氧化石墨烯保护的核酸分子探针及其在生物分析中的应用

近年来,氧化石墨烯(graphene oxide,GO)作为石墨烯的一类重要衍生物越来越受到人们的广泛关注.科学家们发现GO具有吸附单链核酸并保护其不受核酸酶降解的能力,该特性引发GO在生物分析领域一系列新的应用:一方面,基于GO能够保护RNA免受环境中普遍存在的核酸酶攻击,发展了稳定RNA探针分子的方法并用于特定目标物的检测、富集及分离;另一方面,基于单链核酸的吸附使其具有抗酶切能力,而形成双链核酸后脱吸附使其失去抗酶切能力,发展了循环酶切放大方法,并用于一系列分析物的高灵敏检测中.此外,功能核酸分子吸附于GO表面后,将具有较高的细胞转染效率、较低的细胞毒性以及较强的生物稳定性,从而被广泛应用于细胞内特定基因及代谢物的检测、成像等.在本篇综述中,首先介绍了GO对单链核酸的保护效果,在此基础上,进一步阐述受保护的单链核酸在生物分析领域的一系列应用.     

MnO/石墨烯复合材料的制备及其作为锂离子电池负极的研究

通过原位复合方法合成碳包覆MnO/石墨烯(C@MnO/GN)复合材料并探究其作为锂离子电池负极材料的电化学性能.扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)表征结果表明,MnO纳米颗粒(直径约为30~50nm)均匀分散在石墨烯片层上,且颗粒外面包裹一层厚度约为5nm的碳层.电化学测试结果表明该材料作为锂离子电池负极具有优异的倍率和循环性能.0.2和0.5A/g电流密度下,比容量分别为800和700mAh/g;10A/g电流密度下比容量仍能保持在372mAh/g;当电流密度调回0.5A/g时,其比容量仍能恢复到730mAh/g.该材料也表现出优异的循环性能,在5和10A/g电流密度下依次循环100圈,容量保持率几乎100%.     

单双层石墨烯的制备及电导特性调控

石墨烯二维材料有着优异的物理、化学特性,在多个科学领域展现出广阔的应用前景.采用化学气相沉积方法在Cu-Ni合金表面制备了二维石墨烯薄膜并揭示其生长机制;研究生长时间、温度等对石墨烯覆盖度和晶格质量的影响.通过优化生长条件,成功制备了大面积单层及具有强烈层间耦合作用的AB堆叠双层石墨烯薄膜.进一步运用表面沉积技术在单层石墨烯上构建零维Au团簇和二维Au薄膜,研究其对石墨烯电导特性的影响;并结合第一性原理计算,揭示Au的形态及覆盖度影响石墨烯电导特性的规律.据此制作了石墨烯场效应晶体管器件,通过精确控制Au的覆盖度,实现石墨烯电导类型和载流子浓度的有效调控,拓展了其在微电子领域的应用.     

考虑渗沥液作用的垃圾填埋体组合破坏稳定分析

现代垃圾填埋场基本采用复合衬里结构,破坏面背坡沿垃圾填埋体内部、底坡沿衬里界面的平移滑动破坏形式成为垃圾填埋体可能的组合破坏形式之一。为了在目前该破坏形式稳定性计算方法的基础上考虑渗沥液的影响,假设穿过垃圾填埋体内部的破坏面为主动破坏面,利用刚体极限平衡分析方法,同时分类讨论渗沥液水位相对于特定界面的不同位置关系,得出每种情况下的计算方法。计算分析结果表明：渗沥液水位升高时,垃圾填埋体的破坏由沿衬里界面的平移滑动破坏演变为穿过垃圾填埋体内部和底部衬里的组合破坏;实际工程算例中,发生破坏失稳正是由于渗沥液水位过高引起的。     

Bi,Se和Te吸附n/p型石墨烯电子结构研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了Bi,Se,Te在缺陷(单空位,B掺杂和N掺杂)石墨烯上的吸附结构及电子和磁性质.研究表明:在能量稳定的Bi(Se)/石墨烯吸附体系中,Bi吸附诱导产生磁性;在空位缺陷石墨烯上的吸附会改变费米能级处态密度分布,影响体系的导电性质;在B(N)掺杂吸附体系中,B比N对吸附原子的影响大;除Se在B掺杂石墨烯上吸附外,Bi,Se,Te在其它n/p型掺杂吸附体系中均显示磁性.缺陷增强了Bi,Se,Te与石墨烯之间的相互作用,对吸附体系的电子结构和电荷分布有较大的影响.     

扩散模型复合分位回归估计的渐近正态性

主要研究扩散模型中漂移函数的复合分位回归估计的渐近正态性.基于离散观测样本,利用复合分位回归的方法得到了漂移参数函数的局部估计量,并证明了估计量的渐近正态性.     

联合预氧化强化去除滤后水颗粒物质的中试研究

某中试系统进行了高锰酸盐复合剂与氯胺联合预氧化工艺强化去除滤后水中的颗粒物质效果的研究,并与常规过滤滤后水出水颗粒物质进行比较,结果表明常规过滤滤后水中颗粒物质较多,受原水水质变化影响波动较大,联合预氧化工艺对滤后水中的颗粒总数及不同粒径范围内颗粒物数能够显著去除,波动较小,提高了微生物安全性,进一步改善了滤后水水质.     

镍基热喷涂层对列车车轮铸钢抗制动热疲劳损伤作用机制探讨

这里主要研究了镍基热喷涂层对车轮铸钢材料抗热疲劳的作用机制,分别对有涂层试样和未涂层试样进行了450～20℃温度幅下热疲劳试验.研究发现,镍基涂层试样在涂层表面出现一些腐蚀坑和微裂纹,但具有层状结构的韧性镍基涂层未出现剥落现象,涂层层状结构阻碍了涂层裂纹向基体的传播,镍基涂层很好地避免了基体材料的热疲劳损伤.而在同等条件下,未涂层试样不论是表面还是断口处都已经遭受到了较为严重的破坏.     

基于修正模态应变能法的硬涂层薄板阻尼性能预估

在考虑硬涂层材料的小阻尼特点以及经典模态应变能法计算误差的前提下,提出了一种适用于硬涂层复合结构阻尼性能预估的新方法.推导了修正模态应变能法的原理性公式.以一个涂敷Mg-Al硬涂层的悬臂薄板为例进行了实例研究,并讨论了硬涂层材料参数、涂层厚度对结构系统阻尼性能的影响.结果发现增大硬涂层的杨氏模量、损耗因子及厚度均可提高复合结构的阻尼性能.相关研究成果可为硬涂层材料制备及阻尼减振设计提供参考.     

复合铸锭包覆铸造的数值模拟

建立了一个用来描述4045/3003复合铸锭包覆铸造过程的数学模型,对包覆铸造过程中的流场和温度场进行了数值计算,重点针对铸造速度对流场、温度场的影响规律,并将计算结果和实验测温结果进行了对比.结果表明,适当提高铸造速度有利于两种合金的复合,但是铸造速度过大时,导致芯材支撑层厚度太薄、温度太高,以致复合界面处发生重熔,复合失败,为保证包覆铸造过程的顺利进行,较为合理的铸造速度应为100mm/min.计算结果和实验测温结果存在良好的对应关系,微观组织表明两种合金的结合是一种冶金结合,模拟结果可有效预测界面复合成功与否,对进一步优化包覆铸造工艺方案提供科学指导.