微生物合成的β-羟基丁酸酯与β-羟基已酸酯共聚物/聚乳酸共混材料(PHBHHx/PLA)的力学性能与生物降解性研究

通过熔融共混法制备了聚乳酸/微生物产β-羟基丁酸酯与β-羟基己酸共聚物的共混物(PLA/PHBHHx).采用拉伸力学试验研究了共混物的力学性能.通过土壤悬浊培养降解法和扫描电子显微镜(SEM)分析对共混材料的生物降解性能进行了研究.实验结果表明,随着PHBHHx含量的增加,共混物的拉伸强度和杨氏模量降低,而生物降解速率却显著提高.但是,在175h之前,重量组成比为20/80的共混物降解速率比纯PHBHHx还要快.综合分析表明,共混材料PLA/PHBHHx的重量比为20/80时,具有优良的力学性能和生物降解性.     

脂肪族聚碳酸酯(PPC)与聚乳酸(PLA)共混型生物降解材料的热学性能、力学性能和生物降解性研究

通过溶液浇铸法制备了脂肪族聚碳酸酯与聚乳酸的共混物(PPC/PLA).采用示差热分析(DSC)和热重分析(TG)研究了材料的热性能.采用拉伸力学试验研究了共混物的力学性能.通过土壤悬浊拟环境培养降解实验法和扫描电子显微镜分析(SEM)对共混材料的生物降解性能进行了研究.实验结果表明,随着PPC含量的增加,共混物的拉伸强度和杨氏模量降低,而生物降解速率却显著提高.但是,在一定的降解时间内,某些比例共混物的降解速率比100%PPC还要快.综合分析表明,PPC/PLA是力学性能和降解性能可以互补的共混体系.     

PLA,PPC和PHBV共混物的热性能、力学性能和生物降解性能研究

将聚乳酸(PLA)、聚碳酸酯(PPC)及β-羟基丁酸酯与β-羟基戊酸酯共聚物(PHBV)以溶液浇注法制备了各种不同比例的共混膜(60/20/20,40/20/40,40/40/20,20/60/20,20/40/40,20/20/60)。采用示差扫描量热分析(DSC)和热重分析(TG)研究了共混物的热性能,采用万能材料试验机研究了共混物的力学性能,通过土壤悬浊拟环境降解实验和扫描电子显微镜(SEM)研究了共混材料的环境生物降解性能。结果显示,该三元共混体系是部分相容的体系,PLA增加了材料的强度,PPC增加了材料的断裂伸长,PHBV则提高了材料的环境生物降解速率,三者优势互补,是一种有应用前景的生物降解共混体系。     

生物可降解高聚物P3HB4HB热性能、结晶性能和力学性能研究

P3HB4HB是3β-羟基丁酸酯(3HB)和4β-羟基丁酸酯(4HB)的共聚物。由微生物合成的P3HB4HB具有良好的生物相容性和生物降解性。本研究通过示差扫描热分析(DSC)研究了P3HB4HB的热性能;通过广角X-射线衍射(WAXD)分析了材料的结晶度;通过拉伸力学试验研究了材料的力学性能。结果表明,4HB含量越高,玻璃化转变温度越低,结晶温度越高,结晶度越低;P3HB4HB是一类力学性能接近于PCL或PLGA的生物高分子,通过调节4HB的含量,可以制备出具有不同力学性能的生物材料。     

光纤太阳光照明系统中聚光装置的设计

将太阳光经传能光纤传输到室内进行照明是太阳能利用的新发展,而将太阳光耦合到传能光纤中是这项技术的一个难点。在分析塑料光纤的特点和各种聚光技术的基础上,提出一种把太阳光耦合进传能光纤中进行传输的聚光装置。根据非球面透镜垂轴球差小的特点把太阳光会聚到很小的光点,再利用长度约为1/4节距的自聚焦透镜改变光线的数值孔径使其满足光纤的数值孔径,通过一个计算公式来计算最佳的自聚焦透镜长度,实现非球面透镜和自聚焦透镜的最佳组合,把太阳光以较高的耦合效率耦合进塑料光纤。最后在理论上验证了此装置的可行性。     

利用时频相关性的球谐波阶数感知鲁棒伪声强多声源定位

针对伪声强多声源定位方法对环境噪声和混响敏感的问题,利用时频相关性构造球谐波阶数感知因子,提出了一种鲁棒的伪声强声源定位方法。与现有的球谐波阶数感知因子不同,所构造的球谐波阶数感知因子充分利用了相邻时频点中属于同一声源的特征波束间存在的相关性。理论分析表明,所构造的球谐波阶数感知因子对环境噪声和混响的抑制能力更强。仿真结果显示,与现有的阶数感知方法相比,在信噪比为10 dB、混响时间为0.4～1.0 s时,所提方法的定位精度提升了1.3°～1.9°,同时计算复杂度减小了25%。最后通过实测实验进一步验证了所提方法在实际声场环境中的有效性。     

β-羟基丁酸与β-羟基戊酸酯共聚物/有机化蒙脱土纳米复合材料热性能、结晶性能与生物降解性能的研究

采用溶液插层法制备了β-羟基丁酸与β-羟基戊酸酯共聚物(PHBV)有机化蒙脱土(OMMT)的纳米复合材料．用示差热分析(DSC)，热重分析(TG)和偏光显微镜(POM)研究了材料的热性能和结晶行为．通过土壤悬浊降解培养法研究了材料的生物降解性．结果表明，材料的熔点和熔融焓随OMMT含量的增加而降低．OMMT在纳米复合材料中的均匀分散，使材料形成了小尺寸的结晶，并有效降低了PHBV的结晶度，提高了结晶速率．在土壤悬浊液中该材料的生物降解性随着OMMT含量的增加而降低．     

利用60Coγ-射线制备微生物聚谷氨酸类吸水剂及其吸水性能研究

对地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)NK-03发酵合成的聚γ-谷氨酸(γ-PGA)进行了60Coγ-射线辐射交联,制备了γ-PGA水凝肢.确立了最适辐射总剂量为10kGy;最适γ-PGA溶液浓度为6%;且在辐射剂量率为1.0kGy/h～4.0kGy/h的范围内,剂量率对凝胶中特定水含量影响不大.在最适条件下形成的水凝胶中特定水含量为2052倍.干凝胶可以吸收1450倍去离子水,378倍人工血、131倍人工尿和198倍0.9%NaCl溶液.在pH值9.0时具有较强的溶胀能力.具有一定的耐温保水性能和较强的耐压保水性能.     

含负折射率材料空芯Bragg光纤的束缚损耗特性

将负折射率材料引入到空芯Bragg光纤包层中,形成具有正负折射率介质层交替的空芯Bragg光纤,运用传输矩阵理论对该Bragg光纤的束缚损耗特性进行分析和计算,并与传统的全正折射率介质层Bragg光纤的束缚损耗进行对比。结果发现:在最低损耗方面含负折射率材料的空芯Bragg光纤没有表现出任何优势,但在最低损耗点附近的损耗小于全正折射率介质层Bragg光纤,损耗曲线比较平滑,并且传输波长范围较宽;当空气作为一个介质层的材料时,两种Bragg光纤的束缚损耗特性几乎一致;当减小包层折射率对比时出现了与全正折射率介质层Bragg光纤不同的现象,损耗曲线变的更为平滑,说明传输波长范围变宽了。     

γ-聚谷氨酸水凝胶的性质、制备及其应用

系统介绍了γ-聚谷氨酸水凝胶的制备方法及其生物可降解性、高吸水性及保湿性、pH敏感性、生物相容性和可修饰性等性能,同时综合介绍了其在组织工程、药物控释和创面修复等方面的应用,结合本研究组工作对其未来的发展进行了展望。