碱性磷酸酶定位方向对DPPC液晶单层膜热力学特性的影响

采用3种不同方法将碱性磷酸酶(AP)添加在DPPC单层膜系统中,从热力学角度研究了AP对DPPC单层膜的影响,旨在从分子水平探讨AP分子与磷脂生物膜的作用机理。结果表明,用共同铺展法和亚相溶解法添加AP后,DPPC单层膜的相变不受影响。在低表面压力下,AP在膜上的定位从长轴与界面平行变为垂直方向,这改变了膜体系中分子间的相互作用力,减小了膜体系的混乱程度,增大了膜体系的能量。而用亚相注入法添加蛋白AP后,DPPC单层膜的相转移变得不明显,在低表面压力下AP分子的定位方向不变。在高表面压力下,AP分子可能被DPPC胶束包裹,并释放到单层膜外,这不仅改变了体系分子间的相互作用力,而且增大了体系的混乱程度,并减小了体系能量。碱性磷酸酶分子的定位方向对其与磷脂膜的相互作用起到至关重要的作用。     

Gemini表面活性剂18—3—18与磷脂DPPC在气液界面的混合性质

Gemini表面活性剂作为基因转染的非病毒载体受到国内外学者的广泛关注,其传递过程与细胞膜密切相关。通过Langmuir膜天平测得Gemini表面活性剂18—3—18与磷脂类表面活性剂DPPC混合膜的表面压力与平均分子面积（π-A）等温线,定量分析了平均分子面积（Am）、混合单分子膜的过剩面积（Aex）、过剩吉布斯自由能（△Gex）、混合表面自由能（△Gmix）及相互作用参数等,确定了单层膜的混合性质,并在此基础上研究了18318与DPPC相互作用。用原子力显微镜（AFM）观察了相应LB膜的表面形貌。结果表明：18—3—18与DPPC的物质的量之比及膜压对单层膜的稳定性、热力学特性及它们之间的相互作用有显著影响。特别地,在XDPPC为0．20和0．67时,18—3—18与DPPC混合膜的△Gcx和△Gmix出现了两个极值点,这表明在xDPPC为0．20～0．67之间时,混合膜会出现相分离,与AFM结果一致。     

小剂量辐射对红细胞膜流动性的影响

本实验以人红细胞膜为材料,使用DPH荧光探针,测定红细胞膜的荧光偏振度、微粘度,可反映出细胞膜流动性的大小,因而能定量地反映出膜脂与膜蛋白的运动状态。以1GY、0.5Gy、0.25Gy小剂量γ射线照射红细胞膜后进行测定,结果照射组(三组)的荧光偏振度、微粘度、细胞膜流动性与对照组无明显差异,表明小剂量γ射线照射后,细胞膜的流动性无明显变化。     

Gemini表面活性剂18-3-18与磷脂DPPC在气液界面的混合性质

Gemini表面活性剂作为基因转染的非病毒载体受到国内外学者的广泛关注,其传递过程与细胞膜密切相关。通过Langmuir膜天平测得Gemini表面活性剂18-3-18与磷脂类表面活性剂DPPC混合膜的表面压力与平均分子面积（π-A）等温线,定量分析了平均分子面积（A_m）、混合单分子膜的过剩面积(A_ex)、过剩吉布斯自由能(△G_ex)、混合表面自由能(△G_mix)及相互作用参数等,确定了单层膜的混合性质,并在此基础上研究了18-3-18与DPPC相互作用。还用AFM观察了相应LB膜的表面形貌。结果表明,18-3-18与DPPC的物质的量之比及膜压对单层膜的稳定性、热力学特性及它们之间的相互作用有显著影响。特别地,当X_DPPC为0.20和O.67时,18-3-18与DPPC混合膜的△G_ex和△G_mix出现了两个极值点,这表明在0.20～0.67之间混合膜会出现相分离,这与AFM结果是一致的。     

尺寸对铁电双层膜电滞回线的影响

基于平均场近似下的横场伊辛模型理论,研究了含有表面过渡层和两种界面耦合(铁电界面耦合和反铁电界面耦合)的铁电双层膜的电滞回线。研究结果表明,铁电界面耦合时,铁电双层膜电滞回线呈现一个中间回路,而反铁电界面耦合时,呈现三个回路。相互作用强的铁电层厚度对铁电双层膜的电滞回线影响较大。表面过渡层对铁电双层膜电滞回线起到不可忽略的作用。     

分子模拟技术在乳化沥青研究中的应用

利用分子模拟技术对乳化沥青的乳化和稳定机制进行研究。选用结构不同的基质沥青,基于改进的B-L法,构建三维无定型平均结构;利用分子模拟软件构建水/乳化剂/沥青体系进行分子动力学模拟;通过界面形成能、界面层厚度、扩散系数等参数研究沥青与乳化剂相互作用对油水界面性质的影响。结果表明:分子模拟技术能够有效表征乳化沥青乳化和稳定机制;随着乳化剂用量的增加,界面形成能增大、界面层厚度增加、分子扩散系数变小,乳化剂单层膜的稳定性增加,降低油水界面张力的能力增强;对于不同的沥青体系,具有高芳碳率、高环烷碳率、高芳香环缩合度、低烷基碳率的沥青与乳化剂的相互作用越强,界面形成能绝对值越大、界面层厚度越大、扩散系数越小,乳化剂降低沥青/水界面能量的能力越强。     

Langmuir膜相变分子动力学模拟的改进

运用分子动力学方法研究了气－液界面单分子膜的结构和相变特性。模拟中采用了新的头基模型，发现在压膜过程中，膜的结构存在相变，在排列比较疏松时，由于引力作用，分子趋向于聚集成团，出现类似于Ｄｏｍａｉｎ和Ｄｅｆｅｃｔ的结构。脂肪链一般均倾向于相邻的分子，且算得的倾斜角与其它文献的结果不同，分子的倾角随面密度的增大而减小，能量计算表明分子链内无序的主要原因是脂肪链两端二面角的扭曲造成的，膜在压得较紧时较有     

溶液表面吸附流水行为的表征参数Z

对二元完全互溶双液体系的稀溶液,建立一个理想吸附模型,以统计热力学原理可得到本文所引入的吸附表征参数Z的数学形式。利用微机处理,可得到以下结论:a)吸附表面层仅指溶质与溶剂分子尚存在相互作用,但性质又区别于体相的一厚度δ的薄层,而这吸附表面层中的“溶质分子”仅指溶质分子中的亲水部分,即并非是溶质的全分子。b)随着吸附分子浓度增大,表面超量Г值增大,吸附表征参数Z值减小;当吸附分子达到单层吸附饱和时,Г达到最大值Г_m,相应地Z达到最小值Zm。     

反铁磁耦合双层膜结构体系的磁滞回线相图研究

基于Stoner-Wohlfarth模型研究了非对称型反铁磁耦合三层体系的磁滞特性,得到了不同磁层厚度以及磁参数下发生线性磁相变临界转换场的解析表达式,以及9种可能存在的不同类型易轴磁滞回线．基于磁相变的临界条件获得了非对称反铁磁耦合双层膜体系在k1-k2如空间的磁滞回线相图．非对称反铁磁耦合双层膜体系作为磁隧道结的自由层时,相对于单层结构自由层具有更好的热稳定性．     

钝化硅太阳电池减反射模的研究

从多层膜系在某一波长的反射率的计算原理和计算方法入手，采用等效分界面和权重反射率Ｒｗ的概念，给出了多层膜系优化的普适方法。具体计算了钝化太阳电池的单层减反射膜和双层减反射模的优化设计，给出了常用减反射材料的最佳膜厚值，并得出结论：双层膜的减反效果优于单层膜，平面双层减反射膜的权重反射率Ｒｗ小于６％，加微槽结构后降至２％以下。     

硬磁-软磁双层膜中的磁化行为与磁能积

采用蒙特卡罗方法讨论了硬磁-软磁双层膜中的磁化行为与双层膜中磁参量之间的关系.结果表明:硬磁-软磁双层膜中剩余磁化强度随硬磁层或软磁层厚度的增加呈单调性减小或增大,相应的矫顽场随硬磁层或软磁层厚度的增加近似呈单调性增大或减小;而其磁能积的变化是非单调性的,存在磁能积极大值点,该极大值点依赖于硬磁-软磁层的厚度比、各自的饱和磁化强度和单轴各向异性等;硬磁-软磁双层膜的磁化总是从膜边界向膜中间推进,最终带动难轴方向的边界畴转变,且软磁层磁化先于硬磁层,但在软磁层厚度小于临界尺寸的情况下,软磁层与硬磁层的磁化反转趋于同步.     

几种金属多层薄膜的形变与断裂行为及其机制

本文系统地报道了近年来所开展的有关金属多层薄膜的强度、变形与断裂行为的研究进展.着重介绍了本研究所开展的几种典型金属多层薄膜（Cu/Au、Cu/Cr、Cu/Ta等）的力学行为及其尺寸与界面效应.研究发现,随着多层膜的单层厚度减小,多层膜的强度明显升高,最后达到饱和.理论分析表明,不同种类金属多层膜的强度升高能力与界面结构有关.根据晶格失配与位错理论,所提出的统一模型可以很好地描述具有不同界面结构金属多层薄膜的界面强化能力.压痕诱发的具有不同尺度和界面结构的金属多层膜的塑性变形行为明显不同.当多层膜的单层厚度减小到纳米尺度时,压痕诱发的塑性变形倾向于剪切带变形 同时还在亚微米尺度下观察到了直接穿过界面的局部剪切行为.研究还发现,在单向拉伸载荷的作用下,纳米尺度Cu/Ta多层膜的裂纹尖端发生位移量为几纳米到几十纳米的面外剪切变形,最终导致Cu/Ta多层膜发生剪切型断裂.提出了位错运动所需应力和层/层界面阻力之间的竞争机制,从而证明了当金属多层膜的单层厚度小于某一临界尺度时将发生剪切型断裂这一物理本质.     

胆固醇酰胺衍生物Langmuir复合膜自组装与纳米结构研究

胆固醇作为一种有机小分子结构单元,广泛应用于两亲分子自组装领域。本研究主要利用了两种胆固醇酰胺衍生物(CH-1、CH-2)分子,以纯水为亚相通过气液界面组装成功制备了Langmuir膜,由表面压力-分子面积等温线表征界面铺展行为,采用原子力显微镜(AFM)对单层Langmuir膜的形貌进行了表征,进一步通过紫外光谱(UV-Vis)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)研究CH-1及CH-2分子制备的多层Langmuir膜界面光谱表征及界面组装过程。实验结果表明,CH-1、CH-2分子在纯水亚相表面形成稳定的Langmuir膜,同时由于CH-2分子在CH-1分子的基础上发生取代效应,从而使两种分子产生不同的组装行为。因此,本研究工作为胆固醇衍生物界面自组装及其纳米结构的相关研究提供了新的思路。     

双组分单分子膜行为特征的研究

以DPPC／DPPG、DPPC／DOPG、DPPC／DMPA三组二元混合物为对象,制备了相应的单分子膜;并测定其表面压-分子平均面积(π—A)曲线,运用表面热力学原理对其进行分析,建立了过量自由能与表面压、组成等参数之间的函数关系式。实验数据及计算结果表明,该关系式能定量描述双组分单分子膜在舒张-压缩循环过程中的“挤出”现象。     

吐温-80与脂质体膜相互作用机理的研究

研究了表面活性剂吐温-80(聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯)与脂质膜间的相互作用机理,运用浊度测定、DSC1、H—NMR等分析手段验证了脂质膜的立体稳定结构.结果表明:吐温-80在水相与脂质相间分配达到饱和时的质量浓度为1.3%,与脂质膜开始增溶成混合胶团时的质量浓度为2.6%.当Re<0.5时,表面活性剂单体在溶液和脂质双层膜中分配,溶液中表面活性剂单体和囊泡并存,脂质双层囊泡膨胀,粒径逐渐增大,形成一个肿胀的脂质囊泡.当0.5相似文献   

钝化硅太阳电池减反射膜的研究

从多层膜系在某一波长的反射率的计算原理和计算方法入手，采用等效分界面和权重反射率Ｒｗ的概念，给出了多层膜系优化的普适方法．具体计算了钝化太阳电池（含ＳｉＯ２钝化层）的单层减反射膜和双层减反射膜的优化设计，给出了常用减反射材料的最佳膜厚值，并得出结论：双层膜的减反射效果优于单层膜，平面双层减反射膜的权重反射率Ｒｗ小于６％，加微槽结构后降至２％以下（ＳｉＯ２钝化层厚度为２５ｎｍ）．     

纳米CoPt/Co双层膜和三层膜中长程磁极子相互作用引起的skyrmion与vortex现象

本文通过三维微磁学数值模拟,系统地计算了CoPt/Co磁性双层膜与CoPt/Co/CoPt三层膜结构中的自旋分布.计算结果表明,当三层膜的硬磁相和软磁相厚度分别为8nm和16nm左右时,在三层膜的每一层均会出现斯格明子(Skyrmion)结构.特别是,我们首次发现,当双层膜的硬软磁层厚度均在8nm左右时,在硬磁相和软磁相中均会出现斯格明子结构,即双斯格明子态.双层膜软磁相出现斯格明子的厚度要比三层膜小很多,其对应的斯格明子数只比三层膜小约8%.斯格明子数对硬磁相和软磁相的磁晶各向异性常数K和交换作用常数A都比较敏感,随着K和A的变化,体系硬磁相和软磁相的自旋分布会在涡旋(Vortex)态和斯格明子态之间相互转化,而界面耦合常数对斯格明子数影响不大.     

电场对FOTS自组装分子膜/SiO_2界面作用特性的影响

为研究电场对自组装分子膜摩擦学特性的影响,采用分子动力学模拟软件Materials Studio5.0计算不同电场强度和作用方向下FOTS自组装分子膜与SiO2基底的界面结合能.结果表明:当电场强度小于3.0×108V/m时,施加正负方向电场,界面结合能均增大,而施加正电场的界面结合能增大较多,但在正负方向电场作用下界面结合能随着场强的增加变化幅度较小.对FOTS与SiO2基底相互作用能的分析得知,影响体系结合能的主要因素是两者之间的范德华力,其中色散力起主要作用.     

乳化剂对食品O/W乳状液界面状态的影响

用膜乳化法制备了单分散 O/W乳状液 ,讨论了乳化剂的种类与浓度对粒子界面状态的影响。当乳化剂的浓度增加时 ,乳化剂分子组成的粒子界面水合层变厚 ,粒子间距离变大。沉降速度减慢。粒子间距离除了水合层 ,还受乳液粒子界面电位的影响。     

梳型高分子聚合物液晶的相变

利用Freiser关于液晶分子相互作用模型,建立了梳型高聚物分子的哈密顿量,适用变分程序导出高聚物液晶结合相序参数自洽方程,得到在给定分子结构参数时的各向同性相至单轴向列相以及单轴至双轴向列相的相变。结果表明,当分子主、侧链间隔基团的耦合项中排斥作用以及结合相中较强向列相场者强度增大时,单轴至双轴向列相相变温度升高,并从一级相变逐渐变为二级相变。