海洋生物水下粘附机理及仿生研究

生物粘附行为往往是生物在长期进化过程中获得的一种特殊功能或者生存能力,然而仿生水下粘附材料和结构如何充分再现生物材料的自适应能力一直是工程材料领域的研究难点. 本文作者基于自然界中丰富的粘附方式,详细介绍了几类典型海洋生物(贻贝、藤壶、沙塔蠕虫、章鱼、?鱼、鲍鱼、海胆)的水下粘附机理,并概述了相关的仿生设计(如DOPA改性水凝胶、吸盘贴、海胆机器人等)及其应用前景. 最后,对目前海洋生物粘附机理和相关仿生研究进行归纳总结,阐述存在的问题,提出深入研究典型海洋粘附生物“粘附-脱附”的动态过程和调控机理的必要性,并进一步指出仿生粘附研究在未来可逆、可控、绿色的发展方向和趋势.      

应用正交多项式设计法研究煤的粘附

本文对影响煤与工作部件表面法向粘附力的二个主要因素：煤的含水量及所受正压力,进行了正交多项式回归设计,建立了显著的回归方程,并揭示了煤的粘附规律。     

贻贝足的共聚焦显微拉曼光谱分析

贻贝对各种海洋环境具有广泛适应性,范围从浅海跨越到深海热液、冷泉等极端环境。贻贝主要通过其足组织分泌的蛋白形成足丝附着于岩石等固体表面,这种蛋白是一种可再生、不受水环境影响的性能良好的天然生物胶黏剂,得益于分泌蛋白的性质,足丝在水下具有黏附性强、韧性高、耐水性优良等特性,在生物材料学、医学等方面具有很好的开发潜力和应用前景,已经是国内外研究热点之一。拉曼光谱是一种非接触的、无损的可以提供分子生物化学信息的检测技术。足丝是贻贝足腺体的外在表达形式,结合扫描电镜和共聚焦显微拉曼光谱技术,从贻贝足丝的表观差异到贻贝足腺体的分泌蛋白组分和分布特征,基于深海和浅海贻贝足丝的扫描电镜表征的表观形态差异,对两种贻贝足组织分别进行共聚焦显微拉曼光谱检测,得到两种贻贝的3个腺体的拉曼光谱和腺体局部区域的2D拉曼彩色分布图,从外在表现形式足丝到内部足腺体分布,通过对比两种贻贝的3个腺体的成分以及相对分布,分析造成两种贻贝足丝差异的内在腺体分布情况,此外结合两种贻贝生存环境的差异,认为贻贝的足丝外观差异以及其内部腺体分布是贻贝应对浅海和深海冷泉完全不同理化环境的一种环境适应机制。基于实验结果得到如下结论,拉曼光谱表明两种贻贝足腺体组成:表征核心腺体的amideⅢ信号位于1 242和1 269 cm^-1位置的2个峰的峰强度相对其他两个峰(1 318和1 337 cm^-1)较高,表现为有序高级的蛋白构象,外皮和粘附盘腺体含有丰富的酪氨酸(643, 830, 850和1 615 cm^-1)和3, 4-二羟基苯丙氨酸(多巴, DOPA,785 cm^-1);浅海贻贝在1 043 cm^-1位置有高强度的胶原蛋白信号。拉曼成像呈现两种贻贝腺体分布特征:深海贻贝表现为较为集中的腺体分布,浅海贻贝腺体分布较为分散,表明贻贝为适应不同环境形成不同的腺体分布机制。由此可见,拉曼光谱可以用于研究不同环境下生存的贻贝的足腺体分布特性,并在生物样品微观分析中更多的应用。     

弹性体摩擦的黏滞疲劳理论及实验研究

为了更好地解决弹性体摩擦学方面的问题,建立了弹性体摩擦的黏滞疲劳理论,阐明了弹性体摩擦是粘附的表面拉伸效应和迟滞的体积变形效应的综合作用,揭示了弹性体磨损的本质机理是周期性疲劳破坏,解释了弹性体在摩擦过程中的各种特征现象.实验论证了黏滞疲劳理论在摩擦和磨损方面的可行性和精确性.通过建立的公式计算了弹性体的摩擦系数和摩擦力,并控制误差在6%的范围内;计算了弹性体的表观单位磨损率,并控制误差在7%的范围内.     

相对湿度对材料表面粘附力影响的研究

利用自制微摩擦及粘附力测试装置考察了在微载荷条件下,相对湿度对Si(100)材料表面粘附力的影响,分析了在大气环境中水分子的毛细作用力和范德华力对粘附力的贡献,并以BET吸附模型为基础推导出考虑湿度影响的粘附力计算公式.结果表明:在微载荷条件下,相对湿度对材料表面的粘附力影响十分显著,随着相对湿度升高粘附力增加,特别是相对湿度RH在40%～80%之间时,粘附力变化最为显著;当相对湿度RH小于20%时,范德华力大于水的毛细作用力且占主导地位;当相对湿度RH大于20%后,水分子的毛细作用力不断增加,同时范德华力因水膜的存在而降低,水的毛细作用力占主导地位.     

姜黄素对人肝癌HepG2细胞毒性的分析

该文结合倒置显微镜、原子力显微镜(AFM)、CCK-8和流式细胞术定性定量研究了姜黄素对人肝癌细胞株HepG2细胞的毒性.AFM探测结果表明,姜黄素能够引起细胞发生不同程度的形变.细胞体积和高度均随细胞形变程度的加深而下降.细胞表面平均粗糙度(Ra)、均方根粗糙度(Rq)和粒径分布均随细胞形变程度的加深而增大.而AFM...     

海洋污损生物粘附机制及防污涂层表面工程

任何浸入海水的结构物均会受到海洋污损生物的附着。 在物体表面涂覆防污涂料是最广泛的防污方式,无毒污损脱附型防污涂料已成为当前的研究热点。 分析了污损生物的粘附过程及界面粘结作用,探讨了表面能、涂层模量、表面化学成分、微观形貌、颜色等因素对涂层防污效果的影响,并指出涂料工程化中必须解决的问题。     

Nonclasssical Properties in Two-Mode Fields Resonantly Interacting with a Three-Level -Type Atom

Some noclassical properties in electromagnetic field are investigated for the interaction of two-modes initially taken in coherent-state representation with the three-level -type atom, such as squeezing properties and violation of the Cauchy-Schwartz inequality. The enhancement of field squeezing is found by selective atomic measurement. The Cauchy-Schwartz inequality is violated by the application of the classical field followed by detection in excited state.     

纳米水泡的粘附性与滑移性

为什么有些材料的表面出奇地光滑 ,或者说具有反常的粘附性 ,现在可以用存在着 2 0— 30ｎｍ大小的水泡来解释 ,这种水泡称为纳米水泡 .一块疏水性的材料浸没在水中时 ,其表面会形成一层小水泡 .当两块疏水性表面相互接近时 ,粘附在材料表面的纳米水泡就会联结这两块材料 ,而纳米尺度就是它们相互吸引力的力程长度 .另一方面 ,在某些特定材料的表面形成的纳米水泡能使水在该表面非常容易流动 ,即纳米水泡起了一种润滑剂的作用 ,例如现在流行的一种由疏水性材料制成的奥林匹克游泳衣 .对纳米水泡性质的测定具有一定的偶然性 ,因为对它们的检…     

血液相溶材料的合成研究(Ⅶ)──一类新的抗血小板粘附高分子材料

不凝血性 (Nonthrombogenicity)又称抗凝血性 (Antithrombogenicity) ,是指材料不会触发血液凝固的能力 .如何提高不凝血性一直是高分子生物材料研究的主要任务和中心内容 [1～ 3 ] .但目前抗凝血性最好的三类抗凝血材料 ,即聚乙二醇衍生物 (PEO)、聚磷酰胆碱及肝素化材料等 [4～ 10 ] 仍不能满足心血管医用装置的需要 .材料界面血小板的粘附和活化是导致凝血的重要因素 .活化的血小板不仅可激活多种凝血因子 ,也是材料表面血栓的重要组成部分 .因此 ,对材料界面血小板粘附行为的研究可初步评价材料的血液相容性 [11,12 ] .根据“维持正常…