苯丙炔酸和苯丙烯酸酯苯并菲盘状液晶的合成及介晶性

合成了7个含苯丙炔酸和苯丙烯酸酯链的苯并菲盘状液晶化合物C₁₈H₆(OC_nH_2n＋1)₅O₂CR' [R'＝C≡CC₆H₅, n＝4～9 (1a～1f); R'＝CH＝CHC₆H₅, n＝6 (1g)]. 该系列化合物结构通过¹H NMR, IR和元素分析表征. 液晶性通过差示扫描量热法和偏光显微镜进行了研究, 结果显示: 化合物均为六方柱状相热致型液晶; 含苯丙炔酸酯链苯并菲盘状液晶化合物1a～1f, 随着烷氧链的增长, 清亮点呈现逐渐下降的趋势; 对于含苯丙烯酸酯链苯并菲化合物1g与具有同样软链长度的炔基酯链苯并菲化合物1c比较, 具有更低的熔点和结晶点, 而它们的清亮点几乎一致, 因而化合物1g有更宽的介晶性温度范围.     

磁控溅射ZrN薄膜的生长机理及光学性能

利用直流反应磁控溅射法在Si衬底上沉积了高结晶质量的氮化锆(ZrN)薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)和光谱椭偏仪(SE)研究了沉积时间对ZrN薄膜结构、表面形貌和光学性能的影响。结果表明:所沉积薄膜均为NaCl结构的立方相ZrN,具有(111)面单一取向;沉积时间的增加提高了薄膜的结晶质量;ZrN薄膜的表面形貌、晶粒尺寸以及表面粗糙度随沉积时间发生变化,沉积45 min的薄膜表面出现致密的三角锥晶粒,且表面粗糙度最大,薄膜呈柱状生长。随后利用Extend Structure Zone Model解释了ZrN薄膜的生长机制,最后研究了ZrN薄膜的光反射特性,发现反射光谱与晶粒形状和表面粗糙度密切相关,表面具有三角锥状晶粒的薄膜,其反射谱在300~800 nm波长范围内存在振荡现象,相比于具有不规则晶粒形貌的薄膜其反射率明显下降。本文中研究的生长条件与晶体结构、微观形貌和光学性能之间的关系,可为器件中应用的ZrN薄膜最佳制备条件的优化提供重要的参考价值。     

点击化学合成盘-棒-盘状液晶三聚体

本文设计并合成了一系列盘-棒-盘状液晶三聚体.此类三聚体由两个相同的苯并菲盘状介晶基元和一个联苯棒状介晶基元通过CuI-NEt3体系催化端基炔和端基叠氮化合物的点击反应连接形成.该三聚体结构通过核磁、红外和高分辨质谱表征;介晶性通过偏光显微镜(POM)、差示扫描量热法(DSC)和X射线衍射(XRD)进行了研究.结果显示:此类液晶三聚体均为室温液晶,呈现四方柱状相(Colr).连接3个介晶基元的柔性间隔基的长度对化合物的相转变温度具有明显影响.     

苄醚型树枝化碳水化合物的合成与液晶性

选取3种不同结构的苄醚型树枝状分子为分枝,以N-乙酰氨基葡萄糖为内核,合成出一类树枝化碳水化物;利用DSC、热台偏光显微镜、XRD和CD／UV光谱等手段研究该类化合物的液晶性,并命名为树状碳水化合物液晶。研究表明,连接有楔形树枝状单元的化合物形成手性柱状六方相或者向列相,连接有锥形树枝状单元的化合物未能如预期形成立方相,而仍然形成手性柱状六方相．超分子手性很可能源于树枝状单元与糖内核的协同自组装,使得树状分子沿着柱轴螺旋式堆砌;而糖环内核则对超分子柱的手性起调控作用,从而避免了外消旋的发生．该类化合物为研究碳水化合物诱导手性超分子聚集体提供了新的思路．     

复合型切缝药包成缝机理及数值模拟实验

 采用爆炸力学、岩石断裂动力学对3种切缝药包进行理论分析表明,复合型切缝药包在切缝方向的剪应力是常规切缝药包的1.59倍左右;采用有限元软件ANSYS10.0/LS-DYNA对其进行数值模拟实验,通过对比3种装药结构的爆炸效果,表明复合型切缝药包在切缝方向的聚能效应最佳;通过对比复合型切缝药包切缝方向和垂直切缝方向的等效塑性应变,得出切缝方向塑性应变峰值是垂直切缝方向的2.93倍左右;通过对比远区围岩压力,得出复合型切缝药包在远区形成的爆炸压力最小,对围岩的损伤程度最小,能量利用最充分。     

高密度柱状聚合物刷的合成

通过铜催化的叠氮-炔偶联反应(CuAAC),利用grafting-onto方法合成每个主链重复单元带有多于一条侧链的高接枝密度的柱状聚合物刷.首先,合成了带有缩酮保护的甲基丙烯酸2,2-双羟甲基丙酯单体(bisMPMA),并通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合得到窄分子量分布的线形聚合物.在酸性条件下脱去缩酮保护后,以羟基与戊炔酸酐的酯化反应,得到了每个重复单元带有2个炔基的聚合物主链.之后,利用高效的CuAAC反应,将末端带有叠氮基团的聚环氧乙烷(PEO)或聚苯乙烯(PS)侧链接枝到主链上,用核磁共振氢谱(1H-NMR)和体积排阻色谱(SEC)等对聚合物刷的结构进行表征.     

扫路机气力系统工作效率研究

本文旨在探讨提高吸式扫路机气力输送系统的效率,采用计算流体力学与离散单元法对圆柱颗粒在气体中的运动进行数值模拟,分别研究了颗粒密度、颗粒长径比、颗粒初始平面与吸入口的距离、吸入速度、颗粒所处圆周对于颗粒吸入效率的影响。研究结果表明：颗粒密度越大,颗粒的吸入效率越低;颗粒长径比对吸入效率的影响较小;颗粒初始平面与吸入口的距离与颗粒吸入效率为负相关;吸入速度增大有利于提高颗粒吸入效率,但是当吸入速度增大至一定程度时,其对吸入效率影响减小;颗粒所处圆周与吸入口圆周径向距离越小,颗粒的吸入效率越高。     

柱状纳米系统电子和空穴的能量和寿命

利用S-矩阵理论,在有效质量近似下,求出柱状纳米系统电子和空穴的能量和寿命,并与球状纳米系统相比较。以HgS/CdS/HgS柱状纳米系统为例,探讨了线度和势垒宽度对电子和空穴的能量和寿命的影响。结果表明：柱状纳米系统中,电子和空穴的能量和寿命随线度的变化规律相似,即势垒宽度一定时,能量随内半径增大而减小,寿命随内半径增大而增大;内半径一定时,能量随势垒宽度增大而减小,但变化甚微,而寿命随势垒宽度增大而迅速增大;势垒宽度 时,电子和空穴的寿命均为零,但电子和空穴寿命不为零的势垒宽度范围不同,空穴的寿命要比电子的寿命小。柱状和球状纳米系统电子和空穴寿命的变化规律相似,形状的影响很小。     

爆炸荷载和地应力耦合作用下煤体裂纹扩展的模型实验研究

为了研究地应力作用下煤体柱状装药预裂爆破裂纹扩展,以Froude比例法为指导,建立煤层预裂爆破的模型实验,并对地应力和爆炸荷载耦合作用下煤体中的裂纹扩展机理进行了研究。该模型描述了在爆炸荷载作用下的宏观破坏现象。研究结果表明:模型实验与现场试验结果基本一致;裂纹主要是由压缩波和卸载波共同作用形成的;地应力对裂纹的发展具有抑制作用;主应力对于拉伸裂纹的发展具有明显的导向作用。     

盘状液晶材料的研究进展

盘状液晶分子容易形成柱状堆积的超分子组装体, 由于分子在液晶态具有一定的流动性, 使得组装体具有良好的结构缺陷自修复功能. 因此具有特定芳香共轭结构的盘状液晶分子可以呈现较高的导电特性, 能够有效传输电荷, 具有制备光电器件的潜在应用价值. 本文主要介绍以苯环、苯并菲、六苯并蔻、苝和肽菁为中心核的盘状液晶材料, 其分子结构的化学修饰对液晶性能的影响, 液晶材料在有机发光二极管(OLED)、有机场效应晶体管(OFET)和太阳能电池器件中的应用, 以及盘状液晶材料相关的动力学研究进展.