微生物细胞溶胶-凝胶法磁性化研究

以微生物细胞为模板可制备具有多样形状的磁性或导电微颗粒．本文探讨微生物细胞溶胶一凝胶法磁性化的可行性，以尺寸在微米级的具有天然螺旋形体的微生物材料螺旋藻的细胞为模板进行细胞溶胶．凝胶法包覆磁性材料铁氧体的工艺研究，并通过光学显微镜、扫描电镜、电子能谱、透射电镜、X射线衍射对其细胞形态、表层成分、相结构进行观察与分析．结果表明，螺旋藻细胞经溶胶．凝胶处理后表面能包覆上铁氧体材料；其天然螺旋形体可保持良好，得到的单体表面磁性层厚度、成分基本均匀，在文中试验条件下，细胞表层铁氧体为立方尖晶石结构的Fe3O4；还可观察到细胞内部有纳米颗粒产生，同时细胞间横壁也有沉积．还探讨了微生物细胞溶胶．凝胶法磁性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.     

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。     

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.     

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．     

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．     

（邻甲基苯胺-苯胺）共聚物／Ba0.8La0.2Al2Fe10O19复合物的可控制备及电磁性能

用原位聚合方法制备了（邻甲苯胺一苯胺）共聚物／Ba0.8La0.2Al2Fe10O19复合物（Poly（OT-co-AN）／BLAF）．通过正交优化设计，考察了单体的质量比（moT／mAN）、聚合温度、聚合时间和BLAF投料量对复合物的结构、形貌、电导率和磁性能的影响．结果表明：共聚物对BLAF粒子具有较好的包覆作用，复合物的组分之间具有一定的相互作用；复合物的磁性能与BLAF粒子的含量相关联；BLAF的投料量对复合物的组成和电导率有较大的影响，其次是温度；复合物对电磁波的反射损耗和有效带宽是Poly（OT-co-AN）和BLAF协同作用的结果，当BLAF与混合单体（moT／mAN=1：1）的质量比为0.2，25℃聚合10h所得复合物的反射峰值和有效带宽分别达到-26．94dB和8．54GHz．复合物优良的微波吸收性能，有望成为电磁波吸收与屏蔽领域的侯选材料．     

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.     

改善汽油机燃油经济性的生物基添加剂研究

将棕榈油的提取物作为添加剂，分别以0．2％，0．4％和0．6％的体积比例加入基础汽油（辛烷值93的市售汽油）、已知成分汽油、乙醇汽油和甲醇汽油中，采用城市路况车用典型发动机转速2000r／min负荷特性下的台架试验，并对基础汽油中添加0．6％的添加剂油品进行道路试验，对加剂前后的汽油机燃油经济性和排放性进行了比较分析．结果表明：对于基础油和已知成分汽油，分别添加0．4％和0．2％比例的添加剂，其节油效果最大分别达到8．1％和10.2％；醇类汽油燃油消耗率高于纯汽油，E10和M10汽油分别比基础油的质量燃油消耗率高出3．1％和3．9％；在0．6％的添加比例下，M10和M20汽油燃油消耗率平均降低约为3．7％；道路试验平均节油约7．0％．同时通过定容燃烧弹、缸内燃烧过程分析、同步辐射以及高温摩擦试验等手段，从燃烧特性和摩擦学的角度初步探讨了这种生物基添加剂的节油机理．试验结果反映使用添加剂后可以提高最大缸内压力和增大燃烧放热率、改善排放，并且能够大幅度的降低摩擦系数．     

前驱体中Bi含量对Bi3．4Ce0．6Ti3O12薄膜结构和性能的影响

分别配制了Bi含量为90，100和110mole％的前驱体，在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备Bi3．4Ce0．6Ti3O12薄膜，研究前驱体中Bi含量对其微观结构和铁电性能的影响．前驱体中Bi含量增加可以有效地改善薄膜的结晶性能和表面形貌．对Pt／Bi3．4Ce0．6Ti3O12／Pt电容结构进行电学性能测量，发现Bi过量10％的前驱体制备的Bi3．4Ce0．6Ti3O12薄膜具有较好的性能：室温下，在测试频率1kHz时，其介电常数为172，介电损耗为0．033；在测试电场为600kV／cm时，其剩余极化值（2Pr）和矫顽电场（2Ec）分别达到67．1gC／cm^2和299．7kV／cm；同时还表现出良好的抗疲劳特性和绝缘性能．     

一种处理高浓度渗滤液的新工艺研究

为了提高矿化垃圾生物反应床对渗滤液有机物和氮类污染物的处理能力，在充分结合准好氧结构优势和矿化垃圾生物反应床特点的基础上，提出了准好氧矿化垃圾生物反应床处理渗滤液的工艺。单周期渗滤液处理实验和按L9（3^4）运行的正交实验结果表明：在矿化垃圾有效高度为900mm，温度为20—35℃，运行周期为1—3d，水力负荷为5～32L／（m^3·d），COD负荷为210-1280g/（m^3·d）的条件下，COD、氨氮和总氮的去除率分别能达到98％、94％和80％以上；渗滤液回灌后，水质和水量分剐在9h和24h后趋于稳定；随着运行时间的延长，渗滤液优先流会增加；在保温状态下，冬季的处理效果优于夏季。该技术不但解决了其他类型矿化垃圾生物反应床总氮去除效率不高的难题，还具有较好是渗滤液减量化效果。     

新型五螺箍SRC柱的反复载重抗震试验

成功的进行四组实尺寸配置新型五螺箍的矩形SRC柱的反复载重抗震试验。由于五螺箍采用自动化机械加工制造，具有很高的经济效益，因此很适合应用于预制工法。试验结果发现，SRC柱的反复载重滞回曲线相当饱满，四组样品的层间变位角均高达6．0％弧度，且柱的强度可持续且稳定的维持在高档，并无明显下降的趋势。这一现象表明，在6．0％弧度的大变形状况之下，五螺箍SRC柱仍然具备稳定的强度，可以有效的抵抗强震所引致的水平剪力，而不致于发生快速崩塌的情形。因此，大地震来袭时，SRC柱在抗震方面具有卓越的特色对于保障生命与财产安全有重要意义。试验发现，五螺箍SRC柱底部的塑铰区发挥了良好的韧性，该区的混凝土仅有表面的保护层剥落，五螺箍内部所约束的混凝土大致保持完好，且SRC柱的主筋并无屈曲现象，箍筋亦未发生断裂。本研究成果显示，五螺箍具有良好的约束混凝土能力及防止主筋屈曲的功能，可以成功的应用于预铸矩形SRC柱。     

基于光诱导介电泳的微纳米生物粒子操纵平台关键技术

在分析介电泳的微纳米生物粒子操纵研究现状和存在问题基础上，研究了基于光诱导介电泳的微纳米生物粒子操纵的理论基础和建模仿真，给出了光诱导介电泳芯片在空间电场分布和不同高度介电泳力分布关系．在此基础上进行微操纵系统的核心部件——光电导层芯片的选材、制作工艺和性能分析测试，给出了悬浮液层分压和有效电压频谱关系图．最后，组合机器视觉检测与实时跟踪子系统，构建了基于光诱导介电泳的微纳米生物粒子操纵实验平台，完成了对微纳米生物粒子快速聚集、输运、分离等操纵实验，为建立以微流控芯片为基础的重大疾病的快速、准确、低成本的检测和早期诊断提供了基础．     

PU微胶囊的合成、表征及降解性能研究

本文采用预聚-扩链-中和-分散溶解法，一步合成出聚氨酯（PU）水溶液，再用凝聚相分离法合成出Pu微胶囊。由傅立叶变换红外光谱（FT—IR）研究了PU微胶囊的化学结构；使用差示扫描量热仪（DSC），对PU微胶囊的玻璃化转变及微相分离结构进行了研究；通过扫描电子显微镜（SEM）的观测，对PU微胶囊的表面及剖面形态进行了研究，并测定出PU微胶囊直径约2．5mm，内腔直径50～600μm，膜孔直径为20～120nm；研究了PU微胶囊在磷酸缓冲液（PBS）中的降解行为，发现本实验合成的PU微胶囊基本上是不降解的。这种PU微胶囊有利于转基因CHO细胞的包覆，有利于临床应用中进行腹腔植入。     

一种以特征线为中心的曲面特征表示方法

由于自由曲面特征形状复杂多样，难以有效地进行参数化表示．本文提出了一种以特征线为中心的曲面特征层次参数化的表示方法．该方法将特征线作为曲面构建的基本单元，将特征线划分为几何层、约束层、语法层和语义层，利用特征线信息对曲面特征进行参数分层，实现曲面特征的整体形状和局部形状的层次控制；在参数化表示上，按不同自由度分为半自由和完全自由曲面特征，并对曲面特征进行了统一的定义表示．实验结果表明，本文方法能够表达多种形状的自由曲面，在高层语义参数层面上方便地编辑曲面特征，是一种有效的曲面特征表示方法．     

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．     

应用于热光伏电池的一维Si／SiO2光子晶体滤光器研究

光谱控制方法被广泛应用于热光伏系统以提高系统的热电转换效率．针对锑化镓（GaSb）电池热光伏系统的光谱控制要求，选用Si和SiO2设计了8层一维光子晶体滤光器结构；重点结合滤光器与高温辐射源辐射光谱功率分布和GaSb电池量子效率的匹配，对设计结构加以改进优化得到最佳匹配滤光器结构；采用光学镀膜技术加工了滤光器结构，并测试其光谱特性，根据测试结果计算滤光器的光谱控制效率、系统转化效率和能量密度．最后，测试了滤光器的抗高温性能．     

基于铁基纳米晶薄片状吸收剂的吸波涂料制备

采用高压水雾化工艺制备的Fe合金粉为原料，经高能球磨处理和后续真空退火处理制备薄片状外形和纳米晶微结构的Fe基合金吸收剂；选用改性聚氨酯为胶粘剂，以Fe基合金吸收剂为填料制备吸波涂层；并对Fe基合金吸收剂的微波电磁参量和吸波性能做了测量和分析评价。结果表明，基于铁基纳米晶薄片状吸收剂制备的吸波涂料在0．5～18GHz的微波宽频带具有良好的吸波性能（小于-10dB），可以应用于民用抗电磁辐射干扰和军事隐身技术领域。     

氧化酪蛋白对小鼠组织抗氧化能力及血液肽组成的影响

目的研究酪蛋白经过加热氧化和脂质过氧化物MDA氧化后，对小鼠体内氧化还原状态及小鼠血液中肽组成的影响。方法酪蛋白经100℃加热（0、30、60、90min）和丙二醛（MDA）氧化（MDA终浓度0、0．2、20、200mmol／L）处理，测定其羰基、巯基含量及表面疏水性的变化。小鼠分为四组，分别灌胃生理盐水、正常酪蛋白、加热90rain、MDA氧化酪蛋白，测定0、30、60、90、120、160min血液中自由基水平，并采用HPLC-MS分析灌胃后120min小鼠血浆肽组分的变化，测定小鼠的肝脏、空肠、十二指肠组织抗氧化能力指标（总抗氧化能力T—AOC、丙二醛MDA、还原型谷胱甘肽GSH）。结果酪蛋白经过两种氧化处理，羰基含量均随氧化程度呈显著上升，巯基含量呈下降趋势。加热氧化后酪蛋白表面疏水性比正常酪蛋白低，而MDA氧化导致疏水性上升。小鼠血液中自由基最高峰出现在灌胃后160min。灌胃两种方式处理的酪蛋白，血液中自由基的含量均显著高于灌胃正常酪蛋白组（P〈0．05），肝脏、空肠、十二指肠还原型谷胱甘肽（GSH）含量和总抗氧化能力（T-AOC）均低于正常酪蛋白组，丙二醛（MDA）含量显著提高（P〈0．05）。HPLC—MS分析显示，灌胃MDA氧化酪蛋白组血液中肽组成与对照组不同，出现c7H15N4O含羰基类的物质：结论氧化会导致酪蛋白理化性质的改变，摄入氧化酪蛋白引起机体的氧化应激，降低组织抗氧化能力。     

定向多壁碳纳米管-M140砂浆复合材料的力学性能

研究了M140砂浆、定向多壁碳纳米管．M140砂浆复合材料的制备及其压缩、弯曲性能和折断面显微结构．使用市售普通材料通过变速搅拌工艺在常温水浴养护下制得M140砂浆，该砂浆强度尺寸效应不明显、后期增长缓慢；对定向多壁碳纳米管（A-MWNTs）的羰基化分散体和水分散体两种分散体增强M140砂浆进行了对比研究．添加0．01％（质量分数）的A-MWNTs后，A-MWNTs羰基化分散体-M140砂浆复合材料的抗折强度、抗压强度分别比相同条件下制得的M140砂浆的增加了5-4％，8．4％．而A—MTWNTs水分散体．M140砂浆复合材料的抗折强度、抗压强度分别比相同条件下制得的M140砂浆的增加了20．7％，15．9％．对A-MWNTs水分散体-M140砂浆复合材料断面显微分析得出碳纳米管与砂浆基体间界面结合适中；增强机理主要是碳纳米管对M140砂浆空隙的显微填料效应和碳纳米管的拔出、脱粘．在本文的研究中碳纳米管的水分散体与砂浆相容性好．