基于磁纳米颗粒的二段对称分裂式G-四分体DNA酶生物传感器用于Hg2+的快速检测

提出了一种可用于Hg²⁺快速检测的基于磁纳米颗粒与二段对称分裂式G-四分体DNA酶的生物传感器. 分别用紫外-可见光谱法, 圆二色光谱法和荧光显微镜成像技术对实验设计的DNA酶传感器进行了表征. 传感器中磁纳米颗粒的应用不仅可以直接从水样中通过磁分离方法分离和富集被测物Hg²⁺, 并且还能将游离的未与Hg²⁺结合的DNA酶和hemin等除去, 有效地提高检测灵敏度和降低背景信号; 此外, 二段对称分裂式G-四分体DNA酶的运用还可增强传感器的灵活性和选择性. 传感器对Hg²⁺检测的线性范围为0.8～20 nmol/L, 检出限为0.3 nmol/L. 当水体中的共存离子大量存在时, 传感器对Hg²⁺的检测仍具有高度特异性. 对实际水样的检测回收率在95.3%～104.4%之间. 实验设计的DNA酶传感器操作简便, 费用低廉, 具有良好的再生能力. 可用于天然水体和饮用水样品中痕量Hg²⁺的检测.     

原位反应烧结法制备MgAlON复合材料

实验原料选用高纯电熔镁砂(粒径3～1 mm);α-Al2O3(活性)微粉(粒径≤5μm);电熔镁铝尖晶石(粒径≤1mm);Al粉(粒径≤0.088 mm);化学纯MgO(粒径≤0.04 μ m)和少量的活性材料,氮化气氛下原位反应制备MgAlON复合材料,考察了氮化烧结后试样的常规性能、物相组成、显微结构.结果表明:1500℃下,氮化气氛中耐火基质料为Al-Al2O3-MgO系的混合粉可以通过原位反应制备MgAlON复合材料;骨料种类的不同,不影响MgAlON矿相的生成.且MgAl2O4-MgAlON材料的烧结性能及氮化效果较好,常温强度也较高.试样骨架结构是骨料大颗粒在烧结中形成的,骨架中填充着反应合成的MgAlON晶粒和骨料小颗粒,使得烧成后的试样内部结构致密;微晶结构以及晶须的存在有利于提高材料的常温力学性能.     

介晶的制备、性能与应用研究

介晶（mesocrystal）是一类由纳米晶以结晶学有序的方式自组装而成的纳米粒子超结构,通常可以显示类单晶的电子衍射行为。介晶形成过程对经典结晶的挑战及其颗粒聚集体的独特结构特色具有的潜在应用促使人们对其广泛的研究。本文主要综述了介晶的制备方法、性能和应用研究的最新进展,其中合成方法主要包括共沉淀法、水热法、溶剂热法、拓扑转变法、电化学法和溶解再结晶方法,性能和应用方面主要介绍了介晶的催化性能、电化学性能、光电性能和生物医学应用。本文着重讨论了介晶的形成过程和介晶的结构-性能关系,指出了目前介晶的制备、性能和应用研究中存在的科学问题,并展望了其发展方向。     

焙烧处理下二氧化钛/钛酸盐纳米材料晶型和形貌的变化规律研究

通过调控酸碱浓度, 在水热条件下得到了金红石、锐钛矿、板钛矿、钛酸钠等一系列TiO₂/钛酸盐产物. 对上述TiO₂、酸洗处理后的钛酸盐等一系列不同晶型、不同形貌的样品进行焙烧处理, 系统性地研究焙烧温度的逐渐升高对产物晶型转变和形貌演化的规律性影响. 给出了水热酸碱浓度以及焙烧温度两个因素与TiO₂/钛酸盐纳米材料晶型和形貌变化行为关系的二维示意图. 依据奥斯特瓦尔德阶梯规则、经典热力学理论以及定向附着生长机理, 对TiO₂/钛酸产物的晶型晶体生长、晶型转变和形貌演化机理进行了探讨.     

含POSS侧基的非环二烯烃易位聚合及离子型杂化聚合物表征

基于七异丁基-胺丙基-多面体低聚倍半硅氧烷(POSS-NH₂)与溴丁烯或溴代十一烯反应, 一步法合成了含POSS侧基的两种杂化二烯烃. 以钌卡宾络合物为催化剂的非环二烯烃易位(ADMET)聚合, 短链二烯烃未能发生, 而长链二烯烃能顺利实现. 将杂化二烯烃转变为离子型杂化二烯烃, 其ADMET聚合活性较高, 随着反应时间延长, 聚合物分子量明显增大, 分子量分布变窄, 体现了逐步聚合的特征. 核磁共振分析揭示了聚合物的不饱和结构和聚合反应的变化过程. 主链不饱和的无定形聚合物, 经氢化作用转变为饱和的离子型杂化聚乙烯, POSS基团精确地连接在聚乙烯骨架的侧位上, 且POSS基团和聚乙烯骨架均表现出较强的结晶能力. 这种离子型杂化聚乙烯具有球形的单分子或聚集形态, 可直接构筑纳米尺度的聚合物材料.     

一维多孔硅声子晶体的带隙研究

多孔硅的力学性质随多孔度有较大变化,因此可以用多孔硅材料来构建声子晶体结构.本文将在理论上讨论一维多孔硅声子晶体的带隙,设计出宽禁带声子晶体结构,分析其相关的物理特性.计算结果表明薄的高孔度插入层将获得宽的带隙,而声子晶体异质结能够获得更宽带隙.     

接枝聚苯乙烯/多壁碳纳米管纳米复合材料制备及合成机理

通过原位悬浮聚合的方法, 以过氧化苯甲酰(BPO)做引发剂, 制备了聚苯乙烯/多壁碳纳米管(MWNT-g-PS)纳米复合材料, 复合材料在水和乙醇中均表现出良好的分散性及稳定性. 通过高倍透射电镜(HRTEM)、场发射扫描电镜(FESEM)分析, 多壁碳纳米管上包覆有1～3 nm的聚苯乙烯膜, 并分布有半径从几十纳米到几百纳米不等的聚苯乙烯微球. 通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman spectroscopy)、X光电子能谱(XPS)和热重分析(TGA)对复合材料进行分析, 结果表明, 自由基将多壁碳纳米管表面π键打开, 形成一种新的自由基, 引发聚苯乙烯的自由基聚合, 形成了接枝聚苯乙烯/多壁碳纳米管纳米复合材料.     

氮原子同位素计算

本文利用多组态Dirac-Hartree-Fock和相对论组态相互作用的方法计算了氮原子的同位素¹⁴N和¹⁵N的四对能级跃迁：3s⁴P→3p⁴P°，3s⁴P→3p⁴D°，3s²D→5p²D°，和3s²P→3p²P°相应的特殊质量位移系数和场因子. 由计算所得的正常质量位移，特殊质量位移系数和场因子获得了氮原子同位素的正常质量位移、特殊质量位移和场位移. 同时将计算结果和报道的实验和理论计算结果进行了比较.     

分光计实验中棱镜折射率色散 研究的实验拓展

在分光计实验教学过程中,在完成自准法测量三棱镜的顶角的基础上,让学生把实验中能够清晰观察到的汞灯棱镜光谱中不同波长谱线对应的折射率利用最小偏向角法进行测量,再利用正常色散的柯西经验公式对数据进行拟合,作出n-λ曲线并求出所用材料(三棱镜)的系数A、B、C。通过上述实验内容的拓展,不仅让学生进一步熟悉了最小偏向角法测量三棱镜玻璃折射率的实验操作方法,而且让学生对棱镜玻璃波长色散的物理含义有了定量上的深入理解。