地学领域中的分维研究水系、地震及其它

本文比较深入地讨论了两个问题:(1)地表水系的Horton定律与分维的关系,Horton数与分维在地貌学研究中的应用;(2)地震的时、空、强三种分维及其在地震预报中的应用.同时对地球科学中进一步开展分维研究的问题提出了自己的看法.     

金属表面的分维

近年,人们发现金属材料表面的几何结构与其物理性能有联系。许多金属材料表面具有分形的特征。对金属材料外貌分形的研究可了解其内部性质。又发现金属断裂表面的分形和断裂韧性有联系。因此分形已引起各方人士(尤其是材料工作者)的兴趣。段建中等在有中间相存在的Pd-Si合金膜中发现并计算了分维。结果表明,分维D_0(Hausdorff维)随Si组     

湍流的间歇性和多分维

本文利用湍流间歇性的图象介绍单分维(各向同性湍流)和多分维(非各向同性湍流)的概念。使我们将分维概念从自相似和点集的几何性质,扩展到物理场的强弱区域有不同的标度,并将物理场的功率谱和分维、标度律联系起来。将分维和物理图象联系起来,必将丰富其概念,扩大其应用价值。     

恒定横流中圆孔射流的分维特征

应用平面激光诱导荧光技术测量了在恒定横流中圆孔射流的分维数。研究了分给 和动量比的关系、分维数的变化和射流断面高程及稀释度的关系,比较了多孔射流和单孔射流的分维特性。     

紊动射流的分维测量

湍流在很多方面表现出分形特征,湍流的分形问题已成为端流研究的热点之一.Sreeuivasan等人利用平面激光诱导荧光(PLIF)技术获得的湍流图象对边界层、轴对称圆形射流、平面尾流和混合层问题开展了界面分维的测量,取得了有广泛影响的成果.     

蛋白质分子分维与三级结构的关系

分形是介于有序结构和完全无序结构之间的具有自相似的不规则状态。一条蛋白质分子链沿多方向折叠盘绕,虽然构象十分复杂,但仍然形成象α螺旋和β折叠有规则的结构。因此,研究生物大分子链的分形和分维,成了人们感兴趣的研究课题。Stapleton等人用低温下的EPR实验和计算机模拟,发现一些含铁蛋白质分子的分维在1.33—1.67之间。Isogai等人用计算大分子链长的方法,研究43个蛋白质的分维,结果在1.43—1.95之间。     

《周易》与自相似及分维理论

文中首先以之《周易》太极图模式、中医学、古代地学中自相似学说为例,试图说明《周易》中的相似与自相似思想。讨论了《周易》中“形”等观念,其中包括:(1)形的实质及其与易象的关系;(2)形在自然演化过程中的地位;(3)分维在古代五类山形中的含义。其次讨论了易数中维的观念。作者指出汉代焦赣在其所著《易林》中,在自相似基础上把64卦组合成4096卦模式,并用此模式来预测自然灾害。这一古老的预测方法与现代利用分维进行灾害预测的方法相似。中国古代音乐理论中的十二种吕律频率数的比值亦与分维有关。最后,作者指出了《周易》中的相似和自相似原则与现代分维理论今后将会藕合起来。宋代哲学家邵雍认为《周易》先天八卦数为天地自然之教;现代哲学史学家冯友兰称易数为自然代数。二人的说法结果是一致的。现代分维首先反映了自然体形态中蕴含的数,进而可以反映其结构、成分、成因机制。由此可知,分维数可称之为现代科学中的天地自然之数。本文从《用易》中的自相似原则以及历代对《周易》象、数、形的研究成果出发,与现代整维、分维作了一些对比分析。作者认为,《用易》象数与现代分维理论一致,可以互相借鉴,作到古为今用。     

溶液中高分子链分维与溶度参数的关系

高分子链有自相似性(self-similarity),可以用分形(fractal)理论来研究。在前文(科学通报,即发)中我们给出了Hausdorff维数D与Mark-Houwin K方程α指数的关     

光化学原位制备PDEA-磁性纳米凝胶用于DNA 固定及缓释研究

应用光化学原位聚合法合成了聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯)包覆的磁性纳米凝胶 (PDEA-磁性纳米凝胶). 应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TGA)、振动样品磁强计 (VSM)、光子相关光谱(PCS)等对PDEA-磁性纳米凝胶的结构、形貌、磁学性质、粒径及表面 ζ-电位等进行了表征. 结果表明, PDEA-磁性纳米凝胶形状较规则, 为“核-壳”结构, 表面PDEA高分子层约为26%, 平均水合粒径为43 nm, 具有超顺磁性. 该磁性纳米凝胶具有明显的pH敏感性, 在室温、 pH 5.0时可结合DNA分子, 最大结合量为51 μg/mg, 在pH 7.4条件下能够将DNA高效释放出来, 且呈现出明显的缓释效应, 加之良好的磁响应性能, 使其可作为一种新型磁靶向转基因载体应用于生物医学研究.     

(Fe_(1-x)W_x)_(84.5)B_(15.5)(x=0.02-0.01)非平衡态的相关系

(Fe_(1-x)W_x)_(84·5)B_(15·5)非平衡态相关系和晶化过程的研究有助于深入了解该体系的磁性、电性随温度的变化。文献[1—2]研究了W对非晶Fe-B基合金磁性、电性及热稳定性的影响及其该体系的低温电阻率反常。对其非平衡态相关系及其晶化过程的专门研究尚未见报道。 本文用X射线衍射、热学分析、磁性测量等方法对(Fe_(1-x)W_x)_(85·5)B_(15·5)非平衡态的相关系及其晶化过程进行了研究。     

用P(ε)=P_0ε~(1-D)计算实际分形体维数的不确定性

只和测量码尺ε的选择有关,而与分形体的几何形状无关。一些学者应用(2)式研究材料脆性和断裂韧性与断裂形貌的分维关系时,发现了分维不确定性问题,也就是D的码尺相关性。 龙期威从测量码尺的选择入手,指出实际分形体只具有有限层次自相似结构是产生分     

导电高分子生物材料在组织工程中的应用

导电高分子材料在具有良好生物相容性的同时,其优异的导电性还可以通过电刺激促进聚合物-组织界面处的细胞黏附、增殖和分化,从而促进组织生长,所以导电聚合物材料在组织工程领域受到了越来越多的重视.单组分导电高分子,如聚苯胺(PANi)、聚吡咯(PPy)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)及其衍生物,具有良好的生物相容性和优异的导电性,但其较脆且不易加工,限制了其在组织工程领域中的应用.因此,研究开发了基于上述导电高分子和生物相容性可降解聚合物的复合导电聚合物材料,其在具有良好生物相容性和导电性的同时,还具有优异的加工性.本文将总结在组织工程中应用的多种复合导电聚合物材料,包括导电聚合物薄膜、导电纳米纤维、导电水凝胶和导电复合3D支架.此外,组织工程领域的研究表明复合导电高分子材料主要可应用于骨组织工程、肌肉组织工程、神经组织工程、心脏组织工程和皮肤伤口愈合等方面,我们也将对以上方面的应用进行详细论述.     

英国为基因治疗开绿灯

今年元月十六日英国政府的健康部门发布了一份等待已久的报告,肯定了体细胞基因治疗没有严重的道德异议。这份来自由S·C·克洛西尔(S.C.Clothier)律师主持的一个独立委员会的报告,为英国研究部门计划基因治疗试验开绿灯,并使欧洲对体细胞基因操纵引起的道德问题不比围绕器官移植那么困难的舆论更加高涨。这份报告也正逢上基因治疗的研究革新,这种革新起始于美国,后扩展到欧洲。荷兰学者D·瓦莱因(D.Valerio)首先克隆的腺苷脱氨酶(ADA),在1993年领先使用于美国马里兰国家健康研究所F·安迪生(F.Anderson)M·布莱兹和(M.Blaese)的基因治疗试验。瓦莱因工作于荷兰应用研究组织的应用放射生物     

辐射交联反应温度对聚合物溶胶分数与剂量间关系通式的影响

通常,辐照可以使高聚物产生交联和裂解反应,究以那种反应为主,除取决于高分子链结构外,辐照温度的影响也是十分重要的。某些在常温下难以交联的聚合物,甚至是裂解型聚合物,在高温下却能发生交联。显然,辐照温度与高聚物的辐射交联反应或裂解反应的几率以及规律有着十分密切的关系。例如,提高交联反应温度,可使高分子链活动能力增加,从而使交联G值变大,凝胶化剂量变小。一般用溶胶分数(S)和辐照剂量(R)间的关系表征聚合     

压力对高分子液-液相转变行为的影响

高分子研究在实际应用和基础研究方面不断发展, 压力对高分子转变行为的影响越来越受到人们的重视. 在理论研究方面最成功的处理方法是把自由体积和体系的自由能或状态方程结合在一起, 从而定量地推导出不同压力下的临界温度和χ(Flory-Huggins 相互作用参数), 代表性的结果为Sanchez-Lacombe状态方程和SAFT状态方程; 大多数实验结果表明高分子体系的临界温度随压力的增加而升高, 即对于在降低温度时发生相分离的UCST高分子混合体系升高压力会降低体系的相容性, 而对于LCST体系(高分子混合体系在升高温度时发生相分离)压力能提高高分子体系的相容性. 我们最近就压力作用下具有UCST行为的高分子体系实验结果发现, 有的体系相分离温度随压力增加而升高, 有的体系随压力增加而降低, 还有的体系随组成的不同既有升高也有降低的现象, 我们根据实验现象结合Sanchez-Lacombe 格子流体理论对这一实验现象给出了理论解释.     

分子凝胶的拓展研究:有序三维荧光传感薄膜和低密度多孔材料的创新制备

经过几十年的发展,分子凝胶研究取得了巨大的进步.然而,这些研究大多还停留在开发新的胶凝剂、发现新的凝胶体系和揭示新的胶凝机理.在未来的研究中,如何更好地发挥分子凝胶的优势,推进分子凝胶的现实应用已经成为该领域研究人员的共同期盼.考虑到:(1)有序或部分有序小分子胶凝剂三维网络结构的形成是分子凝胶赖以存在的基础,(2)内相多孔网状结构的存在有助于荧光敏感薄膜材料获得良好传感性能,(3)凝胶乳液的液-液两相特点有可能因凝胶作用的发生而转化为固-固(凝胶-凝胶)或固-液(凝胶-液)两相结构等因素,在过去的10年里,作者实验室将分子凝胶策略引入到新型荧光敏感薄膜材料、凝胶乳液和以凝胶乳液为模板的低密度多孔材料制备中,由此,获得了一系列性能优异的敏感薄膜材料和油水分离材料,拓展了分子凝胶研究.本文结合本课题组工作实际,阐述分子凝胶策略在功能表界面材料制备中的应用,提出分子凝胶拓展研究面临的主要挑战,展望分子凝胶拓展研究的前景和发展趋势.     

受限于狭窄间隙平行板间高分子熔体上熵斥力的Monte Carlo模拟

受限高分子链行为的研究可追溯到60年代Casassa的工作近年来更引起大家的重视。这一问题除在基础科学上的明显重要意义之外,还与一系列实际问题有关,其中包括:凝胶渗透色谱、胶体稳定性、絮凝、生物膜、多孔介质中的高分子行为、粘结、润滑等。另一方面,借助于约十年前发展的所谓表面力测定仪(SFA),近来开创了受限于平板间隙中高分子熔体上斥力的直接测定。已测定的熔体有聚丁二烯、聚二甲基硅氧烷、全氟代聚醚等,其距     

多功能高分子材料及其重要应用

新型高分于材料的研究是化学科学与材料科学两大学科交叉渗透形成的前沿热点研究领域。芳香族聚合物材料由于具有特异的多功能如导电性、液晶性、电色性、生物传感性和分离性等,因而近年来受到越来越多的国内外研究者的关注,２０００年诺贝尔化学奖授予了在导电高分子材料研究方面做出开创性研究的美国艾伦·马克迪尔米德、艾伦·黑格和日本白川英树三位高分子材料科学家就充分说明了这一点。     

二氧化硅凝胶玻璃基质中硒化锌纳米晶的原位生长及光谱表征

采用溶胶凝胶法和气氛还原热处理工艺在二氧化硅凝胶玻璃基质中原位生长硒化锌纳米晶, 首次获得了均匀、透明、亮黄色的ZnSe-SiO₂凝胶玻璃纳米复合材料. 利用X射线衍射(XRD)、UV-VIS吸收光谱和Raman光谱对复合材料中的ZnSe纳米粒子进行了光谱表征. 观测到均匀分散在凝胶玻璃中的硒化锌纳米晶XRD衍射峰的宽化、带间吸收边的蓝移及Raman散射光谱的移动和非对称的宽化. 利用实验数据从理论上对凝胶玻璃中ZnSe纳米晶平均粒径的计算, 结果表明X射线衍射、光吸收边蓝移以及Raman光谱的估算结果基本一致, 平均直径为4.6 nm左右, 并对它们之间的偏差进行了分析.     

受压岩石中裂纹发育过程及分维变化特征

利用扫描电镜和光学显微镜对岩石裂纹发育的实时观测已有报道,实验和现场研究结果表明岩石破裂带具有分形特征,本文对大理岩受单轴压缩时裂纹随外载增加时变化过程进行了扫描电镜实时观测研究,通过分维统计,得出岩石构元局部分维值随外载的变化规律.1 实验1.1 岩石试件及加载装置实验所用岩石材料为细料房山大理岩,主要矿物为方解石和白云石,粒径分布0.05～0.35