扫描电镜下断口表面的三维重建及分形维数的测量

基于数字散斑相关方法,利用扫描电镜立体对技术和计算机视觉方法实现了物体表面的三维重建,讨论了影响其精度的原因,并且利用分形理论对表面的三维形貌进行了定量分析,由立方体覆盖法得到了三维形貌的分形维数.作为应用的实例,将该方法应用到岩石断口的三维重建中,得到了重建后的高度云图和分形维数.结果表明,利用扫描电镜立体对技术对断口表面进行三维重构并进行分形维数的计算是一种行之有效的断口定量分析方法.这为研究材料断裂的微观机理、断裂过程和断裂性质等问题提供了一种途径.     

水对砂岩纵横波速及弹性参数影响的实验研究

水对含不同黏土矿物油气储层的纵横波速以及弹性参数有很大影响。为研究此影响,在相同条件下制作了三组(黏土成分分别为蒙脱石、伊利石和伊利石/蒙脱石混合)不同黏土含量(体积分数)的人造泥质砂岩岩样,并先后在常态、饱和及干燥三种状态下进行了纵横波速测量,在人工岩样黏土填隙分布模型下计算了孔隙度。首先,通过结合临界孔隙度模型和Gassmann模型,验证了人工岩样实验数据的合理性;然后,确定了影响岩样波速及弹性参数的主要因素,并在主要因素控制下对比分析了常态、干燥态岩样的纵横波速及剪切模量和体积模量。结果表明:对于含伊利石岩样,水对纵横波速及弹性参数影响较小,且孔隙度越大影响越小;对于含伊蒙混合岩样,水的影响较大,浸泡水后岩样纵横波速及弹性参数均明显变小,说明蒙脱石吸水膨胀后其内部微观孔隙不能被忽略。     

用于树脂传递模塑成型的苯乙炔封端的酰亚胺预聚体制备

采用4-苯乙炔苯酐(4-PEPA)、1,3-二(3-氨基苯氧基-4′-苯酰基)苯(BABB)和4,4′-双(3-氨基苯氧基)二苯甲酮(APBP)合成了两种苯乙炔苯酐封端的聚酰亚胺预聚体PI-1和PI-2, 并对预聚体的熔体黏度、稳定性、固化后树脂的热稳定性能和机械性能等进行了研究. 结果表明, 制备的预聚体具有较高产率(>95%); 与其它PEPA封端的聚酰亚胺相比, 两种预聚物在较低温度(200 ℃)时均具有很低的熔体黏度(1 Pa·s)和良好的熔体黏度稳定性, 固化后玻璃化温度达到300 ℃以上, 可适用于树脂传递模塑(RTM)成型制备耐高温高性能树脂基复合材料, 且在成型工艺上有了很大改善; 固化后的树脂具有优异的热稳定性能和良好的机械性能.     

微重力条件下不同截面形状管中毛细流动的实验研究

利用落塔设施创造的短时间微重力条件, 研究了不同尺寸的正方形和三角形截面的毛细管中的流体在微重力条件下的流动行为, 并与圆形毛细管中的毛细流动进行了对比, 总结出了毛细管尺寸和截面形状对界面张力主导的毛细流动行为的影响规律. 结果显示, 对于同样形状的毛细管, 其尺寸对于毛细流动的影响规律基本相同; 而对于不同的截面形状, 方形管和三角形管都与截面积小得多的圆形管有一定的类似性. 相关结果对于深入理解不同条件下的界面张力主导的毛细流动特性, 以及在空间微重力条件下通过改变毛细管的形状来实现流速和流量的独 立控制等方面都具有明显的现实意义. 关键词： 微重力 毛细流动 毛细管形状     

乙炔基封端聚酰亚胺增韧改性的相结构

以双酚A二醚二酐(BPADA)和3乙-炔苯胺(APA)为原料,通过两步法合成一种热固性可交联的聚酰亚胺预聚体.将此预聚体分别与不同结构的热塑性聚酰亚胺(PI)共混,对其进行增韧改性,通过调控热塑性聚酰亚胺的质量分数,引入结构相似且含有更多柔性基团的热塑性聚酰亚胺(如含有醚键和对称甲基结构的二酐),得到了热固/热塑性聚酰亚胺复合膜.利用差示扫描量热仪(DSC)及扫描电镜(SEM)对该体系的相分离结构和相容性进行研究,并讨论其机械性能和热性能.结果表明,相分离结构使体系的机械性能得到改善,同时也保持了原有的优异热性能.     

基于药效团的BRD4靶向小分子抑制剂虚拟筛选

BRD4靶点和多种肿瘤密切相关,是具有良好成药性的热门靶点。本文选取活性较好且结构差异较大的BRD4小分子抑制剂作为训练集分子,基于配体小分子共同特征(HipHop)方法使用Discovery Studio 3.0分子模拟软件构建了药效团。药效团通过测试集验证、ROC曲线验证(SE(sensitivity)=0.93765、SP(specificity)=0.89500、(AUC)=0.956),结果表明构建得到的药效团具有较强的可靠性和较高的可信度。药效团模型含有1个芳环中心、1个疏水基团、2个氢键受体四个药效特征元素。此药效团被用于ZINC数据库进行虚拟筛选,共筛选了861203个分子,命中率为0.782%。再对筛选得到的分子经过分子对接、ADMET成药性预测、构象分析并讨论分子-蛋白相互作用模式,最终得到了21个有潜力的BRD4小分子抑制剂。     

胶体粒子表面有效电荷的实验测量

胶体溶液中带电胶粒的有效电荷是计算粒子间相互作用势的一个重要参数. 在本文中用电导率-粒子数密度关系法和电导滴定法分别研究了七种粒径及表面带电情况均不相同的聚苯乙烯粒子, 结果显示两种测量方法得到的有效电荷数值具有较好的一致性, 误差在7%以内. 同时发现, 经验公式计算的有效电荷差不多是实验值的2倍, 表明文献中的经验公式对于本文所研究的胶体粒子体系不适用.     

电解质浓度对胶体粒子表面有效电荷的影响

胶体粒子的表面有效电荷是决定胶体性质的重要物理量,但溶液环境(如电解质溶液浓度)是否影响其数值至今尚无统一认识,近年来的一些研究工作给出了存在争议的不同结果和假设.在直接实验测量方面,由于电解质离子和胶体表面吸附离子的置换,粒子表面基团的不完全电离和胶体粒子对离子吸附的共同作用,使得对这类粒子在不同溶液环境下的表面有效电荷的测量和变化机理的认识极为困难.针对该问题,本文测定了羧基和磺酸基修饰的聚苯乙烯胶体颗粒在不同粒子浓度和HCl浓度下的电导率,由于两种粒子与HCl电离产生的阳离子相同(均为H+),可根据电导率-数密度法(迁移法)得到胶体颗粒表面有效电荷数.通过实验结果分析,明确了HCl浓度以及粒子数密度对胶体粒子表面电荷的影响规律以及表面电荷随HCl浓度增大的原因.除此之外,羧基修饰颗粒比磺酸基修饰颗粒的表面电荷随HCl浓度变化更快;对于同一HCl浓度,磺酸基修饰胶体表面电荷不受粒子数密度影响,而羧基修饰胶体颗粒却与之相关.基于粒子表面电荷的理论模型,对这些问题都给出了相应的解释.     

紫坪铺库区断层分布规律统计分析

定量描述地质构造的分布规律对诸如核废料地质处置、边坡稳定性分析、采矿工程以及水利水电工程都具有十分重要的意义。本文根据紫坪铺水库工程区域地质图,通过提取断层信息的方法,获得了断层分布图。对紫坪铺水利枢纽工程库区内尺度跨越3个数量级、共126条断层进行了统计分析,获得了断层长度-数量间的幂律关系,即N(r)~r^-D。并通过分段线性拟合的方法,计算了幂指数的值。发现当断层长度r<2.5km时,幂指数D=0.32;而当断层长度r≥2.5km时,幂指数D=1.58。该幂律关系对推演更小或更大规模断层分布具有重要意义。     

带电微粒在滤膜附近的定向运动

滤膜在过滤和分离领域具有非常广泛的使用,但滤膜对溶液中的组分具有吸引或排斥作用,导致粒子产生定向运动,进而在膜附近产生粒子富集或“粒子禁区”等截然不同的效应,目前对此认识尚不清楚,粒子浓度分布不能实时准确测量是其中最大的困难.本文以表面带负电荷的胶体粒子为模型物质,利用胶体粒子结晶后粒子浓度可以实时原位测量的优势,研究了纤维素滤膜对粒子运动行为的影响规律.研究结果发现带电微粒会自发地在滤膜表面产生富集,滤膜中微量阴阳离子释放导致的扩散泳效应是微粒朝向滤膜产生定向运动的主要原因,基于扩散泳和粒子扩散两种机制构建了粒子运动方程和模型,数值计算结果和实验结果定性一致.此外,粒子除了朝向滤膜的纵向运动之外,壁面电渗流和横向扩散还会使粒子朝向壁面产生迁移,导致管壁粒子数的增多.