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2020年课题组工作总结 精选

已有 5460 次阅读 2021-1-1 21:06 |个人分类:年度总结|系统分类:科研笔记

一、教学工作

  1. 获山东省优秀博士论文1篇

  2. 今年课题组招生硕士研究生11人,在读研究生28人。毕业硕士研究生9人,其中5人考上博士,创本组考博史上之最。课题组共15位研究生考上博士,2020年第一批在外校就读的学生有3位博士毕业。

  3. 获山东科技大学教学成果奖二等奖

二、科学研究与交流

  1. 中国腐蚀与防护学会推荐“第二届全国创新争优奖”候选人。

  2. 山东科技大学科研创新团队“材料腐蚀与保护”验收获评优秀

  3. 获批国家自然科学基金面上基金、山东省自然科学基金面上基金、山东省自然科学基金青年基金各1项。

4.  授权和申请发明专利各1项。

5.  参加学术会议7次,国际会议和国内学术会议做主旨、邀请报告4次。

6.  泰山科技论坛—2020海洋材料与防护学术研讨会,四位学生做报告,孙翔获得优秀报告奖。

7.  期刊优秀论文4篇(Science China Materials 1篇、Transactions of Nonferrous Metals Society of China 1篇、Front. Mater. Sci.2篇)。

8.  发表《Bioactive Materials》、《Corrosion Science》、《Journal of Magnesium and Alloys》、《Journal of Materials Science and Technology》、《Nanoscale》等期刊论文28篇,其中一区论文15篇。3月发表《Journal of Magnesium and Alloys》、5月发表《金属学报英文版》综述论文分别被引46和12次。另外,《Journal of Materials Science and Technology》和《中国有色金属学报》录用各1篇。

9.  亮点工作:揭示了葡萄糖与氨基酸、蛋白质耦合机制及其对镁合金腐蚀的影响机理,发现了葡萄糖促进微生物入侵和镁合金降解和力学性能降低,分离和鉴定了两种产酸菌,发展了氨基酸诱导镁合金表面Ca-P涂层和系列具有良好导电性能、耐蚀性能、生物相容性微弧氧化膜复合涂层及技术。

(1)   Corrosion Science(2020,168,108570):将ATO导电颗粒掺杂到硅烷偶联剂中,在微弧氧化涂层上制备了含有ATO纳米导电颗粒的硅烷(MTMS)涂层,实现了高导电率,提出了形成机理和抗腐蚀机理。

(2)   Bioactive Materials(2020, 5, 902-916):提出葡萄糖能够加速镁合金体外细菌活动和降解速率的假设。通过16SrRNA高通量测序技术和微生物分离培养技术,分离和鉴定出了Hank’s溶液中的细菌,对照了有无葡萄糖的Hank’s溶液,发现葡萄糖显著加速了Mg-Li-Ca合金的细菌入侵、降解和力学性能的劣化。

(3)   Bioactive Materials(2020,5,318-333):镁在体外模拟体液中的生物腐蚀仍然难以用来准确地评价在体环境如高血糖或糖尿病患者的微环境降解行为。葡萄糖和蛋白质的协同作用在一定程度上抑制了侵蚀性氯离子在纯镁表面的吸附,从而减缓了纯镁的降解行为。研究发现,葡萄糖促进了蛋白质在镁表面的吸附,并且不同葡萄糖或蛋白质浓度对纯镁降解行为的影响不同。

(4)   Bioactive Materials (2020, 5,364-376):在微弧氧化涂层表面上制备Mg-Al水滑石涂层,一般是在高温或低pH值的条件下进行的,这导致水滑石涂层的生长速率远低于微弧氧化涂层的溶解速度,继而限制了复合涂层的耐腐蚀性。在这项研究中,在较低温度(60 ℃)和较高pH值(13.76)的条件下,通过水浴法在微弧氧化涂层上原位生长了一层Mg-Al水滑石涂层,以调控镁合金的降解速率。

(5)   Bioactive Materials (2020,5,153-163):本文通过层层组装技术,利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚丙烯酸(PAA)构建聚电解质多层模板诱导生物矿化来提高合金的耐蚀性。表面表征技术(场发射扫描电子显微镜,傅里叶变换红外光谱和X射线衍射仪)证实了生物矿化钙磷涂层在AZ31合金表面的形成。通过析氢实验和电化学实验,证明了聚电解质诱导的钙磷涂层具有良好的防腐性能,并提出了生物矿化钙磷涂层的形成机理。

(6)   Bioactive Materials (2020, 5, 398-409):镁合金微弧氧化膜具有良好的耐蚀性和生物相容性,可应用于骨植入材料。然而, 体内微环境中蛋白质会严重影响镁合金材料的降解行为。研究发现,微弧氧化膜初期吸附的蛋白质膜层与随后形成的 (RCH(NH2)COO)2Mg具有协同作用,能够显著地延缓微弧氧化处理后镁合金的降解速率。该项研究有助于加深对镁合金及其微弧氧化膜在体内降解机理的理解。

(7)   Bioactive Materials (2020,5,34-43):通过ALD技术在MAO涂覆的镁合金AZ31上制备了致密的Ta2O5纳米薄膜,以密封微孔并提高耐蚀性和生物相容性。结果表明,采用ALD技术在MAO涂层上沉积的Ta2O5纳米薄膜实现了均匀分布和对MAO涂层中的微孔和微裂纹的有效密封;纳米薄膜中的Ta2O5主要以非晶态的形式存在;复合涂层的自腐蚀电流密度与MAO涂层相比,降低了三个数量级。

(8) Journal of Materials Science & Technology(2020,49,224-235):将L-半胱氨酸添加到Ca-P转化溶液中,在AZ31镁合金表面诱导制备了一种新的Ca-P(Ca-PL-Cys)涂层。该涂层比无氨基酸的Ca-P涂层具有更致密的微观形态,并且其涂层厚度比Ca-P涂层增加了大约两倍。此外,相对于镁合金AZ31基体,Ca-PL-Cys涂层的Rp值增加了大约16倍。这可以归因于极性基团-COOH和-SH均有效地与溶液中的Ca2+和Mg2+结合,促进了钙磷化合物的成核。

(9)   Journal of Materials Science & Technology (2020,47,52-67):将具有片层状结构的蒙脱石(MMT),通过水热法负载到镁合金表面,增强其耐蚀性,利用其较强吸附功能将小牛血清白蛋白(BSA)吸附到蒙脱石表面,提高涂层生物相容性,然后将制备涂层的镁合金材料植入大鼠脊柱旁,CT观察在体内的降解, 病理切片分析材料对大鼠机体脏器的影响。研究结果显示:经过BSA溶液浸泡处理后,SME涂层更加致密、光滑;电化学实验BSA-MMT涂层自腐蚀电流密度比基体低两个数量级;具有更好的血液相容性和细胞相容性;体内植入模型分析,植入大鼠背部120天后,体内降解较慢,局部有少量气体生成,对大鼠心、肝、脾、肺等重要脏器无损害,体内生物相容性较好。

(10)  Journal of Materials Science & Technology (2020,41,43-55): 采用浸渍法在硅烷、乙醇和超纯水的混合溶液中制备出硅烷涂层,再通过浸渍提拉法将硅烷涂层浸泡在聚丙烯溶液中成功合成了微米级球状结构的聚丙烯涂层。表面的微结构和低表面能的聚丙烯的协同作用使水滴在涂层表面处于Cassie模型状态。结果表明,硅烷/聚丙烯复合涂层展示出优异的疏水性,自清洁性和耐蚀性。此外,一体化的超疏水涂层还具有极好的稳定性。

(11)   Nanoscale (2020, 12, 7700):采用简单的水热法和改性方法在镁合金基体上制备了超疏水表面,通过旋涂法注入润滑剂后实现从超疏水到超滑的转变。与超疏水相比,超滑表面具有良好的自清洁性能,只不过水滴在超滑表面是滑动。此外,超滑表面表现出更好的抗腐蚀和抗结垢特性,并且效果优于超疏水表面。超滑表面增强的抗腐蚀和污垢特性是因为连续注入的润滑剂替代了滞留在微孔中的空气。重要的是,所制备的超滑表面具有出色的热辅助愈合特性。超滑表面有望成为提高镁合金的憎水性、自清洁、抗、结垢和防腐性能的有效方法。

(12)   Journal of Magnesium and Alloys (2020, 8, 42-65):生物医用镁及其合金由于耐蚀性差,在临床上的应用受到很大限制。除元素合金化之外,表面改性和功能化是提高镁合金耐蚀性的主要途径。本文总结了最近二十年来镁合金表面可生物降解涂层的最新研究进展,试图建立一个可降解镁合金表面改性涂层的知识框架体系;讨论了转化膜、沉积膜、机械涂层和功能涂层的性质,其制备方法和面临的问题;重点介绍了化学转化和沉积涂层的组成,以及如何解决单一生物医用材料涂层的附着力、耐腐蚀性和生物相容性不足等问题;讨论了复合涂层结构和功能一体化的综合问题。

三、服务社会

1.   学生:帮助已毕业硕士生时静静大病募捐,获得我的同事们及全国许多朋友们的很大支持。特此代表该生对大家的帮助表示感谢。

2.   期刊审稿:《Journal of Magnesium and Alloys》、《Bioactive Materials》等31个期刊审稿100余篇,其中英文90篇。邀请审稿太多,临时性工作较多,实在没有精力和时间,也时有不能及时回复的稿件,近期据审次数比较多。

3.   编委:《Bioactive Materials》 、《Journal of Magnesium and Alloys》、《山东科技大学学报(自然科学版)》编委及编委会;《表面技术》编辑部访问,生物材料专题组稿、优秀编委;2019年度《材料工程》、《航空材料学报》办刊热心人。

4.   论文推文:组织撰写多篇《Bioactive Materials》、《Journal of Magnesium and Alloys》、《金属学报英文版》期刊公众号论文推文。

5.   科普:“十三五”国家重点出版物出版规划项目前沿科技普及丛书新材料科普丛书《走近前沿新材料》(2)编委,发表科普文章1篇。

6.   项目评审:国家重点研发计划政府间/港澳台重点专项项目评审、国家药监局器审中心创新医疗器械特别审查申请专家审查会、国家自然学科基金项目评审。

7.   论文答辩:参加(上海交通大学、山东大学、中国石油大学(华东)、上海大学、中科院海洋所)博士论文云上及线下答辩及开题报告5次。

8.   经验分享:受邀到西南大学材料与能源学院做学术报告和重庆科技学院冶金与材料工程学院做“青年教师教学和科研能力提升经验”报告。

9.   校内事务:入选山东科技大学第十二届学术委员会委员、参加山东科技大学“十四五”规划教师代表座谈会等。

10.  博客:发表科学网博客头条6篇,另加小红花5篇。新增“足印—毕业硕士研究生”系列。

 课题组工作得到许多校内外同事、同行和朋友们的支持和帮助。特此感谢!祝大家新年快乐!




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