摘要：Recently,organ-on-chips have become a fast-growing research field with the widespread development of microfluidic chips and synthetic materials in tissue *** to the existing cardiotoxicity of many cardiovascular drugs,heart-onchips which are promising to replace traditional animal models have been extensively researched and developed to mimic human organ functions in *** heart-on-chips mainly focus on cardiac mechanics,which is regarded as the central indicator of in vitro heart models and drug *** methods for the detection of myocardial mechanics have been demonstrated complex and inefficient in ***,photonic crystal materials with unique optical properties have attracted interests and have been introduced into the heart-on-chips,developing a visualized self-reporting system for cardiomyocytes activity *** this review,photonic crystal-based heart-on-chips for biosensing are introduced,as well as the fabricationmethods and design criteria of *** characterizations of the photonic crystal materials are classified into optical properties and structural properties,and their applications in cell culture and biosensing are further ***,several representative examples and developments of the integration of photonic crystal materials into microfluidic chips are described in ***,potentials and limitations are put forward to promote the development of the photonic crystal-based intelligent heart-on-chips.

摘要：Drug resistance is one of the major obstacles in the drug therapy of *** in this area in pre-clinical research have focused on developing novel platforms to evaluate and decrease drug *** this paper,inspired by the structure of hives where swarms live and breed,we propose porous hydrogel arrays with a uniform pore structure for the generation of hepatoma cell spheroids and the investigation of drug *** porous hydrogel arrays were fabricated using polyeth-ylene glycol diacrylate(PEGDA)hydrogel to negatively replicate a well-designed *** from the elaborate processing of the template,the prepared porous hydrogel arrays possessed a uniform pore *** to their anti-adhesion properties and the excellent biocompatibility of the PEGDA hydrogel,the hepatoma cells could form well-defined and uni-form hepatoma cell spheroids in the porous hydrogel *** found that the resistant hepatoma cell spheroids showed more significant Lenvatinib resistance and a migratory phenotype compared with a two-dimensional(2D)cell culture,which reveals the reason for the failure of most 2D cell-selected drugs for in vivo *** features give such porous hydrogel arrays promising application prospects in the investigation of tumor cell spheroid culture and in vitro drug resistance.

摘要：将细胞封装在生物材料中用于器官修复或疾病治疗是一个新兴领域.目前,微流控技术被用于精确控制封装细胞的数量、大小和支架结构.微流控技术提供了设计生物仿生形态的能力,增强封装细胞的活性和功能,从而提高疾病治疗的效果.本文报道了微流控技术在仿生细胞封装方面的最新进展.我们首先简要概述了各种天然衍生的促进细胞功能的仿生结构,如受到细胞、植物、动物和自然反应启发的结构;之后讨论了基于微技术的最新细胞封装方法,并详细描述了相关过程;最后提出了仿生细胞封装在疾病治疗和临床应用中面临的挑战和未来方向.

摘要：四川盆地天然气“气大庆”建设过程中气井面临高温高压、H_(2)S/CO_(2)强腐蚀环境、管柱强度衰减等诸多技术挑战,管柱腐蚀穿孔、开裂等井下管柱完整性失效事件时有发生。为此,针对现有管柱腐蚀速率测试方法在井下精细流动模拟以及腐蚀环境设计上的不足,使用自研高温高压多相流动态循环腐蚀实验装置,综合考虑多种腐蚀介质下的酸性环境设计方法,还原了井下管柱的服役环境,对比了不同生产阶段腐蚀速率;并基于DCB实验,提出了高温高压强腐蚀环境下管柱断裂韧性的测试方法及管柱强度校核模型;最后,以四川盆地X井为例,得到了管材剩余服役年限与优化建议。研究结果表明:①对腐蚀环境与井下流动的精细化模拟,还原了不同服役阶段的腐蚀速率与特征,保证了腐蚀速率测定的准确性;②气井生产后期积水阶段管材平均腐蚀速率远大于生产初期携水阶段,且积水阶段点蚀现象极为严重,易造成管柱腐蚀穿孔甚至开裂;③C110管材的断裂韧性衰减严重,平均衰减比例达41.37%,必须针对应力腐蚀开裂现象开展管材DCB实验及强度校核;④在管柱服役寿命预测时,需综合考虑均匀腐蚀、点蚀及磨损对管柱强度的衰减作用,校核结果应满足安全服役的要求。结论认为,四川盆地超深高含硫气田是盆地天然气稳产、上产的主要对象,保障其安全高效开发对于四川盆地天然气“气大庆”建设具有重要现实意义,提出的井下管柱完整性设计理念及方法可为超深高含硫气田井下管柱完整性设计提供参考和借鉴。

摘要：氢能具有来源丰富、应用广泛、燃烧热值高、清洁绿色等特点,是目前最有潜力替代传统化石能源的“未来”能源之一。在国家政策的大力支持下,中国氢能产业发展正步入快车道。为聚焦中国氢能产业发展现状和未来发展方向,研究了近年来各国政府制定的氢能相关政策和战略发展目标,从产业发展和科研成果角度分析了中国氢能产业的发展现状,并对未来的发展方向进行了分析。研究结果表明:①世界主要发达国家都在积极制定政策,推动氢燃料电池和汽车的发展,实现能源绿色化;②中国氢能产业发展迅速,相关产业方兴未艾,但其发展能否达到预期尚需观望;③中国绿色制氢技术科研成果数量世界第一,氢燃料电池销量呈指数型增长,但仍需以安全经济为核心,从政策上大力扶持,从技术上纵向挖深,从资金上加强监管。最后,指出了中国氢能产业下一步的发展方向:①降低绿色制氢成本,促进氢能由“灰”转“蓝”转“绿”;②与CCUS技术协同发展,积极建设中国的P2X系统;③克服“短板效应”,加强顶层设计与产业配套,以消费促生产,全面发展氢能相关产业;④加强国际交流与合作,打造氢能出口大国;⑤发挥传统能源公司优势,推动天然气掺氢商业化。

摘要：受蜂鸟颜色调节机制的启发,通过将N-异丙基丙烯酸胺(NIPAM)和硬脂基丙烯酸酯(SA)共聚物引入到反蛋白石支架中,本文提出了一种新型的形状记忆结构色水凝胶薄膜.共聚物水凝胶优异的柔韧性和反蛋白石结构的存在,赋予了薄膜稳定的拉伸性和鲜艳的结构色.同时,共聚物的瞬态结构各向异性使得薄膜具有形状记忆的性能.利用其形状记忆和结构色响应性能,可以设计各种具有复杂形状的不同结构色的执行器.值得一提的是,具有光热响应的石墨烯量子点可以集成到水凝胶薄膜中,使其具有光控可逆变形和同步结构色变化的特性.本文提出的形状记忆结构色水凝胶薄膜在传感、通信和软机器人伪装方面都展现了巨大的应用潜力.

摘要：我国高含硫天然气资源丰富,但普遍具有高温高压和高含腐蚀性气体的特点,在开采过程中容易发生气侵、井涌、管材腐蚀等安全隐患,其安全高效钻完井对保障我国高含硫天然气稳产、增产目标具有重要意义。为此,开展了高含硫天然气气井钻井过程的流体相态特征及井筒压力分析,从井筒压力控制的角度,总结分析了近年来国内外高含硫气井在钻井工艺、钻井液技术以及井筒完整性等方面取得的关键技术突破和新进展,并展望了万米特深井钻完井技术的发展趋势。研究结果表明:①气体溶解度对井筒流动压力影响较大,高含硫气井钻井过程中必须考虑酸性气体溶解特性对井筒多相流动的影响;②精细控压钻井及控压固井技术能精确控制井筒压力在安全密度窗口内,防止钻井过程酸性气体侵入井筒,实现了固井过程压稳不漏;③适用于H2S地层的钻井液技术不但可以稳定井壁、保护储层,还能提高钻井速度;④从井下管柱结构优化设计开始,研究完整性风险定量评价方法和低成本防腐技术,可以实现全生命周期井筒完整性,降低高含硫气井钻完井安全生产风险。结论认为,高含硫气井钻完井技术新进展的系统梳理不仅对推动高含硫天然气藏的安全高效开发具有重要的现实意义,同时也为高含硫气藏深井超深井安全高效钻完井技术发展提供了研究思路和攻关方向。

摘要：渤海某凝析气田服役环境恶劣,具有中含CO_(2)和微含H2S、超高温(最高井底温度>200℃)、井身结构复杂、初期产量高(最高设计产量25×10^(4)m^(3)/d)、计划服役时间长(>20年)等特点,极易诱发环空带压,严重威胁该气田气井的井筒完整性安全。基于API RP90(2021)、ISO/TS 16530-2以及中国海油Q/HS 14031等标准,结合该气田特点,考虑温度效应、鼓胀效应等影响环空体积的因素,建立了适用于该凝析气田开发初期的环空带压值预测方法以及考虑关键节点(包括井下安全阀、封隔器等屏障单元)承压能力的环空带压控制值,提出了相应的环空带压管控措施,为该气田安全生产提供理论支撑及决策依据。研究表明,该凝析气田开发初期环空带压由高产带来的温度变化引起,其控制值由组成环空最薄弱点的强度决定,如X井A环空薄弱点为4617~4690 m段φ177.8 mm尾管,其环空带压控制值取决于φ177.8 mm尾管的抗内压能力,控制值最小为36.66 MPa,X井整个生产过程不会发生环空带压失效问题;尾管若换为碳钢材质,环空带压预测值将会在第13年超过控制值,发生环空带压失效问题。本文研究成果可为海上气田环空带压管控和管柱选材提供参考。

摘要：针对海上超高温高压井面临着“超高温+超高压+极窄压力窗口”的工程技术难题和挑战,对钻井开停泵的精细化作业及产生的瞬态波动压力预测精度提出了更高的要求。为了准确预测并合理控制超高温高压井开停泵作业时的井底波动压力,通过综合考虑超高温高压的井筒环境对钻井液密度和流变参数的影响,同时引入更为准确的瞬变流非恒定瞬态摩擦阻力,建立耦合钻井液温压物性及非恒定瞬态摩擦阻力的开停泵瞬变流数学模型;在此基础上,基于持续式开停泵制度,分析了整个开停泵作业过程中开停泵时间、开停泵指数、钻井液密度和设计泵排量对井底波动压力的影响。研究表明,未耦合模型计算的井底波动压力及其峰值远高于耦合结果,耦合钻井液温压物性及非恒定瞬态摩擦阻力的影响不可忽略,否则将增加开停泵过程作业的风险。开停泵动作持续时间增大时,井底压力峰值先急剧下降,而后缓慢降低并逐渐趋于稳定循环压力。同时,开停泵指数、钻井液密度和设计泵排量越大,压力峰值越大。

摘要：为加强保障海上油气井安全生产,有效应对井下油套管腐蚀问题,以渤海C油田某生产井为例,基于Q/HS 14015—2018标准,建立沿井深的选材图版,提出初步待选材质;然后,结合室内腐蚀实验和微观表征手段进一步研究其腐蚀机理,并基于API TR 5C3标准校核所选管材的剩余强度以及预测其服役寿命。研究结果表明:环境介质中主要腐蚀物质为O_(2)、Cl^(-);无论是液相环境还是气相环境,管柱点蚀速率远大于管柱均匀腐蚀速率,液相环境中不同材质的点蚀速率由大到小为碳钢>3Cr>9Cr>13Cr;由于油田要求油管至少安全服役5 a,套管至少安全服役25 a,C油田油管可以选用3Cr,可以保障油管9 a安全服役,95/8″套管采用9Cr材质时,可以安全服役25 a,而7″套管至少采用13Cr,才能满足25 a的安全服役要求。研究结果可为后续区块开发设计提供管柱防腐选材参考。