微生物细胞热分解法磁性化研究

生物约束成型技术是把微生物学、材料学、制造学等有机紧密结合产生的一种制备具有多样形状磁性或导电微颗粒的新技术．本文探讨热分解法生物约束成形技术的可行性，以尺寸在微米级天然具有螺旋形体的螺旋藻的细胞为模板，根据五羰基铁受热分解的原理，研究在其表面包覆纯铁的工艺，并通过光学显微镜、扫描电镜、电子能谱、透射电镜、X射线衍射对颗粒形态、表层成分、相结构进行观察与分析．结果表明，在螺旋藻细胞经热分解五羰基铁包覆处理后，表面有一层铁颗粒沉积；其螺旋形体保持良好，得到的单体表面磁性层厚度、成分基本均匀；文中试验条件下，螺旋形羰基铁颗粒经700℃热处理后变为α-Fe；还探讨了微生物细胞热分解法金属化工艺过程的物理化学反应机理．     

微生物细胞电镀磁性金属化研究

本文以钝顶螺旋藻细胞为模板,通过电镀工艺在其表面沉积磁性合金来制造螺旋形磁性微粒,对微生物细胞电镀磁性金属化工艺进行研究.通过光学显微镜、扫描电子显微镜、电子能谱、X射线衍射、振动样品磁强计等对电镀磁性化后螺旋藻的细胞形态、表层成分、相结构及静磁性能进行观察与分析.结果表明螺旋藻细胞经电镀处理后表面包覆上一层不含非金属相的铁磁性材料,实现了微生物细胞电镀磁性金属化,这为生物约束成形技术提供了新工艺.在金属化过程中,微生物形体保持良好,细胞表面镀层厚度均匀,镀层为面心立方结构的NiFe合金,颗粒具有软磁特性.此外,对微生物细胞电镀磁性金属化工艺过程的电化学反应机理进行了分析,表明NiFe合金在微生物表面的沉积为异常共沉积.     

锶铁氧体的结构特征及制备方法研究现状

对锶铁氧体的结构、性能特征以及主要制备方法进行了综合评述.锶铁氧体为六角晶系,属于M型铁氧体,其矫顽力主要取决于磁晶各向异性；制备方法主要有陶瓷法、化学共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法、熔盐合成法和自蔓延高温合成法等.水热法和溶胶-凝胶法因具有工艺简单、产品磁性能高等优点,是今后高性能锶铁氧体制备技术的主要研究方向.     

壳聚糖磁性光敏剂血卟啉衍生物微球的制备及其体外表征研究

目的制备壳聚糖包覆的磁性光敏剂血卟啉衍生物微球并考察其体外表征。方法以五羰基铁为原料制备羰基铁粉纳米颗粒,非溶剂法将羰基铁粉纳米颗粒与光敏剂血卟啉衍生物HPD复合,并用壳聚糖包覆制备成壳聚糖包覆磁性血卟啉衍生物微球(CS-M-HPD)。使用电子显微镜、激光粒度仪、X-射线衍射仪和磁力测定仪考察微球的表征。结果检测结果表明该微球为球形,分散性良好,粒径大多集中在290～300 nm。微球羰基铁粉纯度高,呈现优良磁性。结论本研究实现了壳聚糖对磁性HPD的包覆,得到了单分散性磁性HPD微球,为进一步研究该微球靶向光动力治疗肿瘤的生物活性奠定了实验基础。     

无机薄膜光栅的制备及其衍射特性研究

有效地结合激光干涉法和化学刻蚀法，提出一种制备高密度、高衍射效率无机光栅的新方法．采用溶胶．凝胶法和化学修饰法合成具有紫外感光性的含锆溶胶，并在（100）硅基板上制备含锆感光性凝胶薄膜．利用该薄膜，结合激光干涉技术和热处理工艺制备出周期为1μm的无机ZrO2薄膜光栅．为了提高光栅的深宽比，采用碘饱和的KOH各向异性刻蚀剂对无机光栅进行湿法化学刻蚀，从而有效地提高了光栅的衍射效率．对刻蚀后的光栅进行表面镀金处理，提高光栅的表面光洁度和反射率使得光栅的衍射效率得到进一步的提高．     

天然掺杂铁氧体的电磁参数调控机制分析及其在吸波材料中的应用

对不同地质产状类型天然铁氧体的电磁参数测量结果发现, 岩浆岩型(A型)天然铁氧体的电磁参数明显区别于其他类型铁氧体, 是一种可用于微波吸收材料的天然矿物. 该矿物经选矿工艺制备后, 在8~12 GHz频率范围内, ε′ =58.60, ε″=10.0, μ′=1.2~1.5, μ″=1.0~1.2, 属于具有一定磁导率、低介电常数、高电磁损耗的磁性物质, 其粉体适合作为吸波材料的磁性吸收剂. 对A型天然铁氧体的矿物组成和化学成分的分析结果表明, 与单一磁铁矿或二元型铁矿物组成的天然铁氧体相比, A型天然铁氧体中的杂质元素和另相矿物含量明显高于其他天然铁氧体, 其中的杂质成分对电磁参数起着重要的调控作用, 这种调控作用有利于降低吸波材料的反射系数, 并提高电磁波吸收效率. 而且, A型铁氧体中的这种天然掺杂导致的结构缺陷及其对电磁参数的影响效应是人工制备的铁氧体难以实现的. 材料应用试验与吸波性能测量结果表明, 以A型天然铁氧体作为粉体填料与天然橡胶制成的吸波片材在8~12 GHz频率范围内的电磁波吸收频宽和反射系数均优于传统的羰基铁粉与橡胶制成的吸波片材, 完全可以替代羰基铁粉应用于微波吸收材料的开发, 而且具有原料丰富、制备工艺简单、成本低、吸波性能稳定的比较优势.     

微生物细胞金属化工艺研究

为生物约束成形加工制备单体, 对微生物材料固囊酵母菌和蜡状芽孢杆菌细胞的化学镀镍磷工艺、细胞形态、镀层成分和相结构进行了研究. 结果表明细胞壁厚的固囊酵母菌金属化后不破裂、不变形；蜡状芽孢杆菌在适当镀层厚度下仍能保持原来形状；镍磷镀层成分及厚度均匀, 为非晶态结构. 还探讨了菌体金属化工艺过程的化学反应机理.     

CeO2对锂离子电池正极材料LiMn1/3CO1/3Ni/3O2的包覆改性

采用溶胶凝胶法对LiMn1/3CO1/3Ni/3O2表面包覆了1．0wt％的CeO2．采用X射线衍射（XRD），扫描电镜（SEM），循环伏安（CV）和恒流充放电对包覆和未包覆的LiMn1/3CO1/3Ni/3O2进行了结构表征与性能测试分析．研究显示，CeO2并没有改变电极材料的晶体结构，仅在电极材料表面形成均匀的包覆层．包覆1．0wt％CeO2后的材料的放电容量和循环性能均明显优于未包覆的材料．在20mA·g^-1的电流密度下，包覆1．0wt％CeO2后的材料的放电容量为182．5mAh·g^-1而未包覆的材料仅为165．8mAh·g-1．包覆1．0wt％CeO2后的材料在3．0C下循环12周后的容量保持率达93．2％，而未包覆的材料的容量保持率仅为86．6％．CV测试表明，CeO2包覆层可以有效的防止正极材料与电解液的直接接触，抑制了材料结构的转变或抑制了与电解液的副反应，从而提高了材料的电化学性能．     

泥沙颗粒表面电荷分布的初步研究

泥沙颗粒表面电荷分布，是研究其与污染物之间吸附和解吸的基础．本文以石英砂颗粒为例，利用扫描探针显微镜（SPM）中的静电力显微镜（EFM）测量技术，用相位成像模式测量了石英砂颗粒表面的微形貌和电荷分布，并统计了两者间的关系．研究表明，石英砂颗粒表面形貌复杂，表面形貌对电荷分布影响较大，电荷大多集中在颗粒表面的鞍部、凸起和凹地部位，而在凹槽、凸脊和平坦部位分布较少．上述研究为揭示其吸附机理和进一步研究天然河流泥沙颗粒的相关性质奠定了基础．     

聚合质量比对Sr0．7La0．15Ce0．15Fe11.7Zn0．3O19／PAn复合体系微波吸收性能的影响

用原位聚合法制备了Sr0．7La0．15Ce0．15Fe11.7Zn0．3O19铁氧体／聚苯胺（PAn）复合材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对样品的结构、微观表面形貌和粒子大小进行了表征，用微波矢量网络分析仪测量样品在2～12．4GHZ频率范围内复介电常数和复磁导率，根据测量数据计算微波反射率R与频率f的关系。研究结果表明：PAn包覆于掺杂锶铁氧体表面，PAn／Sr0．7La0．15Ce0．15Fe11.7Zn0．3O19复合材料具有良好的吸波性能，随着掺杂锶铁氧体含量的增加，微波吸收匹配厚度和吸收带宽发生变化：当Sr0．7La0．15Ce0．15Fe11.7Zn0．3O19聚合质量比为40％时，最佳匹配厚度为2．6mm，吸收峰值接近-40dB，峰值频率高于12．4GHz，大于10dB吸收带宽预计达到55GHz。     

鲨鱼皮复制工艺研究

对动物体表形貌进行直接复制以成形出形貌比较接近生物原型的仿生表面，是生物约束成形向动物形体扩展的新尝试．以鲨鱼皮为生物复制样本，以微压印和微塑铸为材料成形手段，对鲨鱼皮外端形貌进行了微复制．复制精度分析结果表明，生物约束成形工艺能以较高精度复制出鲨鱼微鳞片的外端形貌，证实了生物约束成形技术可以应用于表皮坚硬的动物体表形貌复制．     

聚乙烯醇／羟基磷灰石复合水凝胶的摩擦磨损机理研究

选用高分子聚乙烯醇（PVA）和纳米羟基磷灰石（HA）为原料，采用反复冷冻-解冻法制备PVA／HA复合水凝胶．在超高精度三维轮廓仪和扫描电镜上观察PVA／HA复合水凝胶的微观形貌，采用平头圆柱压头测定PVA／HA复合水凝胶的压缩弹性模量和应力松弛特性，在微摩擦试验机上开展PVA／HA复合水凝胶与牛膝关节软骨之间的摩擦磨损实验，利用环境扫描电镜表征试样磨损后的表面形貌．结果表明，PVA／HA复合水凝胶具有与天然骨组织相似的交联网状微观结构，随着冷冻．解冻次数和HA含量的增加，PVA／HA复合水凝胶交联度增加，结晶程度增强，弹性模量显著提高，应力松弛速率增大，应力平衡值降低；摩擦系数随冷冻-解冻次数和HA含量的增加而降低，且冷冻-解冻次数越大，摩擦系数达到稳定平衡值的时间越早；PVA／HA复合水凝胶／牛膝关节软骨配副的摩擦变形深度随冷冻．解冻次数和HA含量的增加而减少；PVA／HA复合水凝胶的磨损机理主要表现为塑性流动和粘着现象，磨损轻重程度随冷冻-解冻次数和HA含量的增加而降低．     

颗粒强化氧化铝基复合陶瓷断裂特性的预测

计算了颗粒强化的氧化铝／碳化硅和氧化铝/莫来石复合陶瓷的残余微应力．结果表明，这两种复合陶瓷基体中的微应力与颗粒含量成线性关系．分析了应力状态对裂纹扩展和晶界强化的影响．从微应力作用的角度计算了氧化铝／碳化硅和氧化铝／莫来石复合陶瓷基体晶界与晶粒韧性比，并进一步得到断口的穿晶断裂百分比，从而建立了这两种复合陶瓷微观结构及成分、基体微应力、穿晶断裂百分比三者的对应关系．这样根据颗粒强化复合陶瓷的微观结构、第二相含量及分布可以预测复合陶瓷的断裂特性．     

酶消化结合组织块培养法用于颞下颌关节盘组织工程细胞扩增的初步研究

目的采用酶消化结合组织块培养法对山羊颞下颌关节（temporomandibular joint，TMJ）盘细胞进行体外培养和扩增，探索TMJ关节盘细胞体外培养及扩增的新方法。方法在无菌条件下，切取一月龄山羊TMJ关节盘，剪至1．0mm^3的碎块，用0．25％胰酶、0．01％I型胶原酶消化关节盘组织块，将消化好的组织块置入6孔板中培养。在倒置显微镜下连续观察细胞的形态变化及贴壁率，甲苯胺蓝染色、I型胶原免疫组化染色进行细胞鉴定，测定其生长曲线。结果原代培养的关节盘纤维软骨细胞4天可观察到贴壁细胞，7天贴壁细胞逐渐增多，第10天时细胞彼此相连，铺满平底，细胞以梭形为主，部分多角形。传代后12小时贴壁率达90％，大部分为多角形，4～5天即可长满瓶底。甲苯胺蓝染色可见异染颗粒，胶原免疫纽化染色胞浆内可见棕黄色颗粒。结论酶消化结合组织块培养法培养的山羊TMJ关节盘细胞具有较强的增殖能力，可作为TMJ关节盘组织工程中获取大量原代细胞的实用方法。     

Si-N-O薄膜表面微图形的制备及对内皮细胞黏附行为的影响

采用光刻技术、湿法刻蚀在(100)硅片表面制备微米级沟槽图形结构, 并运用非平衡磁控溅射(UBMS)设备在图形表面沉积Si-N-O系薄膜, 最终得到Si-N-O薄膜表面微图形. 运用表面轮廓仪对微图形结构尺寸进行了表征, 采用X射线光电子能谱(XPS)对Si-N-O薄膜的成分结构进行了检测, 应用静态接触角测量评价了样品表面的亲疏水性, 运用体外内皮细胞粘附及Alamar blue实验评价Si-N-O薄膜表面微图形对内皮细胞粘附、取向及增殖等细胞行为的影响. 实验结果发现图形样品表面的内皮细胞数量和活性优于平面样品. 图形对培养1 d的内皮细胞取向有明显的引导作用, 细胞多沿与沟槽平行方向生长; 3 d后多数内皮细胞跨过沟槽区域相互融合, 细胞活性仍显著优于平面样品. 实验表明样品表面的微图形化可有效促进了内皮细胞在样品表面的附着与增殖生长.     

单分散球形微／亚微米银粉：BSA模板法制备与表征

以牛血清白蛋白（bovine serum albumin，BsA）为生物模板，抗坏血酸（L—AA）为还原剂，还原硝酸银或银氨溶液制备尺寸可控、形貌均一的超细银粉．探索不同pH、温度、前驱体浓度等条件对银粉形貌和粒径分布的影响．利用XRD，TEM和SEM等对所得银粉的结构形貌进行了表征分析．结果表明，氨水浓度对银粒子粒径具有较大影响，通过调节氨水用量可获得不同尺寸分布的球形银粉（0．2-2．3μm），有望应用于高性能电子浆料的制造．     

基于MEMS和A蛋白自组装膜抗体定向固定技术的安培型免疫传感器

采用微机电系统（micro electromechanical systems，MEMS）技术制备安培型免疫传感器电极系统，并利用A蛋白和硫醇白组装单层膜（self-assembled monolayer，SAM）设计传感界面，用于抗体的定向固定，研制了一种新型的安培型免疫传感器．首先采用MEMS技术，在硅片上制备“Au，Pt，Pt”微型三电极系统和SU-8微型反应池；然后基于自组装技术，先在金电极上制备巯基乙胺自组装单层膜，利用静电吸附作用在巯基乙胺单层膜上组装A蛋白，再利用A蛋白对抗体的定向吸附作用实现抗体在金电极表面的定向固定．该传感器的研制以低成本、微型化、高度集成，以及实现“片上系统”生物传感器为目标．采用循环伏安法和计时电流法研究传感器的响应特性，与采用块体电极的传统传感器以及采用在电极上直接吸附A蛋白的抗体固定方法相比，该传感器体积小，与CMOS集成电路工艺兼容，对人免疫球蛋白（HIgG）的测定响应快（20s），线性范围宽（50--400μg／L），检出限低（10μg／L），并且易于实现传感器的阵列化和实时多参数检测．     

基于PCA的Morpho蝶翅分级结构变色现象研究

Morpho蝴蝶呈现显著闪耀的蓝色光泽，这与蝶翅表面的分级微纳结构密切相关．将甲醇、乙醇、异丙醇3种折射率不同的液体滴加到鳞片表面，鳞片结构反射率下降，主波峰右移，蝶翅变为黄绿色；液体完全挥发后，又还原为蓝色．同时，对典型蝶翅微纳结构进行建模，仿真分析出液体滴加过程中反射率的变化规律．进一步运用主成分分析方法对甲醇、乙醇、异丙醇滴加过程中反射率的实验和仿真数据进行主元提取和降维处理，在三主元坐标系中得到反射率的变化曲线，从而可以监测滴加液体时蝶翅结构的典型变色过程，并且通过映射点密集分布区域能够直观辨识出不同液体．上述结论为仿Morpho蝶翅微纳结构的环境介质检测和数据分析提供了指导，对其制造和应用具有重要的借鉴意义．     

纳米La0．6Sr0．4MnO3／Fe粉复合体系微波吸收性能

用溶胶-凝胶法制备了La0.6Sr0．4MnO3粉体，与纳米Fe粉按不同质量比复合，得到复合材料样品。测试了样品在2～18GHz微波频率范围内的复介电常数、复磁导率，计算了微波反射系数和损耗角正切，初步探讨了材料的微波吸收机制。结果表明，当复合质量比为6：4、样品厚度为2mm时，大于10dB的吸收带宽为3．4GHz，最大吸收峰值为16dB，微波损耗是介电损耗和磁损耗共同作用的结果。     

铁银共掺杂TiO2纳米材料的制备及性能

本文采用溶胶一凝胶法制备了Fe^3＋、Ag单掺杂以及Fe^3＋Ag共掺杂的TiO2复合材料，采用XRD、SEM研究分析了样品晶体的结构变化和形貌。以甲基橙为光催化反应模型化合物，考察了掺杂对光催化活性的影响。无论是单掺杂还是共掺杂，掺杂后效果明显提高，性能均优于纯TiO2，特别是共掺杂效果更为明显。根据最后试验共掺杂的最佳比例Fe^3＋0．1％、Ag0．7％，确定了共掺杂降解环境的最佳pH值。