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西安交大多领域 研究取得新突破


2019-06-04 03:13    AG娱乐

  记者昨日获悉,西安交大李飞教授和徐卓教授及其合作者在弛豫铁电单晶材料高性能化研究方面取得了重大突破,研发设计钐掺杂的铌镁酸铅-钛酸铅压电单晶,大幅度提高了弛豫铁电单晶的压电和介电性能,其研究成果于2019年4月在国际权威期刊《科学》上发表。此外,西安交通大学近期还在低温等离子体辅助肿瘤治疗手段、多材料3D打印结构粘接技术等领域取得多项新进展和新突破。

  弛豫铁电单晶1997年发现以来,被认为是压电陶瓷问世半个多世纪以来压电材料取得的革命性突破。随着人们对医疗超声系统精度需求的不断提升,进一步提高弛豫铁电单晶的压电和介电性能,成为这20多年来,国内外科学家广泛关注的重要科学问题。

  西安交大研究团队与美国宾夕法尼亚州立大学、澳大利亚伍伦贡大学等单位合作,设计并生长了钐掺杂的铌镁酸铅-钛酸铅压电单晶,成功将“增强的局域结构无序性”“准同型相界”和“工程畴结构”三种高压电效应的起因有机结合,大幅度提高了弛豫铁电单晶的压电和介电性能。

  同时,利用钐元素在晶体生长过程中的分凝特点,优化了单晶棒性能的均匀性,为高频医疗超声探头和高精度与大位移压电驱动器奠定了新的压电单晶材料基础。研究团队还发现,钐掺杂的铌镁酸铅-钛酸铅晶体相变温度下降很可能是由于钐掺入而随之产生的铅空位所致。这一发现将为今后进一步优化弛豫铁电单晶的综合性能提供理论参考。

  记者还了解到,西安交大电气学院张冠军教授、常正实副教授与医学部石兴民副教授联合研究团队将低温等离子体与临床抗肿瘤化疗药物替加氟相结合,显著降低了细胞DNA复制的能力,获得了良好的肿瘤细胞增殖抑制效果,为低温等离子体辅助肿瘤治疗提供了新思路。该成果近日在国际著名期刊《等离子体过程与聚合物》上发表并被选为期刊封面文章。

  胰腺肿瘤是一种恶性程度高、诊断和治疗都很困难的消化道恶性肿瘤,其发病率和死亡率近年来明显上升,5年生存率

  西安交大张冠军教授带领研究团队长期致力于低温等离子体特性以及在生物医学领域的应用研究,包括微生物灭活、肿瘤细胞抑制、创伤愈合、食品杀菌保鲜等方面。他们将低温等离子体与临床抗肿瘤化疗药物替加氟相结合,对体外培养的人源胰腺肿瘤细胞进行协同处理,大幅降低了替加氟使用剂量,等离子体协同替加氟显著降低了细胞DNA复制的能力,获得了明显的肿瘤细胞增殖抑制效果。

  西安交大科研团队在多材料3D打印技术研究上的突破也引起关注。多材料3D打印结构粘接问题一直是困扰业界的一个难题。西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室、航天航空学院软机器实验室研究人员与美国工程院院士、哈佛大学锁志刚教授日前合作提出一种软结构3D打印的强韧粘接技术,实现了具有超强界面粘接的水凝胶/弹性体亲疏水异质结构的打印。

  科研人员介绍,亲疏水复合结构在自然界中广泛存在,如植物表层、细胞膜、神经轴突等。近年来,基于水凝胶/弹性体的人造亲疏水软结构取得了明显进展,然而其构造仍较为简单,无法媲美天然结构。作为快速成型技术,3D打印可用于复杂软结构的制备,然而面临的一大挑战就是多材料打印结构的界面粘接性能极差。

  西安交大科研课题组将连接引发剂溶于弹性体材料中,分别调节弹性体预聚液和水凝胶预聚液的粘度,将两者以任意顺序打印在一起,然后引发聚合反应,形成具有强韧粘接的水凝胶/弹性体复合体。打印试样的粘接可达5000J/m2以上,有效解决了多材料打印结构的界面粘接性能差的难题。记者任娜



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