带电悬浮粒子胶体晶体的固定化

采用光固化技术, 以丙烯酰胺单体与亚甲基双丙烯酰胺交联剂在紫外光的照射下发生光聚合反应, 嵌入聚苯乙烯胶体晶体, 实现了胶体晶体的固定化. 结合反射光谱和Kossel衍射技术研究对照了固定化前后胶体晶体的变化, 实验结果表明, 通过这种水凝胶固定化的胶体晶体保存了未固定前悬浮液中胶体晶体的结构. 但固定化后的胶体晶体的晶面间距和晶体的尺寸都略微减小. 通过对固定化后的水凝胶长时间的反射光谱观测, 发现固定化后胶体晶体在Milli-Q水中起初会发生溶胀, 经过2-5天溶胀-消溶胀过程达到平衡, 平衡后的水凝胶胶体晶体十分稳定, 可以长时间保持胶体晶体的结构. 因此, 胶体晶体固定化不但极大地提高了悬浮液中胶体晶体的抗剪切能力, 还克服了悬浮液中胶体晶体对离子、外界干扰的敏感性, 扩大了胶体晶体的实际应用价值.     

材料微结构演化的相场模拟

材料的各种宏观性能与其内部的微观结构密切相关,如何通过控制材料微结构的分布来提高其性能指标一直是工程界与学术界广泛关注的课题。由于场变量在界面的突变,传统的基于局部理论的突变界面模型在描述材料微结构演化方面存在一定的困难。基于非局部理论的相场法采用扩散界面的概念来描述界面,避开了理论上描述突变界面的困难,在模拟材料内部任意的组织形态和复杂的微结构演化方面具有独特的优点。本文首先介绍相场法的热力学理论基础,包括自由移动边界问题、扩散界面模型、非局部能量泛函、相场动力学方程及其常用求解方法。然后重点介绍铁电、铁磁和多铁性材料微结构演化的相场模拟,同时简要介绍相场法在软物质和锂离子电池材料微结构演化模拟中的应用,最后给出总结和展望。     

生物正交剪切反应及其应用

生物正交反应在化学生物学的研究中发挥着越来越重要的作用.传统的生物正交反应以新化学键生成的连接反应为主,其在实现生物分子的“标记”、“示踪”和“捕捉”等研究中发挥着重要作用.近年来,一类新兴的反应类型--以化学键断裂为基础的生物正交剪切反应逐渐发展起来,并在分子的“释放”、“激活”和“操控”等方面得到了越来越广泛的应用.本文首先重点介绍了生物正交剪切反应,总结了这些反应的特点、适用范围和已经实现的用途.随后通过具体的例子介绍了这些反应在化学生物学中的应用,包括小分子前药的激活、蛋白质功能的调控、细胞的工程化等.最后文章对生物正交剪切反应的发展趋势进行了展望.     

铝-金刚石界面电子特性与界面肖特基势垒的杂化密度泛函理论HSE06的研究

宽带隙半导体金刚石具有突出的电学与热学特性,近年来,基于金刚石的高频大功率器件受到广泛关注,对于金属-金刚石肖特基结而言,具有较高的击穿电压和较小的串联电阻,所以金属-金刚石这种金半结具有非常好的发展前景.本文通过第一性原理方法去研究金属铝-金刚石界面电子特性与肖特基势垒的高度.界面附近原子轨道的投影态密度的计算表明:金属诱导带隙态会在金刚石一侧产生,并且具有典型的局域化特征,同时可以发现电子电荷转移使得Fermi能级在金刚石一侧有所提升.电子电荷在界面的重新分布促使界面形成新的化学键,使得金属铝-氢化金刚石形成稳定的金半结.特别地,我们通过计算平均静电势的方法得到金属铝-氢化金刚石界面的势垒高度为1.03 eV,该值与金属诱导带隙态唯像模型计算的结果非常接近,也与实验值符合得很好.本文的研究可为金属-金刚石肖特基结二极管的研究奠定理论基础,也可为金刚石基金半结大功率器件的研究提供理论参考.     

干涉法测量橡胶材料杨氏模量的研究

橡胶材料杨氏模量的常见拉伸测量方法是光杠杆法,本文通过劈尖干涉的方法测量出橡胶条在轴向拉力作用下直径产生的微小变化量,由材料的本身的泊松比、直径变化量与杨氏模量之间的函数关系式,通过多次实验测量数据减少随机误差,并且分析计算了杨氏模量的最佳估计值和不确定度,实验结果表明该方法测量得到的杨氏模量与理论值误差在1.5%左右,最大相对不确定度约为1.2%.     

Preparation and Characterization of Nanostructured Ni-TiN Composite Films

在悬浮有TiN纳米颗粒的镍镀液中,采用直流电镀方法制备了Ni-TiN纳米复合镀层. 采用原子力显微镜、X射线衍射仪和透射电镜等手段对镀层结构、表面形貌、耐蚀性能、硬度和热稳定性等进行了研究,并且与传统镍镀层的相应性能进行了比较. 结果表明,复合镀层在耐腐蚀性、硬度和热稳定性等方面都比传统镍镀层有了显著提高;由于电流密度对阴极析氢和镍晶粒的成核/生长速率的影响,Ni-TiN纳米复合镀层的硬度随着电镀电流密度的增加而轻微减小.     

变物性参数对微通道内纳米流体强制对流换热的影响

对二维微通道内Al_2O_3-水纳米流体的强制对流换热进行了数值研究。主要研究纳米流体的变热物性参数、纳米粒子体积分数φ和Re数对纳米流体强制对流换热的影响。研究表明:在Re数和纳米颗粒体积分数φ一定时,变热物性参数纳米流体比定热物性参数纳米流体在微通道内的强制对流换热强。在Re数一定时,随着纳米粒子体积分数φ的增加,纳米流体换热性能增强。在纳米粒子体积分数φ一定时,随着Re数的增加,纳米流体的换热能力也随之增加。     

DF化学激光器扩压器流场仿真及优化

建立了DF化学激光器压力恢复系统扩压器的流场仿真模型,对扩压器流场结构进行了仿真分析。结果显示,扩压器超扩段长度为1310 mm时,激光器可工作压力为7.18 kPa。增加超扩段长度至1810 mm,激光器的可工作压力上升至8.25 kPa; 插入2片楔形叶片,激光器的可工作压力提升至8.52 kPa。适当增加超扩段长度和插入叶片的方式可在一定范围内提高激光器的工作压力,研究结果对于化学激光器扩压器的设计与优化具有重要的参考价值。     

有机-水两相体系制备超细氢氧化铝

以水为介质沉淀法制备超细氢氧化铝时,由于水的存在形成架桥羟基,干燥时会聚集形成硬团聚,为克服这种现象,提出以正丁醇为有机相,AlCl3·6H2O为原料,氨水为沉淀剂的有机-水两相体系沉淀氢氧化铝的工艺,以烷氧基取代水的羟基形成软团聚,降低了粉体硬团聚.在此基础上,结合正丁醇共沸蒸馏和硅烷偶联剂进行表面改性的方法制备出超细氢氧化铝粉体.通过对制备过程中各种操作参数及影响因素的考察,获得了制备的最佳条件:氨水浓度以6.7 mol·L-1为宜,约6%的KH-550硅烷偶联剂,反应温度20～25 ℃,反应时间25～35 min,经过共沸蒸馏和120～125 ℃条件下干燥,得到平均粒径为619.3 nm的超细氢氧化铝.     

Influence of Gravity on Structure of Colloidal Crystal Using Simulated Microgravity

将重水(D2O)和水(H2O)以一定比例混合来匹配直径为110 nm的聚苯乙烯带电小球的密度,并利用Kossel衍射方法测量了胶体晶体的结构和晶格常数等参数．通过将密度匹配(g=0)和没有进行密度匹配(g=1)的实验结果的对比,发现重力将会使样品池中胶体晶体的晶格常数随高度的变低而变小．这一结果表明,在带电粒子胶体晶体的研究中有必要考虑重力的影响