基于不可逆热力学的膜换湿过程研究

利用非平衡热力学理论研究了膜换湿过程的热质耦合现象, 建立了相应的物理数学模型, 求得了非平衡热力学模型中各特征参数的具体表达式, 分析了各特征参数与膜两侧温度和浓度的依变关系, 为传质通量和传热通量的分析计算奠定了基础. 探讨了膜两侧温差、浓度差以及膜平均温度对透膜通量及热流束的影响情况, 结果表明: 当膜平均温度相同时, 膜两侧浓度差越大或温差越小对应的透膜传质通量就越大; 当膜两侧的浓度差和温差相同且浓度差产生的质量流占主导地位时, 膜平均温度越高, 对应的透膜传质量也越大; 透膜质量流引起的吸附热占总热流的比值与膜两侧的温差、浓度差以及膜基准温度有关, 且膜两侧温差越小, 吸附热占总热流的比重就越大.     

突触结合蛋白Ⅰ的C2A结构域的两种膜结合状态及Ca2+引发的插膜

突触结合蛋白(synaptotagmin)Ⅰ是神经细胞突触囊泡上的一个膜整合蛋白, C2A是它的具有重要功能的近膜胞质片段. 近年来的研究表明, 突触结合蛋白Ⅰ在Ca²⁺引发的神经递质快速释放过程中起到Ca²⁺感受器的作用, 而C2A结构域与神经细胞的突触前膜的相互作用与其 Ca²⁺感受器的功能密切相关, 但是其作用机制还不清楚. 利用气/液单层膜技术结合表面密度的测量, 发现C2A存在两种膜结合状态: 无 Ca²⁺时, 以静电作用力为主的表面吸附状态; 有 Ca²⁺时, 静电力起部分作用的插膜状态. 两种状态时C2A都倾向于与带负电荷, 如磷脂酰丝氨酸的磷脂膜结合. 将C2A转染表达在PC12和HEK-293细胞中, 利用免疫染色和Western blot检测也表明, C2A在有无Ca²⁺存在的情况下都主要存在于膜附近. 实验结果提示, 突触结合蛋白Ⅰ作为Ca²⁺感受器的可能分子机制: 突触结合蛋白Ⅰ的C2A的表面吸附功能在囊泡锚定或活化时协助囊泡附着在活化区, 当细胞内Ca²⁺浓度迅速增加, C2A Ca²⁺依赖的插入负电荷膜的特点可以将囊泡拉近突触前膜, 加之同时和其他蛋白, 如SNARE复合物的作用引发膜的融合.     

突触结合蛋白Ⅰ的C2A结构域的两种膜结合状态及Ca2+引发的插膜

突触结合蛋白(synaptotagmin)Ⅰ是神经细胞突触囊泡上的一个膜整合蛋白, C2A是它的具有重要功能的近膜胞质片段. 近年来的研究表明, 突触结合蛋白Ⅰ在Ca2+引发的神经递质快速释放过程中起到Ca2+感受器的作用, 而C2A结构域与神经细胞的突触前膜的相互作用与其 Ca2+感受器的功能密切相关, 但是其作用机制还不清楚. 利用气/液单层膜技术结合表面密度的测量, 发现C2A存在两种膜结合状态: 无 Ca2+时, 以静电作用力为主的表面吸附状态; 有 Ca2+时, 静电力起部分作用的插膜状态. 两种状态时C2A都倾向于与带负电荷, 如磷脂酰丝氨酸的磷脂膜结合. 将C2A转染表达在PC12和HEK-293细胞中, 利用免疫染色和Western blot检测也表明, C2A在有无Ca2+存在的情况下都主要存在于膜附近. 实验结果提示, 突触结合蛋白Ⅰ作为Ca2+感受器的可能分子机制: 突触结合蛋白Ⅰ的C2A的表面吸附功能在囊泡锚定或活化时协助囊泡附着在活化区, 当细胞内Ca2+浓度迅速增加, C2A Ca2+依赖的插入负电荷膜的特点可以将囊泡拉近突触前膜, 加之同时和其他蛋白, 如SNARE复合物的作用引发膜的融合.     

纳米ZnO表面吸附聚电解质及其分散体系稳定性的研究

讨论了纳米ZnO颗粒表面吸附阴离子型聚电解质(马来酸酐钠盐聚合物)及其水分散体系的稳定性. FTIR分析表明, ZnO颗粒表面通过氢键和化学键吸附聚电解质. 吸附行为受聚电解质浓度、pH值和离子强度的影响. 随着pH值的增大, 饱和吸附量减小, 而吸附层厚度增大. 饱和吸附量和吸附层厚度随离子强度的增大呈先增加后减小的趋势. 与相同浓度的NaCl溶液相比, 聚电解质在CaCl2溶液中的饱和吸附量较大, 相应的吸附层厚度也较大. pH值的增大, 分散体系吸光度变化缓慢, 分散体系稳定性好. 分散体系吸光度随聚电解质浓度的变化有极大值. 分散体系稳定性的变化规律是由聚电解质在颗粒表面吸附构型变化而引起.     

含氢类金刚石膜沉积过程的分子动力学模拟

含氢类金刚石膜(diamond-like carbon, DLC)的超低摩擦特性与其沉积制备过程密切相关. 采用分子动力学模拟的方法, 计算了以CH₃基团为沉积物, 在多种不同入射能下制备含氢DLC膜的动力学过程. 通过沉积原子数统计分析、薄膜密度和sp杂化分析考察了含氢DLC膜的结构特性. 通过比较模拟结果, 发现随着入射轰击能量的增加, 含氢类金刚石膜中碳的含量总体上呈现增加的趋势; 在含氢DLC膜中所沉积的氢原子数存在峰值, 峰值前后变化趋势相反, 大于80 eV以后趋于饱和与稳定, 薄膜相对密度也随之增加, 达到50 eV时趋于稳定值; 膜中碳原子比氢原子具有更强的成键能力, 易与基底发生化学吸附; 沉积源基团的氢含量决定生长成膜以后的薄膜氢含量, 沉积源基团中的氢含量高, 则所生长薄膜的氢含量高.     

1993～1995年南海中部的硅质生物通量及其季节性变化:季风气候和ElNi(n)o的响应

南海中部放射虫与硅藻通量的季节性变化受到季风气候的控制. 放射虫与硅藻在季风盛行期增加, 在季风转变期减少. 季风驱动的海流变化, 促进不同海区的海水流动, 为海洋表层生物带来了丰富的营养物质, 从而促进了放射虫与硅藻通量的增加. 放射虫通量与有机碳通量、表层初级生产力和表层输出生产力的变化一致. 高的放射虫通量对应于高的表层初级生产力. 1994～1995年放射虫与硅藻通量的突然增加与这个时期发生的ElNi(n)o事件有关.     

一种新型有机硅膜对有机液体/水混合物的渗透蒸发

聚二甲基硅氧烷_梯形苯基倍半硅氧烷共聚物作为一种新型膜材料具有成膜性好、强度高和溶涨度低的性质 ,该膜用于有机液体 /水混合物的渗透蒸发分离表现为有机液优先透过特性 .考察了不同浓度乙醇水溶液通过膜的渗透蒸发过程 ,发现该膜对低醇浓度水溶液分离具有较高的分离系数 ,乙醇通量随进料液浓度增加而增加 ,水通量基本不变 ,在室温至 70℃范围内膜的分离性能稳定 .比较了甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃水溶液的渗透蒸发行为 ,发现透过通量和分离系数的大小依次为THF >丙酮 >异丙醇 >乙醇 >甲醇 ,其排列顺序取决于各有机物的溶解度参数与有机硅橡胶溶解度参数的相近程度 ,而与透过分子的大小无关     

γ-Al2O3纳滤膜的特性参数及工作曲线

采用溶胶-凝胶法制备了γ-Al2O3纳滤膜. N2吸脱附测试结果表明, 膜的特性参数为: BJH脱附平均孔径3.9 nm, BJH脱附累积孔容0.33 cm3/g, BET比表面积245 m2/g, 孔径分布非常窄. 测定了γ-Al2O3纳滤膜的Ca2+截留率-跨膜压差、Ca2+截留率-处理液浓度、Ca2+截留率-处理液pH值等工作曲线, 发现Ca2+截留率随跨膜压差的升高而增加, 随处理液中CaCl2浓度的升高而降低; Ca2+截留率强烈地依赖于溶液的pH值, 在Al2O3的等电点(pH = 7.5)其值最小.     

碳纳米管膜的压阻效应

对碳纳米管(CNT)膜的压阻效应进行了研究. 实验所用的碳纳米管用热灯丝气相沉积法(CVD)合成, 压阻效应用3点弯曲法测量. 研究发现: 在室温下与500微应变时, 碳纳米管膜的压阻因子至少是65, 超过多晶硅(Si)在35℃时的压阻因子30. 并且, 碳纳米管膜的压阻因子随温度的升高而变大. 还讨论了碳纳米管膜出现压阻效应的机制.     

Fe/Cr和Co/Cu磁性多层膜体系界面效应对巨磁电阻的不同影响

<正>目前有关磁性多层膜的巨磁电阻效应许多理论在处理时虽然并不尽相同,但就其物理本质和机制来说都源于自旋相关散射,这一点是大家普遍公认的.巨磁电阻的产生来自于自旋散射的不对称,也即散射势与自旋有关,然而更为重要的是依赖于自旋的散射势究竟是怎样产生的,这个问题至今尚无定论,是当前人们所关注的焦点.     

Co/C软X射线多层膜的时效研究

<正>软X射线多层膜是由折射系数高低不同的两种材料交替沉积而构成的一维周期结构.在软X射线多层膜的实际应用中,如显微学、宇航学和显微全息等方面,具有高反射率是十分重要的.因此,研究X射线多层膜的时间效应有实际意义.本文研究了Co/C软X射线多层膜的时间效应.     

膜材比例对柠檬酸铁脂质体稳定性的影响

采用薄膜旋转蒸发法制备了3种膜材比(卵磷脂与胆固醇质量比为8:1,10:1,12:1)的柠檬酸铁脂质体(FAC-Lip).采用电导法测定了FAC-Lip的相变温度(T_m)、凝聚速率常数(K_(co))、凝聚活化能(E_(co)),考察膜材比对其稳定性的影响;通过测定油-水分配系数(P_(o/w))和脂质体-水分配系数(P_(lip/w))随p H的变化趋势,考察药物FAC与脂质体膜的相互作用力类型.结果表明,随膜材比例增大,T_m略有减小,K_(co)先减小后增大,E_(co)先增大后减小,膜材比为10:1时FAC-Lip的稳定性最好;随体系p H的升高,lg P_(o/w)减小而lg P_(lip/w)增大,说明药物与脂质体膜的作用力中以氢键、静电力为主,疏水作用为辅.     

Fe/Cr和Co/Cu磁性多层膜体系界面效应对巨磁电阻的不同影响

目前有关磁性多层膜的巨磁电阻效应许多理论在处理时虽然并不尽相同,但就其物理本质和机制来说都源于自旋相关散射,这一点是大家普遍公认的.巨磁电阻的产生来自于自旋散射的不对称,也即散射势与自旋有关,然而更为重要的是依赖于自旋的散射势究竟是怎样产生的,这个问题至今尚无定论,是当前人们所关注的焦点.     

跨膜Ca2+梯差对重建β-肾上腺素能受体配基结合功能的影响

在正常生理状态下,真核细胞内Ca~(2+)浓度为10~(-7)～10~(-6)mol/L,细胞外侧为10~(-3)mol/L,即细胞膜的两侧存在1000～10000倍的跨膜Ca~(2+)梯差。当细胞外信息跨膜传递时细胞外Ca~(2+)内流,胞浆中的Ca~(2+)浓度升高,细胞膜两侧的跨膜Ca~(2+)梯差降低约10倍,即膜内外两侧的跨膜Ca~(2+)梯差为100倍;而信息传递完成后胞浆中的Ca~(2+)会通过质膜上的Ca~(2+)-ATP酶或Na~+-Ca~(2+)交换运出细胞外以维持膜两侧合适的跨膜Ca~(2+)梯差。因此,细胞膜两侧的跨膜Ca~(2+)梯差在维持细胞正常功能中具有重要的生理意义。但这种跨膜Ca~(2+)梯差对膜结合蛋白,尤其是对参与构成信息跨膜转导体系的膜蛋白的结构与功能及其相互作用的影响尚未引起足够的重视。     

应用于燃料电池的全氟磺酸膜及其改性

对近年来国内外应用于燃料电池的全氟磺酸膜及其改性膜的研究进行了综述和分析. 全氟磺酸膜质子传导率高、化学稳定性好、使用寿命长, 广泛应用于低温燃料电池中. 但其成本偏高, 燃料渗透严重; 并且当膜内含水量较低或由于电池操作温度高于100℃而又无水的补充时, 电导率会明显下降, 严重影响电池的性能. 鉴于以上不足, 研究者对全氟磺酸膜进行了各种改性, 以使之适应各种燃料电池的工作需求. 低EW值、低成本、耐高温和结构稳定的离子交换膜及其改性膜将是今后研究的重点.     

几种有机多硫化物的摩擦膜和热膜的XANES分析

采用X射线吸收精细结构光谱(XANES)对烷基、苄基以及两种酰基有机多硫化物与钢表面反应生成的摩擦膜和热膜的化学特征进行了分析. 结果表明, 热氧化条件下, 4种多硫化物与钢表面反应生成的热膜的主要成分是FeSO₄, 酰基多硫化物BOOS形成的热膜的次表面和本体中还含有少量烷基二硫化物. 生成的摩擦膜中, 多硫化物的结构不同呈现出不同的特征, 其中烷基多硫化物最外层表面以烷基二硫化物为主, 苄基多硫化物最外层表面以FeSO₄为主, 两者摩擦膜的次表面主要是FeSO₄, FeS₂和亚砜的混合物, 本体是FeSO₄; 而两种酰基多硫化物摩擦膜的最外层表面都是以烷基二硫化物为主, 次表面和本体主要是FeS₂.     

1993～1995年南海中部的硅质生物通量及其季节性变化:季风气候和El Nio的响应

南海中部放射虫与硅藻通量的季节性变化受到季风气候的控制．放射虫与硅藻在季风盛行期增加，在季风转变期减少．季风驱动的海流变化，促进不同海区的海水流动，为海洋表层生物带来了丰富的营养物质，从而促进了放射虫与硅藻通量的增加．放射虫通量与有机碳通量、表层初级生产力和表层输出生产力的变化一致．高的放射虫通量对应于高的表层初级生产力．１９９４～１９９５年放射虫与硅藻通量的突然增加与这个时期发生的 ＥＩ Ｎｉｎｏ事件有关．     

有机弱极性材料交替LB膜的铁电性

对氮冠醚(NC)和花生酸(AA)LB膜(Z型以及交替Y型)的铁电性进行了研究. 结果发现: 在氮冠醚/花生酸交替Y型LB膜、掺Ba²⁺的和掺Mn²⁺的花生酸的Z型膜以及纯的氮冠醚和花生酸的Z型膜中均观察到了电滞回线, 亦即说明它们都具有铁电性, 并且它们各自对应的剩余极化强度大小分别为: 9400, 180, 650, 450和15 mC·m^-2. 由此可以推知: Ba²⁺, Mn²⁺等离子掺入的离子转移效应以及交替膜的层间相互作用对LB膜的铁电性有比较大的增强效应.     

稀土离子跨红细胞膜作用

利用动物实验,采用ＩＣＰ－ＭＳ及ＮＭＲ技术对稀土离子跨红细胞膜的作用进行了研究,结果表明,给兔一次注射不同剂量的稀土硝酸盐,经不同时间取血,在红细胞内没有观察到稀土,取兔红细胞估体外实验,稀土硝酸盐浓度在０．０１ｍｇ／ｍＬ以下没有观察到稀土离子过膜的现象,稀土硝酸盐浓度在０．０１ｍｇ／ｍＬ以上,已有部分红细胞溶血,并且,随浓度增加和温育时间的延长,红细胞溶血量也有所增加。     

环枕后膜的解剖学实验研究

目的明确环枕后膜与椎动脉的解剖关系,论证朱氏针刀手术方法的可行性与安全性.方法1.尸体解剖与摄像;②.患者手术过程中C型臂摄像;3.患者MRI小脑延髓池空间距离的测量与解剖图谱的对照;结果①.椎动脉在环枕后膜外裸露1cm后,穿该膜入枕骨大孔,二者关系密切;2.C型臂证实针刀到达枕骨大孔后缘及其缘下;③.枕骨大孔后缘→延髓空间距离为0.9cm(本患者).结论①.针刀极易穿过枕骨大孔后缘,进入颅腔;②.严格遵守操作规程,朱氏手术方法是安全的.