Anticancer drugs embedded in or conjugated with inert nanocarriers, referred to as nanomedicines, show many therapeutic advantages over free drugs, but the inert carrier materials are the major component (generally more than 90%) in nanomedicines, causing low drug loading contents and thus excessive uses of parenteral excipients. Herein, we demonstrate a new concept directly using drug molecules to fabricate nanocarriers in order to minimize use of inert materials, substantially increase the drug loading content, and suppress premature burst release. Taking advantage of the strong hydrophobicity of the anticancer drug camptothecin (CPT), one or two CPT molecule(s) were conjugated to a very short oligomer chain of ethylene glycol (OEG), forming amphiphilic phospholipid-mimicking prodrugs, OEG-CPT or OEG-DiCPT. The prodrugs formed stable liposome-like nanocapsules with a CPT loading content as high as 40 or 58 wt % with no burst release in aqueous solution. OEG-DiCPT released CPT once inside cells, which showed high in vitro and in vivo antitumor activity. Meanwhile, the resulting nanocapsules can be loaded with a water-soluble drug—doxorubicin salt (DOX·HCl)—with a high loading efficiency. The DOX·HCl-loaded nanocapsules simultaneously delivered two anticancer drugs, leading to a synergetic cytotoxicity to cancer cells. The concept directly using drugs as part of a carrier is applicable to fabricating other highly efficient nanocarriers with a substantially reduced use of inert carrier materials and increased drug loading content without premature burst release.

Abstract The identification of fracture barrier is important for optimizing horizontal well drilling, hydraulic fracturing, and protecting fresh aquifer from contamination. The word "brittleness" has been a prevalent descriptor in unconventional shale reservoir characterization, but there is no universal agreement regarding its definition. Here a new definition of mineralogical brittleness is proposed and verified with two independent methods of defining brittleness. Formation with higher brittleness is considered as good fracturing candidate. However, this viewpoint is not reasonable because brittleness does not indicate rock strength. For instance, fracture barrier between upper and lower Barnett can be dolomitic limestone with higher brittleness. A new fracability index is introduced to overcome the shortcoming of brittleness by integrating both brittleness and energy dissipation during hydraulic fracturing. This fracability index considers that a good formation for hydraulic fracturing is not only of high brittleness, but also requires less energy to create a new fracture surface. Therefore, the formation with lower fracability index is considered as a fracture barrier, while with higher fracability is considered as better fracturing candidate. Logging data from one well of Barnett shale is applied (1) to verify the principle of new brittleness and fracability index model; (2) and to demonstrate the process of screening hydraulic fracturing candidates employing fracability index model.

This study focused on the multilayer laser cladding of 15–5 precipitation hardening (PH) steel coating on U75V railway steel for improved surface performance. The effect of pearlitic substrate dilution action with high carbon content on microstructures and wear performance of PH steel coating with four deposited layers was investigated. Results showed that each cladding layer consisted of a similar multiphase mixture of martensite, retained austenite, and NbC carbides in the case of stepwise changes in chemical compositions induced by dilution effects. The wear resistance of the multilayered PH steel coating is closely related to the deposited layer number, reflected in a gradient increase in the wear rate with the increasing cladding layers. A comparative analysis against the U75V substrate showed substantial wear rate reductions of approximately 95 % and 4.5 % in the first and fourth layers, respectively. Besides, the cross-sectional microstructures were analyzed in detail to reveal the underlying friction-induced microstructural evolution of the gradient coating. The refinement of martensite laths controlled by dislocation reaction and the friction-induced austenite to martensite transformation was responsible for the superior wear resistance. The current experimental results could provide a new strategy for designing hierarchical enhanced wearable gradient coating for surface modification in railway components.

Abstract Ionic liquid (IL) can not only serve as solvents to reduce carbon capture energy consumption, but also may activate the CO 2 absorption of amine solutions. Here, the absorption mechanism and kinetic modeling of IL‐activated single and mixed amines were studied in wetted wall column. N‐(2‐aminoethyl) ethanolamine (AEEA) and N,N‐diethylethanolamine (DEEA) were used as representatives to evaluate the IL activation effects on primary and tertiary amines. It was found that IL activated the reaction process of primary amine, but had no activation effect on tertiary amine. The activation energy of AEEA‐IL‐CO 2 was 22.2 kJ/mol, which was 21.0% lower than AEEA‐CO 2 . Kinetic modeling of IL‐activated AEEA and mixed amines was established. Besides, the density functional theory calculations showed that IL can form hydrogen bonding and other interactions with AEEA and CO 2 to activate the absorption reaction, which can reduce 29.3% activation energy during the zwitterion formation stage.

Coal is considered to be one of the most significant energy sources in the world. Dewatering, upgrading, and reutilization of lignite is an essential way for the clean coal utilization. Numerical simulation is a practical method combined experimental data with fundamental theories. In this study, based on the Luikov irreversible thermodynamic model, numerical calculations were carried out using the finite volume method and total Hermite integration. The drying characteristics of lignite at different drying temperatures and airflow velocities were simulated employing the fluid computational software. Initially, in order to verify the reliability of the simulation model, the simulated results were compared and validated with the experimental data. The results indicated that the drying parameters obtained from the simulation were in good agreement with the experimental values, and the correlation coefficients were greater than 0.95. Furthermore, the influence of airflow velocity and temperature on the drying characteristics was analyzed based on the numerical results. The results revealed that the drying temperature had the greatest effect on the drying process, while the airflow velocity had a minor effect. The optimum drying conditions for lignite were in the range of 1.2–1.8 m/s for airflow velocity and in the range of 140–160°C for drying temperature.

Cold rolling wastewater contains high concentrations of complex pollutants, and its treatment has always been a concern in the iron and steel industry. With the upgrading of sewage policy regulations and the technology development, the zero-liquid discharge (ZLD) system has been more and more applied. However, the ZLD process consumes a large amount of resources such as electricity and chemicals, which presents a great challenge to the low-carbon development. This study collected data from several wastewater stations affiliated with an iron and steel enterprise in China, and based on the life cycle approach and the internal and external cost method, the comprehensive system benefits of three modes were analyzed: standardized discharge (SD), minor-liquid discharge (MLD) and zero-liquid discharge (ZLD). The results show that the carbon emissions per ton wastewater of the three modes are 16.45 kg, 23.10 kg and 33.78 kg, respectively, with electricity consumption is the main load, representing close to 60 %. Based on bipolar membrane (BPM) equipped and green power supply, a prospective ZLD system proved to have the best integrated benefits, and MLD system is adapted as a moderate transition model, considering the economic cost and eco-efficiency.