张强强[1]2016年在《叁维石墨烯基多功能材料可控制备与性能研究》文中研究指明石墨烯气凝胶(Graphene aerogel,GA)代表石墨烯在叁维宏观尺度构筑的一类新型多孔碳纳米材料,其丰富的孔隙、超轻的密度、大比表面积、低导热系数、高导电率、良好的力学可压缩性和结构稳定性等性能赋予该材料在电子工程、防护工程、传感技术、热能工程和储能等领域广阔的应用前景。以GA为基底模板,研究叁维石墨烯基多功能材料可控制备和结构可剪裁设计,建立可优化的结构和性能改性策略,对推动高性能石墨烯基多功能材料的发展具有重要意义。鉴于目前叁维石墨烯材料制备和性能研究中存在微观结构可控性差、宏观结构可剪裁性弱、力学稳定性低和大尺度制备困难等问题,本文开展了叁维石墨烯基多功能材料可控制备方法与性能研究,具体研究内容包括:1、叁维石墨烯气凝胶可控制备与性能研究以大片氧化石墨烯(Large-area graphene oxide,LGO)为前驱体,通过优化水热反应参数(温度、时长和辅助剂乙二胺用量)、调节透析和真空冷冻干燥条件,实现二维石墨烯微纳单元诱导组装和可控构筑,得到具有规则类蜂窝状微观结构、超轻密度、高孔隙率和稳定结构的叁维GA材料。实验研究表明,该方法制备的GA展现出95%可恢复非线弹性压缩变形,80%应变幅值下稳定循环加载,以及高耗能密度(0.85J/g)。同时,GA在超轻体积密度(~10mg/cm3)表现出优良导电特性(~1.148S/cm)、高灵敏度压阻特征和稳定温阻效应。2、叁维石墨烯基/PDMS高分子复合材料制备与性能研究采用“自下而上”真空冰浴条件自注入工艺,制备叁维石墨烯基/聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)柔性导电复合材料,实现叁维GA网络骨架完整和微观结合界面稳定的结构特征。实验研究表明,该材料具有良好的非线弹性可伸缩变形能力(80%可恢复压变形和90%可恢复拉变形)、稳定的力-电感知特性、高效的焦耳热效应和高导热特性。3、叁维石墨烯基/Al_2O_3纳米陶瓷复合材料制备与性能研究以叁维GA网络为基底骨架,采用“原子层沉积(Atomic layer deposition,ALD)”方法生长纳米厚度Al_2O_3陶瓷,制备叁维石墨烯基/Al_2O_3纳米陶瓷复合材料,微观上构成石墨烯基底与纳米陶瓷紧密键合的“叁明治”复合层结构(纳米陶瓷-石墨烯-纳米陶瓷)。该复合材料具有低传热、高导电(1S/cm)和超弹性等性能(80%可恢复压缩变形),实现了叁维GA基底和Al_2O_3纳米陶瓷间显着的力学强化,发现了陶瓷复合材料在纳米尺度上优良的弹性变形特性和尺寸效应。4、叁维石墨烯超材料制备与负泊松比特性研究基于冷冻成型中控制冰晶定向生长策略,制备具有双曲微观形貌的叁维石墨烯超材料,通过优化叁维石墨烯材料变形特性,实现了宏观显着负泊松比效应、超弹特性(99%可恢复弹性应变,1000次循环加载力学性能稳定)、稳定的结构和良好耗能性能。通过SEM原位压缩观测,揭示了触发宏观负泊松比特性的微观结构演化和变形机制,发现具有超大长细比石墨烯片压缩后发生定向弹性屈曲,导致宏观几何形状横向内凹收缩变形。此外,负泊松比效应使材料在竖向压缩过程中产生横向收缩,导致材料整体处于叁轴受压状态,有效克服了石墨烯片层间π-π连接不抗剪的缺陷,显着提高了叁维石墨烯GA材料宏观力学性能。5、3D打印石墨烯材料可剪裁设计与性能研究基于“依需滴落式喷墨”(Drop-on-demand,DOD)原理提出了两相液体材料3D打印工艺,实现了具有可悬空部件叁维复杂结构功能石墨烯材料可控构筑和可剪裁设计。以水溶性氧化石墨烯溶液和冰分别做为前驱体和悬空部件支撑体,采用“依需滴落式喷墨”技术和低温冷冻铸型相结合的工艺方法,解决连续喷墨3D打印存在的流变体高粘度限制、辅助介质掺杂需求、微观结构分层、力学稳定性差、辅助介质颗粒扩散夹层和力学薄弱界面引入等问题。研究表明,该3D打印石墨烯材料具有良好的力学变形性能(>50%可恢复弹性变形和多周期稳定循环加载)、高导电(~15.4S/m)和线性灵敏压阻特性(20%应变~-26.2%电阻变化)和负温度系数温阻效应。
周丹[2]2017年在《锂/钠离子电池负极材料的设计及性能研究》文中进行了进一步梳理在开发高性能的锂/钠离子电池负极材料的过程中,锡基材料由于具有较高的锂/钠离子电池存储容量而引起了较大的关注。然而,其较差的电导率以及循环过程中严重的体积变化限制了在实际中的应用。本研究从材料的结构设计入手,通过与碳的复合以提升其在锂/钠离子电池中的电化学性能。另外,基于相似的结构设计理念,对低成本的碳材料和高理论容量的过渡金属磷化物的储钠性能也进行了初步探索。主要成果如下:(1)采用同轴纺丝的方法制备出了 SnO_2/C中空核壳纤维。该纤维中SnO_2纳米粉体附着于碳纤维的内壁,且粉体周围存在着大量的空隙。该纤维独特的多孔结构和高导电性的碳壳,使其具有良好的循环性能和倍率性能。作为锂离子电池负极,在100 mA g~(-1)下循环100次后放电容量为750 mAh g~(-1)。在3000 mA g~(-1) 下倍率容量为 267 mAh g~(-1)。(2)采用SiO_2多孔模板辅助纳米沉积及包覆碳层的方法制备出了叁维多孔碳包覆石墨烯/SnOx复合材料。其中,多孔的SnOx纳米层负载于叁维的石墨烯表面,然后被碳层包覆。该结构避免了 SnOx与电解质的直接接触从而能够形成稳定的SEI膜。该复合材料具有稳定的循环性能,在1000 mAg~(-1)下循环400次后放电容量为555 mAh g~(-1)。(3)采用简单的两步水热的方法制备出了石墨烯包覆CNT@SnO_2复合物。基于高导电的CNT、石墨烯和纳米化的SnO_2的协同作用以及独特的叁维多孔结构,该复合材料于锂离子电池中在100 mAg~(-1)下循环100次后,放电容量为947 mAh g~(-1)。在3000 mA g~(-1)下的倍率容量为281 mAh g~(-1)。作为钠离子电池负极,其在25 mAg~(-1)循环100次后放电容量为323 mAh g~(-1)。(4)利用低成本的原材料作为前驱体,采用一步热反应的方法,成功地将锡纳米颗粒嵌入氮掺杂的多孔碳纳米片网络中。所获得的锡/碳负极材料既具有较高的电导率,且可以有效缓解锡单质的体积膨胀,保持电极材料结构的稳定性,从而具有良好的锂/钠存储性能。此外,该负极材料的合成方法简单、成本较低、可大量合成。(5)为解决钠离子电池碳负极材料比容量低的问题,在第四章材料设计的基础上,用SiO_2多孔模板结合碳包覆的方法合成了叁维多孔碳包覆石墨烯复合材料。通过构筑高导电性和丰富的钠储存网络,使所制备的复合材料具有高的比容量、良好的循环稳定性和优异的倍率性能。(6)利用金属硝酸盐诱导PVP吹气的方法辅助低温磷化的工艺将Co2P纳米颗粒均匀地包覆于叁维多孔氮掺杂的碳纳米片网络中。该结构设计的方法既有效缓解了 Co2P在循环过程中的体积膨胀问题,从而获得了高效的钠存储性能。同时实现了过渡金属磷化物负极材料的可控制备。
项楠[3]2016年在《胰头和壶腹周围肿瘤叁维可视化诊治平合构建及临床应用研究》文中指出研究背景胰头和壶腹周围肿瘤,特别是恶性肿瘤的诊治,应该在多学科综合治疗团队(multidisciplinary team, MDT)模式下,综合考虑患者年龄、性别、临床表现、一般情况、相关合并疾病、血液学和现代医学影像学检查结果,进行个体化的诊断和鉴别诊断,继而评估肿瘤是否可能切除。通过外科手术彻底切除原发病灶依然是治疗胰头和壶腹周围肿瘤共同的首选治疗方式,胰十二指肠切除术(pancreaticoduodenectomy, PD)是外科治疗的常规手术方式。目前国内大部分医院对于胰腺和壶腹周围肿瘤仍然是基于病人临床症状和影像学表现来诊断。其中影像学检查是非常重要的环节,目前临床常用的影像检查方法包括US、 CT、MR、MRCP、EUS等,在胰头和壶腹周围肿瘤的诊断中扮演不同的角色,各有优势和不足,临床医生通常选择联合使用上述检查方法提高诊断的准确率。但因其影像多为二维图像,即使高端CT和MR可以完成叁维重建,提供给临床医生的依然是二维图像,因此,外科医生需要根据自己的经验将二维图像在大脑中进行叁维重建完成疾病的诊断,诊疗过程中可能存在不确定性和误差。近年来,传统影像检查技术的不足逐渐被数字医学技术的优势所弥补。数字医学技术是在医学应用领域数字化人体研究的延伸,是应用数字化技术探讨医学机制、解决医学问题、解释医学现象、提高生命质量的一门科学。叁维可视化是数字医学技术的重要组成部分。近年来叁维可视化技术迅速发展,已经在普外科、骨科、整形科、妇产科、神经外科等领域进行了深入的应用基础研究,并已实现临床转化。叁维可视化技术能在术前获取、构建忠实于患者实际解剖的腹部脏器和血管叁维立体模型,深度解析活人体解剖病理改变,为肝胆外科医生提供个体化形态学依据,指导合理选择外科手术方案和预防术后并发症。但是叁维可视化技术应用于胰头及壶腹周围肿瘤病外科诊疗的研究尚处于初始阶段,目前仍然缺乏叁维可视化技术应用于胰头及壶腹周围肿瘤外科综合诊疗的临床大宗病例相关报道。因此,有必要率先在单中心试行构建胰腺和壶腹周围肿瘤叁维可视化诊治平台,并进行示范性临床应用研究；通过总结临床数据和诊疗效果分析,验证叁维可视化诊治平台构建的科学性、可行性和实用性,为叁维可视化技术在胰腺外科的推广应用提供理论和实践依据。本课题基于优化的腹部增强CT扫描方法获取胰头及壶腹周围肿瘤患者高质量亚毫米薄层螺旋CT数据；利用腹部医学图像叁维可视化系统(Medical Image Three-Dimensional Visualization System, MI-3DVS;软件专利号：2008SR18798)研究基于面绘制和体绘制相结合的叁维重建方法,快速、高质量构建胰腺及壶腹周围肿瘤3D模型；利用临床试验公共管理平台((Research Manager, ResMan)建立基于叁维可视化技术的胰头和壶腹周围肿瘤病例临床资料数据库；构建胰腺及壶腹周围肿瘤患者叁维可视化诊治平台并制定平台管理流程。通过病例回顾性研究,对MI-3DVS在胰头和壶腹周围肿瘤术前诊断的准确性进行对比分析研究；研究叁维可视化技术辅助胰十二指肠切除术治疗胰头和壶腹周围肿瘤的临床应用疗效；评估叁维可视化辅助单线连续胰肠端侧吻合技术在胰十二指肠切除术中预防胰瘘的应用价值；通过上述研究,系统评价胰头及壶腹周围肿瘤叁维可视化诊疗平台构建的临床应用价值和意义。一、构建胰头及壶腹周围肿瘤患者叁维可视化诊治平台目的：1.优化腹部增强CT扫描方法,获取高质量胰头及壶腹周围肿瘤病例亚毫米薄层螺旋CT数据；2.研究基于面绘制和体绘制相结合的叁维重建方法,快速、高质量构建胰头及壶腹周围肿瘤3D模型；3.利用ResMan临床试验公共管理平台构建基于叁维可视化技术的胰头及壶腹周围肿瘤病例临床资料数据库；4.构建胰头及壶腹周围肿瘤患者叁维可视化诊治平台,制定平台管理流程及探讨平台临床应用价值。方法：1.研究对象：2008年10月至2015年12月南方医科大学珠江医院肝胆外科、普通外科收治的胰头及壶腹周围肿瘤病例,共189例,其中男性81例,女性108例；年龄55.8±13.6岁。2.数据采集设备：(1)南方医科大学珠江医院影像中心荷兰PHILIPS公司Brilliance系列64/256层螺旋CT；造影剂选择优维显370mg I/ml、碘比乐370mg I/ml;(2)图像后处理工作站：Mxview工作站系统(64/256层螺旋CT预装)；(3)高配置计算机、HP刀片式服务器(南方医科大学数字医学临床中心)；(4)腹部医学图像叁维可视化系统(MI-3DVS)、医学影像可视化处理系统(3D+)。3.采集胰头及壶腹周围肿瘤病例高质量亚毫米CT数据的方法参考(Fang C H, Zhu W, Wang H, et al. A new approach for evaluating the resectability of pancreatic and periampullary neoplasms[J]. Pancreatology,2012,12(4):364-371.)。4.胰头及壶腹周围肿瘤病例3D模型构建方法：(1)基于面绘制快速重建方法：对于胰腺、肿瘤、胆管和胰管均采用面绘制方法,通过种子点区域生长进行数据分割；对于图像数据较大,可以通过系统工具复选框,点击“包围盒”工具,通过边界范围的缩小,减少重建的数据量,加快重建的速度；(2)基于面绘制分步、组合重建：胰腺、胆管、胰管等重要解剖结构原始CT数据与周围组织CT阈值差别较小时,重建的3D模型存在变形、部分缺失等误差,采用分步、多次重建器官的方法进行重建,最后通过组合的功能完成研究对象完整的叁维重建；(3)个体化肿瘤数据分割和重建：选择肿瘤与周围组织CT阈值差别较大的增强扫描数据(动脉期或静脉期)作为叁维重建数据来源；同时采用上述包围盒工具缩小目标区域,减少肿瘤重建的数据量,加快重建的速度：(4)基于体绘制和面绘制相结合的腹腔动脉系统重建：采用CTA数据进行体绘制重建腹腔动脉系统,相比面绘制方法,重建速度快,质量高；在调整阈值的过程中如出现动脉终末分支无法重建时,采用面绘制的方法重建缺失的血管,然后采用组合的方式完整重建动脉系统；(5)基于种子点区域生长法进行门静脉系统血管分割,面绘制方法叁维重建：相比动脉期CT数据,门静脉期数据的质量略差；当血管和周围组织阈值差别不明显时,体绘制重建可能导致血管分支减少和血管直径变细；面绘制重建采用种子点区域生长法完成血管分割,减少上述误差；(6)3D模型的后期优化：利用“数据图形处理工具”对3D模型进行平滑、去噪等优化处理；(7)3D模型准确性的验证：将叁维重建后3D模型和原始CT数据融合显示,由两位医师立体、多角度观察3D模型和原始CT数据的契合度,判断是否真实重建了CT数据,是否存在重要脏器和血管失真的情况；(8)基于3D模型的精确叁维量化分析：组合显示胰腺、肝脏、肿瘤、胆道、胰管、腹腔动脉系统和门静脉系统3D模型,通过旋转、缩小、放大多种方式操作3D模型来显示真实的人体腹部脏器和血管叁维空间结构。观察、分析胰头及壶腹周围肿瘤病患者3D模型特点,明确肿瘤的部位、大小,胆管、胰管扩张程度及变异,腹腔动脉系统和门静脉系统与肿瘤的空间关系。同时借助角度测量,长度测量,仿真切割等工具,进行3D模型感兴趣区域量化分析,获得精准的叁维数据。根据胰腺和壶腹周围肿瘤叁维可视化可切除分型评估标准判断肿瘤可切除性。5.叁维可视化胰腺3D打印：对于肿瘤与门静脉、肠系膜上静脉和肠系膜上动脉关系密切的复杂性胰腺和壶腹部肿瘤病例,在获取叁维可视化数据后,进行叁维可视化胰腺3D打印,通过术中间接导航,指导手术操作。6.构建胰头和壶腹周围肿瘤患者叁维可视化诊治平台：(1)制定胰头和壶腹周围肿瘤患者叁维可视化诊治平台的管理流程；(2)设计胰头和壶腹周围肿瘤病例特点的病例记录表(case record form, CRF)。包括病例的基线资料,血液学、影像学、3D检查资料,诊治过程中产生的数据等相关资料；(3)建立胰头和壶腹周围肿瘤患者叁维可视化诊治临床资料数据库：根据中国临床试验中心临床研究电子管理公平台(Research Manager, ResMan)的要求申请建立数据库管理病例的临床资料；并在中国临床试验注册中心进行临床试验注册。结果：1.采用试验注射法获取了的高质量亚毫米CT数据数据,胰腺、肿瘤、围胰腺区域血管、胆道、胰管等解剖结构显示清晰。2.95例胰头和壶腹周围肿瘤患者3D模型立体感强,可清晰再现胰腺的立体形态和胰腺周围解剖结构的特点；叁维显示肿瘤和扩张的胆道、胰管,明确梗阻部位；重建的围胰腺区域大血管：门静脉(PV)、肠系膜上静脉(SMV)、脾静脉(SV),肠系膜上动脉(SMA)、胃十二指肠动脉(GDA)、腹腔干动脉(CTA)、肝总动脉(CHA)、肝固有动脉(PHA)、脾动脉(SA)等,形态逼真,走行清晰可辨,显示率为100%。对叁维模型进行组合、拆分、旋转、立体观察,可以清楚了解肿瘤与围胰头区域血管及其周围器官、组织的关系。3.8例复杂胰头及壶腹周围肿瘤病例叁维可视化3D打印模型完全忠实于CT原始数据和叁维可视化3D模型。将胰腺3D打印模型带入手术室与术中手术实时比对分析,通过不断调整胰腺3D打印模型至最佳的解剖位置,提供直观的间接导航,指导关键手术步骤。精确定位病灶,快速识别和定位关键解剖部位,实时引导分离重要血管,确定手术切除平面。4.成功构建胰头及壶腹周围病例叁维可视化诊治临床资料数据库：基于ResMan临床试验公共管理平台的公共数据库(public accessable database)。根据胰头及壶腹周围肿瘤病例诊疗特点,开发数据库管理流程,设计临床试验病例记录表(case record form, CRF),方便试验研究者保存和管理试验资料,提高记录可靠性,利于提高临床试验质量。3D技术指导胰头及壶腹周围肿瘤外科综合诊疗公共数据库达到中国临床试验中心的规范要求,成功完成临床试验的注册。5.以叁维可视化和3D打印技术为技术核心,以ResMan数据库为数据管理和分析平台,成功构建胰头及壶腹周围肿瘤患者叁维可视化诊治平台。结论：1.高质量胰头及壶腹周围肿瘤患者亚毫米CT数据能够提供人体腹部脏器和血管高分辨率的影像学特征,满足3D模型数据分割、叁维重建的要求；2.胰头及壶腹周围肿瘤患者3D模型和复杂病例胰腺3D打印模型能对肿瘤的形态和部位,胆管、胰管梗阻的部位和扩张程度,胰腺病理形态改变,肿瘤与周围大血管的空间关系作出准确系统全面的诊断,指导外科医生评估肿瘤可切除性；3.基于ResMan临床试验公共管理平台建立的3D技术指导胰头及壶腹周围肿瘤外科综合诊疗公共数据库,有利于提高胰头及壶腹周围肿瘤患者叁维可视化诊治平台临床应用疗效的评价质量；4.胰头及壶腹周围肿瘤患者叁维可视化诊治平台工作流程设计合理,具有临床应用示范价值。二、叁维可视化技术辅助胰十二指肠切除术治疗胰头和壶腹周围肿瘤临床应用价值研究目的：1.探讨MI-3DVS在胰头和壶腹周围肿瘤术前诊断的价值；2.评价叁维可视化技术辅助胰十二指肠切除术治疗胰头和壶腹周围肿瘤的临床应用价值。方法：1.研究对象：通过论文第一部分建立的ResMan临床试验公共管理平台胰头和壶腹周围肿瘤临床资料数据库回顾性提取南方医科大学珠江医院2008年10月至2015年12月期间共71例经叁维可视化技术辅助胰十二指肠切除术外科综合治疗的胰头和壶腹部周围肿瘤进行研究,其中男性37例,女性34例,年龄56.9±12.9岁,定义为叁维可视化组(A组)。同时,提取同时间段共80例接受胰十二指肠切除术(无叁维可视化技术辅助)的胰头和壶腹部周围肿瘤患者资料,男37例,女51例,年龄59.2±11.4岁,定义为对照组(B组)。两组患者在般资料方面(性别、年龄、合并疾病、临床症状、实验室检查等)进行比较,统计学结果差异无显着性(P>0.05),具有可比性。2.纳入标准：(1)年龄大于18岁；(2)符合胰头和壶腹周围肿瘤的诊断定义；(3)肝功能Child-pugh分级A级或B级；(4)已施行胰十二指肠切除术；(5)A组病例均行US、CT、MR和MI-3DVS检查。3.数据采集：(1)US：采用Philips Ultrasound ATL HDI 3500/5000彩色超声诊断仪,探头频率2.5～5.0 MHz。在进行检查之前,需要患者进行禁食7-9 h,检查时患者仰卧或者右侧卧。使用超声进行常规检测,主要包括肝脏、胆道系统及胰腺。动态观察病变部位与周围结构的关系,典型图像存入超声工作站。(2)MR：采用Philips Archieva 1.5/3.0T核磁共振仪进行检查。所有病例均行低张MR平扫、MRCP及增强扫描。检查前均空腹8-12 h,使用体部相阵控线圈。取仰卧位,查常规平扫。MRI包括轴位和冠状位FSE序列呼吸门控T2WI成像,TR:8000-16000ms, TE:200-252ms,视野24-36cm,层厚2-5mm,层数30-60,矩阵512×192,激励次数2,扫描时间4-6分钟。患者MRI平扫结束后,即行MPCP检查。所有数据采集在一次屏气内完成。全部检查约需15～20min。(3)亚毫米CT数据收集方法同第一部分。(4)胰头和壶腹周围肿瘤3D模型建立方法同第一部分。4.基于]MI-3DVS叁维重建个体化胰头和壶腹周围肿瘤的形态学分类诊断和可切除性评估方法：(1)结合多种因素进行胰头和壶腹周围肿瘤的形态学分类诊断：任意组合、旋转、缩放显示重建后的3D模型,叁维立体观察、测量重要的解剖结构。包括肿瘤的部位(Location, L),胆总管远端狭窄(Stenosis, S),肝外胆管扩张(Distention, D),主胰管扩张(Main Pancreatic Duct Dilatation,MD)和胰腺萎缩(Atrophy, A).(2)基于MI-3DVS的个体化胰头和壶腹周围肿瘤可切除性分型,参见文献(Fang C H, Zhu W, Wang H, et al. A new approach for evaluating the resectability of pancreatic and periampullary neoplasms[J]. Pancreatology,2012,12(4):364-371.)。5.基于CT胰头和壶腹周围肿瘤可切除性评估方法参见文献(Loyer E M, (David C L, Dubrow R A, et al. Vascular involvement in pancreatic adenocarcinoma: reassessment by thin-section CT[J]. Abdom Imaging,1996,21(3):202-206.)。6.影像图像分析方法：所有的影像资料分析人员不了解临床预后和其他影像学检查结果。盲审影像学检查主要评价指标包括：(1)肿瘤的位置；(2)确定是否存在肝外胆管扩张；(3)确定是否存在胰管扩张；(4)确定是否存在胰腺萎缩。不同检查方法对上述病理改变的诊断结果采用以下统计学指标评估：敏感性(Sensitivity)、特异性(Specificity)、准确度(Accuracy)、阴性预测值(Negative predictive value, NPV)、阳性预测值(Positive predictive value, PPV)、约登指数(Youden index)和Kappa值。7.评价指标：(1)叁维可视化辅助胰十二指肠切除术术前规划：将重建的胰头和壶腹周围肿瘤3D模型导入MI-3DVS系统中,对3D模型中的各组成部分(胰腺、肿瘤、肝脏、胆道、胰管、腹腔动脉系统和门静脉系统)进行透明化、组合、拆分、旋转、缩小、放大等操作,多层次、多角度、全方位地观察胰腺和围胰头区域血管的解剖特点和相互关系。主要进行：基于MI-3DVS叁维重建个体化胰头和壶腹周围肿瘤的形态学分类诊断和基于MI-3DVS叁维重建个体化胰头和壶腹周围肿瘤可切除性评估。在MI-3DVS系统中,通过系统自带的叁维切割、叁维长度测量、叁维角度测量等工具对重建模型进行模拟手术操作。通过多次的仿真切割、测量等操作,确定最佳的手术入路,预见术中可能发生的血管损伤,避免意外出血。(2)外科治疗效果评价：将可以阅读3D模型的笔记本电脑带入手术室,术中实时指导手术,及时调整手术入路,尤其是临近大血管时,术中再次阅读3D模型,避免不必要的血管损伤和出血,及时调整手术路径。手术过程的评价指标：手术时间、术中出血量、术中输血量、术中异常出血(手术操作过程中围胰头区域大血管损伤)的情况、第一天腹腔引流量。围手术期效果评价指标：①术后实验室相关检验结果：肝功能等；②术后并发症发生情况：胰瘘(A级、B级、C级)、胆瘘、肝功能脏器、胃排空延迟、胰腺炎、腹腔脓肿、腹腔出血、消化道出血、胸腔积液、切口感染、二次手术；③术后住院时间；④围手术期死亡率。8.统计学处理：采用均数±标准差表示连续变量,采用t检验对计量资料进行统计分析；采用χ2检验或Fisher's精确检验对计数资料进行统计分析。假设P<0.05为差异有显着性,具有统计学意义。采用SpSS13.0 (SPSSInc.,Chicago,IL,USA)统计学软件对所有原始数据进行分析。结果：1.胰头和壶腹周围肿瘤3D模型的临床诊断结果通过MI-3DVS对胰头和壶腹周围肿瘤病例胰腺、肿瘤、腹腔血管、胆道、胰管等腹部器官和血管的进行CT图像的分割和重建,71例患者胰腺及围胰头区域各管道系统叁维可视化图像立体感强、形象逼真,可清晰地显示胰腺的叁维立体形态,判断有无萎缩；肿瘤的部位和形态；肝外胆管立体形态显示清晰(胆管远端狭窄、扩张胆管的长度和直径)；门静脉和腹腔动脉系统及其分支在胰腺周围的立体分布等情况也清晰显示。基于MI-3DVS叁维可视化胰头和壶腹周围肿瘤的个体化形态学分类诊断结果和术中探查一致。2.不同影像学检查方法的诊断对比分析结果MI-3DVS在肿瘤定位诊断的准确率高于US (P=0.000), CT (P=0.001)和MR(P=0.003),差异有统计学意义。在肝外胆管扩张检出的诊断度高于US(P=0.000)和CT(P=0.037),差异有统计学意义；但与MR(P=0.476)相当,差异无统计学意义。MI-3DVS在主胰管扩张检出的阳性预测值(PPV)、阴性预测值(NPV)均为100%,总体准确率高于US(P=0.000),差异有统计学意义；但与CT(P=0.128)和MR(P=1.000)相当,差异无统计学意义。在胰腺萎缩的诊断准确率高于US(P=0.034),差异有统计学意义,但和CT (P=0.346)、MR (P=0.346)相当,差异无统计学意义。MI-3DVS在胰头和壶腹周围肿瘤各项病理改变检测方面的约登指数和Kappa值均接近术中探查结果。3.叁维可视化技术辅助胰十二指肠切除术临床应用评价结果基于MI-3DVS的个体化肿瘤可切除评估结果与术中探查一致,其准确率优于基于CTA评估的准确率(100% vs 87.4%,P=0.002),差异有统计学意义。A组手术时间明显短于B组(291.6±75.6 min vs 324.8±102.4 min, P=0.026),差异有统计学意义。A组术中出血量少于B组(479.5±384.5mL vs 718.7±444.7 mL, P=0.001),差异有统计学意义。A组在进行可切除探查过程中围胰头区域大血管异常出血发生率少于B组(4.2% vs 15.0%,P=0.031),差异有统计学意义。A组与B组在围手术期指标统计方面,差异无统计学意义。结论：1.基于MI-3DVS的胰头和壶腹周围肿瘤3D模型相对于B超、CT、MR图像,立体感强,在个人电脑上可通过旋转、缩放、拆分融合及透明化操作来显示观测,能使外科医生更方便、直观了解患者腹部脏器解剖关系,减少手术医生阅读二维图像后大脑叁维重建的不稳定性和误差,避免侵入性检查(ERCP等)所带来的操作风险；2.腹部医学图像叁维可视化系统(MI-3DVS)可以作为胰头和壶腹周围肿瘤病例其他影像学检查方法的一种有益补充手段,是术前评估的一种创新方法；3.叁维可视化技术辅助胰十二指肠切除术虽然在预防术后并发症发生并未体现出优势,但是手术医生通过术前规划手术,优化手术探查路径,在缩短手术时间,减少术中出血量,尤其是术中异常出血具备优势,有一定的临床应用价值和前景。叁、叁维可视化辅助单线连续胰肠端侧吻合技术预防胰十二指肠切除术胰瘘的研究目的：评估叁维可视化辅助单线连续胰肠端侧吻合技术在胰十二指肠切除术中预防胰瘘的应用价值。方法：1.研究对象：选择论文第二部分A组病例中施行单线连续胰肠端侧吻合术的病例,通过第一部分建立的ResMan临床试验公共管理平台胰头和壶腹周围肿瘤临床资料数据库提取病例详细资料。2012年1月至2015年12月患者37例(C组),其中男性21例,女性16例；中位年龄52岁(31-70岁)。胰头癌19例,胆总管下端癌3例,壶腹部癌7例,十二指肠乳头癌8例。良性疾病者不纳入本组研究。2.采集腹部CT数据所需设备和方法,CT数据的分割和叁维重建方法,同第一部分。3.病例纳入标准：实施胰十二指肠切除术过程中胰腺消化道重建方式为单线连续胰肠端侧吻合的病例。4.叁维重建和可切除性评估：任意组合显示重建后的3D模型,进行术前诊断和可切除性评估。主要观察要素包括：肿瘤的形态、大小及部位；围胰头区域血管的分布和形态；分析胰管解剖特点,精确定位胰管位置,测量胰管直径；测量预切除胰腺残端直径：胰腺残端直径=(上下径十左右径)／2。进行基于MI-3DVS的可切除性分型评估。5.手术方法：单线连续胰肠端侧吻合术,具体方法参见文献：项楠,方驰华,伍天崇,等.叁维可视化系统结合单线连续胰肠端侧吻合术用于胰十二指肠切除术临床研究[J].中国实用外科杂志,2014(03)：245-248.6.术后并发症评价方法：根据国际胰瘘研究小组(ISGPF)对于胰瘘和胃排空延迟(DGE)的定义进行分类和评价。根据外科手术并发症Clavien-Dindo分级标准进行术后并发症的评价,Ⅲ级及以上并发症被纳入术后并发症的发生率。7.统计学处理：采用SpSS13.0 (SPSSInc., Chicago, IL, USA)统计学软件对所有原始数据进行统计分析。计数资料的比较采用t检验。假设P<0.05为差异有统计学意义。结果1. MI-3DVS可切除性分型评估结果：Ⅰ型17例、Ⅱ型11例、Ⅲ型2例。2.主胰管直径为(2.9±1.3)mm,胰腺残端直径为(3.8±0.4)cm,与术中探查结果一致(P>0.05)。主胰管、副胰管同时扩张3例(8.1%)。3.37例均成功施行单线连续胰肠端侧吻合术,手术时间15min (10-26 min)。术后胰瘘发生率为5.4%(2/37),均为A级胰瘘。无腹腔出血、胆瘘等并发症,无死亡病例。术后住院时间11d(7-17 d)。结论：1.运用MI-3DVS系统,采用叁维可视化指导下单线连续胰肠端侧吻合简便易行,对胰?
卢秉恒, 李涤尘, 田小永[4]2015年在《增材制造(3D打印)发展趋势》文中提出增材制造又称为3D打印,在过去30年间取得了快速发展并展示出前所未有的发展潜力。同时,这项发展潜力巨大的技术对传统工业也产生了不可估量的影响。3D打印技术将会推动生产模式的变革,通过实现5个"任意"的工艺发展,将会为制造行业带来一个以定制化制造为特征的新时代。3D打印的技术进步及其与传统制造工艺的融合,将推动制造业在材料研发、产品设计、生产工艺等方面进一步创新发展。最终,3D打印技术将与等材制造、减材制造形成叁足鼎立局面,共同分享整个社会的制造业价值。
权利军[5]2016年在《纤维增强3D打印复合材料的制备及力学性能》文中提出3D打印作为一种以物联网为基础的智能制造技术,近年来在工业领域中发展迅速,但以聚合物为耗材的3D打印成型构件的强度普遍较低,限制了产品的应用范围。纤维增强3D打印复合材料为3D打印技术的发展提供了新的思路,分别以短纤维、长丝、纱线组织的方式结合3D打印技术的成型特点制备纤维增强3D打印复合材料,通过高性能纤维的强力优势改善成型构件整体强力,扩大3D打印产品的应用范围。本文在对光固化3D打印技术成型原理研究的基础上,通过对设备的改装重组,在原有3D打印设备上增添了一套自动循环搅拌系统,使新设备能够制备短纤维增强3D打印复合材料,设计了一套制备短纤维增强3D打印复合材料的工艺流程,对短纤维光敏树脂悬浊液中短纤维的分散均匀度进行了研究,成功制备了短纤维增强光固化3D打印复合材料,并对复合材料的力学性能和界面进行了研究分析。通过对熔融沉积3D打印技术成型特点的分析,研究了聚乳酸(PLA)单丝在3D打印成型构件中的分布情况,制备了不同种类的标准拉伸试样,并分析了聚乳酸单丝的直径、排列紧密度、排列方式、对标准试样力学性能的影响。研究了光固化3D打印技术在制作立体空间模型上的特点,在原有光固化3D打印设备的基础上增加了一套纱线编织系统,使新设备能够制备叁维编织光固化3D打印复合材料,设计了叁维编织光固化3D打印复合材料的制备工艺,成功制备了不同类别的叁维编织光固化3D打印复合材料,并分析了不同维度纱线系统对成型复合材料力学性能的影响,结论:(1)实验中在原有3D打印设备的基础上添加了自动循环搅拌系统,利用长度分别为1mm、3mm、5mm的短切碳纤维作为增强体成功制备了短纤维增强光固化3D打印复合材料,分析了复合材料的力学性能,结果表明:与纯光敏树脂相比,添加了1mm和3mm短切碳纤维的复合材料,其拉伸断裂强度较小,添加了5mm短切碳纤维的复合材料,其拉伸断裂强度较大。当所添加短切碳纤维的长度为1mm或3mm时,随着所加入碳纤维质量分数的增加,复合材料的拉伸断裂强度逐渐降低;当所添加的短切碳纤维的长度为5mm时,随着所加入的碳纤维质量分数的增加,复合材料的拉伸断裂强度在增加。碳纤维在复合材料中分布越均匀,复合材料的整体力学性能表现的越优良,碳纤维的增强作用越明显。(2)探索了FDM型3D打印机的工作原理,对PLA线材的打印温度进行了研究。探究了PLA单丝和不同单丝直径下不同单丝排列紧密度、排列方式对所形成构件力学性能的影响,结果表明:由0.2 mm和0.4 mm直径的喷头所喷出PLA单丝,其拉伸断裂强度在实验误差范围内基本一致;PLA单丝排列越紧密,FDM型3D打印构件的拉伸断裂强度越大;当PLA单丝排列紧密度为100%时,PLA单丝排列方式和直径不会影响FDM型3D打印构件的拉伸断裂强度;当PLA单丝排列紧密度小于100%时,由相同直径PLA单丝制备的构件其拉伸断裂强度特点是:构件中PLA单丝按同心线方式排列的拉伸断裂强度最大;PLA单丝按线型方式排列的拉伸断裂强度居中;PLA单丝按网格排列的试样拉伸断裂强度最小;当PLA单丝排列紧密度小于100%且PLA单丝排列方式一致时,相对于0.2 mm PLA单丝由0.4 mm PLA单丝所打印的构件的拉伸断裂强度较大。(3)通过结合叁维织造技术和光固化3D打印技术,制备了叁维编织光固化3D打印复合材料,其中选择碳纤维纱线、高强聚乙烯纱线、玻璃纤维纱线分别在交织后固化在光敏树脂中。选择二维纱线系统和叁维纱线系统分别与光敏树脂制备成复合材料,并分析了复合材料的力学性能,结果表明:嵌入编织纱线后的叁维编织光固化3D打印复合材料,其拉伸断裂强度较纯光敏树脂有明显提高,且嵌入高强聚乙烯纱线的复合材料断裂强度提升185.9%,嵌入玻璃纤维纱线的复合材料断裂强度提升84.2%,嵌入碳纤维纱线的复合材料断裂强度提升22.7%;嵌入编织纱线后的叁维编织光固化3D打印复合材料,其弹性模量较纯光敏树脂都有提高,且嵌入高强聚乙烯纱线的复合材料提高197.58%,嵌入玻璃纤维纱线的复合材料提高164.55%,嵌入碳纤维纱线的复合材料提高151.51%;光敏树脂向高强聚乙烯纱线和玻璃纤维纱线内部渗透和固化形态较好,光敏树脂向碳纤维纱线内部有渗透但并未完全固化,固化形态较差;叁维纱线系统比二维纱线系统更能保持复合材料的整体性与统一性。
魏冰[6]2016年在《二氧化锰/叁维结构石墨烯电极材料制备及电化学性能》文中指出石墨烯材料拥有诸多优异性能,因此有希望成为高性能超级电容器电极材料。但是二维石墨烯易发生片层堆砌复合且比电容较小,这些缺点极大地限制了其在超级电容器领域的应用。为克服上述缺点,论文采用燃烧合成法以及氧化石墨烯自组装方法制备具有微观叁维多孔结构的石墨烯材料,通过将叁维石墨烯与二氧化锰复合,实现制备高性能超级电容器电极材料目标。本文研究了燃烧合成过程中碳源种类以及自组装过程中还原剂用量对于石墨烯微观叁维形貌结构影响,并对其形成机理进行讨论。为了进一步获得高性能超级电容器电极材料,本文提出了新颖的反相微乳液法制备二氧化锰/叁维石墨烯复合电极材料。在反相微乳液法的基础上,采用原位合成法制备二氧化锰/叁维石墨烯复合电极材料,使二氧化锰/叁维石墨烯电极材料电化学性能获得进一步提升。燃烧合成法可以快速制备出具有不同微观叁维形貌结构的石墨烯材料。改变碳源(碳酸镁、碳酸钙以及二氧化碳)种类,可以实现对石墨烯微观叁维形貌控制。碳源差异会导致石墨烯缺陷密度以及氧化物含量变化,进一步影响其电化学性能。采用机械混合法实现微观叁维石墨烯与二氧化锰复合,使材料比电容由27.8 F/g提高到147.2 F/g。探索还原剂用量对自组装叁维石墨烯孔结构形成影响规律,考察还原剂用量与石墨烯表面官能团种类及数量关系,给出具有最佳电化学性能叁维石墨烯合成工艺条件。研究发现适当的还原剂用量会改变自组装叁维石墨烯表面官能团组成以及孔结构参数,获得具有优异电化学性能的电极材料。提出反相微乳液法制备二氧化锰/叁维石墨烯超级电容器复合电极材料。利用石墨烯强烈的亲油疏水特性,使其在油相中均匀分散;通过高锰酸钾与硫酸锰水溶液在微乳液滴内发生氧化还原反应制备二氧化锰颗粒,并负载于石墨烯叁维多孔结构表面。反相微乳液体系中表面活性剂具有模板化作用,可以制备出“纳米棒”或“纳米球”状二氧化锰颗粒。热退火处理条件会影响二氧化锰结构水含量、结晶状态以及比表面积,从而改变电极材料整体电化学性能。在最佳热处理条件下(150°C),复合电极材料比电容由222.5 F/g提高到387.9 F/g;经过1000次多循环测试后,样品电容保持率为90.4%。以反相微乳液方法为基础,原位合成制备二氧化锰/叁维石墨烯超级电容器复合电极材料。利用高锰酸钾与石墨烯表面碳发生的氧化还原反应,在石墨烯表面原位生成二氧化锰涂层。与反相微乳液方法相比,该方法可以实现“一步法”获得高性能二氧化锰/叁维石墨烯复合电极材料目标。研究发现,该方法获得二氧化锰微观形貌为涂层结构,这种结构与叁维石墨烯表面结合紧密,有助于发挥叁维石墨烯高导电性优势。相同测试条件下(测试电流密度0.5 A/g),与反相微乳液法相比,原位合法制备二氧化锰/叁维石墨烯复合电极材料比电容由222.5 F/g提高到479.6 F/g;1000次多循环测试后,样品电容保持率由90.4%提升至92.7%。
林巧文[7]2016年在《制度变迁视角下叁维地籍建设中的利益相关者研究》文中研究表明随着对地上地下空间的多维利用,传统的基于二维平面以地表权利为核心的二维地籍已不能满足地籍管理的需求,建立叁维地籍成为解决这一问题的必然选择。2001年11月在荷兰的代尔夫特理工大学举行的以叁维地籍为主题的研讨会为叁维地籍的研究拉开了序幕。至此,越来越多的国际学者展开了对叁维地籍的研究。其研究范围也逐渐从最初的叁维地籍数据模型构建和可视化等技术问题深入到了有关叁维地籍的立法,叁维地籍的建立成本以及与之相配套的制度等非技术问题。然而,目前世界上并没有真正的叁维地籍。显然,技术因素是制约其实现的一大障碍。但这些障碍已经逐渐得以扫除。不同类型的数据模型,如核心地籍领域模型(Core Cadastre Domain Model), ISO 19152土地管理领域模型(ISO 19152 Land Administration Domain Model), EPLAN模型(ePlan Model)等的提出,为叁维表示提供了更好的支持。尽管只是代表性地采用层高作为标准高度,但叁维登记的确在西班牙得以实现。此外,荷兰为用叁维PDF文件作为土地登记行为提供了可能性。瑞典至从2004年1月1日起就一直对叁维产权信息进行探索和实践。许多叁维地籍的试点项目正在或者已经在许多国家实施如俄罗斯,以色列,挪威,澳大利亚和日本等。不可否认的是,技术问题如叁维数据的采集和叁维地籍的可视化等将不会是困扰叁维地籍实现的主要问题,接下来的任务是优化这些技术以便和特定的组织,社会,法律环境相匹配。另一方面,相比国内学者对叁维地籍技术问题的关注和研究,越来越多的国外学者意识到了非技术问题的重要性。Paulsson和Paasch, Hassan和Rahman指出叁维地籍的法律,组织等问题和叁维地籍的技术问题一样重要。一些学者甚至提出叁维地籍的制度和管理问题比技术问题更重要。他们认为正是管理和制度问题决定了土地信息系统的成败。Molen指出如果没有明确定义叁维产权,叁维地籍就没有任何意义。这是因为正如地籍与土地紧密相关,地籍也同样与人和制度紧密相连。正如科技能改变地籍,特定的社会、政治和经济背景也能塑造地籍。到最后,用户的需求、土地市场的需求、法律框架和技术可能性将最终决定叁维地籍在每一个国家的复杂水平。Paulsson和Paasch指出叁维地籍中的技术问题和非技术问题如组织、人和法律等问题都应引起重视,只有这样这个领域的研究才能取得一种平衡。而纵观国内外研究成果,鲜少学者对被视为地籍建设成败起决定作用的利益相关者进行深入研究。尽管国外学者已经开始展开了对制度问题的探讨,并已将利益相关者研究视为一重大课题开展研究,但其研究也并不丰富。而国内学术界由于对叁维地籍的研究展开相对较晚,其研究也主要集中在对叁维地籍的技术和法律层面的探讨,相关的利益相关者研究尚未提及。本文在国内外有关叁维地籍研究的最新成果的基础上,以制度变迁为视角,瞄准叁维地籍中的利益相关者,运用演绎推理,归纳推理,制度理论,博弈理论,利益相关者理论等规范性研究方法,结合案例研究,半结构式的深入访谈,专家调查法,米切尔评分法等实证研究方法,将叁维地籍有关研究进一步推进。在研究过程中,以武汉市为研究案例,笔者相继走访了相关政府机构,地籍管理部门,城市规划部门,地铁集团公司,水利水电部门,交通部门,叁维技术研发等利益部门和公司,采访了地籍管理者,土地使用者,相关法律专家,相关技术人员,学者,建筑师,工程师,测量师,登记人员,土地规划师等33名利益相关者,获得了详尽的第一手访谈资料和数据。对于该问题的深入和系统的研究具有重要的理论价值和实践意义。从理论意义上来讲,本文揭示了从传统的二维地籍必将向叁维地籍转变的深刻的理论背景和现实背景,系统剖析了中国地籍管理制度的演变进程,丰富和发展了地籍管理理论的研究。同时,本文系统研究了叁维地籍建设中利益相关者的特征属性,深入探究了叁维地籍建设中利益相关者要求及行为策略选择模型,推进了利益相关者理论在地籍领域的发展。从实践意义上来讲,本论文采用案例研究,半结构式的深入访谈,专家调查法,米切尔评分法等实证分析,对叁维地籍中的利益相关者进行识别和分类,为我国叁维地籍中不同利益相关者的利益要求提供了基本依据和解决思路。本文基于博弈论和制度变迁理论等,剖析了叁维地籍中利益相关者的行为策略和最优模型,为加快推进叁维地籍的建设提供了政策指导。本研究的整体框架和主要研究内容如下：(1)第一章和第二章首先对研究的缘起、研究的问题和意义、研究目标、研究思路和方法进行了介绍,梳理了国内外有关叁维地籍及利益相关者研究的现状及进展,对整个研究进行了一个概览。(2)第叁章对论文中的一些基本概念如宗地、地籍、叁维产权、叁维地籍等进行了界定,归纳总结出传统的二维地籍和叁维地籍的区别所在,阐述了叁维地籍中利益相关者分析的相关理论分析框架包括制度变迁理论、利益相关者等理论和分析方法,步骤,为本文奠定了理论基础。(3)第四章借鉴制度分析的理论与方法深度剖析了中国地籍管理制度的演变进程,深入分析了现行的传统的二维地籍所存在的局限,探究了由二维地籍转变为叁维地籍的驱动所在。研究表明,中国地籍管理制度存在着显着的特点,它无论是在法律层面还是在组织制度安排上都表现出明显的路径依赖。而且中国地籍管理制度的演进过程并不是线性的,其中也历经了不断的调试和改变。另外,中国的地籍管理制度与其国家的政治、经济、文化、历史背景等有着密不可分的关系,其中经济状况对其影响极为深远。在此基础上,本章指出了由传统的二维地籍转变为叁维地籍的可能性和必然性。(4)第五章采用专家意见法,利用米切尔的叁维属性分析法识别出叁维地籍中的利益相关者并对其进行了分类。本研究界定出37类利益相关者,将叁维地籍中的利益相关者划分为核心利益相关者,中间利益相关者和边缘利益相关者叁大类,在此基础上结合权利／紧急矩阵归纳分析出叁维地籍中的四大利益主体集团包括政府机构,地籍管理部门,叁维地籍数据使用者和叁维技术开发者。(5)第六章基于扎根理论的叁级编码,运用实际案例定性分析了叁维地籍中四大利益主体集团的利益诉求。研究表明,政府机构所关注的最核心问题是叁维地籍建立的紧急性。地籍管理部门对叁维地籍数据的维护与更新上的探讨最为迫切。便利性是叁维地籍数据使用者最为考虑的问题。叁维技术开发者对建立叁维地籍后是否自身获利最为关注。该研究结果为叁维地籍建立中各利益相关者行为策略的探讨奠定了基础。(6)第七章在基于对叁维地籍中利益相关者要求的认识的基础上,运用博弈论分析理论和方法,建立了叁维地籍中核心利益相关者行为策略选择模型,研究了其行为主体之间存在的行为选择策略和效用均衡的问题。通过两两博弈行为分析在建立叁维地籍的过程中得出实现由传统二维地籍转变为叁维地籍的根源在于成本和利益的比较。而政府在建立叁维地籍的过程中有着非常特殊的利益性质和角色。现在的叁维地籍的建立情况处于一种囚徒困境的非纳什均衡。为了推进叁维地籍的建立,必须明确建立叁维地籍的利益所在及政策时滞,充分发挥政府的角色和职能,突破囚徒困境,实现最优的策略选择。(7)第八章是结论部分。在基于以上研究的基础上对本研究进行了归纳和总结,得出一些初步结论、政策建议和进一步的研究建议。该研究的创新点体现在以下几个方面：(1)借用20世纪90年代后西方学者关于利益相关者分类的研究方法,首次基于实证调研的数据对我国建立叁维地籍中的利益相关者进行了识别和分类。本文在研究过程中通过半结构式的深入访谈,专家评分和统计分析,借鉴西方学者常用的分类思路,从紧急性、合法性、权力性叁个维度将我国建设叁维地籍中的利益相关者分为核心利益相关者、中间利益相关者和边缘利益相关者,并归纳分析出四大利益主体集团,该研究是对有关叁维地籍研究的推进。(2)本文基于严谨的规范分析和实证分析表明,各类利益相关者有着不同的利益要求和行为策略选择。通过博弈论分析得出在建立叁维地籍的过程中得出实现由传统二维地籍转变为叁维地籍的根源在于成本和利益的比较。而政府在建立叁维地籍的过程中有着非常特殊的利益性质和角色。现行的叁维地籍的建立处于一种囚徒困境的非纳什均衡。对叁维地籍建设中利益相关者要求的内容和行为策略等问题的研究在现有的文献中尚未见到,本文在这些领域的首创性的研究结果为我国建立叁维地籍提供了政策指导。(3)创造性地将制度变迁理论运用于叁维地籍的研究之中,并提炼出我国地籍管理制度的演变规律。研究表明,中国地籍管理制度存在着显着的特点,它无论是在法律层面还是在组织制度安排上都表现出明显的路径依赖。本研究从更广泛的制度经济学的视野中来看待地籍管理的本质作用和运行机理,有助于我们在进行地籍研究时跳出狭隘的管理学的思维框架,这也是本研究工作的另一大贡献。然而,不得不提的是,有关叁维地籍建设中的利益相关者的研究之路才刚刚开启,未来的研究还有许多要完善之处。(1)案例研究还有深入挖掘的潜力。尽管案例研究较适合探索性理论,但仅针对个别城市的案例研究对结论的说服性要明显弱于大样本的实证研究。然而,由于现实生活中叁维地籍中不同类型利益相关者采访数据收集的限制以及作者研究能力和精力的有限,本文仅选用武汉市为案例研究,使得案例分析部分略显单薄。而随着调研的深入,大样本实证研究将有助于研究的进一步深入,这也将是未来研究工作的一项重要实践。(2)叁维地籍中不同利益相关者行为策略模型还有待进一步的验证和修正。在模拟不同利益相关者行为策略选择时,为了简化问题,将博弈视为两两博弈。然而在现实生活中叁维地籍的不同利益相关者行为及背景相当复杂,而且,由于各省市在政治经济背景,空间构架,管理模式等方面均存在着一定的差异性,该模型不可能将所有叁维地籍中不同利益相关者结构和行为演进过程囊括在内,因此在后续的研究中还有必要对该模型加以不断的深化、验证和修正。(3)本文对叁维地籍中利益相关者相关问题的研究和所得结果与结论仅是该研究的起点,更重要的是如何将研究结果和结论与实践相结合来指导实践。与此同时,有关叁维地籍中利益相关者的利益要求也需要进一步做细化研究,叁维地籍中利益相关者利益要求的实现程度与方式,叁维地籍中不同利益相关者行为决策和策略,国内外叁维地籍建设中不同利益相关者的对比研究等也仍需要大量的研究与实践。(4)在研究过程中有必要将利益相关者的动态特点考虑在内。纵观国内外有关利益相关者的研究,大多数研究都将利益相关者作为静态来研究。而在二维地籍走向叁维地籍的过程中,不同利益相关者的地位和角色有可能也将随之逐渐发生变化。有些利益相关者会退出有些利益相关者会进入。在研究过程中其利益要求也有可能随着时间的推移和项目的进展而有所改变。因此,以后的研究中有必要加强对利益相关者的动态研究。
赵海明[8]2017年在《3D打印设计与个性化制造技术》文中研究说明3D打印是一种快速成型技术,能够高效地将数字化叁维模型制造成实体,有效提高设计、制造物体的效率。随着桌面级3D打印机价格不断下降,3D打印技术的快速普及使普通用户体验到制造个性化模型的乐趣。在进行3D打印之前,需要首先对物体进行数字化建模,但是如何将普通用户的设计想法转换为可打印3D数字化模型是目前普遍存在的难点之一。用户要求模型美观、能够满足特定需求、并具有个性化和趣味性。所以在模型设计阶段需要充分考虑打印成品的功能性,对数字模型进行相应优化调整。目前常用的3D建模软件能够生成可3D打印模型,但建模过程主要基于物体外观进行,难以保证打印物体满足相应设计功能。由于建模过程中缺少对于结构的优化,常常导致打印材料的浪费,增加打印耗时。对于用户个性化的需求,比如制作不倒翁玩具、类似糖画的可食用物体,目前并没有可行解决方案,而制作过程中涉及到网格编辑、物体结构分析与仿真、图像抽象化等内容对于普通用户十分繁琐,需要相应算法满足此类需求。本文对3D打印设计与个性化制造相关问题进行了深入探讨,结合物理仿真、图像编辑等技术提出了高效易用的解决方案。本文主要内容与贡献如下:·提出了一种优化壳体厚度参数的方法,能够在保持物体结构强度的基础上,减少打印材料消耗。在用户输入网格模型和相应受力情况后,本算法能够自动根据应力约束对厚度参数进行优化,并生成可进行3D打印的封闭壳体。本算法主要有以下两点贡献:1、使用分割算法对输入网格模型进行分块。采用壳单元有限元仿真模型对物体进行仿真。2、本算法推导了刚度矩阵、节点位移等物理量对厚度参数的导数解析形式,提高了仿真优化过程速度。采用交替优化过程求解优化问题,将非线性优化问题在局部转化为线性规划问题。采用灵敏度分析方法进一步加速优化过程。使用不同种类3D打印机、多种打印材料制作模型进行相关物理实验。本算法能够在较短时间内求解厚度参数。仿真、优化结果和实验测试相符。·提出了一种计算机辅助设计算法,帮助普通用户设计并制作个性化不倒翁。本算法生成的模型能够在外力推动后摇而不倒,最终静止在平衡位置。基于力矩与能量相关知识,我们推导了不倒翁质心和底部形状需要满足的约束条件。将设计制作不倒翁问题抽象为优化问题,并在优化目标函数中加入节省打印材料、增加不倒翁稳定性、增加摇摆幅度、外形比例协调等约束条件。我们制作了多种模型进行相关实验,验证推导的物理约束和优化算法有效性。本算法提供了简单易用的框架,能够帮助普通用户使用常见3D打印机制作不倒翁玩具。·提出了一种根据肖像进行3D食品打印制作的方法。本算法使用3D食品打印机,打印材料使用麦芽糖、巧克力、果酱等可食用材料。在保持输入图像特征的情况下,本算法能够自动将输入肖像进行抽象化,并转化为可打印路径。本方法主要分为两阶段:1、使用图像抽象化方法提取肖像轮廓线。可进行人脸特征点检测、素描生成算法进一步增强人脸特征。2、使用路径优化算法生成可打印路径,在保持打印效果的前提下,减少打印耗时。我们提出了一种简单易用的肖像胖瘦调整算法,进一步提高肖像食品打印效果。对多幅肖像进行3D食品打印制作,并进行多组实验对比,验证本算法效果。
严涛[9]2016年在《叁维镍/钴电极材料的构建及超级电容性能研究》文中进行了进一步梳理因充电时间短、功率密度高、使用寿命长和安全可靠,超级电容不仅用于日常消费电子产品,还作为动力输出装置用于新能源汽车、国防军事等诸多领域。目前,商用化超级电容的电极材料主要是活性碳。活性碳电极只能产生双电层电容,它的比电容量通常小于300 F/g,严重限制了超级电容在需要较大能量密度领域的应用。因此,开发新的电极材料受到学术界和工业界的共同关注。镍/钴电极材料已证实具有高比电容量、良好倍率性能及稳定性,且储量丰富、价格低廉、绿色无毒,是一类极具开发潜力的电极材料。然而,镍/钴电极的电化学性能优劣取决于它的组成及空间结构。论文旨在通过合成理论与方法的创新,构建了系列叁维镍/钴氢氧化物、氧化物和硫化物的电活性电极材料,实现超级电容性能的大幅度提升。首先,采用“硬模板”、“软模板”和“无模板”方法合成出不同形貌的3D镍/钴氢氧化物。以SiO_2为硬模板,镍/钴硝酸盐为前驱体,在乙醇溶剂中,一步水热法成功制备出绣球花状镍/钴氢氧化物中空微球。研究发现,在水热反应期间,乙醇与NO3~-发生反应生成OH~-离子。该离子源既可结合Ni~(2+)/Co~(2+)形成超薄镍/钴氢氧化物纳米片,又可溶解SiO_2模板。当镍/钴氢氧化物生长速率与硅模板溶解速率实现最佳匹配时,精致的绣球花状镍/钴氢氧化物中空微球被创造。所形成的中空微球分散性好,粒径分布窄,由大量约6.0 nm厚的纳米片自组装形成。在2 A/g电流密度下,它的比电容达2106.8 F/g,高于镍/钴氢氧化物实心微球的1480.5 F/g。当电流密度增至17 A/g时,比电容仍保持在1508.7 F/g,且在10 A/g下连续循环充/放电1500次后,电容衰减2.5%。其次,以叔丁醇(TBA)为软模板,一步水热法成功制备出花状镍/钴氢氧化物中空微球。研究发现,TBA与H_2O可形成独特的O/W和W/O型微乳体系。通过控制TBA/H_2O之间的体积比,可制备出系列不同形貌的镍/钴氢氧化物。且当TBA/H_2O体积比为8:2时,独特的花状中空微球被形成。所形成的中空微球内核直径平均约354.2 nm,外壳由厚约11.2 nm的纳米片自组装形成。在1 A/g电流密度下,该材料比电容达到2107.9 F/g,当电流密度增至12 A/g时,电容仍保持1502.6 F/g,且连续循环1500次后,电容衰减2.97%。最后,采用微波辅助加热技术,通过无模板法制备出花簇状镍/钴氢氧化物。该花簇建筑由大量超薄纳米片相互连接而成,呈现出独特的3D网状结构。作为电极,它的比电容达2100.5 F/g,且在10 A/g电流密度下连续循环充放电1500次,电容保持率为97.8%。相对于氢氧化物,镍/钴氧化物在空气中及碱液中结构更为稳定,具有优异的电容循环稳定性。基于上述花簇状镍/钴氢氧化物超薄的结构特色,对其煅烧处理,成功制备出珊瑚状NiCo_2O_4。研究发现,通过调节煅烧温度的高低,可实现对NiCo_2O_4粒径的控制。且煅烧温度愈高,NiCo_2O_4粒径愈大。所形成的NiCo_2O_4展现出独特的珊瑚网状结构。特别地,在400℃的煅烧温度下,NiCo_2O_4粒径最小(10.2 nm),且比表面积最大(108.8 m2/g)。在1 A/g电流密度下,NiCo_2O_4电极的最高比电容为870.7 F/g。当电流密度升至20 A/g,它的电容仍保持700.8 F/g,且在10 A/g下连续充放电1500次,电容无任何衰减。为了进一步优化NiCo_2O_4电容性能,引入石墨烯材料。将NiCo_2O_4生长在石墨烯导电网上,形成“双网”结构的石墨烯/NiCo_2O_4复合材料。调查发现,石墨烯/NiCo_2O_4的电导率高达22.6S/m,约是NiCo_2O_4(0.085 S/m)的266倍。作为电极,石墨烯/NiCo_2O_4展现出1710.7 F/g的比电容。当电流密度增至20 A/g时,它的比电容仍保持1467.7 F/g,且在10 A/g下连续循环充放电3000次后,电容衰减4.4%,充分说明了该材料出色的倍率性能和循环稳定性能。硫原子的电子流动性使镍/钴硫化物通常具有比氢氧化物或氧化物更高的电子传导性。继续基于花簇状镍/钴氢氧化物的结构特色,水热条件下对其进行硫离子交换,成功制备出银耳状NiCo_2S_4。结果显示,所制备的银耳状NiCo_2S_4具有3D网状空间结构,由大量残缺的纳米片彼此连接而成。在1 A/g电流密度下,该材料的比电容达1410.7 F/g。随后,利用水热法结合硫化处理直接将电活性NiCo_2S_4生长于泡沫镍的骨架上,制备出3D分级结构的NiCo_2S_4微花@纳米片阵列。并详细地调查了它的形成过程。在该材料中,高导电性的NiCo_2S_4作为“桥梁”架设于集流体与NiCo_2S_4微花之间,实现了电子的快速传递;硕大的NiCo_2S_4微花装饰在NiCo_2S_4纳米片阵列的表面,提供了更多的活性位点参与电极反应;特别地,NiCo_2S_4微花与NiCo_2S_4纳米片阵列之间实现了极好的界面接触,这有利于产生强的协同效应。作为电极,该材料在叁电极体系下表现出了优秀的电容性能。然后将其与石榴皮衍生出的活性炭组装成非对称超级电容。该装置在800W/kg的功率密度下实现了高达58.9 Wh/kg的能量密度。且当功率密度增至6400 W/kg时,能量密度仍保持30.9 Wh/kg,展现出了优异的电容性能。怎样将氢氧化物和氧化物或硫化物结合,实现它们的优势互补,近年成为研究的热点。论文最后分别构建了玫瑰花状Ni/Co-LDH@NiCo_2S_4纳米片阵列、海胆状Ni/Co-LDH@NiCo_2S_4纳米刺阵列和牡丹花状Ni/Co-LDH@NiCo_2S_4@石墨烯。其中,Ni/Co-LDH@NiCo_2S_4@石墨烯电极拥有最高负载量(7.6 mg/cm2)、最大表观异相电子转移常数(0.324 cm/s)和最低溶液综合阻抗(0.775Ω)。在1 A/g电流密度下,该材料的比电容达2001.2 F/g。当电流密度增至8 A/g时,比电容仍保持1645.6 F/g,且经过3000次循环充放电测试,电容衰减3.0%。为了进一步提升该材料的电容性能,将其调查于K3Fe(CN)6/KOH水溶液电解液中。结果显示,Ni/Co-LDH@NiCo_2S_4@石墨烯电极在该电解液中展现出超高的比电容(6282.6 F/g)和库伦效率(484.3%)。所组装的非对称电容装置也实现了高达102.8 Wh/kg的能量密度,明显优于在KOH水溶液中的62.5 Wh/kg。
沈意[10]2016年在《石墨烯基叁维宏观体的构筑及其对水中典型污染物的去除作用机理及影响因素》文中研究表明石墨烯是一种sp~2杂化的二维碳同素异形体,由于其优越的物理、化学性质,以及超大比表面积和表面易改性的特点,成为物理、化学、材料等领域热点,引起极大关注。石墨烯在环境领域中具有巨大的应用潜力,可用来吸附、转化和检测环境污染物,相关研究则刚刚起步。然而,在环境应用中,石墨烯纳米片层发生相互堆垛从而影响位点的暴露;同时,石墨烯纳米片层较难回收,易在环境中迁移扩散从而造成生态环境风险。由于石墨烯环境应用的局限性,已有一些研究致力于将石墨烯自下而上组装成石墨烯基叁维宏观体(Three-dimensional graphene-based macrostructures,3D GBMs),可望继承石墨烯优异的理化性质,又能克服其易堆垛和难回收的不足。石墨烯基叁维宏观体具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构,其中较大比表面提高其与污染物接触的机会,孔隙结构则有利于污染物分子在其内部的扩散和流通。这些结构特点使石墨烯基叁维宏观体性能优越且操作简便,从而成为治理污染物的理想材料。石墨烯基叁维宏观体的基本构成单元为石墨烯纳米片层,故其表面性质往往通过石墨烯纳米片层调控,而石墨烯纳米片层自身的表面性质和结构特点及对吸附行为的影响还不甚明了。同时,石墨烯纳米片层在构建宏观体过程中倾向于垂直排布,故片层尺寸对其构筑的石墨烯基叁维宏观体的孔隙尺寸的影响十分重要,以及进一步对污染物的扩散和吸附行为的影响也需探明。石墨烯基叁维宏观体在去除污染物时,还存在一些亟待解决的问题,如在吸附污染物时,很难同时保持结构高度稳定和位点充分暴露,在催化转化污染物时,纳米颗粒的高载量和低团聚较难两全,这些都与石墨烯基叁维宏观体的构筑和界面调控息息相关。本研究针对石墨烯纳米片层及其叁维宏观体的结构性质调控和环境应用的关键科学问题,首先制备了还原石墨烯、氧化石墨烯和磺化石墨烯叁种不同结构和性质的石墨烯纳米片层,通过表征及对污染物的吸附,建立了纳米片层共轭π结构与表面官能团和不同性质污染物吸附位点之间的关系。在探究了石墨烯纳米片层结构和性质的基础上,研究了构筑石墨烯基叁维宏观体中纳米片层尺寸的影响。通过叁种不同尺寸的石墨烯纳米片层以一系列浓度合成石墨烯基叁维宏观体,探讨了纳米片层尺寸、宏观体孔隙结构/表面性质、污染物的吸附速率/吸附容量之间的关系。在明确了构筑石墨烯基叁维宏观体中选择大片层的优势后,利用一维碳纳米管的机械性能,将其与二维石墨烯合成复合叁维宏观体,此宏观体具备低密度、高孔隙的结构特点,石墨烯和碳纳米管的协同效应使宏观体对传统和新型污染物都具有优越的吸附和再生性能。在成功制备了石墨烯基叁维宏观体吸附剂后,又探究了通过改性制备宏观体用于对污染物的吸附-催化转化。论文的主要创新性结论如下:(1)基于石墨烯纳米片层的性质和结构调控,明确了石墨烯的大π共轭结构和表面含氧官能团双重吸附位点,揭示了其对不同污染物的吸附作用机理。还原石墨烯具有较完整的sp~2-杂化碳原子结构,表面含氧官能团较少,有利于芳香族污染物菲吸附于共轭大π区域;氧化石墨烯的sp~2-杂化结构被破坏,表面含氧官能团丰富,使阳离子染料亚曱基蓝和重金属二价镉吸附于其含氧官能团上;磺化石墨烯既恢复了Sp~2-杂化的碳原子骨架,也含有丰富的含氧官能团,大π共轭结构和官能团双重吸附位点对菲、亚甲基蓝和二价镉都具有极高吸附性能。研究表明,还原石墨烯、氧化石墨烯和磺化石墨烯吸附性能的差异是其纳米片层结构和表面官能团共同决定的。该研究对调控石墨烯纳米片层的微观结构和表面性质从而有效地提高其对污染物的吸附性能具有重要参考价值。(2)探讨了石墨烯基叁维宏观体的结构特征、吸附动力学和吸附容量,首次阐明了石墨烯基叁维宏观体中纳米片层的尺寸、宏观体的孔隙结构/表面性质、扩散速率/吸附位点、吸附速率/吸附容量之间的关系。研究表明,由大片层石墨烯构建的石墨烯基叁维宏观体具有更低的合成浓度,更优越的孔隙结构和更多含氧官能团,从而从吸附速率和吸附容量两方面提高其对污染物的吸附性能。同时,石墨烯纳米片层的尺寸效应有助于确定其在自组装成叁维宏观体过程中被消耗的活性位点和可用作于污染物吸附的留存的活性位点的比例。(3)构筑了由一维碳纳米管和二维氧化石墨烯组成的复合叁维宏观体,其密度低、孔隙丰富、作用位点暴露充分,发现其对各类污染物具有超高吸附性能;首次从微环境、纳米基底和活性位点叁个层次上,阐明了复合叁维宏观体中碳纳米管和石墨烯的协同吸附作用机理。首先,碳纳米管的支撑加强了氧化石墨烯片层的机械强度,使氧化石墨烯片层高度分散呈单层状态,创造了较大的微环境;第二,氧化石墨烯和碳纳米管作为基底共同提供了丰富的吸附位点,使其对传统和新型污染物都具有较高吸附性能;第叁,这些位点可通过表面基底调控呈现出多重性质。该研究结果对构筑低密度、高吸附和再生性能优良的石墨烯基叁维宏观体及其在小规模水净化中的应用具有一定参考价值。(4)在常温常压下配合超声快速合成高载量、低团聚银纳米颗粒负载的石墨烯基叁维宏观体,对硝基苯和间二硝基苯具有较高吸附-催化转化性能,阐明了银纳米颗粒负载量与银原子团聚程度对其催化性能的影响。本研究对构筑金属催化剂负载的石墨烯基叁维宏观体及其对污染物的催化转化具有一定参考意义。
参考文献：
[1]. 叁维石墨烯基多功能材料可控制备与性能研究[D]. 张强强. 哈尔滨工业大学. 2016
[2]. 锂/钠离子电池负极材料的设计及性能研究[D]. 周丹. 北京科技大学. 2017
[3]. 胰头和壶腹周围肿瘤叁维可视化诊治平合构建及临床应用研究[D]. 项楠. 南方医科大学. 2016
[4]. 增材制造(3D打印)发展趋势[J]. 卢秉恒, 李涤尘, 田小永. Engineering. 2015
[5]. 纤维增强3D打印复合材料的制备及力学性能[D]. 权利军. 浙江理工大学. 2016
[6]. 二氧化锰/叁维结构石墨烯电极材料制备及电化学性能[D]. 魏冰. 哈尔滨工业大学. 2016
[7]. 制度变迁视角下叁维地籍建设中的利益相关者研究[D]. 林巧文. 中国地质大学. 2016
[8]. 3D打印设计与个性化制造技术[D]. 赵海明. 浙江大学. 2017
[9]. 叁维镍/钴电极材料的构建及超级电容性能研究[D]. 严涛. 江南大学. 2016
[10]. 石墨烯基叁维宏观体的构筑及其对水中典型污染物的去除作用机理及影响因素[D]. 沈意. 浙江大学. 2016
标签：临床医学论文; 生物医学工程论文; 胰腺肿瘤论文; 石墨结构论文; 石墨论文; 3d模型论文; pla论文; ct扫描论文;