铆接于固体表面的两性聚电解质链构象的分子动力学模拟

用分子动力学模拟研究了铆接于带电固体壁面上的两性无规共聚电解质链的构型及其随溶剂的介电常数、系统温度和带电壁面电场的变化。结果表明,聚离子链的构型取决于外电场对链节的作用、链内各链节间的静电作用和链节的热运动(温度)三者的综合作用结果。电场强度较低时,铆接聚离子链与非铆接聚离子链的构型变化类似。电场强度较高时,两性聚离子链构型更为舒展。溶剂介电常数减小,链节间静电作用增强,净电荷比较小的中性或非中性两性聚电解质链倾向于收缩,净电荷比较多的链则膨胀。温度的升高一般总是抵消电场和分子内静电作用的影响,当它占主导地位时将使聚离子链膨胀。     

带同种电荷胶体颗粒间的相互吸引

带同种电荷颗粒间存在静电吸引是当前胶体科学领域的一大研究热点, 也是颇有争议的一个课题。经典的DLVO 理论认为, 电解质溶液中一对孤立、带同种电荷的球型胶粒将表现出纯粹的库仑排斥。以往的实验事实也证实了DLVO 理论的正确性。然而, 近十几年来的实验研究表明, 在一定条件下, 同性颗粒间的有效相互作用势能可能表现出静电吸引。对此, 至今还没有一个令人信服的理论描述, 甚至连其产生根源也未有定论。带同种电荷颗粒的静电吸引将是一个很值得探讨的问题。     

Gemini表面活性剂与DNA在气/液界面上的相互作用

在气/液界面上, 阳离子表面活性剂可以通过静电作用与阴离子型的脱氧核糖核酸(DNA)分子形成复合膜, 并压缩沉积得到LB(Langmuir-Blodget)膜. 利用表面压-表面积(π-A)曲线、原子力显微镜(AFM)和石英晶体微天平(QCM)研究了阳离子Gemini表面活性剂([C₁₈H₃₇(CH₃)₂N⁺-(CH₂)_s-N⁺(CH₃)₂C₁₈H₃₇]·2Br^-, 简写为18-s-18, s=3, 4, 6, 8, 10, 12)与DNA(双链DNA(dsDNA), 单链DNA(ssDNA))之间的相互作用, 并对18-s-18在不同下相表面的分子面积进行了比较. 实验结果表明连接基团和下相的DNA对Gemini表面活性剂在气/液界面上的性质有很大影响. 此外, Gemini表面活性剂在界面上对DNA的吸附能力与它们之间的相互作用方式密切相关.     

卵磷脂类液晶乳液的性能

以卵磷脂为主乳化剂制备了一款液晶乳液。 该乳液在皮肤上具有良好的稳定性能,在皮肤表层停留6 h仍能保持完整的液晶结构,克服了一般液晶乳液中液晶织构无法在皮肤上长时间停留的问题。 液晶结构在皮肤温度范围内具有较高的稳定性,可为液晶乳液其他性能的发挥提供条件。 基于此,我们采用体外称重法研究了液晶乳液的锁水性,发现液晶乳液锁水性能明显优于传统乳液,实验7 h后仍能保持原有水分总质量的50%;体外透析实验证实,液晶乳液表现出显著的缓释性能且能释放完全,7 h后目标分子(水杨酸钠)释放率可达96%;耐温性能研究表明,液晶乳液耐高温性能及低温冻融性能优良,且温度对乳液中层状液晶的影响是可恢复的;采用离心法、高低温循环和高低温长时间(3个月)放置的方法探究了乳液储运稳定性,结果表明,液晶乳液产品储运稳定性极佳,便于实际的应用和储运。 该研究不仅可为开发多效的高端化妆品提供必要信息和参考数据,而且有望拓展卵磷脂类液晶乳化剂体系的应用范畴。     

大米淀粉膜的制备及其性能

大米淀粉颗粒粒径较小且均匀,在水中有较好的分散性,具有良好的成膜性并且可以在自然中降解,在食品包装、医用敷料及化妆品行业中有着广泛的应用。以大米淀粉为原料,NaOH为糊化剂,甘油为增塑剂,柠檬酸为交联剂和pH调节剂,采用流延法制备了淀粉膜。通过对淀粉颗粒的形貌观察及糊化温度、淀粉溶液的表观粘度及pH值测定、淀粉膜的力学性能、透光率及承载甘草酸二钾释放性能等的测定,研究了大米淀粉的糊化条件,柠檬酸、淀粉和甘油质量分数对淀粉膜性质的影响以及承载物质的释放情况。结果表明,大米淀粉呈光滑的多边形颗粒,直径为5~8 μm,在偏光显微镜下呈现马耳他十字结构,糊化温度范围为82.5~100.8 ℃。柠檬酸在淀粉成膜过程中会与淀粉分子相互作用,同时能够调节溶液的pH值以适应人体皮肤。淀粉质量分数越高,淀粉膜断裂伸长率越低,拉伸强度越高;甘油质量分数越高,淀粉膜断裂伸长率越高,拉伸强度越低。在甘油质量分数为3.0%时淀粉膜透光率最佳,结晶度最低。制备的淀粉膜能够承载且能高效释放抗炎物质甘草酸二钾,在护肤领域具有广泛的应用前景。     

非平衡热力学在界面传递过程中的应用

21世纪以来，随着各学科之间的交叉渗透，化学工程的研究对象越来越复杂，界面传递对多相化工过程的影响越来越显示出它的重要性，传统的传递模型已经很难对界面复杂动态的传递行为进行定量描述．本文应用线性非平衡态热力学理论，对传统物质传递模型进行描述，分析界面传递过程速率，强化的三个因素：界面传质系数K、传递截面积A、界面化学位梯度△u．以含钾化合物作为模型体系，基于非平衡热力学原理建立了描述和预测固一液界面处介质传递速率的模型，并建立了描述其溶解速率的通用模型和测定钾离子动力学数据的实验方法，通过分析探讨了多相过程速率强化的途径．     

分子工程和化学工程

分子工程从分子水平研究产品的设计和开发以及过程的设计和开发问题,在化学工程领域中,是一个活跃的前沿。它的重要基础是分子结构与热力学性质、传递性质以及反应动力学性质之间的定量关系。研究这些关系分别是分子热力学、分子传递现象和分子反应动力学的任务。本文着重讨论它们的进展。     

无盐聚电解质溶液的分子热力学模型

聚电解质在水处理和胶体领域应用广泛 ,在生物系统中 ,蛋白质和 DNA等均是聚电解质 .文献中已发表了不少聚电解质溶液的理论和模型 ,如基于柱型胞腔模型的 Poison- Boltzmann( PB)方程理论[1]及其改进型 ( MPB) [2 ] 、Manning反离子凝聚理论 [3 ] 、积分方程理论 [4] 及适合于工程应用的半经验模型 [5 ]等 ,但离工程实际应用的要求还相差较远 .最近 ,姜建文等 [6]建立的分子热力学模型 ,其预测结果与 MD模拟数据非常吻合 .本文在此基础上进一步考虑聚离子与反离子间的缔合作用 ,可以在中高浓度范围内很好地关联实验数据 .1　模　　型…     

两嵌段共聚高分子在固液界面吸附的Monte Carlo模拟(Ⅰ)——吸附链的构型分布

用MonteCarlo方法对两嵌段共聚高分子在固液界面的吸附进行模拟,获得了固液界面区吸附链节的分布和吸附构型大小分布等微观信息.考察了吸附性链节的吸附能ε_Aa和两嵌段共聚高分子中吸附性链节比例f对固液界面区高分子链节的分布和各种吸附构型大小的影响.结果表明,吸附层厚度主要由两嵌段共聚高分子中非吸附性链段的长度决定.     

离子液体在多水相液液平衡体系中的作用

通过用短链离子液体(1-乙基-3-甲基咪唑溴盐[C2mim]Br、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐[C4mim]Br)部分或全部取代SDS/DTAB/PEG/NaBr/H2O多水相体系中的无机盐NaBr,用长链离子液体十二烷基-3-甲基咪唑溴盐[C12mim]Br部分取代体系中阳离子表面活性剂DTAB,系统研究了离子液体在分相体系中的作用及其对分相体系性质的影响.研究表明,SDS/DTAB/PEG/NaBr/H2O混合体系形成的四水相体系可以看作"聚合物双水相"与"表面活性剂双水相"共存的结果.短链离子液体([C2mim]Br、[C4mim]Br)较强的亲水性能赋予其较强的盐析能力,在混合体系中表现出明显的盐效应,保证了四水相体系中"聚合物双水相"的存在.短链离子液体与聚合物之间的相互作用及其对表面活性剂之间相互作用的影响均不可忽略.对混合体系的相行为,共存多相的性质有重要的影响.而长链离子液体[C12mim]Br主要通过自身的疏水作用影响"表面活性剂双水相"的性质,充当表面活性剂的角色.然而,[C12mim]Br与DTAB分子结构上的差异,导致表面活性剂分子在"表面活性剂双水相"的两相重新分配,影响了对应两相的体积及萃取能力.可见,通过调节离子液体的烷基链长、混合体系中的含量等可获得具有特定性质的多水相体系.