纳米多孔阳极氧化铁膜的形成及其形貌演变

阳极氧化法制备具有纳米多孔结构的阳极氧化铁膜因其潜在的应用价值而倍受关注。然而,在阳极氧化过程中多孔结构的形成机制至今尚不清楚。本文结合电流密度-电位响应（I-V曲线）及法拉第定律的推导,分析了形成纳米多孔阳极氧化铁膜的过程中阳极电流的组成。结果表明,离子电流（导致离子迁移形成氧化物）和电子电流（导致析出氧气）共同组成阳极电流,并且纳米多孔阳极氧化铁膜的形成与两种电流的占比相关。分段式氧化物之间的空腔以及在阳极氧化初期纳米孔道上覆盖的致密膜,表明氧气泡可能是从氧化膜内部析出。此时,阳离子和阴离子绕过作为模具的氧气泡实现传质,最终导致纳米多孔结构的形成。此外,在阳极氧化铁膜形貌演变过程中,氧气泡不断向外溢出会使表面氧化物被冲破,导致表面孔径不断增大。     

手持/便携式激光拉曼测试装置中探头的设计与实验研究

从手持/便携式角度出发,采用双光纤光路设计了激光拉曼测试装置中的探头,并确定关键器件性能、型号及尺寸.利用Zemax软件进行光学模拟仿真,得到入射光路的工作焦距为13.5mm,像方数值孔径为0.23;收集光路的像面焦距为13.46mm,数值孔径为0.235.用SolidWorks软件进行机械设计,TracePro软件进行探头整体光路模拟,通过计算机数字控制机加工和3D打印两种方式制作得到整体尺寸为50mm×33.5mm×17mm的探头.用设计的拉曼探头对酒精样品进行了测试,测得酒精拉曼光谱与商用产品测得的结果基本一致,且在200～300cm~(-1)波数范围内有更好的信号表现.对K粉及冰毒进行了拉曼光谱测试,实测数据与理论数据基本一致.实验结果表明拉曼探头的设计达到了预期效果,并具有良好的性能.     

分子印迹聚合物膜修饰电极的制备及在香草醛测量中的应用

以香草醛为模板分子,采用光引发聚合法和电化学聚合法分别在电极表面合成了香草醛印迹聚合物,探讨了两种方法的印迹、洗脱及电极再生机理。研究了香草醛在两种电极上的吸附行为,结果表明两种电极均可对香草醛进行吸附富集并进行线性扫描伏安法测定。两种电极均有很好的选择性、稳定性,且各有特点。     

LLM-105的分子间相互作用和热力学性质

应用第一性原理可以计算含能材料0 K下的结构和物理性质,但温度效应的缺失通常会导致计算数据与实验结果产生偏差.同时,与温度相关的热力学参数是含能材料在宏观和介观尺度下建模的关键输入.为此,本文以高能低感炸药1-氧-2, 6-二氨基-3, 5-二硝基吡嗪(LLM-105)为研究体系,基于准简谐近似,采用色散修正的密度泛函理论研究温度加载下LLM-105的分子间相互作用和热力学性质.晶格参数和热膨胀系数的演化表明LLM-105分子间相互作用具有强烈的各向异性,其中b轴方向(分子层间)的膨胀率远高于ac平面(分子层内). Hirshfeld表面及其指纹图分析进一步证实LLM-105的分子间相互作用主要取决于O···H构成的氢键.结合Mulliken布居数和结构分析,温度加载下氢键相互作用的变化可诱发硝基旋转,并使得C—NO₂键的强度明显减弱,为高温分解反应的触发键提供了理论依据.此外,本文计算了等容和等压条件下的热容、熵以及等温和绝热条件下的体模量等基础热力学参数.其中绝热条件下的体模量与实验值吻合,同时体模量随温度的演化反映了LLM-105在温度加载下的软化行为.上述...     

周期结构后屈曲新算法及其应用

提出了周期结构后屈曲分析的一种新算法。在屈曲点附近,通过加载模型和诱导后屈曲边值问题之间的相互切换,避开屈曲点附近刚度矩阵的奇异性,并诱导结构产生预期的后屈曲变形,避免了以往后屈曲算法中引入几何初始缺陷后对系统带来的可能影响。通过对三种由超弹性材料所构成的周期孔隙结构的后屈曲分析,验证了本文所提出的后屈曲算法的有效性和灵活性。分析了周期孔隙材料多向加载对屈曲模式转换的影响,以及后屈曲变形对弹性波传播带隙的影响,为周期结构中弹性波传播的调控提供良好的基础。     

分子对接和动力学模拟提高嗜热蛋白酶PhpI的活力

通过分子对接和动力学模拟对嗜热蛋白酶的分子进行改造, 确定蛋白酶PH1704(PhpI)定点突变残基, 并通过分子生物学实验进行验证. 突变体K43C的蛋白酶活力提高了5.8倍. 分子动力学模拟结果表明, 经过8 ns的动力学模拟后, K43C突变体二级结构由野生型的S2片层(F11-E12-D13)变成环状结构. E12和K43均是活性位点的重要残基, 这种变化将导致活性位点的柔性增强, 有利于催化反应的发生.     

化学调控淀粉样蛋白聚集及其在阿尔兹海默症诊断和治疗中的研究进展

阿尔兹海默症(AD)又称老年痴呆症,由德国医生阿尔兹海默于1906年第一次公开报道.目前AD已成为现代社会仅次于心血管病、癌症和脑中风的人类健康第四大杀手,而且目前用于照顾AD患者的费用已高于心血管病、癌症和脑中风这三种疾病的总和.因此,寻找针对AD的有效治疗手段刻不容缓.大量研究表明,过量β-淀粉样蛋白(Aβ)的产生、聚集以及由此导致的一系列氧化损伤在发病过程中起着核心作用.文中综述了本课题组近年来在AD机理、诊断和治疗等方面取得的部分研究进展,主要包括Aβ-金属/蛋白/无机药物试剂作用的机理研究、靶向抑制剂和多功能治疗剂的设计与生物学效应,以期为构建更高效的治疗体系探索一条新途径.     

基于分子印迹技术的牛血清白蛋白电位式传感器的研究

以牛血清白蛋白(BSA)为模板,合成了分子印迹聚合物凝胶(MIP),进而制得了以聚氯乙烯(PVC)为支撑膜的BSA电位式传感器。采用直接电位法测得BSA在浓度0.1～1.0 mg/mL范围内与电位呈线性关系。此电极制作简单,可用于BSA的测定。     

柱撑壳聚糖的氢键密堆积结构制备生物安全的高性能保润材料

保润剂材料内部含有大量亲水基团,能够增加或长期保持物质的含水量,在医疗保健、食品、化妆品和药品等领域应用广泛.壳聚糖分子具有可生物降解、无毒及抗菌等多种优点,是一种高性能的保润剂.然而,其链中存在多个氢键,这种氢键密堆积结构导致水分子无法储存在颗粒内部,严重削弱了材料的吸水和储水能力.本文采用共价偶联方法,使苯甲酸与壳聚糖发生脱水聚合反应.疏水性苯基结构单元能够将亲水性的柔性链进行柱撑,从而形成水分子的存储空间.基于这种独特的设计,制得材料的比表面积比原来的壳聚糖提高了9倍多,吸水能力也相应提高了3倍多.安全性测试结果表明,小鼠在口服壳聚糖基多孔保润剂后,蛋白质水平均无明显变化,证实了壳聚糖基多孔保润剂没有生物毒性.将壳聚糖多孔保润材料均匀分布在试纸上后,试纸的失水量比商用丙二醇分布的试纸减少了20%.     

流体动力式超声与槽式超声提取黄芩的比较

目的:比较两种超声发生器对化学反应的促进作用。方法:首先用碘释放测量法进行实验,分别用气哨式流体动力式超声发生器和槽式超声清洗仪处理碘化钾溶液,采用分光光度法测定碘化钾溶液的吸光度。随后分别用流体动力式超声与槽式超声提取黄芩,采用高效液相色谱法测定黄芩苷含量。结果:经流体动力式超声发生器和槽式超声清洗仪处理的碘化钾溶液的吸光度分别为0.990和0.498。以水为溶剂用流体动力式超声提取黄芩,黄芩苷含量显著高于槽式超声。结论:流体动力式发生器(每升能耗0.0156kwh)的空化效应高于槽式超声清洗仪(每升能耗0.0148kwh)。