Zinc (Zn) and silver (Ag) are co-implanted into titanium by plasma immersion ion implantation. A Zn containing film with Ag nanoparticles (Ag NPs) possessing a wide size distribution is formed on the surface and the corrosion resistance is improved due to the micro-galvanic couples formed by the implanted Zn and Ag. Not only are the initial adhesion, spreading, proliferation and osteogenic differentiation of rBMSCs observed from the Zn/Ag implanted Ti in vitro, but also bacteria killing is achieved both in vitro and in vivo. Electrochemical polarization and ion release measurements suggest that the excellent osteogenic activity and antibacterial ability of the Zn/Ag co-implanted titanium are related to the synergistic effect resulting from the long-range interactions of the released Zn ions and short-range interactions of the embedded Ag NPs. The Zn/Ag co-implanted titanium offers both excellent osteogenic activity and antibacterial ability and has large potential in orthopedic and dental implants.

Titanium embedded with silver nanoparticles (Ag NPs) using a single step silver plasma immersion ion implantation (Ag-PIII) demonstrate micro-galvanic effects that give rise to both controlled antibacterial activity and excellent compatibility with osteoblasts. Scanning electron microscopy (SEM) shows that nanoparticles with average sizes of about 5 nm and 8 nm are formed homogeneously on the titanium surface after undergoing Ag-PIII for 0.5 h and 1 h, respectively. Transmission electron microscopy (TEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) indicate that those nanoparticles are metallic silver produced on and underneath the titanium surface via a local nucleation process from the solid solution of α-Ti(Ag). The Ag-PIII samples inhibit the growth of both Staphylococcus aureus and Escherichia coli while enhancing proliferation of the osteoblast-like cell line MG63. Electrochemical polarization and Zeta potential measurements demonstrate that the low surface toxicity and good cytocompatibility are related to the micro-galvanic effect between the Ag NPs and titanium matrix. Our results show that the physico-chemical properties of the Ag NPs are important in the control of the cytotoxicity and this study opens a new window for the design of nanostructured surfaces on which the biological actions of the Ag NPs can be accurately tailored.

The structural nonlinear aeroelastic analysis of folding wings is conducted by integrating the modified Doublet Lattice Method in this paper. Firstly, a modified Doublet Lattice Method is investigated to relax the aspect ratio limitation of aerodynamic elements, and its correctness is verified through numerical examples. Secondly, the rational function approximation method is discussed, and the modified Doublet Lattice Method is approximated using the minimum state method to obtain the unsteady aerodynamic forces in the time domain. Finally, the aeroelastic characteristics of a folding wing with free-play and friction nonlinearity are studied by integrating time-domain unsteady aerodynamics with the nonlinear structural dynamics model. The results show that the modified Doublet Lattice Method, which relaxes the aspect ratio limitation of aerodynamic grid elements, is feasible and effective; Friction can suppress the influence of free-play nonlinearity on aeroelastic response.