混凝土中氯离子扩散纳米通道紧缩性和曲折性影响的分子动力学模拟

结合宏观和微观模型研究了混凝土中纳米通道紧缩性和曲折性对氯离子扩散系数的影响.采用分子动力学方法模拟了氯离子在纳米通道中的输运过程,给出了紧缩性和曲折性影响输运过程的微观机理,结合宏观Fick定律统计分析了模拟结果,得出了紧缩性和曲折性对氯离子扩散系数的影响程度.结果表明,通道壁面结合氯离子影响孔隙液中的粒子分布,使得壁面附近形成吸附自由氯离子的正电层,降低了氯离子的扩散速度;结合氯离子浓度越大,氯离子扩散系数越小.同时,通道壁面原子作用势影响孔隙液中粒子的分布,在壁面附近形成有序的粒子层;通道宽度越大,氯离子扩散系数越大.曲折的通道会强制改变氯离子的输运方向,降低氯离子的扩散系数.     

水通道蛋白研究进展

水通道蛋白广泛存在于生物体中的各组织部位,影响着生物机体水代谢的过程,随着分子生物学技术的进步,对水通道蛋白的基础研究已经比较深入和成熟.对水通道蛋白的研究情况进行概要综述,目的在于利用水通道蛋白研究的基础成果,阐释临床水代谢障碍类疾病的发病机理及提供可能的解决思路.     

纳米通道及其在分析化学中的应用

纳米通道技术作为生物纳米技术研究的重要内容之一和新的生长点,为生物组分的有效分离和检测提供了一个新的手段．由于金纳米通道膜具有比表面积大、纳米通道的尺寸可控性等特点,纳米通道在生物物质分离与检测等领域有广泛的应用．     

一维纳米结构材料的水热合成:钒酸盐单晶纳米线和纳米带

一维纳米结构纳米棒、纳米线、纳米带和纳米管由于其独特的大小、形貌依赖的性质和作为纳米器件的重要组元和连接已经越来越受到广泛关注。钒酸盐晶体内在各向异性的多钒酸根长链结构和层状结构可能导致在合适溶液反应条件下控制生长成为一维纳米结构材料。基于以上考虑,一种简单容易的水热合成方法导致了预期的NaV60,6和NaV60,43H20单晶纳米线以及Nao.33Vi05nH:0 (n<1.3)单晶纳米带的控制生长。所有合成产物的相组成、结构和形貌分别通过XRD.SEM.TEM和SHED等分析技术进行分析和表征。因此,可以预期这种方法可能被应用于其它具有类似结构材料的一维纳米晶的合成。     

氯离子通道膜蛋白内部离子输运的动力学模拟

为了方便、直观地研究氯离子通道膜蛋白内部氯离子输运过程的动力学性质,利用全原子分子动力学模拟方法对大肠杆菌氯离子通道膜蛋白的蛋白质-膜-水溶液系统进行能量最小化和平衡模拟,并对氯离子在通道中输运过程的受力进行拉伸分子动力学模拟计算。结果表明：平衡模拟约40 ns后,膜蛋白结构逐步达到热力学平衡态;通道内部中间结合位点氯离子与周围氨基酸相互作用最强,稳定性最好;氯离子输运过程中主要受到通道尺寸影响,通道宽处受力小,通道窄处受力大,其中靠近外部结合位点处通道最窄,氯离子所受拉力最大,约为300 pN。     

纳米颗粒球形度对平板通道中Al2O3-水纳米流体强制对流换热的影响

数值研究了水中添加立方体形、球形或柱状Al2O3纳米颗粒的纳米流体在平板通道中的层流强制对流换热,分析了纳米颗粒球形度、纳米颗粒体积分数和雷诺数对平板通道中Al2O3-水纳米流体强制对流换热的影响.结果表明:当纳米颗粒体积分数和雷诺数一定时,随着纳米颗粒球形度减小,通道壁面平均努赛尔数增大,对流换热增强;当纳米颗粒球形...     

注入两原子的纳米腔与一维耦合谐振腔波导作用下的单光子传输

基于单原子纳米腔与一维耦合谐振腔波导（一维CRW）的单光子传输结论,我们从理论上探讨了纳米腔内注入无相互作用的两原子时,该纳米腔与一维CRW相互作用的单光子传输特性。基于薛定谔方程,采用离散坐标法我们主要探究了不同原子与纳米腔耦合强度、零级谐振腔与纳米腔耦合强度、原子频率、波导频率、单光子动量分别对单光子传输特性的影响,主要通过透射概率和反射概率来表征。 第二原子的注入会促进全透射区域的增加,且在较弱的原子与纳米腔耦合区域就可以实现理想的全透射。该研究结果不仅拓展了光与物质相互作用的研究,而且有助于实现新的光子器件。     

分子动力学模拟研究纳米孔道中受限水的自扩散

利用分子动力学模拟技术考察受限于3种不同材料的纳米孔道(单壁碳管、硼氮管、铁原子孔道)中水分子的静态结构与扩散动力学,计算孔道中水分子沿轴向的自扩散系数Dz,讨论孔道截面尺寸、形状以及组成材料的变化对水分子扩散动力学的影响.结果表明,水分子的轴向自扩散系数随孔道半径的增大而减小,光滑的孔道壁有利于水分子的运输.在3种孔道限制体中,水分子在单壁碳纳米管内的自扩散系数最大.     

复合纳米流体在歧管微通道内的流动传热数值模拟

对歧管微通道散热器中复合纳米流体的流动与传热特性进行数值模拟.以水基Al2O3-CuO复合纳米流体为工质,探讨纳米颗粒混合比例、体积分数（φ）、雷诺数（Re）以及引入凹槽对散热器流动换热的影响.结果表明,复合纳米流体在较高的体积分数和雷诺数下具有较好的热力学性能,但相应的压降也会增大.混合比例1∶4的复合纳米流体整体性能最优,在Re=100,φ=6%时,泵功消耗比单一的水基Al2O3纳米流体降低18.9%,综合性能指标提高21.7%.在歧管微通道的侧壁上添加不同形状的凹槽与光滑歧管微通道的换热效果基本相当.     

尾矿浓密过程的导水通道分布和演化特征

基于室内小型全尾砂动态浓密实验系统,在相同固体体积分数尾矿料浆和絮凝剂添加量的条件下,进行不同初始泥层高度和耙架转速的6组对比试验。首先,理论分析泥层脱水过程中超孔隙水压力耗散并转化为有效应力的过程;其次,根据不同条件下的浓密过程中超孔隙水压力的变化趋势,建立泥层固体体积分数与泥层有效应力的指数函数关系,研究对不同试验条件对尾矿料浆凝胶点固体体积分数和泥层最终有效应力的影响;最后,依照泥层有效应力增长与导水通道演化存在相互关联的机制,结合在泥层顶部和浓密试验柱侧壁对导水通道微型结构的观测,探讨浓密过程泥层中导水通道的分布和演化规律。研究结果表明：导水通道的产生和发展是导致泥层超孔隙水压力耗散和有效应力增长的主要原因,按导水效果和持续时间可将其划分为稳定导水通道和不稳定导水通道2种类型,具有稳定结构的导水通道有利于提高泥层料浆脱水程度。     

压-电场耦合下纳米尺度水输运的MD模拟

运用分子动力学方法构建了纳米尺度的输运模型,针对纳米通道内水分子的流动与传热特性,分析了通道内压-电场耦合下水的速度分布、密度分布、自扩散系数和黏度等流动特性,同时也讨论了温度对通道内热导率的影响.模拟结果表明,速度轮廓从单纯电场驱动的电渗流型开始转变,由于压力的影响,速度分布呈抛物线型,速度随温度的升高而增大;温度的...     

纳米通道内气泡核化的分子动力学模拟

为了探讨壁面浸润性与流体初始密度对气泡核化位置以及纳米气泡在凹槽内生长核化影响规律,本文采用分子动力学方法研究纳米结构微通道内液体氩的沸腾核化过程。通过改变固液势能的相互作用参数来调整壁面浸润性。结果表明：纳米凹槽壁面浸润性对气泡核化过程具有重要的影响。一方面,当固体表面的浸润性较弱时,凹槽内流体受排斥力的作用,原子排布比较稀疏,原子碰撞频率增大,局部活化能聚集,从而导致气泡在纳米凹槽内形成。另一方面,当壁面浸润性较强时,气泡会在微通道中央形成。此外,区别于均质浸润性纳米凹槽内气泡曲率半径及接触角保持不变的核化动力学行为,其在异质亲疏水匹配的纳米结构微通道内产生了显著的差异。当壁面浸润性维持不变,核化气泡的曲率半径随着流体初始密度增大而增大,与之相反,稳态接触角却随之减小。     

Au－Si6－Au纳米结点电子输运行为的理论计算

运用密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法,对Si6原子链与两半无限Au(100)－3×3电极耦合构成纳米结点的电子输运行为进行了理论模拟,对结点在不同距离下的电导、结合能进行了计算,结果得到当两电极距离为2.219 nm时,结点结合能较大,结构比较稳定,此时Si－Si平均键长为0.213 nm,Si－Au键长为0.228 nm.对于稳定结构结点,平衡电导为1.093 G0,电子主要通过Si原子的px与py态电子形成的π键进行传输;在－1.2～1.2 V的电压范围内,Si原子链导体具有比较稳定的电导,表现出类似金属的导电特性,其I－V曲线近似为直线关系.     

微通道反应器制备白藜芦醇纳米分散体

对微通道反溶剂沉淀法制备白藜芦醇（RES）纳米药物分散体进行了研究。采用T型微通道反应器优化操作参数制备RES纳米分散体,当RES溶液与反溶剂水溶液进料流量比为1：20（分别为3 mL/min和60 mL/min）,RES溶液水平进料时,制得的RES纳米分散体尺寸最小,平均粒径为132 nm;此时RES纳米分散体接触角为19°,水润湿性较原料药得到大幅度提高;在拟肠液（pH 7.4）环境下,RES纳米分散体在120 min内累积释放率可达到95%。在上述优化工艺的基础上利用套管式微通道反应器进行放大实验,得到套管式微通道反应器制备的RES纳米分散体颗粒尺寸更小,平均粒径为82 nm;在拟肠液环境下,所得RES纳米分散体在120 min内累积释放率可达到97%,略高于T型微通道反应器所得产品的溶出量。计算结果表明,套管式微通道反应器可显著提高处理量,约为T型微通道反应器处理量的10倍。     

基于金纳米通道膜检测牛血清白蛋白的研究

以聚碳酸酯超滤膜为基膜,采用化学镀的方法在聚碳酸酯膜纳米通道阵列内镀金．对金纳米通道表面进行氯离子修饰,在电场作用下电解质离子通过纳米通道时产生稳定的电流,当牛血清白蛋白（BSA）加入含BSA抗体的进样池后,与溶液中的牛血清白蛋白抗体分子形成BSA／抗体复合体,该大体积的复合体对电流产生一定的阻碍作用,引起相应的电流降,基于此发展了纳米通道检测BSA的传感技术．电流降低值与BSA浓度在3．64&#215;10^-8～5．46&#215;10^-7mol／L范围内具有线性关系,检测限（3S／N）为1．93&#215;10^-8mol／L．     

微细通道内纳米制冷剂的流动沸腾传热特性

分别以0、0． 031%、0． 062%、0． 155%、0． 248% 浓度的Al₂O₃-R141b 纳米制冷剂为工质,在水力直径为1． 33mm 的矩形铝基微细通道内进行了流动沸腾实验,研究了不同浓度纳米制冷剂实验后槽道表面能的变化情况． 结果表明: 加入少量纳米颗粒后,壁面形成大量的活化核心,使得沸腾起始点ONB 提前,强化了传热; 浓度为0． 062% 纳米制冷剂的强化传热效果最好,传热系数比纯制冷剂最大可提高48． 1% ; 当纳米颗粒浓度超过最佳浓度而继续增大时,颗粒在表面沉积现象越来越严重,使槽道表面能增大,换热热阻也随之增大,强化传热效果反而依次降低． 浓度为0． 031%、0． 062%、0． 155%、0． 248% 纳米制冷剂实验后的槽道表面能,比槽道原始表面能分别增长了0． 47、1． 39、1． 89、2． 14 倍．     

甘草水通道蛋白PIP1基因正义和反义表达载体的构建

根据已报道的GuPIP1基因序列设计特异引物,克隆甘草水通道蛋白GuPIP1基因cDNA序列,将该片段正向、反向分别插入植物表达载体pMBW330的CaMV35S启动子和OCS终止子之间,构建了正义、反义表达载体．通过双酶切、PER和DNA测序鉴定后,分别导入农杆菌EHA105中．     

不同发育阶段大鼠睾丸水通道蛋白AQP9的表达研究

目的研究不同发育阶段大鼠睾丸水通道蛋白AQP9的表达情况.方法半定量RT-PCR.结果 4,8,12周大鼠睾丸AQP9mRNA表达逐渐增强.结论大鼠睾丸AQP9 mRNA表达与大鼠的不同发育阶段有关.     

条形纳米通道中奇特的钠选择性

运用分子动力学模拟研究了Na+和K+在4种不同宽度的条形纳米通道中的输运行为,发现由2块单层石墨片构成的条形纳米通道具有一定的钠选择性.当条形纳米通道宽度为0.88 nm时,钠钾离子(Na+/K+)的通透率之比可达到6.但当条形纳米通道的宽度增大时,选择性会逐渐减弱.由于这种管道的结构简单而且能实现很好的离子选择功能,因此在离子分离、海水淡化中有很大的潜在应用.     

基于金纳米通道分离检测百草枯与阿特拉津

利用化学沉积法在聚碳酸酯膜上沉积金,得到的金纳米通道表面带有负电荷,具有亲水性.阿特拉津和百草枯在结构性质上存在差异,百草枯为亲水性分子,水溶液中以阳离子形式存在,而阿特拉津为疏水性分子,水溶液中以分子形式存在,在外加电场的条件下,离子型百草枯由于电泳的作用会发生定向迁移,利用这一特点,实现对两者分子的分离.