纳米流体液滴撞击壁面铺展动力学特性研究

纳米流体液滴撞击固体壁面的铺展动力学特性是基于液滴沉积实现高效传热传质过程的关键因素,然而由于纳米流体的非牛顿流变特性及液滴内微流动与纳米颗粒的耦合作用,目前对纳米流体液滴撞击固体壁面的铺展动力学行为缺乏足够的认识.本研究利用了两步法分别配制了分散有3种纳米颗粒的均匀稳定纳米流体(碳纳米管、石墨烯、纳米石墨粉),并对流体的流变特性进行了测量分析.利用显微高速数码摄像技术捕捉了液滴撞击固体壁面的动态过程,通过图像处理技术分析铺展过程中液滴的无量纲高度、铺展因子及动态接触角,探究了液滴在韦伯数约为200及800时撞击壁面后铺展沉积形态的演变规律.研究表明,3种不同纳米颗粒的加入均使基液表现出明显的剪切变稀特性,在液滴撞击壁面的铺展过程中,流体的剪切黏度起重要作用,液滴的无量纲高度和铺展因子的变化幅度随着纳米流体剪切黏度的增大而减小.纳米流体液滴撞击疏水表面时能更快的达到平衡状态,液滴的惯性力主导着液滴的初始铺展阶段,液滴的铺展范围和速度随撞击速度的增大而增大.开展该研究能够为基于液滴沉积的增益冷却技术以及微型高导热及导电材料的制造提供理论依据和技术指导.      

硒化锑薄膜太阳电池的模拟与结构优化研究

采用wx-AMPS模拟软件对硒化锑(Sb_2Se_3)薄膜太阳电池进行建模仿真,将CdS, ZnO和Sn02的模型应用到Sb_2Se_3太阳电池的电子传输层中.结果显示,应用CdS和ZnO都能实现较高的器件性能,并发现电子传输层电子亲和势(Xe-ETL)的变化能够调节Sb_2Se_3太阳电池内部的电场分布,是影响器件性能的关键参数之一.过高或者过低的Xe-ETL都会使电池的填充因子降低,导致电池性能劣化.当Xe-ETL为4.2eV时,厚度为0.6μm的Sb_2Se_3太阳电池取得了最优的7.87%的转换效率.应用优化好的器件模型,在不考虑Sb_2Se_3层缺陷态的理想情况下,厚度为3μm的Sb_2Se_3太阳电池的转换效率可以达到16.55%(短路电流密度J_(SC)=34.88 mA/cm~2、开路电压V_(OC)=0.59 V、填充因子FF=80.40%).以上模拟结果表明,Sb_2Se_3薄膜太阳电池在简单的器件结构下就能够获得优异的光电性能,具有较高的应用潜力.     

氯化钠强化硫酸吗啡缓释液体栓制备及其性能

根据温敏原位凝胶的特性制备了以泊洛沙姆407/188为主要基质,卡波姆、氯化钠、氮酮和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚为添加剂的硫酸吗啡缓释液体栓,测定了其凝胶温度、凝胶强度和生物黏附力,研究了其体外溶出和在Beagle犬体内的药物吸收.用3p97程序计算药物代谢动力学参数,进行体外释放和体内吸收的相关性研究.结果表明,一定量的氯化钠与卡波姆产生协同作用,使凝胶温度下降,凝胶强度增加.该缓释液体栓在体外释药符合零级模式,在Beagle犬体内释药过程符合一室模型.其中,经氯化钠强化的处方（卡波姆为0.8%,氯化钠为1.0%）相关药物代谢动力学参数为：峰浓度为409.7 ng.mL-1,血药浓度-时间曲线下面积（AUC）为5 708 ng.h.mL-1,体内平均滞留时间（MRT）为10.92 h,体外释药时间为7~10 h,体内缓释时限达9~18 h,显示出良好的缓控释特征.     

激光直写玻璃基平面波导用于荧光成像

荧光显微成像技术具有标记能力强、信号强度高、实验成本低、成像过程简单且从活体到离体均可成像等特点,在肿瘤细胞成像、药物分布体内探测等生物学分析成像研究中应用广泛,但如何同时兼具宽视场和高分辨率是当前荧光显微成像领域的一大难点.平面硅波导被发现可实现超薄样品大范围成像,然而其需要溅射沉积或是离子束刻蚀等制备工艺,相关工艺复杂且设备昂贵.本文设计了一种基于皮秒激光直写的平面波导型荧光显微装置,利用皮秒激光刻蚀玻璃表层快速制备微米级沟槽,进一步通过旋涂SU-8光刻胶实现低成本、批量化制备玻璃基平面波导.通过调整激光加工功率、频率、扫描速度等参数可以定制波导直径和深度.采用罗丹明B荧光分子的显微探测实验,验证了该激光直写玻璃基平面波导完全满足高分辨率和大视场的生物成像需要,这种简易快速的加工手段能够有效提升荧光成像领域的经济效益和社会效益.     

基于铁氧体传输线的脉冲陡化技术仿真研究北大核心CSCD

铁氧体传输线的脉冲陡化技术能够实现高频高功率快前沿脉冲输出,且具有固态化和紧凑化优点,已广泛应用于高功率微波源。关于铁氧体传输线脉冲陡化特性的仿真计算缺乏较为精确的模型,因此利用COMSOL仿真软件建立了铁氧体传输线仿真模型,考虑电磁波传播与磁芯磁化进动之间的相互影响,将Maxwell方程与Landau-Lifshitz-Gilbert(LLG)方程结合进行仿真计算,与实验结果进行对比验证了仿真模型的准确性。再在此模型基础上,研究了不同传输线长度、不同电压幅值,以及不同外加偏置磁场对脉冲波形的影响。结果表明:脉冲前沿随传输线长度的增大及电压幅值的增大而减小;外加偏置磁场对脉冲前沿有影响,选择合适的外加偏置磁场可以实现最小脉冲前沿输出。     

肖特基钙钛矿太阳电池结构设计与优化

有机-无机杂化钙钛矿材料有高吸收系数、低廉的制作成本以及较为简单的制备工艺,在近年来表现出良好的发展前景.本文采用wx-AMPS模拟软件对平面结构钙钛矿太阳电池和肖特基钙钛矿太阳电池进行建模仿真对比,从理论上分析无载流子传输层的肖特基钙钛矿太阳电池的优势.结果显示,器件两侧电极功函数和吸收层的能带分布是提高太阳电池效率的关键.在对电极使用Au(功函数为5.1 eV)的前提下,透明导电电极功函数为3.8 eV,可以得到肖特基钙钛矿太阳电池转换效率为17.93%.对器件模型吸收层进行优化,通过寻找合适的掺杂浓度,抑制缺陷密度,确定合适的厚度,可以获得理想的转换效率(20.01%),是平面异质结结构(理论转换效率31%)的63.84%.肖特基钙钛矿太阳电池在简单的器件结构下可以获得优异的光电性能,具有较好的应用潜力.     

2-取代硫醚-5-脱氢松香基-1,3,4-恶二唑/噻二唑类化合物的合成及生物活性

以脱氢松香酸为原料,经酯化、肼解、关环和亲核取代反应得到了2-取代硫醚-5-脱氢松香基-1,3,4-恶二唑和2-取代硫醚-5-脱氢松香基-1,3,4-噻二唑类化合物。通过IR、MS、1H NMR和元素分析对产物进行了表征。初步生物活性检测结果表明,所有目标化合物都表现出一定的除草活性。     

一种水溶性1,3,4-噻二唑类化合物的合成及生物活性

噻二唑与芳香醛反应制得一系列苯腙化合物,该类化合物再与氯乙酰氯反应得到关键中间体3,中间体3与三乙胺反应最终得到水溶性目标产物,对所有目标产物进行了红外、核磁氢谱、质谱和元素分析表征。水溶性实验证明,该类化合物在25℃的水中均具有大于10g的溶解度。并且生物活性实验表明,该类化合物对枯草杆菌(B.subtilis),大肠杆菌(E.coli),普通变形杆菌(P.vulgaris)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)都具有明显的抑菌活性。     

纤维素磁性微球的制备及其生物活化研究

通过基因重组技术将增强型绿色荧光蛋白(EGFP)基因插入含有纤维素结合域(CBD)标签的载体pET-35b(+),使EGFP与CBD进行融合表达,表达的融合蛋白分子量约为53kDa,该蛋白既具有与纤维素结合的功能,又能够作为示踪信号.此外,通过反向悬浮包埋技术制备纤维素磁性微球(MCMS),并对其性能进行了考察,其平均粒径为(158.7±14.7)μm,磁含量为(3.83±0.29)%,磁响应时间为(66±2.9)s,磁漏损为(0.139±0.06)‰,蛋白的偶联量和漏损量分别为(12.27±0.82)mg/mL和(77±7.35)ng/mL.经由EGFP的示踪信号观察制备的MCMS与CBD具有良好的结合能力,吸附后微球表面具有明显的绿色荧光信号,本研究建立的CBD-MCMS将为后继的MCMS的生物活化和随后的分离、纯化等工作奠定基础.     

借助聚丙烯酸制备铜粒子修饰电极并用于双氧水的电催化性能研究

利用羧基对金属离子的络合作用在电极表面原位制备金属粒子用于电催化过氧化氢(H2O2). 首先在电极表面电沉积聚丙烯酸, 然后化学吸附铜离子, 再用水合肼将其还原成零价铜. 铜粒子簇均匀分散在聚丙烯酸网络中, 其尺寸可通过吸附铜离子的数量和吸附-还原次数来控制. 由于铜微粒的电催化作用, 该修饰电极对H2O2表现出了良好的电流响应. 运用该方法可以在电极表面制备多种金属微粒, 并且聚丙烯酸的自由羧基可以与氨基反应, 从而可共价固定带氨基的酶和抗体, 有望构建多种新型的化学和生物传感器.