Automatic calibration method of voxel size for cone-beam 3D-CT scanning system

For a cone-beam three-dimensional computed tomography （3D-CT） scanning system, voxel size is an important indicator to guarantee the accuracy of data analysis and feature measurement based on 3D-CT images. Meanwhile, the voxel size changes with the movement of the rotary stage along X-ray direction. In order to realize the automatic calibration of the voxel size, a new and easily-implemented method is proposed. According to this method, several projections of a spherical phantom are captured at different imaging positions and the corresponding voxel size values are calculated by non-linear least-square fitting. Through these interpolation values, a linear equation is obtained that reflects the relationship between the voxel size and the rotary stage translation distance from its nominal zero position. Finally, the linear equation is imported into the calibration module of the 3D-CT scanning system. When the rotary stage is moving along X-ray direction, the accurate value of the voxel size is dynamically exported. The experimental results prove that this method meets the requirements of the actual CT scanning system, and has virtues of easy implementation and high accuracy.     

2,6-双[4-(4''''-氨基-苯氧基)苯甲酰基]吡啶的合成研究

通过芳香二胺和芳香二酐的缩聚反应,能够得到以酰亚胺环为结构特征的芳杂环聚合物、即聚酰亚胺.因其突出的耐热性能及优异的综合性能,聚酰亚胺已被广泛用于航天航空、国防以及微电子器件封装等高精尖技术领域[1,2].对于聚酰亚胺的合成、加工及应用性能的改进而言,所用芳香二胺或芳香二酐单体分子的组成与结构将具有决定性作用,故含有特定组成与结构新单体的设计与合成是十分重要的.考虑到吡啶环具有较高的耐热、耐氧化稳定及其与极性溶剂的亲和性[3],以及本实验室近年来在吡啶环单体合成方面的研究积累[4,5],本文应用傅-克酰基化反应、苯的亲核取代及还原反应原理,按Scheme 1所示设计路线,合成了聚合级的含有柔性醚键与极性羰基的新型含吡啶环二胺单体,即2,6-双[4-(4'-氨基-苯氧基)苯甲酰基]吡啶,其组成与结构已通过FT-IR,NMR,MS及元素分析证实.     

主链含吡啶环的聚合物

介绍了国内外有关主链含吡啶环聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚吡咙、聚酯以及聚氨酯等芳杂环或杂链高分子的研究，特别着重于含吡啶环的二元酚、二元酸、二元胺、四元胺类单体以及主链含吡啶环聚合物的分子设计、合成反应、结构与性能表征等。     

2,6-二[4''''-(3",4"-邻苯二甲酸酐苯氧基]苯基吡啶二甲酮的合成

芳香四酸二酐是有机芳杂环高分子如聚酰亚胺、聚吡咙等耐高温高分子的主要单体之一,但是由目前市售芳香四酸二酐所得芳杂环高分子多具有难溶难熔、不易加工的缺陷.因此,借助分子设计原理并应用有机合成手段,合成新型四酸二酐单体进而实现目标芳杂环高分子的改性研究则是十分重要的[1].合成具有柔性键、非共平面芳环取代基、含氟取代基、以及极性吡啶环等新型单体,既可保持聚合物的耐热性,又可改善其溶解性,赋予其优异的综合性能[2,3].本文依Scheme 1所示的设计路线,合成了聚合级的含有柔性醚键与极性羰基的新型含吡啶环四酸二酐单体、即2,6-二(4'-(3",4"-邻苯二甲酸酐苯氧基)苯基)吡啶二甲酮,其组成与结构已通过FT-IR,NMR,MS及元素分析证实.     

主成分分析法、聚类分析法在旅游观光农业空间分区中的应用——以西安市为例的研究

本文以西安市为例,采用主成分分析法、聚类分析法,将西安市九区四县观光农业发展在空间上分为4带两区,以探讨观光农业空间分区的方法。     

聚合物仿生润滑剂研究进展

生物体内界面之间表现出了极低的摩擦系数,生物大分子润滑剂在其中起到了重要的润滑作用.受此启发,仿生润滑剂的设计和相关润滑机理的研究引起了科研工作者的广泛关注.本文从结构仿生和功能仿生两个方面,综述了聚合物仿生润滑剂的研究进展,分类介绍了水溶性高分子、聚合物微凝胶、聚合物刷修饰复合微球作为仿生润滑液的设计思路、润滑机理及应用研究.     

环氧树脂-水凝胶软硬复合表界面各向异性摩擦研究

由取向微结构引起的各向异性摩擦学是生物系统中最常见的引起摩擦形式之一.而研究表明,软硬复合的生物表界面在获取各向异性摩擦力时更具有优势.因此,本研究中以最典型的钩状倒刺微结构为研究对象,结合3D打印先进制造技术,通过在仿生取向微结构表界面原位复合低模量的水凝胶材料,获得环氧树脂-水凝胶软硬复合表界面.研究结果表明,水凝胶在Fe³⁺溶液中的配位交联6 h时,其模量为3.6 MPa,相对于环氧树脂(模量为13.6 MPa)为软材料.在5 N载荷下,仿生表界面正方向摩擦力为1.64 N,反方向摩擦力为3.44 N,其各向异性摩擦力最大差值可达1.80 N.本研究中对软硬复合的生物表界面具有一定的理论指导意义,有望在智能摩擦调控和软体机器人等方面发挥一定的作用.     

Automatic calibration method of voxel size for cone-beam 3D-CT scanning system

For a cone-beam three-dimensional computed tomography (3D-CT) scanning system, voxel size is an important indicator to guarantee the accuracy of data analysis and feature measurement based on 3D-CT images. Meanwhile, the voxel size changes with the movement of the rotary stage along X-ray direction. In order to realize the automatic calibration of the voxel size, a new and easily-implemented method is proposed. According to this method, several projections of a spherical phantom are captured at different imaging positions and the corresponding voxel size values are calculated by non-linear least-square fitting. Through these interpolation values, a linear equation is obtained that reflects the relationship between the voxel size and the rotary stage translation distance from its nominal zero position. Finally, the linear equation is imported into the calibration module of the 3D-CT scanning system. When the rotary stage is moving along X-ray direction, the accurate value of the voxel size is dynamically exported. The experimental results prove that this method meets the requirements of the actual CT scanning system, and has virtues of easy implementation and high accuracy.     

3D打印多孔热固性聚酰亚胺含油复合材料

以氯化钠(NaCl)作为致孔剂与流变性能调节剂,碳纤维(CF)作为增强填料与流变性能调节剂,苯乙炔基封端聚酰胺酸溶液(PAA)作为基体树脂,配制适用于直书写3D打印的复合墨水,室温下打印成形后经热固化处理和NaCl刻蚀去除后制备了多孔热固性聚酰亚胺/碳纤维(TSPI/CF)复合材料. 研究表明:NaCl与CF对复合墨水的流变学性能具有好的调节作用;打印制备的TSPI/CF复合材料具有低的各向同性尺寸收缩和优异的耐热性能,且耐热性能随着CF含量的增加而提高;CF含量升高,TSPI/CF复合材料的孔隙率提高,平均孔径降低,力学性能增强;多孔TSPI/CF复合材料表现出优异的储油、出油性能以及浸油摩擦学性能.      

光固化3D打印聚酰亚胺研究进展

近年来,光固化3D打印技术因高精度、定制化、整体免装配以及快速制造等成形优点,用于解决聚酰亚胺(polyimide, PI)的微型精密、异形复杂及其功能结构一体化制造技术难题,受到了研究者的广泛研究和关注。基于光固化3D打印成形原理与PI的物理化学特性,发展了一系列光固化3D打印PI材料及其成形技术。本文归纳总结了光固化3D打印PI材料设计制备准则,重点介绍了立体光刻技术(SLA)、数字光处理技术(DLP)和紫外辅助直书写技术(UV-DIW)等光固化3D打印PI研究进展,最后通过光固化3D打印PI的应用和产业化现状提出研究发展对策。