复合材料柔软性对倒金字塔微结构阵列传感器性能的影响

采用模压成型方法制备了2种柔软性不同的热塑性聚氨酯/短切碳纤维/碳纳米管(TPU/SCF-CNT)复合材料复制物, 其表面上具有倒金字塔微结构阵列, 内部有SCF与CNT共同构成的导电通路. 将复合材料复制物和相应的复合材料平整片封装成柔性传感器. 结果表明, 压力作用下传感器内复制物和平整片之间的接触电阻因倒金字塔底棱的形变而显著降低. 对使用柔软性较高的复合材料封装的传感器, 虽然其相对迟滞稍大, 但压力作用下倒金字塔底棱形变量较大, 且复制物和平整片内导电通路增加量较大, 因此其在0~2.5 kPa的线性区内具有较高的灵敏度(0.32 kPa^?1). 制备的2种传感器均具有快速响应特性, 且能在500 s(约1580次)的循环压缩/释放测试(峰值压力约3 kPa)中保持较稳定的电阻响应. 研究表明, 利用模压成型的表面倒金字塔结构复合材料复制物封装成的柔性压力传感器具有良好的传感性能.     

基于多孔金结构的三相界面酶电极的制备及高效电化学酶传感性能

界面微环境是影响酶催化反应及酶传感性能的关键因素. 本研究基于三维微纳米结构多孔金基底, 通过调控电极表面的亲水和疏水浸润性, 制备了具有固-液-气三相界面微环境的氧化酶电极, 并研究了界面微环境对酶催化反应动力学的影响规律. 基于所制备的三相界面多孔金结构酶电极, 反应物氧气能够从气相直接快速地传输到酶催化反应界面, 极大地提升了界面氧气浓度及其稳定性, 从而大幅度提高了氧化酶活性及酶电极响应的稳定性. 以葡萄糖为模型待测物, 基于该三相界面酶电极的电化学酶生物传感器拥有宽的线性范围、 高的灵敏度、 低的检出限以及良好的稳定性. 这类独特的三相反应界面设计为高效酶生物传感器的建构以及生物分子的精准检测提供了新思路.     

考虑微结构失稳的湿陷性黄土变形机理

黄土的湿陷性是工程界及水土保持工作者长期关心的一个问题。本文根据近年来对黄土细观结构的扫描电子显微镜观察及土力学试验成果,提出“湿陷变形系由于微结构失稳所引起“的假说,应用数学灾变理论建立了微结构失稳模型。并按照“微力学”及“损伤力学”等现代连续介质力学方法给出了湿陷性黄土的本构关系。计算结果表明,本文的理论可以成功地解释黄土湿陷交形的机理。为湿陷变形的力学研究提供了参考。     

双光子聚合引发剂BVPDA的合成、结构及非线性光学性质

合成了双光子聚合引发剂{4-[2-(4-溴苯基)-乙烯基]苯基}-二苯基胺(BVPDA),并测定了其晶体结构.结果表明,BVPDA为三斜晶系,P1空间群,a=1.0834(3)_nm,b=1.5625(2)_nm,c=1.9640(2)_nm,α=92.807(8)°,β=103.647(10)°,γ=106.676(13)°,V=3.0705(10)_nm³,Z=6,T=293(2)K,Dc=1.383g/cm³,R₁=0.0735,wR=0.1063.用¹HNMR谱、¹³CNMR谱及元素分析进行了表征.测试了紫外吸收光谱、单光子荧光光谱、单光子荧光寿命和双光子荧光光谱.在760nm的飞秒脉冲激光激发下,BVP-DA发出较强的上转换荧光,荧光峰位于462nm.以BVPDA作引发剂,加入丙烯酸酯型齐聚物(CN120C80),用Ti:sapphire飞秒激光器作光源,制作了一个三维周期性微结构.     

硅基图案化TiO2表面微结构的制备和表征

结合微接触印刷术和TiO₂沉积成膜技术,在单晶硅表面成功地制备了具有微米级图案结构的TiO₂薄膜,并利用XPS,SEM和AFM对其表面性质和结构进行了表征.该硅基图案化TiO₂微结构在光电转化、微机电和光催化等领域中的应用具有重要意义.     

简单方法制备与表征新颖复合凝胶及表面微结构——由科研成果转化的化学综合实验

材料表面的微结构会赋予材料独特的性能,水凝胶在生物医学领域有广泛的应用前景。采用紫外光刻蚀法创新性地实现了复合凝胶的制备和凝胶表面图案化微结构的构筑一步完成;通过原子力显微镜和光学显微镜的表征,复合凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺/聚乙二醇二丙烯酸酯兼具了温敏性能与图案化微结构的新颖性能结构特征。本实验有助于培养学生的创新意识,激发学生的学习兴趣以及未来从事科研的兴趣。     

表面修饰的钛酸钡纳米粉体的制备

采用水热法制备出表面包裹有硬脂酸的钛酸钡纳米粉体,并运用一系列手段对其微结构进行了表征.结果表明:产物粒径较小,粒度分布较窄,单分散性较好,其表面为非极性,同时表现出良好的流动性能.认为钛酸钡纳米粉体表面极性的改变是由于其表面包裹了一层硬脂酸,并且包裹层降低了粉体间的相互作用力,从而提高了粉体的流动性.     

水凝胶类软物质材料理论中的数学问题

 水凝胶是一种具有广泛应用前景的软物质材料,一直是材料学家、物理化学家们关心的热点,目前有很多实验和专利产品.其机理和模型的研究处于初期阶段,本文综述该领域的部分进展,包括形变、微结构和宏观性质等的数学模型和相关计算方法,一并列出一些亟待解决的问题.     

穿山甲鳞片拉伸性能和微结构特征

对穿山甲鳞片试样进行了单调拉伸试验和拉伸断口的微观观测,揭示了穿山甲鳞片基本力学性能及其与微结构之间的联系。结果表明,穿山甲鳞片表现出较好的韧性,横向的强度极限略高于纵向,而弹性模量和延伸率低于纵向。拉伸断口微结构观测结果表明,穿山甲鳞片具有微米尺度的薄片重叠、堆垛而形成的层状结构,有助于鳞片的增韧。     

光纤化学传感技术研究近况

光纤化学传感器作为传感器的一个重要分支,结合了化学和光学的相关技术,将化学制膜、光纤技术以及化学分析中的分光光度法、拉曼光谱、荧光光谱、折射率检测等方法相融合,以其微型化,抗电磁干扰,传输信息量大,拥有自身参比等特点不断向前发展。简要综述了光纤化学传感技术研究近况和未来的发展趋势。重点对光纤pH化学传感器、光纤离子化学传感器和光纤气体化学传感器进行了介绍。简要分析了常见的敏感膜制备方法如化学键合法和溶胶凝胶(sol-gel)等方法。新型光纤——微结构光纤的出现为光纤化学传感器开辟了新的发展方向。由于其具有大的内表面积,结构设计灵活多样,光纤内部提供感应场所等特点,快速度成为光纤化学传感器的重要发展方向和研究热点。对微结构光纤衍生而来的新型光纤化学传感器进行了详细评述, 最后对光纤化学传感器的未来进行展望。