入时间, 可在镍钛表面分别构建含Ta、Ta/Ta2O5、Ta/Ta2O5-x/Ta2O5三种不同组分的改性层。各种改性样品中, 含Ta/Ta2O5-x/Ta2O5的改性镍钛表面亲水性均更好, 可提供更多细胞附着位点, 促进人脐静脉内皮细胞早期粘附和铺展, 并提高其增殖能力。相比仅含单质Ta的改性镍钛表面, 含Ta/Ta2O5-x/Ta2O5改性镍钛表面的血液相容性更高, 血小板粘附数量显著减少, 且基本保持为未被激活的球形状态; 各组改性表面的溶血率远低于5%阈值, 均未发生明显溶血现象。上述结果说明, Ta离子注入改性镍钛血管支架在降低血栓形成、加速内皮化方面具有潜在应用。
镍钛合金 钽 离子注入 血液相容性 nitinol tantalum ion implantation hemocompatibility
1 北京航空航天大学机械工程与自动化学院，北京 100083
2 北京航空航天大学大型金属构件增材制造国家工程实验室，北京 100083
3 北京航空航天大学国际交叉科学研究院，北京 100083
4 北京航空航天大学宁波创新研究院，浙江 宁波 315800
随着社会发展和医疗健康事业的进步，医用金属植入物等医疗器械在临床应用中出现的细菌感染、生物相容性不佳等瓶颈亟待解决。近年来，飞秒激光以其加工精度高、适用材料广、热效应低、灵活可靠等优势，成为医用材料表面改性备受关注的新技术。本文针对体液光谱检测、植入物表面细胞行为调控、口腔抗菌这三个具体临床应用场景，简述了制备表面微纳复合结构实现生物功能的基本原理，以及多功能微纳复合结构的制备原理，梳理了飞秒激光诱导微纳结构的应用进展及研究现状，以期为相关研究人员提供线索和依据。
中国激光
2022, 49(10): 1002601
1 山东大学机械工程学院先进射流工程技术研究中心，山东 济南 250061
2 高效洁净机械制造教育部重点实验室，山东 济南 250061
3 山东大学口腔医学院修复科，山东省口腔组织再生重点实验室，山东 济南 250012
4 山东大学第二医院口腔颌面外科，山东 济南 250033
5 燕山大学机械工程学院，河北 秦皇岛 066004
钛以其优异的力学性能和良好的生物相容性而被广泛用于制造医疗植入体。为提高钛在人体内的稳定性、抗菌性等，需对其表面进行修饰改性。本研究采用飞秒和皮秒激光在钛表面加工出微凹槽和微凸起结构，对比了两种激光技术在钛表面加工的微凸起和微凹槽结构在表面形貌、亲疏水性和生物相容性等方面的差异。表面形貌、轮廓、元素的表征结果表明两种激光加工结构的尺寸主要受能量密度的影响，而形状受光斑重叠率的影响较大，皮秒激光加工表面的氧含量较高。由于飞秒和皮秒激光改性钛表面微织构形貌的差异，水接触角(以下简称“接触角”)从初始的40.25°分别降为9.88°和0°。通过对比样品在空气、真空、生理盐水中保存3 d后的表面接触角发现，皮秒激光加工样品表面能保持稳定的超亲水性；经硅烷处理后，飞秒激光改性表面的接触角可达152.80°，而皮秒激光改性表面的接触角为146.38°。细胞黏附和增殖的实验结果表明飞秒激光加工的微凸起或微凹槽线阵有利于细胞的黏附和排列，而皮秒激光加工的微凸起或微凹槽线阵有利于促进细胞的铺展和迁移。
激光技术 钛 微凸起 微凹槽 润湿性 生物相容性 中国激光
2022, 49(10): 1002605
