空气/水界面水分子的取向和运动

对四种不同的实验构型下空气／水界面自由O-H键在3700cm~(-1)的和频振动光谱的分析表明,水分子在空气／水界面的取向运动只可能是在平衡位置附近有限角度之内的受限转动。界面水分子的自由O-H键取向距界面法线约33°,而取向分布或运动的宽度不超过15°。这一图像显著地不同于Wei等人(Phys. Rev. Lett.86,4799(2001))只通过单一的SFG实验构型所得出结论,即：空气／水界面的水分子在超快的振动弛豫时间内在很大的角度范围内运动。     

含叔胺基功能性单体的聚合研究——ⅩⅤⅠ.含吗啉基聚丙烯酸酯类及其水凝胶的温度敏感性

我们曾报道过含吗啉基丙烯酰类单体在过氧化物或芳酮存在下的热聚合及光聚合,以及做为氧化-还原引发体系组分引发烯类单体聚合的研究。利用这类单体与过硫酸盐所构成的引发体系可以获得分子量达千万的聚丙烯酰胺。实验中还发现某些含吗啉基的丙烯酸酯类聚合物的水溶液及其水凝胶具有温度敏感性。本文合成了以下四种含吗啉基丙烯酸酯类单体:     

Mg-N阴阳离子共掺杂SnO2的第一性原理研究

基于密度泛函理论,利用第一性原理计算Mg-N阴阳离子双受主共掺杂SnO₂的电子结构、电荷密度分布和缺陷形成能.Mg、N分别取代SnO₂晶体中的Sn和O,掺杂浓度分别为4.17at;、2.08at;,Mg-N键之间的共价性明显高于Sn-O键,富氧条件下,Mg-N共掺杂的缺陷形成能为2.67 eV,有利于进行有效的受主替代掺杂.Mg单受主掺杂SnO₂时,增加了带隙宽度,费米能级进入价带,Mg-N共掺杂SnO₂时,带隙窄化,表现出明显的p型导电类型.     

含胺基功能性单体的聚合研究——ⅩⅤ.含吗啉基丙烯酸酯类所构成的氧化还原引发体系及其水凝胶

 本文研究了含吗啉基的丙烯酸酯类,甲基丙烯酸-2-吗啉基乙酯(MPEMA)和甲基丙烯酸-2-N-吗啉基异丙酯(MPIPMA)与过硫酸盐构成的引发体系引发丙烯酰胺的聚合。它们不仅参与氧化还原引发反应,还参与丙烯酰胺的聚合物链中,以此引发体系可以获得粘均分子量在10⁷以上的聚丙烯酰胺。这些单体的水溶液在过硫酸盐作用下,很易在室温下聚合,对其轻度交联聚合物的吸水能力,及对热的行为进行了研究。     

含胺基功能性单体的聚合研究 XIV.含二甲氨基丙烯酰类衍生物与过硫酸钾引发体系引发的丙烯酰胺聚合

N-(N′,N′-二甲氨基亚甲基)甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸N,N二甲氨基乙酯、可聚合叔胺、氧化还原引发体系、超高分子量聚丙烯酰胺     

陆地导航系统寻北精度测试及标定方法研究

本文着重研究陆地导航系统寻北精度的测试,标定方法以及相应的精度指标概念,还阐述了测试及标定所应采用的手段和方法,并结合实际的寻北系统给出了应用实例。     

基于键极化加和模型及其实验修正方法的超拉曼微观极化率张量元微分的简化方案-C2v对称性

相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS) 和相干反斯托克斯超拉曼光谱(CAHRS)等高阶非线性光谱技术已经应用在动力学过程、基因表达谱筛选、高分辨率光谱分析等诸多领域。但因其涉及到的高阶微观极化率张量元数量众多,对其光谱信号进行定量分析非常困难。文献通过理论分析将CARS和CAHRS的微观极化率张量元分解为拉曼微观极化率张量元微分α′_i′j′和超拉曼微观极化率张量元微分β′_i′j′k′的乘积,将高阶光谱定量分析的困难简化为对低阶光谱的分析。该研究处理了具有C_2v对称性分子基团,提出一种利用键极化加和模型及其实验修正的方法简化超拉曼微观极化率张量元微分β′_i′j′k′比值的方案。首先利用键极化加和模型方法,在对C_2v分子基团局域模式假设的基础上,进行单键的局域模式假设,通过对单键伸缩振动进行简正振动模式的分析,并与单键的偶极矩表达式进行比较,得到单键的超拉曼微观极化率张量元微分β′_i′j′k′。在单键β′_i′j′k′结果的基础上利用键极化加和模型,对C_2v分子基团进行对称性分析,将基团中两个单键伸缩振动的β′_i′j′k′耦合,得到C_2v分子基团对称振动和反对称振动两种简正振动模式的超拉曼微观极化率张量元微分β′_i′j′k′的表达式。在此基础上对C_2v分子基团对称振动和反对称振动的β′_i′j′k′表达式进行理论推导,结合对应振动模式下不同偏振组合的超拉曼退偏率ρ_HR-SS和ρ_HR-AS及HV偏振组合时实验测量的超拉曼光谱强度比,得到超拉曼实验修正的C_2v分子基团β′_i′j′k′之间的比值。再结合文献中拉曼实验修正的拉曼微观极化率张量元微分α′_i′j′之间的比值,即可得到C_2v分子基团CARS和CAHRS的微观极化率张量元之间的比例关系,为定量分析高阶非线性光谱信息提供理论基础。     

二次谐波光谱和布鲁斯特角显微镜研究二棕榈酰磷脂酰胆碱和维生素B2的相互作用

二棕榈酰磷脂酰胆碱（DPPC）分子在气液界面上形成的Langmuir膜是一种重要的生物膜模拟体系,其手性结构及其与外来物质的相互作用一直是相关学科研究的前沿问题。维生素B₂（VB₂）是人体中一种重要的营养物质,它在代谢障碍引起的脂质沉积性类疾病中有大量的实例应用,经常在一些特殊的临床症状中有出乎意料的治疗奇效。目前,VB₂如何参与到膜上生物事件的过程和细胞乃至生命的作用过程中的研究报道较少,特别是VB₂分子与磷脂分子靶标的立体相互作用,其可能发生的手性分子识别现象会在许多生物事件中起着关键作用。综合二次谐波-线二色光谱（SHG-LD）、Langmuir膜天平和布鲁斯特角显微镜(BAM)技术初步研究了VB₂和DPPC分子在气液界面上的相互作用,分别从气液界面上介观水平和宏观水平上互补表征脂质分子在气液界面上的分子骨架自组装的结构。压缩等温线发现纯水界面L-DPPC和D-DPPC液态扩展相/液态凝聚相(LE/LC)共存阶段的膜压几乎不变,race-DPPC的共存相膜压区域稍微缩短,VB₂水溶液界面上race-DPPC的LE/LC共存相消失。此外,弹性模量研究表明VB₂分子可以提高L-DPPC单分子层膜的弹性模量,但降低D-DPPC和race-DPPC单层膜的弹性模量。结合SHG-LD研究发现,在膜压13 mN·m-1下,L-DPPC在纯水和VB₂水溶液界面上表面手性过量值（DCE）保持不变。与纯水界面相比较,D-DPPC在VB₂水溶液上DCE值出现反转,而race-DPPC的DCE值则不随亚相改变而变化。相同膜压下,BAM观察到单一手性相互作用使得L-DPPC和D-DPPC在纯水界面上各自组装成不同枝臂弯曲方向的手性三叶草微畴(microdomain)。VB₂诱导D-DPPC微畴,使其直径增大1～2倍。同时,VB₂也诱导了race-DPPC单层膜上近似圆形状的微畴伸展,并长出了三条有曲率的枝臂。对此可以解释为VB₂降低了非单一手性相互作用的能量,使得race-DPPC出现手性相分离。与此同时,VB₂也诱导了race-DPPC单层膜微畴的手性结构发生变化。该研究有助于理解VB₂调节磷脂膜横向组织结构的分子机理,在细胞膜界面发生的过程中,脂层单层的二维特性和生物分子之间的相互作用可能决定了生物分子的亲和力。     

膨润土基水凝胶黏合剂的可控构筑及其对砂岩质文物的长效保护应用研究

将改性膨润土引入到丙烯酰胺基水凝胶体系中,通过控制组分比例、温度和反应时间等因素,成功构筑了粘接修复型膨润土基水凝胶(AR-gel)材料,并实现了对破损和断裂的砂岩文物的高效修复.AR-gel中膨润土的存在提高了其与砂岩文物之间的兼容性,展现出了极好的粘接性,且粘接修复完整的文物接缝处无明显粘接痕迹,无泛白变色现象,不影响被粘接文物的整体美观;同时,粘接过程中的溢胶,可用水轻易去除.修复过后的砂岩形貌与性能与砂岩对照样品基本一致,表明了AR-gel高粘接性能的同时,不会对砂岩基体造成二次破坏.通过严苛的冻融老化循环和盐结晶湿热循环老化试验验证了该AR-gel材料对砂岩的耐久性粘接保护,并分析了保护机理：砂岩与AR-gel间通过强氢键、Si-O-Si键、Si-O-M键、质子化和离子键、机械咬合等作用牢固结合在一起.此外,AR-gel对玻璃、金属、砂岩、陶瓷和陶器等各种材质的文物均具有极好的粘接性能.本研究工作为开发耐久性文物粘接修复保护材料提供了新方法和新思路.     

NaOH溶液表面PARC18自组装手性的变化

具有共轭结构的非手性分子在界面通过自组装能够形成手性超分子,这种自发对称性破缺的过程为解释生命起源提供了线索,相关研究具有重要的科学意义。目前,尽管文献中对于界面手性自组装的机理有了详细的探讨,但对于手性结构的动力学过程缺乏深入的研究。为了阐明界面自组装手性是否会随时间变化,利用二次谐波-线二色谱方法(SHG-LD)研究了偶氮苯衍生物PARC18在气/液界面的超分子自组装手性。结果表明,PARC18在纯水表面形成了手性状态稳定的宏观结构,而在亚相为NaOH溶液时,界面形成的手性结构状态随时间变化。此外,在纯水表面,谐波信号主要源于电偶极矩的贡献,而在NaOH溶液表面,磁偶极距对谐波信号,尤其是手性信号的贡献占主导。推测这是由于在碱性条件下,界面的PARC18分子发生构型异构化,分子中的两个发色团相互耦合,导致手性结构发生变化,同时增强了磁偶极的贡献。