氧化石墨烯选择性抗菌性能研究

采用改进的Hummer方法合成氧化石墨烯,通过控制超声时间获得不同横向尺寸的纳米片,将其与大肠杆菌作用,发现氧化石墨烯的抗菌活性与其横向尺寸呈正相关,当氧化石墨烯平均横向尺寸为2.5μm时,大肠杆菌的失活率达到96.4%.以革兰氏阴性菌大肠杆菌、绿脓杆菌和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌作为研究对象,考察氧化石墨烯的抗菌性能.结果表明,低浓度(≤100μg·mL~(-1))时氧化石墨烯对革兰氏阴性菌的抑制作用强于对革兰氏阳性菌的抑制作用,当浓度达到200μg·mL~(-1)时,3种细菌失活率均能达到90%以上.最后通过原子力显微镜(AFM)观察大肠杆菌在氧化石墨烯作用下随时间的变化,发现大肠杆菌被氧化石墨烯纳米片包裹,其抗菌作用推测是通过氧化石墨烯片的氧化应激和阻隔营养物质的输送实现.     

用于基因传递的多肽功能化天然高分子/碳酸钙杂化纳米粒子的制备

为了提高基因传递效率,本研究对用于基因传递的高分子/无机杂化纳米粒子进行了多肽功能化改性.利用生物素-亲和素(biotin-avidin)作用将同时具有肿瘤靶向性的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)序列和细胞穿透功能的R8序列的生物素化多肽(biotinylated peptide,BP)修饰在具有良好生物相容性的生物素化肝素/鱼精蛋白/碳酸钙/DNA(HPB/PS/CaCO_3/DNA)杂化纳米粒子表面,通过水溶液中的自组装方法制备得到了BP/Avidin/HPB/PS/CaCO_3/DNA靶向基因传递纳米粒子.测量了其粒径和Zeta电位等,考察了该基因传递纳米粒子对HeLa细胞的转染效果.结果表明,BP/Avidin/HPB/PS/CaCO_3/DNA基因传递纳米粒子的水合粒径在175nm左右,Zeta电位为负值;与未经多肽功能化的传递系统相比,该纳米粒子能更好地被细胞摄入,达到更高的转染效率,说明多肽功能化能提高杂化纳米粒子的基因传递效果;与商品化的基因转染试剂Lipofectamine 2000相比,该纳米粒子介导荧光素酶(pGL3-Luc)质粒在细胞中的表达水平明显较高.     

真空热蒸发法制备CdS纳米带及其光学性质

在常规真空镀膜仪中,我们首创了一种利用真空热蒸发原理在催化剂Bi的辅助下制备一维CdS纳米带的方法.X射线衍射(XRD)和X射线能量色散谱(EDX)实验证明所得纳米带为纯的六方纤锌矿型CdS结构.扫描电子显微镜(SEM)观察到CdS纳米带在较大范围内具有非常均匀的带宽.光致发光谱发现CdS纳米带有两个发光带.经分析推测CdS纳米带的生长机理为:生长前期为气-液-固(VLS)机制占主导地位,而气-固(VS)机制在纳米带的形成过程和生长的后期起决定作用.     

纳米TiO_2杂化PI薄膜的制备与性能

用1,4-双(4-氨基苯氧基)苯(144BAPB)与联苯四酸二酐(BPDA)在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)溶剂中常温发生聚合反应且在其中添加纳米粒子TiO2而制得一系列不同TiO2含量的PI/TiO2杂化膜。研究了杂化膜的结构、吸湿性、耐电晕性和光学性等。结果表明,在TiO2含量为18%时,杂化膜同时具有良好的疏水性和极好的抗电晕性,这些特性有助于其在航空、电子、变频电机等行业中应用的进一步推广;通过紫外-可见分光光度计分析发现,随着TiO2掺杂量的增加,PI/TiO2杂化膜的可见光透过率下降十分显著。     

非均匀电势和子晶格势调控下扶手型石墨烯纳米带的电子特性

扶手型石墨烯纳米带,由于其纳米带宽度的差异,可以分为金属型与半导体型.本文主要研究非均匀电势和子晶格势作用下扶手型石墨烯纳米带的电子特性.我们发现当只有子晶格势作用时,不同类型的扶手型石墨烯纳米带的能隙随子晶格势的增大基本呈线性增长.然而不同类型的扶手型石墨烯纳米带的能隙随非均匀电势的增大却呈现出不同的变化趋势.对于金属型的情况,在非均匀电势和子晶格势共同调控下,可以实现能隙的打开与闭合.最后,在纳米带上施加垂直磁场,两端电导表现出有趣的量子演化行为.     

石墨烯纳米十字结电子输运性质

利用紧束缚近似模型研究了直接型和间接型石墨烯纳米十字结的电子输运性质.扶手椅石墨烯纳米带和锯齿石墨烯纳米带交叉形成直接型结,而渐变型结相当于在直接型结的直角处增加了三角形石墨烯片.在低能区,渐变型结的三角形连接区在其锯齿型边界形成局域态,导致电导被完全拟制,并形成电导带隙;而减小三角形区的相对尺寸,或在其边界引入无序可以恢复结的金属性电导.     

水热法在不同衬底下制备纳米ZnO材料

以氯化锌(ZnCl2)和25%浓度氨水(NH3·H2O)为原料,采用水热法制备了 ZnO纳米材料.比较了ZnO纳米材料在铜和硅不同衬底上的区别和衬底垂直放置与底部水平放置时的区别,以及垂直放置时随垂直高度的不同产生的变化.借助于X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等测试手段.对其结构、形貌进行了分析研究.研究结果表明,相对于硅,铜衬底上更容易生长出取向一致、结品良好的ZnO纳米棒结构.根据生长环境中气体的氛围和压力对乖直于衬底方向上生长的ZnO造成的影响,提出了水热法制备ZnO纳米材料的生长机理.     

锯齿型石墨烯纳米带用于锂硒正极材料性能的第一性原理研究(英文)

硒-石墨烯体系是一种新型的锂离子电池正极材料, 引起了广泛的关注. 通过第一性原理的计算, 发现单个Se原子和Sen (n=2,3,4,6,8)团簇都更偏向于吸附在锯齿型石墨烯纳米带(ZGNRs)的边缘位置. 此外, 研究了锂吸附在Sen@ZGNRs (n=1,2)上的理论容量. Se1@ZGNRs系统显现出比Se2@ZGNRs更好的容量. 本文不仅从理论上阐述了Li、Se原子与ZGNRs之间的吸附行为, 而且从Se原子数的角度出发, 为提高锂硒正极材料的性能提供了新的策略.     

石墨烯/Ag@TiO_2共同修饰的染料敏化太阳能电池制备及其性能

利用水热法制备石墨烯和Ag@TiO_2核壳纳米颗粒(nanoparticles,NPs)共同修饰的染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cell,DSSC),研究石墨烯和Ag@TiO_2纳米颗粒对光阳极和DSSC性能的影响.实验结果显示,掺入的Ag@TiO_2纳米颗粒质量分数为0.6%时,制备的DSSC性能最优,光电转换效率(photoelectric conversion efficiency,PCE)为5.84%,相比于纯TiO_2光阳极DSSC提高了近20%.研究表明,石墨烯/Ag@TiO_2染料敏化太阳能电池性能的提高,一方面是由于Ag@TiO_2纳米颗粒的掺入增强了染料的光吸收能力;另一方面是由于石墨烯的引入显著改善了光阳极染料的吸附量,加快了载流子的传输,增加了载流子寿命,两者协同显著提高了DSSC的短路电流密度(short-circuit photocurrent density,J_(sc))和光电转换效率.     

ZnO纳米结构的电化学法可控生长及其机理

以溶胶-凝胶法制备c轴取向为主的ZnO薄膜作缓冲层,采用阴极电化学沉积技术制备高c轴取向ZnO纳米结构.在0.7 mA/cm2的恒定电流密度下生长出直径约50 nm、密度为2.5×107mm-2的垂直向上的ZnO纳米杆阵列,通过逐渐增大电流密度(0.4~0.9 mA/cm2)或逐渐减小电流密度(0.9~0.4 mA/cm2)分别研制出直径逐渐变小或变大的纳米杆阵列,实现了纳米杆形貌、尺寸的可控生长.c轴择优取向的同质ZnO缓冲层既为纳米杆的定向生长提供了形核中心又减小了纳米杆的晶格失配度,有ZnO缓冲层样品的强紫外光发射和较弱的与缺陷相关的可见光发射的光致发光结果证实了缓冲层对提高样品晶体质量的重要作用.     

二氧化钌/石墨烯纳米复合材料的制备及其电化学性能

采用共沉淀法制备了二氧化钌/石墨烯纳米复合材料应用于超级电容器中,并利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及X射线衍射(XRD)对材料表面结构形貌进行了分析。将电极材料装配成极片,组装成超级电容器并进行电化学性能测试,实验表明,含有质量分数为5%石墨烯的复合材料表现出很好的电化学性能,该材料单极首次放电比容量有740F.g-1;在2A.g-1的电流密度下,8 000次深度循环后容量保持率为71%且具有很好的稳定性,比容量和循环性能都要优于纯的氧化钌材料,表明合成的复合材料适合用于超级电容器中。     

克孜尔石窟壁画颜料研究

采用扫描电子显微镜X-射线能谱（SEM-EDS）、拉曼光谱（Raman spectra）和傅里叶红外光谱（FTIR）对收集自克孜尔石窟第69窟的14个壁画颜料样品进行检测与分析鉴定。结果显示：蓝色颜料为青金石;绿色颜料主要为氯铜矿,在表面泛黄的绿色样品中检出了藤黄;红色颜料为赤铁矿;在白色颜料样品中检出了磷氯铅矿-砷铅矿和石膏;在灰色颜料样品中检出了石膏与炭黑。表明初唐时期藤黄已被用作绘画颜料;在矿物颜料上罩染有机染料,体现了古人对矿物颜料和有机染料的高超使用技巧。研究有助于了解壁画的用材、绘制方式等信息,为壁画的研究、保护和修复提供参照和依据,同时也佐证了古丝绸之路沿线贸易、经济、文化的繁荣和昌盛。     

非晶态硅酸盐介观团粒结构模型及其参数

非晶态硅酸盐是典型的近程有序,远程无序的准稳定态体系,采用分数维理论与X射线小角散射(SAXS)、拉曼光谱(RS)、透射电子显微镜(TEM)等分析技术相结合,对高温熔融法和溶胶凝胶法合成的CaO-Al2O3-SiO2及Na2O-Al2O3-SiO2系列低维非晶硅酸盐试样进行了网络分数维、微粒微孔分数维、网络自相似比、回旋半径、微孔体积百分率、团粒尺度和微孔尺度等介观参数群的定量测定及研究,获得了低温硅酸盐凝胶、高温硅酸盐熔体(仿岩浆熔体)之淬火玻璃相均具有纳米级(几个nm至几十nm)统计性自相似团粒结构的结论,进而建立了介观团粒结构模型,揭示了该结构模型内各介观参数与其宏观参量的相关性,从而为非晶硅酸盐提供了一整套介观定量结构参数,确定了岩浆熔体是准稳定的、可演变的分数维体系,对探索自然界岩浆的地球化学特征以及低维复合材料结构性能的改进具有重要的理论和实用意义.     

硒化镉片状纳米晶的合成与表征

采用溶剂热法制备了有机,无机前驱物CdSe·0．5en,然后对前驱物进行了真空退火处理,成功制备了CdSe片状纳米晶．所得样品物相和形貌用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）表征．结果表明,以乙二胺为溶剂,在18℃下反应24h后得到前驱物,然后将前驱物在300℃真空环境下进行退火1h,得到了物相为六方相、具有片状形貌的CdSe纳米晶．     

爆米花衍生氮掺杂纳米碳的制备及其电化学性能研究

纳米碳材料被广泛应用于能量存储和催化等领域, 但简便而有效地制备高性能碳材料仍是一个挑战. 本文采用微波法制备爆米花, 经过预碳化、KOH活化后得到高比表面积和高微孔率的氮掺杂纳米碳材料, 并利用SEM、TEM、XRD、Raman、XPS和N2物理吸附表征材料的结构和组成, 并将其用作超级电容器电极材料. 结果表明: 活化样品由于具有发达的孔结构和合适的氮含量而具有优异的电化学性能; 在0.2A?g-1的电流密度下, 比电容高达214F?g-1; 当电流密度20A?g-1时, 其倍率性能保持65%.     

不同细胞质雄性不育小麦中依赖钙/钙调素 的蛋白激酶的SDS-PAGE电泳图谱分析

以几种新型细胞质雄性不育型小麦为材料,对分蘖期小麦叶片中的依赖钙/钙调素的蛋白激酶(Ca2+/CaM-PK)的SDS-PAGE电泳图谱进行了分析,实验结果表明,不育系与保持系的蛋白激酶酶带之间存在差别,并且不育系之间也有差别,说明不育细胞质对核基因的表达也有影响,这可能与雄性不育有关,而且不育材料中存在潜在优势,可用来选育具有更强优势组合的核质杂种.     

大麦酯酶同工酶酶谱的聚类分析与遗传研究

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳对主要产于我国不同地区的３３份近缘野生大麦及其１９份栽培大麦，以及它们间杂交的２７个组合Ｆ１植株的叶片进行了酯酶同工酶分析．结果表明，５２份材料可分成１１个酶谱类型，聚类分析说明，同一亚种或同一变种，地理来源不同，酶谱表现不同．地理来源相同或相近的不同亚种或不同变种，酯酶同工酶酶谱一般表现出相同或相近．杂交组合Ｆ１中酶谱出现３种类型：偏亲本型，杂种型和互补型．其中以互补型为多．凡出现杂种酶带或互补酶带的植株，在穗长和株高上都表现出杂种优势的特征．对近缘野生大麦和栽培大麦的酶谱以及与地理距离的关系和酯酶同工酶在大麦中的应用进行了讨论．     

Fe-Co-Ni衬底上准定向ZnO亚微米杆的制备及其光学性质

以Fe-Co-Ni合金为衬底,硝酸锌(Zn(NO_3)_2·6H_2O)和氨水(NH_2·H_2O)为原料,采用水热法生长出准定向的ZnO亚微米杆阵列.运用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)及室温光致发光谱(PL)研究了ZnO样品的结构、形貌和光学性质.在合适温度(85℃)下长出的ZnO亚微米杆直径较均匀,定向性较好,具有良好的紫外发光特性;在较高的生长温度(100℃)下得到的ZnO样品是分叉杆簇团.Ni衬底上的生长实验获得了类似于Fe-Co-Ni衬底上的准定向ZnO亚微米阵列.