中国传统蛋清灰浆的应用历史和科学性

蛋清灰浆是一种传统有机-无机复合灰浆,在中国古代应用广泛,主要用于三合土建筑、砖石砌筑、泥塑彩绘壁画等方面,与糯米灰浆、桐油灰浆、血料灰浆等共同构成了具有中国特色的古代建筑胶凝材料体系.研究这一人工复合材料的应用历史和科学性无疑可对中国古代建筑史和科技史起到丰富和补充作用.研究发现,将蛋清加入石灰、黏土等无机物浆体中时,会产生一系列物理化学作用,如加气作用、黏接作用、杀菌作用和防水作用等,其作用机理与蛋白质分子及水化产物的界面活性作用有关,也与生物矿化的模板调控作用有关.运用化学检测和酶联免疫检测分析方法,在149处古建筑及遗迹的灰浆样品中发现含有蛋白质成分的有32个以上,充分说明蛋白质类灰浆应用广泛和历史久远的事实,同时也为文物建筑维修保护方案设计提供了参考资料.     

中国传统糖水灰浆和蛋清灰浆科学性研究

红糖灰浆和蛋清灰浆作为我国传统石灰浆,在岭南等地区具有广泛应用.本文以这两类灰浆为研究对象,通过实验室模拟样品的物理性能测试以及灰浆固化后的成分和结构分析,探讨糖和蛋清对灰浆性能的影响及作用机理.结果表明,蔗糖对石灰浆具有减水作用,2%的蔗糖含量减水效果就达到20%以上,能有效降低灰浆干缩开裂的风险.但是,蔗糖含量提高会影响灰浆的抗压强度和耐水性能.蛋清对石灰浆具有增稠、提高粘结性、自修复能力和减小开裂风险的作用,但是对灰浆的抗压强度和表面硬度有一定负面影响.主要原因是蛋清的加入使灰浆结构致密,减缓了碳化作用但它会在固化后的灰浆表面聚集,形成较多小孔,影响灰浆表面性能.建议这两类添加剂的使用量在4%以下.     

钢渣在复合胶凝材料的水化过程中对水泥水化的影响

通过对胶凝材料水化放热特性、水化产物的种类和水化产物中Ca（OH）2含量的测定,研究了钢渣在复合胶凝材料的水化过程中对水泥水化的影响.结果表明：在复合胶凝材料的水化过程中,水泥和钢渣只是通过改变彼此的水化环境而影响彼此的水化,钢渣并不发生类似于火山灰反应的二次水化反应;水泥-钢渣复合胶凝材料的水化诱导期比水泥的长,且复合胶凝材料的水化诱导期随着钢渣掺量的增大而延长;钢渣对水泥的早期水化有延缓的作用,而且钢渣的掺量越大,延缓作用越明显;钢渣对水泥的后期水化有促进作用,且钢渣掺量越大,龄期越长,促进作用越明显.     

水泥沥青胶凝材料的硬化机理研究

分析了一种特殊胶凝材料-水泥沥青胶凝材料的水化硬化机理.采用等温量热法、X射线衍射分析和环境扫描电镜对用阴离子沥青乳液和硅酸盐水泥配制的水泥沥青胶凝材料的水化进程、水化产物组成和微观形貌进行了观察.水泥沥青胶凝材料的水化过程仍然可以分为快速反应期,诱导期、加速期、减速期和衰退期.沥青与水泥之间没有化学反应,没有新的矿物相生成.水泥沥青胶凝材料的水化硬化过程起始于水泥的水化,当水泥的水化反应进入加速期,水化放热速率接近最大时,沥青开始破乳成膜.在水泥沥青胶凝材料硬化体中,水泥的水化产物形成骨架,沥青膜包覆其上,是连续相;两者形成互穿体系.乳化沥青中的乳化剂会延缓水泥的水化过程.     

高速铁路用水泥乳化沥青浆体的物理结构

基于硬化硅酸盐水泥浆体的Powers理论和水泥乳化沥青浆体的配合比,通过理论计算和X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线谱仪(EDAX)等相分析方法,分析了硬化水泥乳化沥青浆体的物相组成与微结构.结果表明,硬化水泥乳化沥青浆体的物相组成与微结构取决于沥灰比和水灰比.提出了表征硬化水泥乳化沥青浆体物理结构的两种结构模型,以沥青为连续相、水泥相为分散相的有机-无机复合胶凝体结构模型—I型模型;以水泥相为基体、沥青嵌入其中的无机-有机复合胶凝体结构模型—II型模型.为深入分析高速铁路板式无砟轨道结构中水泥乳化沥青砂浆的微结构参数和力学性能及其衰变规律奠定了基础.     

有机/无机杂化材料与多功能纤维研究进展

有机/无机杂化材料能够实现有机高分子材料与无机材料在纳米或分子水平上的复合,在发挥各自组分特性的同时,体现出特有的协同效应,如新性能、多功能.该原理同样适用于有机/有机杂化体系.随着产业用纤维材料的不断发展,其应用领域也随之拓展,开发新型高分子材料,实现纤维的多功能化成为研究热点.根据纤维多功能化的发展需求,结合有机/无机杂化机理,在分子水平上设计构筑杂化功能材料,采用结构设计、界面构筑的方法建立杂化功能材料与成纤高聚物杂化体系.以成纤高分子的结构设计及凝聚态控制、纳米纤维和低维纳米材料的结构可控制备及其功能化复合为例,简要介绍了有机/无机杂化原理在纤维多功能化方面的研究进展,最后提出了多功能化有机/无机杂化纤维的展望.     

介孔有机膦酸盐材料的合成及应用研究进展

介孔有机膦酸盐材料作为一类新型的有机-无机杂化材料,凭借其独特的结构可剪裁性和丰富的化学表面性质在催化、分离与吸附、生物分子的固定等诸多领域都具有巨大的潜在应用价值,因此近几年来越来越受到人们的关注。本文系统地概述了介孔有机膦酸盐材料的发展历程及其合成和应用研究的发展现状,并对这种新型杂化介孔材料的应用前景进行了展望。     

固结粉充填胶凝材料粉体细度对充填体强度的影响

针对利用掺量超过75%水淬渣开发的充填胶凝材料(固结粉),探讨胶凝材料粉体细度对充填体强度的影响规律.粉体的比表面积测量结果表明,比表受温度影响显著,因此,固结粉细度需要比表结合采用+45μm筛余百分比作为细度指标进行其质量评价;粉体粉磨实验表明,最佳粉磨时间为0.5 h,增加粉磨时间将大幅降低粉磨效率.针对不同粉体细度进行了固结粉充填体强度试验,建立了水灰比与其强度的指数函数关系,表明了粉体细度越细,材料强度越高,在此基础上提出了固结粉相对活性指数η的概念,且η与粉体细度δ呈对数线性关系;最后在传统采用浓度、胶砂比等工业充填参数的强度模型基础上,建立了考虑粉体细度影响的充填体强度预测改进模型,通过验证结果显示,模型预测误差率在10%以内,满足充填工业运行的范围.     

疲劳荷载下氯离子在矿渣砂浆中的传输行为研究

为了研究疲劳载荷耦合作用下氯离子在矿渣砂浆中的传输行为,通过自行设计的实验方法实现了疲劳荷载和氯离子扩散过程的同步耦合.实验中对试件施加的应力水平S分别为0.3,0.4和0.5;矿渣的掺量分别为胶凝材料的0%,10%,30%和50%;在加载过程中,采用声发射技术对试件的疲劳损伤进行三维定位的同步监测,进一步对疲劳荷载下氯离子扩散规律从三维动态的角度进行佐证.结果表明,疲劳荷载确实加速了氯离子在水泥基材料中的传输,且随着载荷的提高,其扩散程度进一步加剧;而矿渣的掺入能有效改善水泥基材料抗氯离子的侵蚀性能,其最佳掺量为胶凝材料的30%,但随着矿渣含量的提高,其对氯离子扩散的抑制效果有所减弱;与交替实验对比表明,加载过程的动态效应对氯离子在矿渣砂浆中的传输有显著影响.     

基于叠加数字岩心和孔隙网络模型的页岩基质储层孔隙空间表征方法

针对页岩样品基岩既包含无机孔隙,又包含有机孔隙的特点,本文建立了能同时描述两类孔隙的数字岩心和孔隙网络模型.首先基于模拟退火法和马尔可夫链蒙特卡罗法分别构建了无机孔隙数字岩心和有机孔隙数字岩心,然后按照一定算法叠加两个数字岩心,重构出了既包含无机孔隙信息又包含有机孔隙信息的叠加数字岩心;对构建的表征不同孔隙类型的数字岩心,分别提取其孔隙网络模型,按照二者之间的连接信息,将两个孔隙网络模型整合到一起,建立了既包含无机孔隙信息又包含有机孔隙信息的双孔隙网络模型;最后基于两大平台,分析了页岩样品的几何拓扑结构性质,孔隙半径分布和配位数与实验结果拟合程度较好,验证了构建方法和数值分析方法的正确性.     

超临界流体技术制备纳米材料进展

目前,已经有多种与超临界流体有关的技术用于纳米材料的制备。在这些技术方法中,超临界流体可以作为介质,也可以直接作为反应物来参与制备过程。超临界流体技术广泛应用于制备无机材料、有机材料、高分子聚合物、医药、电子等方面纳米级材料。本文概述了超临界流体制备纳米材料的研究和应用情况。     

一种能同时吸附水中多种污染物的新型吸附材料:表面活性剂改性沸石

表面活性剂改性沸石是指将粉煤灰合成沸石后,使用十六烷基三甲基溴化铵进行表面修饰获得的一种新型吸附材料.本文评估了表面活性剂改性沸石从水中同时去除多类污染物的多功能性.目标污染物包括无机离子型污染物(氨氮和磷酸盐)、有机离子型污染物(亚甲基蓝和腐植酸)、可离子化有机污染物(不同pKa的双酚A,-氯酚和苯酚)和不可离子化的有机污染物(不同疏水性的苯胺,硝基苯,萘).与合成沸石相似,表面活性剂改性沸石吸附氨氮和磷的能力也较强.沸石内部孔隙中的负电荷可以去除氨氮;粉煤灰中的CaO,Al2O3和Fe2O3等成分经过沸石合成过程中的修饰可以吸附磷.研究结果还表明:尽管合成沸石对腐植酸,可离子化和不可离子化的有机污染物没有亲和性,表面活性剂改性沸石却对上述污染物具有很强的吸附能力.表面活性剂在沸石表面形成了双层胶束,使沸石外表面具有了疏水性,因此,可以吸附有机污染物.本研究表明表面活性剂改性沸石是一种很有前途的多功能水处理吸附剂.     

光致发光稀土有机配合物在生物分析上的应用

稀土有机配合物因镧系元素独特的电子结构而成为一类具有重要理论和应用价值的发光材料.本文综述了稀土有机配合物的类型及其光致发光的基本原理,阐述了稀土有机配合物光致发光在生物分析方面的应用,并在荧光免疫分析及活细胞成像方面提出了良好的展望.     

加替沙星-壳聚糖纳米粒胶联羊膜药膜的制备及体外实验研究

目的制备一种新型生物多功能复合材料——加替沙星．壳聚糖纳米粒胶联羊膜药膜,并观察其体外缓释性能及抑菌作用。方法采用离子胶联法制备加替沙星－壳聚糖纳米粒并检测其表征,然后将栽药纳米粒加入到纤维蛋白胶中,混匀后再与羊膜胶联制成加替沙星－壳聚糖纳米粒胶联羊膜药膜,光镜及扫描电镜下观察其形态学特征,高效液相色谱法测定其中加替沙星的浓度,微量肉汤稀释法检测其体外抑菌活性。结果加替沙星纳米粒的粒径为291±33nm,载药量为10．46％,包封率为61．32％。载有纳米药物的纤维蛋白胶与羊膜基底面粘合紧密,呈圆形的加替沙星纳米粒附着在胶原纤维的网状结构上。在体外,加替沙星－壳聚糖纳米粒胶联羊膜药膜可持续释药达15天,对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的最低抑菌浓度分别为0．05μg／ml和0．42μg／ml。结论加替沙星－壳聚糖纳米粒胶联羊膜药膜在体外具有良好的缓释性能及抑茵作用。     

辐射交联聚酯粒子制备绿色轮胎用湿法混炼共沉胶的研究

解决湿法混炼共沉胶的难加工问题对发展高性能绿色轮胎具有重要意义.本文提出"聚酯滚珠增塑橡胶"的概念,设计制备了辐射交联聚酯粒子(radiation-crosslinked polyester particles, REP),并研究了REP对湿法混炼共沉胶的加工性及硫化胶力学性能的影响.研究结果表明,在湿法混炼共沉胶加工过程中, REP的润滑作用能够帮助橡胶分子链解缠结,从而降低共沉胶门尼黏度,改善共沉胶的加工性,粒径为200 nm的REP能够使湿法混炼共沉胶的门尼黏度降低24%,加工耗能降低10%.此外, REP能够提高混炼胶硫化效率,改善硫化胶的力学性能.本文关于REP的增塑、增强橡胶作用机理的研究,对解决绿色轮胎制备过程中湿法混炼共沉胶的难加工问题和白炭黑的分散性问题具有重要的理论研究意义.     

城市有机更新的三个维度

中国城市发展正在经历从粗放式的增量扩张转向精致式的存量品质提升,这一重大转型需要应对新时期城市发展的新目标和新要求.具有小规模、渐进式、高品质特征的有机更新成为遵循空间形态发展和城市运行逻辑的有效途径.本文提出并阐释了城市有机更新的三个重要维度——类型维度、层次维度和过程维度,并认为这是理解有机城市更新处理新旧关系、尺度关系和持续过程的关键.唯有在尊重城市发展规律及加深对有机更新维度理解的基础上,通过常态化“细胞层面”和“针灸式”的更新模式,城市的生命力才会更加旺盛、城市空间才会更有活力.     

中国古代玻璃的起源——中国最早的古代玻璃研究

研究了西汉（公元前200年）以前不同地区的最早的中国古代玻璃．古玻璃样品出土于新疆维吾尔自治区、湖北省、湖南省、四川省、云南省、广东省和贵州省等地．用质子激发X光荧光技术、能量分散X光荧光技术和电感耦合等离子发射光谱等方法测定了玻璃的化学成分．这些古玻璃样品的化学成分属于以下玻璃系统：Na2O（K2O）-CaO—SiO2（K2O：Na2O〈1），K2O（Na2O）-CaO—SiO2（K2O：Na2O〉1），K2O—SiO2和BaO—PbO—SiO2．从考古和历史学观点讨论了这些最早的中国古代玻璃的起源，指出早期中国古代玻璃的制备技术是与中国的古代原始瓷和青铜冶炼技术相关．分析了中外古代玻璃制造技术的关系．     

三维有序大孔材料的合成及应用

胶晶模板法是制备三维有序大孔(3DOM)材料较理想的方法,制备过程一般包括组装胶晶模板、往模板间隙内填充前驱物和去掉模板及前驱物转化等3个步骤。每一步都对产物的三维有序大孔结构有很大的影响。这种材料兼具固体材料本身和有序结构两种特性,在用作光子晶体、载体、电极材料、气敏元件和分离材料等方面具有潜在应用性。本文着重介绍了大孔材料的合成及应用。     

基于专利的中国阻燃剂发展态势分析

阻燃剂是合成高分子材料的重要助剂之一,被广泛运用于电子、化工、航天等领域。本文基于中国科学院专利在线分析系统,以中国阻燃剂专利为研究对象,从计量学的角度分析在中国申请的阻燃剂相关专利情况,包括总体状况、申请趋势、专利区域分布、申请人状况、发明人情况等方面,以揭示我国阻燃剂领域研究现状及发展态势。结果显示,中国阻燃剂技术起步较早,21世纪后进入快速发展阶段。截至2016年,在中国进行专利申请的申请人中,中国申请人所占比例已经达到89%,其中江苏拥有3353件专利,占中国专利总数的23%。而相关阻燃剂领域的研究主要集中在配料的研发上,如使用有机配料、使用无机配料及使用其他大组中的配料混合物的研究。     

征稿简则

简介：《中国科学E辑：技术科学》是中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办．《中国科学》杂志社出版的学术刊物，主要报道材料、机械、工程热物理．水利等领域基础研究和应用研究方面具有重要意义的创新性成果；