一种力–电协同驱动的细胞微流控培养腔理论模型

细胞培养液在微流控生物反应器中受到外界物理场(如压力梯度或者电场)作用流动而产生流体剪应力,并进一步刺激种子细胞调控其内部基因的表达,从而促进细胞的分化和生长,这个过程在自然生命组织内的微管中亦是如此.考虑到细胞培养微腔隙中液体流动行为很难实验量化测定,理论建模分析是目前可行的研究手段.因此建立了矩形截面的细胞微流控培养腔理论模型,将外部的物理驱动场(压力梯度与电场)与培养腔内液体的流速、切应力和流率联系起来,分别得到了压力梯度驱动(pressure gradient driven,PGD)、电场驱动(electric field driven,EFD)及力–电协同驱动(pressure-electricity synergic driven,P-ESD)三种驱动方式下的液体流动理论模型.结果表明该理论模型与现有的实验结果基本一致,即力–电协同作用下的解答为压力梯度驱动和电场驱动结果的叠加.细胞培养腔内的流体流速、剪应力及流率幅值均正比于外部物理场强幅值,但随着压力梯度驱动载荷频率的增大而减小,随着电场驱动频率的变化不明显.在压力梯度驱动作用下,细胞贴壁处的切应力随着腔高的增大而线性增大,流率则随着腔高的增大而非线性增大,而电场驱动下的结果不受腔高的影响.生理范围内的温度场变化对压力和电场驱动的结果影响不大.另外,在引起细胞响应的流体切应力水平,电场驱动能提供较大的切应力幅值而压力梯度驱动则能提供较大的流率幅值.该理论模型的建立为细胞微流控生物反应器实验系统的设计及参数优化提供理论参考,同时也为力–电刺激细胞生长、分化机理的研究的提供基础.     

电解铜箔表面电沉积Zn-Ni-P-La合金工艺

为了缓解我国高性能铜箔依靠进口的局面,进行了将类金属(P)和稀土金属(La)引入电解铜箔锌镍合金镀层中以获得高耐腐蚀性铜箔的实验。 利用电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等技术手段分析镀层质量。 在最佳工艺下获得非晶态Zn-Ni-P-La合金镀层,镀层表面平整均匀、结晶致密,未钝化的情况下,铜箔镀件在180 ℃烘箱中保持1 h不变色,表现出较理想的抗氧化和抗腐蚀能力。 表明镀层中适量的P和稀土La对改善镀层质量有着重要的作用,具有较好的工业应用前景。     

气相色谱-单光子电离飞行时间质谱的联用及在柴油组分表征中的应用

建立了一种气相色谱(GC)与单光子电离-飞行时间质谱(SPI-TOF MS)联用(GC/SPI-TOF MS)的分析方法。首先,设计了一种双层套管的传输管用于连接GC与SPI-TOF MS,实现了GC与单光子电离离子源的无缝连接。在此基础上,以n-十五烷标准品和苯/甲苯/二甲苯的标准气为对象,对电离源的重要电压参数进行了优化,得到了纯净的分子离子峰,实现了对各类有机物的快速和准确定性。最后,将该方法用于分析柴油中的挥发性与半挥发性有机物,获得了柴油组分的二维GC×SPI-TOF MS谱图。不需要复杂的谱图解析和数据处理,根据谱图中离子的质荷比(m/z)归纳了柴油的主要成分,包括脂肪烃、芳香烃和含量很低的苯并吡咯等含氮化合物;根据色谱的保留时间将柴油中的同分异构体区分开来。结果表明GC/SPI-TOF MS法是一种简单、有效的分析方法,非常适于柴油及复杂环境样品等的分析表征。     

基于生物炭的高级氧化技术降解水中有机污染物

碳基材料催化剂因具有良好的催化性能,同时可避免金属催化剂的重金属沥出造成的二次污染问题,常被应用于高级氧化领域。其中,以废弃生物质为原材料热解产生的生物炭,不仅具有催化潜力,还具有低成本和绿色环保等优势,被广泛用于活化过氧化氢、过一硫酸氢盐和过二硫酸盐等过氧化物降解水中有机污染物。本文介绍了生物炭的前体种类和制备方法、阐述了二者对生物炭活化能力的影响,总结了生物炭活化过氧化物的机理,分析了水质对降解污染物的影响,综述了生物炭的改性、循环使用及再生,指出了这一技术存在的问题并对后续研究进行了展望。     

一步硫/磷热处理制备空心Co9S8/CoP/C纳米复合材料及其储钠性能研究

低成本、高性能的钠离子电池有望成为代替锂离子电池的下一代核心器件.但是开发出高比容量、高倍率的钠离子电池负极材料依然是瓶颈.本文通过水热/溶剂热法制备了Co基前驱体,然后将其一步硫/磷热处理制得具有空心多孔结构的h-Co₉S₈/CoP/C纳米复合材料.通过X-射线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X-射线光电子能谱(XPS)等表征以确定纳米复合物的物相以及形貌特征.当h-Co₉S₈/CoP/C作为钠离子电池负极材料时,该电极材料展示了高的比容量(561 mAh g^-1@0.1 Ag^-1)、较好的循环性能(可逆比容量200 mAh g^-1@2 Ag^-1)和倍率性能.h-Co₉S₈/CoP/C之所以显示出良好的储钠性能,主要得益于其空心多孔结构不仅提供更多的空间缓解钠在反复嵌入和脱出过程造成的体积膨胀效应,而且可以缩短离子/电荷扩散途径以加快反应动力学,此外,Co₉S₈、CoP和C独特的电子结构优势得以共同发挥.     

离子排斥色谱中色谱柱温度对有机酸保留的影响

研究了离子排斥色谱中色谱柱温度对有机酸(脂肪酸、芳香酸)保留的影响。采用Shim-pack SCR-102H离子排斥柱,分别以0.2 mmol/L p-甲苯磺酸为淋洗液分离6种脂肪族有机酸(甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸)以及0.08 mmol/L H2SO4为淋洗液分离6种芳香酸(邻苯二甲酸、水杨酸、苯乙酸、对羟基苯甲酸、苯甲酸、邻甲苯甲酸),流速为1.2 mL/min,柱温控制为25～50℃,直接电导检测。结果表明,有机酸的保留值随温度升高而减小。但每种有机酸的保留受温度的影响程度不同,即当温度改变时,每种有机酸保留值的变化程度不同。一般规律为:有机酸的保留越强,其保留值随温度的变化程度越大。依据范特霍夫曲线的线性回归数据,可知有机酸的范特霍夫曲线具有良好的线性关系,其保留为放热过程。通过改变柱温,可以实现有机酸,特别是强保留有机酸保留值的改变,改善有机酸的色谱峰形和分离状况。     

理论力学"四堂融合"混合式教学和考核模式改革的实践

探讨了一种在新兴教育技术下传统课堂、在线课堂、雨课堂和翻转课堂"四堂融合"的混合式理论力学教学方法,并进行基于此模式的考核模式改革,显著提高了学生的学习成绩,提高了课堂教学成效,取得了良好的教学效果。这种教学和考核模式改革给当代理论力学课堂教学改革提供了一种思路。     

Designing Fano-Like Quantum Routing via Atomic Dipole-Dipole Interactions

Fano-like quantum routing of single photons in a system with two waveguides coupled to two collocated atoms is investigated theoretically. Using a full quantum theory in real space, photonic scattering amplitudes along four ports of the waveguide network are analytically obtained. It is shown that, by adjusting the atomic dipole-dipole interaction, an evident Fano-line shape emerges in the scattering spectra of the single-dot configuration system.Moreover, Fano resonance can also be achieved by varying the atom-waveguide coupling strength and atomic detuning, in the presence of the atomic dipole-dipole interaction. Therefore, the atomic dipole-dipole interaction may be utilized as a possible way to control spectral Fano-like resonance. The feasibility with the experimental waveguide channels is also discussed.     

ICP-OES用于锂/钠离子电池三元正极材料及其前驱体中Li/Na元素含量的测定

在锂/钠离子电池三元正极材料及其前驱体的研究中,Li/Na元素的测定对于电化学性能的探索具有重要意义[1,4]。对于利用共沉淀法得到的前驱体,前驱体中Na的残留量将直接影响后续高温煅烧过程中烧结原料的用量。本文提出了一种利用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)测定锂/钠离子电池三元正极材料前驱体中Na及其烧结的三元正极材料中Li/Na含量的方法,在研究样品的溶解方法、称样量、测定介质浓度、仪器参数基础上,实现三元正极材料及其前驱体中Li/Na含量的准确测定。这种方法操作简单,化学干扰小,无需基体匹配即可精确测定前驱体中的Li/Na残留和三元材料中的Li/Na含量,结果重现性好,样品分析结果测量精度(RSD)小于2.0%,对于电池中Li/Na离子脱嵌量的研究具有指导意义。