孤对电子与赤道取向——sp3d杂化轨道中电子对排列的一种有趣现象

揭示了一种有趣的分子结构现象：在ABn型多原子分子或离子结构中,若中心原子A的轨道杂化方式为sp3d,且价层有孤电子对时,孤电子对总是呈三角双锥的赤道取向;若分子中A、B原子间有重键时,B原子也总是呈赤道取向。探讨了这一现象的内在原因,并通过归纳法论证了这一规律。     

Si衬底上生长的铁硅化合物结构和取向分析

采用分子束外延法分别在650-920 ℃的Si（110）和920 ℃的Si（111）衬底表面生长出铁的硅化物纳米结构,并主要分析了920 ℃高温下纳米结构的形貌、组成相及其与Si 衬底的取向关系. 扫描隧道显微镜（STM）研究表明,920 ℃高温下,Si（110）衬底上生长的铁硅化合物完全以纳米线的形式存在,且其尺寸远大于650 ℃低温下外延生长的纳米线尺寸;Si（111）衬底上生长出三维岛和薄膜两种形貌的铁硅化合物,其中三维岛具有金属特性且直径约300 nm、高约155 nm,薄膜厚度约2 nm. 电子背散射衍射研究表明920 ℃高温下Si（110）衬底上生长的纳米线仅以β-FeSi₂的形式存在,且β-FeSi₂相与衬底之间存在唯一的取向关系：β-FeSi₂（101）//Si（111）;β-FeSi₂ [010]//Si[110];Si（111）衬底上生长的三维岛由六方晶系的Fe₂Si 相组成,Fe₂Si 属于164 空间群,晶胞常数为a=0.405 nm,c=0.509 nm;与衬底之间的取向关系为Fe₂Si（001）∥Si（111）和Fe₂Si[120]//Si[112].     

新型超支状液晶核酸传感器用于p53突变基因的检测

基于核酸杂交链式反应影响液晶取向的原理, 构建了一种新型的超支状液晶核酸传感器用于检测p53突变基因. 本文突破传统构建超支状分子的方式, 采用杂交链式反应方法, 以目标序列p53突变基因作为引发剂, 3种不同的发卡探针Hairpin A, Hairpin B和Hairpin C为单体, 在温和的条件下, 通过改变单体的浓度和反应时间自发杂交组装形成尺寸和分子量可控的超支状DNA(branched-like DNA, bDNA). 借助捕获探针将该超支状DNA连接到液晶传感基底表面, 观察液晶分子取向改变前后的光学信号, 实现了p53基因含249密码子突变序列的快速检测. 本方法有望为核酸诊断的发展提供一种新的方法和思路.     

弛豫法研究预交联颗粒凝胶的界面扩张流变性质

采用界面张力弛豫方法研究了一种新型聚合物--预交联颗粒凝胶(PPG)的界面流变性质, 考察了电解质及传统直链聚丙烯酰胺与PPG的相互作用对体系界面性质的影响, 计算得到了各体系界面扩张弹性和黏性的全频谱, 并通过归一法计算得到了相应的Cole-Cole图. 结果表明, 随着体相浓度的增加, PPG在界面层中形成网络结构, 界面扩张弹性和黏性大幅增强. 电解质能够中和PPG结构中的电荷, 明显降低扩张弹性和黏性. 直链聚丙烯酰胺与PPG在界面上可能形成更为复杂的结构, 膜的黏弹性由PPG决定.     

拉伸温度对α’-型聚乳酸结构与性能的影响

α’-晶型聚乳酸(PLA)膜被制备和单轴拉伸.通过凝胶渗透色谱仪(GPC)、全反射红外光谱(ATR-IR)、差示扫描量热仪(DSC),X射线衍射(XRD)及Raman光谱等测试技术研究了拉伸温度梯度变化对α’-晶型PLA膜的分子量及其分布、分子链构象、结晶度、晶型转变和取向行为的影响.在恒定拉伸速度与应变下,拉伸温度对PLA膜的应力-应变曲线,特别是屈服强度、拉伸模量产生了较大的影响,其值随拉伸温度的增加而降低.GPC测试结果表明,在不同的温度下拉伸后,PLA会发生一定程度的降解,分子量降低;ATR-IR,XRD,DSC和Raman光谱测试结果表明,在不同的温度下拉伸后α’-型PLA没有发生晶型的转变,即没有由α’-晶体转变为α-或β-晶体.结果表明PLA的结晶度、分子链取向程度强烈依赖于拉伸温度:当拉伸温度低于100℃时,α’-型PLA膜的结晶度与沿着拉伸方向的变形程度随拉伸温度的增加而增加,分子链的高度取向诱导了PLA结晶;当拉伸温度超过100℃后,PLA的分子链沿着拉伸方向上的有序度与结晶度将降低.     

原位X射线研究拉伸过程中间规聚丙烯晶体熔融与晶体取向关系

间规聚丙烯熔体(sPP)淬冷至液氮温度并保持5 min, 于20, 40, 80, 120 ℃下等温退火10 h, 制备出具有不同片晶厚度的样品. 在室温条件下, 利用原位X射线在线研究sPP样品拉伸过程中应力诱导的晶体熔融和晶体取向关系. 结果表明, 在单轴拉伸过程中, 应力导致的晶体熔融和晶体取向同时发生, 即两者在同一应变、 同一应力下同时发生, 这一特性不受片晶厚度的影响. 随着片晶厚度的增加, 晶体熔融和取向需要的临界应力不断增大, 在所研究范围内, 该临界应力的增加和片晶厚度基本呈线性关系. 另外, 随着片晶厚度增大, 样品的弹性模量、 屈服强度和应变硬化模量均有一定程度的增大.     

界面张力弛豫法研究不同分子量原油活性组分界面扩张粘弹性

采用界面张力弛豫法研究了不同分子量原油活性组分在正癸烷-水界面上的扩张粘弹性质,阐述了界面扩张模量的弹性和粘性随扩张频率的变化规律.研究发现,随着原油活性组分分子量的增大,极限扩张粘度明显增大,而极限扩张弹性逐渐增大;当分子量大于某一数值后,极限扩张弹性变化不明显.对界面张力弛豫实验结果进行拟合得到的参数表明,界面上和界面附近的微观弛豫过程的数目随原油活性组分分子量的增加而增加,弛豫过程的特征频率也呈规律性变化.不同原油活性组分的界面扩张粘弹性质可从其不同特征的微观弛豫过程得到解释.     

取向PET薄膜偶极热松弛的研究

用纵拉、先纵后横、纵-横-纵等拉伸方式得到了各种平面取向程度的PET薄膜。短路热释电流温谱显示α峰随平面取向度增大向高温线性移动。被冻结的大分子主链链段偶极热松弛活化能随反式构象含量增大呈线性下降。热松弛时间常数则随反式构象含量增大而增长。     

载体模板效应对氧化钯的热化学行为及其甲烷燃烧稳定性的影响

通过对PdO活性组分在单斜与四方型氧化锆载体上的热化学性质和催化活性进行比较性的研究显示, 单斜型ZrO₂的表面原子能够满足与PdO的结构适应性匹配条件, 它可以通过界面原子的取向附生作用对表面PdO物种聚集形态进行调控, 从而促进PdO组分在单位载体表面上的分散. 此外, 升降温循环过程的DTG分析还表明, 单斜载体模板在反复的氧化还原循环中逐渐将结晶型PdO加工成取向附生型PdO, 不断改善PdO物种的氧迁移性质, 促进了热还原钯物种在高温区的氧化再生. 这两种载体效应有效地抑制了甲烷燃烧反应在高温区的活性振荡, 增加了燃烧的稳定性与催化剂的反应耐受性. 四方ZrO₂晶相在载体内的掺杂将导致上述的载体效应受到明显抑制.     

吸附O的Cu(110)c(2×1)表面原子结构和电子态

采用第一性原理的密度泛函理论方法计算了清洁Cu(110)表面和吸附O原子的Cu(110) c(2×1)表面的原子结构, 结构弛豫和电子结构, 得到了各种表面结构参数. 分别计算了O原子在Cu(110)表面三个可能吸附位置吸附后的能量, 并给出了能量最低的吸附位置上各层原子的弛豫特性和态密度. 结果表明O吸附后的Cu(110)表面有附加列(added-row)再构的特性, O原子吸附在最表层铜原子上方, 与衬底Cu原子的垂直距离为0.016 nm, 以氧分子为能量基准的吸附能为－1.94 eV; 同时由于Cu 3d- O 2p态的杂化作用使得低于费米能级5.5~6.0 eV的范围内出现了局域的表面态. 计算得到清洁的和氧吸附的Cu(110)表面的功函数分别为4.51 eV和4.68 eV. 电子态密度的结果表明：在Cu(110) c(2×1) 表面O吸附的结构下, 吸附O原子和金属衬底之间的结合主要是由于最表层Cu原子3d态和O原子2p态的相互作用.