仿虾螯结构薄壁管设计及耐撞性分析

为提高薄壁管的耐撞性能，以虾螯为生物原型，通过结构仿生原理设计了仿虾螯结构多晶胞薄壁管。以晶胞数（2～6）和冲击角度（0°、10°、20°、30°）为试验因素，利用有限元法分析了仿虾螯结构多晶胞薄壁管在不同冲击角度下的耐撞性能，通过落锤试验验证了仿真结果的可靠性。结果表明:2晶胞仿生管在轴向和斜向载荷下的耐撞性最优。同工况条件下，减少晶胞数可降低仿生管峰值载荷。斜向冲击载荷下，仿生管保持稳定叠缩变形模式的时间随晶胞数的增加而缩短，其耐撞性能随晶胞数的增加而降低。虾螯结构特征与普通圆管的结合有效提高了仿虾螯结构多晶胞薄壁管的耐撞性能。     

带沟槽结构的平板流动中的熵产分析

基于大涡模拟，采用Fluent软件对带沟槽结构的平板流动过程进行熵产分析，探究沟槽结构引起的熵产变化规律.结果表明：沟槽结构能减少流动过程中的熵产，在30 m·s^-1时（Re≈20 000），近壁区总熵产减少约25%，40 m·s^-1时（Re≈27 000）减少约19%，但其结构对后续流动没有持续性影响，且随着法向高度的增加，影响逐渐变小；熵产在沟槽顶端部分的数值远大于其他区域，湍流作用引起的熵产起主要作用.所得结论为优化沟槽结构减阻提供了理论依据.     

氧化石墨烯在仿生合成中的应用及研究

氧化石墨烯薄片的边缘含有大量的含氧功能团(如羧基等),这些官能团可以有效地与金属离子作用而成为晶体的成核位点,从而使得氧化石墨烯具备模板功能而用于仿生合成。论文综述了氧化石墨烯用作模板剂在仿生合成有机/无机杂化材料方面的应用研究进展,介绍了其基本原理,阐述了不同类型杂化材料的制备方法,并展望了石墨烯基有机/无机杂化材料的发展新趋势。     

金属基仿生超滑表面制造及其应用

金属是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础,是构成现代文明社会的支撑材料,增加金属材料的特殊性能,拓宽金属材料的应用范围,已经成为自然科学交叉研究的热点。受自然界启发,研究人员通过探究猪笼草口缘区的超滑行为,在微/纳米结构基底中注入低表面能润滑液,形成固液复合涂层,设计并制备出具有特殊润湿性的仿生超滑表面,显现出优异的自愈、防冰、防污、耐腐蚀、抗生物黏附、自清洁等性能。该方法为金属基体上设计构建仿生超滑表面,并实现其表面多功能性,进而为其在海洋防污、生物医疗、航空航天、制冷、工业生产等领域实现更广泛的应用提供了可能。本文从仿生超滑表面的设计原理、制备工艺、金属基体仿生超滑表面的应用以及未来发展趋势和挑战四个方面对金属基体仿生超滑表面的研究进展进行了综述。     

百部酰胺(Stemoamide)的仿生全合成

在自然界中,复杂天然产物的精巧组装往往令人叹为观止.如何在化学实验室里模拟生物合成的过程、高效地制备具有类似生物功能的化合物一直是科学家们长久以来的梦想.天然有机化合物的仿生合成是近年来备受关注的热点领域之一.中国科学院上海有机化学研究所洪然等科研人员基于碳阳离子参与的环化反应的可能生物合成机制,发展了简洁高效的百部酰胺(Stemoamide)仿生合成路线,以8步反应37%的总收率获得了消旋的百部酰胺,为该     

基于邻苯二酚的可降解黏合剂的制备及表征

以氨基化聚乙二醇(mPEG-NH2)为大分子引发剂,制备了基于邻苯二酚[如3,4-二羟基苯丙酸(DHPPA)和3,4-二羟基苯丙胺即多巴胺(Dopamine)]的仿生黏合剂聚乙二醇单甲醚-聚赖氨酸-g-3,4-二羟基苯丙酸[mPEG-b-P(LL-g-DHPPA)]和聚乙二醇单甲醚-聚谷氨酸-g-3,4-二羟基苯丙胺[mPEG-b-P(LG-gDopamine)].用核磁共振波谱(NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和凝胶渗透色谱(GPC)等方法表征了mPEG-b-P(LL-g-DHPPA)和mPEG-b-P(LG-g-Dopamine)的结构.mPEG-b-P(LL-g-DHPPA)和mPEG-b-P(LG-gDopamine)的接枝度分别为30%和28.6%,即每个聚合物分子链上分别接上了13.5个DHPPA单体和13个Dopamine单体.剪切强度测试结果表明,mPEG-b-P(LL-g-DHPPA)更有利于黏合剂的固化并能提高黏合剂的内聚强度.     

量子化尺寸纳米颗粒及其在生物体系中的作用

本文从胶体化学与物理化学的角度介绍了纳米颗粒的尺寸量子化效应。介绍了作者所进行的纳米颗粒在生物体系中的应用工作。纳米颗粒金和二氧化硅能显著地提高葡萄糖氧化酶的生物活性。纳米颗粒金能提高视黄醛仿生膜的光电响应电流和寿命。作者用纳米颗粒的吸附浓集效应、吸附定向效应、和量子尺寸效应来解释这些效应     

应用电子鼻检测香烟质量的研究

电子鼻又称气味扫描仪,是80年代末90年代初出现的一项新颖仿生检测技术,它将电化学传感器检测、数模转换、计算技术、化学计量学及人工神经网络等现代高科技集中于一身,模仿生物感官-鼻子的功能,能鉴别和判断带有气味的各种样品,包括气体、液体和固体的物质.     

生物矿化研究中的化学模型

本文介绍了近年来生物矿化领域的研究情况,特别是从早期的有机-无机界面分子识别模型发展到介观组装和无定形前驱相转化模型的建立。与传统基于水溶液晶体生长的理解不同,人们发现在生物矿化过程中,在溶液中首先沉积的是胶体状的无定型前驱相,有机基质通过对无机相转化动力学及组装过程的控制实现矿物纳米晶体的有序组装,这为材料的仿生制备及生物医学应用提供了全新的策略。     

基于儿茶酚交替共聚物的干湿态双高效胶黏剂材料

以多巴胺(DA)和双酚A型环氧树脂(BAER)进行氨基-环氧点击化学反应, 合成了儿茶酚功能化交替共聚物聚(多巴胺-alt-双酚A型环氧)[P(DA-a-BAER)]. 以FeCl₃为交联剂, 研究了交联剂用量对聚合物在干态及水下环境中黏接性能的影响. 结果表明, 该聚合物可以在干态及水下环境中对多种基材进行黏接. 以不锈钢基材为例, 在干态条件下, 当Fe³⁺与儿茶酚基团的摩尔比为1:3 时, 黏接强度最高, 为(3.03±0.68) MPa; 在水下环境中, 当Fe³⁺与儿茶酚基团的摩尔比为1:6 时, 黏接强度最高, 为(0.65±0.10) MPa. 拉曼光谱(Raman)和紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)分析结果表明, Fe³⁺与儿茶酚基团可通过配位交联和氧化交联的方式增大胶体强度, 从而提高黏接强度.