原子力显微镜在纳米生物材料研究中的应用

在过去的20年里,原子力显微镜(AFM)在纳米生物材料领域有着广泛的应用。AFM可有力地揭示纳米生物材料的表面结构与力学性质,并且可作为纳米加工工具对其进行操作与处理。本文综述了AFM在纳米生物材料中的最新应用进展,包括纳米生物材料的成像与表征,力学性能测量和纳米加工。AFM可用来观察纳米生物材料的表面形貌并对其特征高度和表面粗糙度进行分析,还可对其动态过程进行原位观察。通过AFM相图还可得到有时候高度图无法获取的一些表面特征。AFM力曲线可用于测量针尖与纳米生物材料之间的黏附力及分子内外的相互作用力。AFM纳米压痕技术可用来测量材料的相关力学性质(弹力,杨氏模量,硬度,纳米断裂行为等)。此外,AFM也已经被探索用于精准、可控、可重复地加工纳米生物材料。总之,作为一个强大的纳米技术工具,AFM已成为纳米生物材料相关研究领域的一个理想的表面分析和表面加工工具。     

人工电离层洞形态调制及其对短波传播的影响

本文在电离层中性气体点源扩散近似解的基础上,给出了多源释放动力学模型.分析了释放物质、释放高度、释放模式和释放量等因素对人工电离层洞形态调制的影响,并利用电离层短波三维数字射线追踪技术,对不同调制电离层洞的电波传播效应进行了数值模拟和分析. 关键词： 化学物质释放 人工电离层洞 形态调制 电波传播效应     

基于范阿伦卫星观测的槽区嘶声波冷等离子体色散关系的适用性评估

等离子体层嘶声波对电子的散射损失是地球内外辐射带之间的槽区(1.8≤L≤3)形成的主要机制.冷等离子体色散关系被广泛地运用于量化嘶声波对高能电子的散射效应研究中,而在真实的磁层环境中,热等离子体的存在会修正嘶声波的色散特性.基于范阿伦双星的观测数据,对比了利用磁场观测数据得到的槽区嘶声波观测幅值和反演幅值,并研究了空间位置与地磁活动水平对嘶声波冷等离子体色散关系适用性的影响.结果表明,冷等离子体近似整体上高估了嘶声波的幅值,观测幅值与反演幅值的差异有着很强的日夜不对称性,而没有明显的地磁活动强度依赖性.此外发现,波动磁场的反演强度在低频(高频)处显著低于(高于)观测强度,意味着冷等离子体近似整体上高估(低估)了嘶声波对槽区较低(较高)能量电子的散射强度.研究证明,槽区嘶声波冷等离子体色散关系的适用范围有很强的空间区域与频率局限性,这对深入理解槽区电子的动态演化过程有非常重要的意义.     

次声波在非均匀大气中的超视距传播特性研究

本文基于Nonlinear Progressive Equation (NPE方程)开展了对非均匀大气中次声波超视距传播特性的研究, 通过数值模拟实验对武汉上空四季次声波传播情况以及路径传输损耗进行了模拟, 获取了次声波在非均匀大气中的超视距传播特性. 计算结果表明, 非均匀大气的性质及其中存在的风对次声波传播有明显的影响, 平流层折射与风速和声波传播方向密切相关, 数值模拟结果表明, 当高斯声源主频为0.1 Hz时, 在不同的背景风场传播条件下, 存在着两个反射高度, 其中40 km 高度反射传输损耗约为25 dB, 110 km反射传输损耗约为50 dB. 关键词： 次声波 超视距传播 非均匀大气 平流层折射     

基于Metasurface的柱矢量光束的产生

本文提出了一种基于Metasurface产生任意柱矢量光束的方法.采用的Metasurface是在熔融石英上刻蚀空间变化的非周期光栅构成.非周期光栅会形成空变的有效双折射,从而对光场的偏振态空间分布进行调制.通过琼斯矩阵的方法分析得出这样的Metasurface可以将入射线偏振光转换为柱矢量光束,并且只需要改变入射线偏振光的偏振方向即可获得高阶庞加莱球赤道上任意一点的柱矢量光束.最后,用Metasurface搭建了一套简单、高效的柱矢量光束产生系统,实验结果与理论分析一致.     

钡和铯释放的电离层扰动效应对比

碱金属或碱土金属在电离层释放后,迅速在太阳辐射作用下发生光电离,产生正离子和电子,形成人工等离子体云团.本文基于三维双成分流体模型,考虑释放区域水平风场的影响,探讨了钡和铯在电离层释放后的时空演化规律,并对钡和铯的电离层扰动效应进行了对比.模拟结果表明,不考虑中性风场时,生成的等离子体云团逐渐沿磁场被拉伸成椭球形结构,同时,膨胀的等离子体云会推开背景氧离子,在释放中心形成氧离子密度空洞,并在两侧产生两个对称的密度尖峰;水平风场的存在会使得生成的离子云逆风侧的密度梯度变陡,释放物质对背景氧离子的扰动也更大;对比钡与铯的释放结果发现,由于铯的扩散系数较小,钡云的膨胀更为迅速,Ba+云团的覆盖区域更广;而由于光电离率较大,释放相同质量下铯的离子产率更高;此外,Cs+的扫雪机效应比Ba+扫雪机更强,氧离子密度空穴和凸起处的扰动也更大.     

新型烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂的合成与性质

以长链烷基羧酸、苯胺和1,6-己二异氰酸酯为原料合成了一类新型烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂,并用红外﹑核磁和质谱进行了结构表征.用表面张力法和稳态荧光法对所合成的疏水链碳原子数分别为8,10,12的烷基苯磺酸盐GeminiⅠ,Ⅱ,Ⅲ的有关性能进行了测定.结果显示,25℃时用表面张力法测得GeminiⅠ,Ⅱ,Ⅲ的临界胶束浓度(cmc)分别为1.2,0.19,0.006mmol.L-1,即随疏水链长度的增加而降低,较传统的单链烷基苯磺酸盐表面活性剂低1～3个数量级,显示出很好的胶束形成能力.用稳态荧光法也得到了类似结果.与类似结构的苯磺酸盐型Gemini表面活性剂相比,该类型Gemini表面活性剂在气/液界面排列的分子面积更大.     

分子筛膜包覆型催化剂的制备和应用

均匀、连续、致密分子筛膜的合成和应用受到广泛关注。利用分子筛膜具有的筛分和催化作用,在传统颗粒催化剂或载体表面包覆分子筛膜形成复合型催化剂,可以实现膜基分离和催化过程的耦合,增加反应物选择性,提高目标产物收率。本文综述了近年来在不同类型颗粒催化剂或载体表面合成分子筛膜的制备方法,描述了分子筛膜包覆型复合催化剂用于不同催化反应体系的研究结果。同时,在归纳和总结已有研究成果基础上展望了分子筛膜包覆型催化剂的研究发展趋势。     

凡纳滨对虾设施化养殖塘中浮游植物的动态变化

2012年3月20日~8月24日, 对宁波地区凡纳滨对虾设施化养殖塘水体中的浮游植物进行调查分析. 结果表明: 养殖塘中共鉴定出浮游植物6门24种. 其中硅藻门15种, 占藻类种类数的62.5%; 蓝藻门3种, 占13%; 绿藻门3种, 占13%; 黄藻门、金藻门、甲藻门各1种. 养殖早期浮游植物藻密度1.019×105 cell?mL-1, 生物量0.17mg?mL-1, 多样性指数为0.926; 养殖后期浮游植物藻密度1.301×105 cell?mL-1, 生物量0.44mg?mL-1, 多样性指数为1.547. 浮游植物数量变化总体表现为养殖前期低、后期高的特征.