基于蒙特卡洛法的页岩气吸附特性研究

页岩气的吸附特性主要依赖于甲烷分子在纳米孔隙中的吸附行为。本文运用巨正则蒙特卡洛法(GCMC)分析甲烷分子在石英、蒙脱石、有机质纳米孔中的吸附行为,研究气体压强、环境温度、孔径对甲烷吸附性能的影响规律。分子模拟结果表明:甲烷分子在有机质纳米孔中的吸附量明显大于在蒙脱石和石英纳米孔中的吸附量。在孔壁附近0.5nm范围内,甲烷分子近似平行于孔壁分布;而在远离孔壁面,甲烷分子的分布比较分散。三种纳米孔中吸附气所占比例在46.56%～82.20%之间。在相同温度和压强下,甲烷吸附量随着孔径的增大而线性增加;在相同温度和孔径下,甲烷吸附量随着压强的增大而增大,二者之间的物理关系可以近似采用幂函数进行描述,甲烷分子的吸附比例随着压强的增大而近似于线性减小;在相同压强和孔径下,甲烷吸附量随着温度的升高而线性降低。     

四边简支载流纳米板的磁弹性稳定问题分析

研究四边简支载流纳米板在电磁场及机械载荷作用下的磁弹性稳定问题。结合非局部理论与板壳磁弹性理论,导出考虑尺度效应的纳米板的磁弹性动力学方程,得出载流纳米板在磁场及机械载荷作用下的磁弹性动力稳定方程;利用伽辽金原理将稳定性方程整理为特殊函数马丢方程的标准形式,根据其系数的本征值关系,判别磁弹性稳定问题的最低失稳临界状态;通过数值模拟得到纳米板失稳临界电流密度与相关参数之间的关系图及变化规律。结果表明:磁感应强度、板长与板厚、外加机械载荷及小尺度参数均会影响纳米板的稳定性;当小尺度参数取1nm时,板长在200nm～450nm、板厚在1nm～10nm的区间内,纳米板的稳定性随着磁感应强度、板长及板厚的变化而急剧变化。在这个灵敏区间内改变磁感应强度、板长及板厚的大小,可以有效地提高纳米板的稳定性。     

反相微乳液法制备纳米Ag2S增感剂的化学增感研究

本文用反相微乳液法制备了纳米Ag₂S,并用作卤化银乳剂的硫增感剂,研究了其增感效果、增感规律及可能的增感机理.反相微乳液由异辛烷、表面活性剂AOT钠盐和水形成;制得的Ag₂S粒径3—5 nm;用制得颗粒增感卤化银乳剂,获得的感光性能优越于用Na₂S₂O₃水溶液增感;增感规律的研究表明,随着乳剂中纳米Ag₂S浓度的增加,模型乳剂感光度迅速提高、灰雾变化不大,并在100—200μmol/molAg左右获得最佳感光性能,进一步增加浓度则感光度呈下降趋势、灰雾升高;获得最佳感光性能所需的化学增感时间很短,约40分钟,之后感光度不再增加、灰雾上升;用漫反射光谱(DRS)作探针,跟踪记录增感时卤化银微晶表面上纳米Ag₂S增感剂颗粒的演变,为新型纳米增感剂的优异增感特性提供了机理性解释.     

基于金纳米棒-壳聚糖复合膜的葡萄糖生物传感器

本文采用金纳米棒-壳聚糖复合膜固定葡萄糖氧化酶构建电流型葡萄糖生物传感器.通过电化学交流阻抗法和循环伏安法对酶膜状态进行了表征,得到了相应的等效电路和动力学参数.实验结果表明,金纳米棒-壳聚糖复合膜可以辅助电子传递,提高电极的电流响应,并使生物传感器的使用温度范围有很大的扩展.此传感器表现出对葡萄糖溶液浓度的优良响应,线性范围在2.78×10^-5mol/L—2.22×10^-3mol/L,响应灵敏度约为7.819μA·cm^-2(mmol/L)^-1,表观米氏常数为10mmol/L.本工作还研究了温度和溶液pH值对电极电流响应的影响.     

靶向肿瘤进化的创新纳米药物

近年来,随着纳米技术的发展,将纳米材料应用于肿瘤靶向治疗有望极大地改善肿瘤治疗效果.纳米药物因其可增加药物溶解性、延长血液循环时间、提高靶向性、提升治疗效果并降低毒副作用等特点而备受研究者关注.肿瘤生物学研究表明,肿瘤始终处于动态的进化和演化过程之中,由于其基因组的不稳定性,肿瘤细胞可在肿瘤内部的生存压力下进行自然选择,或在外来治疗压力(放射治疗、化学治疗、分子靶向治疗和免疫治疗)作用下,持续产生基因突变并扩增,从而导致肿瘤增殖、耐药和转移.因此,肿瘤治疗方案理应随着肿瘤的进化过程而变化和调整.然而,现阶段纳米药物的设计对肿瘤进化的临床现实缺乏充分考虑.本文提出靶向肿瘤进化的创新纳米药物的构想,即从肿瘤进化的临床现实出发,尽可能灵敏地、准确地、全面地跟踪肿瘤在自然选择、治疗压力下出现的增殖、耐药、转移等过程,掌握该过程中的进化特征,并基于这些进化特征设计创新纳米药物,能够有策略地、主动地、及时地动态调整纳米药物及给药方案,结合临床上其他多种治疗药物和方法,力争把肿瘤控制为慢性疾病.     

基于X射线相干衍射成像方法的微纳米梁变形场测量

微纳米结构在外加荷载下的变形场测量对于描述和预测微纳米结构力学性能、建立相关模型和理论具有重要意义.目前仍然缺少原位实时测量微纳结构变形场的实验方法,这对微纳米结构的力学性能研究形成了一定的制约.本文结合大规模MD(molecular dynamics,分子动力学)模拟和X射线CDI(coherent diffract...     

导电聚苯胺线膜修饰ZnO纳米棒阵列的可控制备及其紫外探测性能

基于p-n结的光生伏特效应可构筑性能优异的UV探测器,本文采用水热法可控制备竖直排列的氧化锌纳米棒阵列(n型ZnO-NRs),利用原位聚合法在ZnO-NRs表面上修饰p型聚苯胺线膜(PANI-NWs),再组装成ZnO-NRs与ZnO-NRs/PANI-NWs紫外探测器.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫...     

纳米氧化镱对熔融石英析晶动力学机制的影响

本文研究引入纳米氧化镱对熔融石英析晶机制及动力学过程的影响.通过X射线衍射仪(XRD)测试结果分析了纳米氧化镱的引入对熔融石英陶瓷析晶率的影响,采用动力学方法分析了纳米氧化镱的引入对熔融石英陶瓷析晶机制的影响,同时探讨了其等温析晶动力学过程.研究表明,熔融石英陶瓷的晶粒向二维兼有一维及三维的方式生长,引入纳米氧化镱的熔...     

荧光纳米晶制备及其与聚合物的复合组装

纳米尺寸无机晶体(纳米晶)具有特殊的光、电和磁等性能, 但这类材料通常以胶体溶液或固体粉末的状态存在, 稳定性和分散性较差. 实现这类材料的应用, 需要将其与一些惰性介质复合, 从而提高稳定性和加工性. 聚合物材料作为一种有机惰性介质, 具有良好的材料兼容性和可加工性, 是稳定纳米晶材料的首选介质. 此外, 很多聚合物材料本身也具备特殊的性能, 可以对纳米晶性能进行有益的补充和调节. 因此, 功能纳米晶材料与聚合物复合, 将成为开启材料性能宝库的钥匙. 我们研究组结合自己的相关研究, 系统总结了荧光纳米晶材料与聚合物的复合组装方法, 着重阐述不同方法的优势及意义, 希望对从事这一前沿领域研究的人们有所启发.     

乙二醛诱导细胞凋亡的近红外表面增强拉曼光谱

将60 nm金纳米粒子导入到活的人骨肉瘤细胞中, 用近红外表面增强拉曼散射(SERS)技术获取细胞内化学成分的高分辨SERS信息. 对正常活性细胞和乙二醛诱导的凋亡细胞的比较研究表明, 对于正常活性的细胞, 金纳米探针主要分布在细胞质内(围绕细胞核), 而凋亡细胞内的金纳米探针的分布较为均匀, 在遍布凋亡细胞内的各个位置包括细胞表面均容易找到DNA片段的信息.