同济大学 材料科学与工程学院, 上海 201804
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥因具有良好的力学性能、适宜的凝固时间和低毒性等优点而在骨科手术中作为可注射型人工骨修复材料受到广泛的应用。然而，其生物惰性可能导致假体长期植入后产生无菌性松动。本研究采用模板法制备了介孔硼硅酸盐生物玻璃微球(MBGS), 并用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(γ-MPS)对其进行改性, 制备了MBGSSI。再将硅烷化介孔硼硅酸盐生物玻璃微球(MBGSSI)与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥复合, 制备了一种具有良好生物活性和力学性能的复合骨水泥。实验结果表明, 由于γ-MPS与MBGS的结合主要发生在介孔微球的近表面, MBGSSI比MBGS具有更大的比表面积和更小的孔容积。与MBGS/PMMA复合骨水泥相比, γ-MPS可以改善复合材料中无机相和有机相之间的结合, 因此MBGSSI/PMMA复合骨水泥的力学性能得到了改善, 符合ISO 5833:2002对丙烯酸类骨水泥的力学性能要求。此外, 在SBF溶液中浸泡42 d后, MBGS/PMMA和MBGSSI/PMMA复合骨水泥的表面均生成了羟基磷灰石(HA), 证明复合骨水泥具有良好的生物活性。因此, MBGSSI/PMMA复合骨水泥是一种潜在的骨修复材料。
生物玻璃 硅烷化 PMMA骨水泥 生物活性 力学性能 bioglass silanization PMMA bone cement bioactivity mechanical property 红外与激光工程
2023, 52(10): 20230038
滇西应用技术大学珠宝学院, 云南 腾冲 679100
铜铟硫(CuInS2)纳米晶具有发射光谱宽、 波长易于调控、 量子产率高、 合成成本低、 容易与封装材料复合等优点, 在远程白光LED结构中具有广阔的应用前景。 远程白光LED结构是针对LED散热问题提出的一种新型封装结构, 在这种结构中复合荧光涂层(复合薄膜)与蓝光芯片进行隔离封装, 这种结构对复合薄膜中纳米晶的热稳定性的要求大大降低。 首先合成出了不同发光波长的CuInS2纳米晶荧光材料, 然后将其封装到PMMA基质中制备了系列的CuInS2纳米晶/PMMA复合薄膜。 通过荧光光谱和紫外可见光谱的方法, 针对纳米晶复合薄膜出现的发光波长红移以及不同发光波长纳米晶/PMMA复合薄膜透过率不一致的现象进行了详细研究。
聚甲基丙烯酸甲酯 铜铟硫 纳米晶 复合薄膜 PMMA CuInS2 Nanocrystals Composite film 光谱学与光谱分析
2022, 42(12): 3672
Author Affiliations
Abstract
1 School of Instrumentation Science and Opto-Electronics Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China
2 Research Institute of Beihang University in Shenzhen, Shenzhen 518057, China
3 Shenzhen Institute for Quantum Science and Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China
Regarding the dependence of the treatment of removing polymethyl methacrylate (PMMA) from graphene upon the prestress in the film, two typical PMMA removal methods including acetone-vaporing and high-temperature annealing were investigated based on the opto-mechanical behaviors of the developed optical fiber Fabry-Perot (F-P) resonant sensor with a 125-μm diameter and ~10-layer-thickness graphene diaphragm. The measured resonant responses showed that the F-P sensor via annealing process exhibited the resonant frequency of 481 kHz and quality factor of 1 034 at ~2 Pa and room temperature, which are respectively 2.5 times and 33 times larger than the acetone-treated sensor. Moreover, the former achieved a high sensitivity of 110.4 kHz/kPa in the tested range of 2 Pa–2.5 kPa, apparently superior to the sensitivity of 16.2 kHz/kPa obtained in the latter. However, the time drift of resonant frequency also mostly tended to occur in the annealed sensor, thereby shedding light on the opto-mechanical characteristics of graphene-based F-P resonant sensors, along with an optimized optical excitation and detection scheme.
Graphene diaphragm PMMA removal opto-mechanical behavior F-P resonator Photonic Sensors
2022, 12(2): 140
1 中国矿业大学(北京) 力学与建筑工程学院, 北京 100083
2 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室, 北京 100083
为了研究水耦合装药条件下不同不耦合系数对爆破效果的影响, 采用透明均匀、直径250 mm、高200 mm的圆柱体PMMA材料作为试件, DDNP炸药用于施加爆破载荷, 试验中炸药量固定为40 mg, 同时使用水耦合装药结构, 通过不同的孔径和装药直径来改变试验的不耦合系数, 通过比较爆后试件内部裂纹数量及分布、粉碎区大小等情况来分析三种不同的不耦合系数(1.4、2.0、2.67)对爆破效果的影响。通过对比发现: 适当增大水耦合装药的不耦合系数可以增多裂纹数量, 使裂纹分布更加均匀, 增大裂隙区, 减小破碎区直径。并发现存在一个最佳不耦合系数使得爆破效果达到最佳, 在3个不耦合系数中, 最佳不耦合系数为2.67。试验利用PMMA材料的透明均匀特性对爆破断裂行为进行直观的观察, 试验结果更加可靠, 且对脆性材料普遍适用。
水耦合装药 不耦合系数 爆破效果 water-coupled charge decoupling coefficient PMMA PMMA blasting effect
1 北京师范大学 应用光学北京重点实验室与物理学系，北京 100875
2 上海应用技术大学 材料科学与工程学院，上海 200235
3 北京科技大学 材料科学与工程学院，北京 100083
为了提高稀土离子的发光性能，在稀土发光材料中引入了贵金属纳米颗粒。金属等离子体共振可以产生局域电场，作用于稀土离子的发光过程，能达到发光增强的效果。Ag@SiO2核壳结构纳米颗粒可以有效控制金属Ag与稀土离子之间的距离，既能达到等离子体共振增强的效果，又可以避免与发光中心距离过近时产生非辐射能量传递导致的荧光淬灭。用滴铸法先将不同浓度的Ag@SiO2纳米颗粒滴在石英片上，再将Eu(dbm)3phen:PMMA: 二氯甲烷混合溶液旋涂制备得到Eu-PMMA复合薄膜。对样品进行形貌表征和发光测量，发现Ag@SiO2纳米颗粒的引入使薄膜的发光强度得到增强，测量的激发光谱的最大增强因子为2.50倍，发射光谱的最大增强因子为2.15倍。同时荧光寿命测量结果显示，含有Ag@SiO2纳米颗粒的薄膜样品的发光寿命也得到延长。在稀土发光材料中引入Ag@SiO2纳米颗粒展现了良好的发光增强效果，且实验方法可操作性强，具有良好的应用潜力。
稀土离子发光 等离子体增强 Ag@SiO2核壳结构 聚甲基丙烯酸甲酯 rare earth ion luminescence plasma enhancement Ag@SiO2 core-shell structure PMMA
1 湘潭大学，湖南 湘潭 411105
2 西北核技术研究院，西安 710024
绝缘子表面粗糙处理是提升其沿面闪络性能的重要途径，表面粗糙化处理方式不当，极易带来表面结构不均匀，难以获得稳定耐压性能的绝缘材料。为提升绝缘子表面粗糙处理的均匀性，本文利用表面喷砂技术对圆柱形有机玻璃（PMMA）绝缘子进行了粗糙化处理研究，以球形二氧化硅（SiO2）颗粒为工作介质，研究了不同喷砂粒径、氢氟酸后处理等因素对绝缘材料表面形貌和组分的影响，并利用短脉冲高压测试平台对喷砂处理前后有机玻璃绝缘子样品进行了真空沿面闪络性能测试。研究结果表明，喷砂处理在有机玻璃表面形成了较为均匀的凹坑，HF酸能够有效去除表面残留的SiO2颗粒，具有表面喷砂粗糙结构的绝缘子沿面闪络电压得到了稳定提升，相较于未处理的绝缘子闪络电压提升了约80%。
真空沿面闪络 有机玻璃 喷砂处理 表面粗糙 surface flashover PMMA sand blasting treatment surface roughness 强激光与粒子束
2020, 32(6): 065002
Author Affiliations
Abstract
Laser Applications Research Group (LARG), Department of Physics, College of Science, University of Basrah, Basrah, Iraq
Bi2S3-xSex/poly(methyl methacrylate) (PMMA) nanocomposite films were prepared using microwave assisted synthesis with different compositions of x. Crystal structure, surface morphology, and optical properties were investigated to characterize the prepared nanocomposite films. The crystallinity and optical band gap of the prepared Bi2S3-xSex/PMMA were affected by x. The prepared samples showed a blue shift in the absorption edge. The laser power dependent nonlinear refraction and absorption of Bi2S3-xSex/PMMA nanocomposite films were investigated by using the Z-scan technique. The optical nonlinearity of the nanocomposite films exhibited switchover from negative nonlinear refraction to positive nonlinear refraction to negative nonlinear refraction effects, and from saturable absorption to reverse saturable absorption to saturable absorption with an increase and decrease in the composition. An interesting all-optical figure of merit was reported to assess the nanocomposite films for a practical device. It was calculated that the device all-figures of merit were based on the nonlinear response, which is important for the all-optical switching device. The results demonstrate that the optimized all-optical figures of merit can be achieved by adjusting the composition and input laser power, which can be used for the design of different all-photonic devices, and the results of nonlinear switching behavior can open new possibilities for using the nanocomposite films in laser Q-switching and mode-locking.
bismuth chalcogenides Bi2S3-xSex/PMMA nanocomposite Z-scan technique nonlinear absorption and refraction all-optical figures of merit Chinese Optics Letters
2020, 18(1): 011902
南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 南京 210094
二维钙钛矿材料由于其具有特殊和更稳定的光电性能逐渐成为材料领域的一个研究热点。为了研究二维杂化钙钛矿的稳定性, 用旋涂法制备了二维杂化钙钛矿代表性材料(C6H5C2H4NH3)2(CH3NH3)2Pb3I10的薄膜样品, 在薄膜上旋涂一层PMMA进行对比, 测量两种薄膜随激光照射时间变化的光致发光光谱变化。结果表明, 二维杂化钙钛矿在空气中仍然存在光稳定性较差的问题, 其结构在连续激光的作用下被破坏、造成不可逆转的分解; 而PMMA薄膜的覆盖能对二维杂化钙钛矿起到很好的保护作用。
光谱学 微区光学系统 二维杂化钙钛矿 PL光谱 spectroscopy micro-region optical system two-dimensional hybrid perovskite PL spectrum PMMA PMMA
1 中国科学院电子学研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100490
3 吉林大学 物理学院, 吉林 长春 435100
由于非金属材料对长波红外激光有较强的吸收, CO2 激光常被用于制备PMMA微通道。激光光强呈高斯分布, 导致常规激光静态多程刻蚀法制备的微通道截面为三角形, 无法满足微流体芯片中的实际应用需求。提出了一种激光多程平移刻蚀法, 以首次刻蚀形成的热影响区(HAZ)为界限多程横向重叠平移刻蚀, 可以快速制备出理想梯形截面的高质量微通道。通过与CO2 激光静态多程刻蚀法在横截面、热影响区、表面粗糙度等方面的对比, 结果表明, CO2 激光多程平移刻蚀法制备的PMMA微通道热影响区更小、表面更光滑、横截面更实用。
微通道 CO2激光 梯形通道 micro-channel CO2 laser trapezoidal channel PMMA PMMA 红外与激光工程
2019, 48(3): 0306003
