静电势对带电胶体系统排空作用的影响

在受两平行硬板约束,其中一块板带电且大胶球靠近带电板一侧的弱带电胶体系统中,采用四维超球面法计算系统的能量,通过接受率方法计算胶球与板之间的排空作用,并与不带电的硬球系统中相应结果进行分析对比,结果发现静电势能增强带电胶球与约束硬板之间的排空作用.     

用有效截距法研究带电胶球中的有效作用

用Monte Carlo方法对处于两平行带电硬板约束下的大小带电胶球系统进行了模拟,根据对大胶球表面小胶球密度的统计,由密度积分方法获得大胶球所受的排空力。其所受的库仑力,用有效截距法做了处理。通过排空力和库仑力的对比分析,发现排空力和库仑力的合力存在长程吸引。     

带电导体与点电荷相互作用规律的镜像分析

利用静电平衡状态下的导体性质和感应电荷的镜像分析法．通过特例对导体与点电荷之间的相互作用规律进行了定量分析，得出了并非同性带电导体一定相互排斥、异性带电导体一定相互吸引的客观规律；详细推证了点电荷与导体球之间的相互作用力随距离的变化规律．     

对称PB方程在带电胶粒相互作用计算中的应用

考虑到胶体分散系中所有带电胶粒（胶体粒子）之间的作用，由Ornstein-Zernike方程维里展开式导对称的Poisson-Boltzmann方程。利用此方程，利用此方程，算出了带正电的体粒子和介质中1－1对称二元电解质离子的静电内势能，并将它们与PB方程的计算结果做了对比。     

胶体晶体及三维有序多孔材料的制备

以粒径为80～320nm的单分散苯乙烯／苯乙烯磺酸钠共聚微球为原料，采用一种全新而简单的制备高度有序胶体晶体模板的方法，利用静电相互作用、表面张力以及蒸发过程中的离子扩散等作用在液面形成了不合溶剂的高度有序的胶体晶体．将溶胶-凝胶前驱液在毛细效应作用下渗入胶体晶体间隙，待前驱液固化后，经煅烧去除苯乙烯微球，制备出了具有三维有序结构的多孔材料——倒置蛋白石．     

用电像法研究带电导体球与点电荷作用的场强

运用电像法，研究了任一点电荷在不改变带电导体球的电荷分布及改变带电导体球的电荷分布两种情况下所形成的电场强度的差异．     

带电导体之间的相互作用规律分析

从静电平衡状态下的导体性质出发,详细分析了导体与导体和导体与点电荷之间的相互作用规律,指出了并非同性带电导体一定相互排斥、异性带电导体一定相互吸引的客观规律;利用镜像法详细推证了点电荷与导体球之间的相互作用随距离的变化规律.     

部分带电胶体系统排空力的Monte Carlo模拟

用Monte Carlo方法模拟了部分带电胶球系统,并通过接受率方法获得该体系的排空势、排空力,发现排空力与库仑力的合力存在长程吸引。     

对称PB方程在带电胶粒相互作用能计算中的应用

考虑到胶体分散系中所有带电胶粒 (胶体粒子 )之间的作用 ,由 Ornstein- Zernike方程的维里展开式导出了对称的 Poisson- Boltzmann方程 .利用此方程 ,算出了带正电的胶体粒子和介质中 1 - 1对称二元电解质离子的静电内势能 ,并将它们与 PB方程的计算结果做了对比     

一般球对称带电蒸发黑洞Dirac粒子的Hawking辐射

本文给出了一般球对称带电蒸发黑洞中Dirac方程在视界面附近有物理意义的解，导出了视界面方程、温度公式以及不同自旋取向的Dirac粒子对应的Hawking热谱公式，从而解决了Dirac粒子在一般球对称带电蒸发黑洞中的Hawking辐射问题。     

二元胶体的熵驱动相变

利用二元胶体的硬球模型,讨论了胶体的熵驱动相变机制,排斥体积发挥了重要作用,增加小球的自由体积,导致系统的平移熵增加,同时系统的混合熵减少,随着溶液浓度增加,必须保证小球有足够的平移熵,导致系统相分离的发生,溶液呈现宏观有序.     

微机械黏着接触问题的建模和分析

为研究微机械系统中的黏着、接触和变形等微观现象，基于经典弹性理论和Lennard-Jones势能定律建立了弹性球-球黏着接触模型，得到了黏着力、球面变形量及接触半径随两球体间距的变化规律．结果表明：在黏着引力的作用下，两球体在尚未接触时已产生明显的拉伸变形，导致两球体在1．5倍的原子间距时开始接触；当两球体接触后，球面轮廓和黏着力在接触区内外之间光滑过渡，不存在明显的接触区临界值．通过分析黏着力随间距的变化规律，得出了只有当两球体间距大于5倍的原子间距时，刚性黏着模型才能比较准确地得出两球体间黏着力的结论，为微机械黏着接触问题、纳米摩擦学和原子力显微镜的动态扫描等研究提供了理论根据．     

Directed self-assembly of a colloidal kagome lattice

A challenging goal in materials chemistry and physics is spontaneously to form intended superstructures from designed building blocks. In fields such as crystal engineering and the design of porous materials, this typically involves building blocks of organic molecules, sometimes operating together with metallic ions or clusters. The translation of such ideas to nanoparticles and colloidal-sized building blocks would potentially open doors to new materials and new properties, but the pathways to achieve this goal are still undetermined. Here we show how colloidal spheres can be induced to self-assemble into a complex predetermined colloidal crystal-in this case a colloidal kagome lattice-through decoration of their surfaces with a simple pattern of hydrophobic domains. The building blocks are simple micrometre-sized spheres with interactions (electrostatic repulsion in the middle, hydrophobic attraction at the poles, which we call 'triblock Janus') that are also simple, but the self-assembly of the spheres into an open kagome structure contrasts with previously known close-packed periodic arrangements of spheres. This open network is of interest for several theoretical reasons. With a view to possible enhanced functionality, the resulting lattice structure possesses two families of pores, one that is hydrophobic on the rims of the pores and another that is hydrophilic. This strategy of 'convergent' self-assembly from easily fabricated colloidal building blocks encodes the target supracolloidal architecture, not in localized attractive spots but instead in large redundantly attractive regions, and can be extended to form other supracolloidal networks.     

壳聚糖基荧光纳米微球的合成及性质

利用乙醇辅助的静电络合法在水溶液中成功合成了包覆CdSe／ZnS量子点的壳聚糖荧光纳米微球,可以通过调节壳聚糖、L--胺四乙酸及量子点等3种原料的投料比,实现对产物微球表面电荷和粒径的控制．采用动态光散射和荧光光谱研究微球,分别证实了产品的生理介质稳定性和优异荧光性质．荧光纳米微球在生理盐水中可以稳定存储两周以上,且荧光性质不变．因此,结合微球表面丰富的可修饰性官能团,表明荧光纳米微球在生物标记及检测方面拥有巨大的潜力．     

3D Nanocomposite Hydrogel Scaffolds Fabricated by Rapid Prototyping for Bone Tissue Engineering

Colloidal gels made of oppositely charged nanoparticles are a novel class of hydrogels and can exhibit pseudoplastic behavior which will enable them to mold easily into specific shapes. These moldable gels can be used as building blocks to self-assemble into integral scaffolds from bottom to up through electrostatic forces. However, they are too weak to maintain scaffold morphology just depending on interparticle interactions such as Van der Waals attraction and electrostatic forces especially for bone tissue engineering. In this study, oppositely charged gelatin nanoparticles were firstly prepared by two-step desolvation method, followed by the mixture with water to form colloid gels. To solve the problem of weak mechanical performance of colloid gels, gelatin macromolecules were introduced into the prepared gels to form blend gels. The blend gels can be easily processed into three-dimensional （3D） porous scaffolds via motor assisted microsyringe （MAM） system, a nozzle-based rapid prototyping technology, under mild conditions. After fabrication the scaffolds were erosslinked by glutaraldehyde （ GA, 25 % solution in water by weight）, then the crosslinked gelatin macromolecules network could form to improve the mechanical properties of colloid gels. The average particle size and zeta potential of gdatin nanoparticles were measured by Nano- ZS instrument. The morphology and microstructures of scaffolds were characterized by macroscopic images. The mechanical properties of the scaffolds were studied by a universal material testing machine.     

复合胶体作用于Sr在花岗岩裂隙填充物中吸附行为研究

放射性废物地质处置过程中,核素在固液界面的吸附行为对核废物安全处置具有重要影响.本文以高放废物处置场花岗岩裂隙填充物为研究对象,通过批实验和微观表征技术研究了复合胶体作用下Sr在花岗岩裂隙填充物中的吸附规律.结果表明:腐殖酸胶体与针铁矿胶体结合成为有机–无机复合胶体的方式,主要依靠针铁矿胶体中所含羟基与腐殖酸胶体中所含羧基发生配位体交换反应,复合胶体以针铁矿胶体为主导,腐殖酸附着在针铁矿胶体表面;pH和固液比对复合胶体体系对Sr的吸附行为影响较大;通过改变溶液中Sr离子初始浓度进行等温吸附方程的拟合表明,该吸附体系的吸附为单层吸附且反应更快.结果可为放射性废物处理场中Sr的吸附行为提供科学规律认识.     

堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的制备研究

以拟薄水铝石为原料,HNO2为胶溶剂,制备AlOOH溶胶,并对堇青石蜂窝陶瓷载体进行涂覆．研究了拟薄水铝石含量以及HNO3的加入量对溶胶粘度、稳定性和涂层涂覆量的影响;比表面积法（BET法）测定堇青石蜂窝陶瓷载体涂层的比表面积;超声波振荡检测了氧化铝涂层的结合牢固度．结果表明,当拟薄水铝石质量分数为5％～8％,n（H^＋）／n（AlOOH）=0．06～0．10时,可制得稳定的溶胶,且随着拟薄水铝石含量或HNO3加入量的增加,溶胶的粘度增加,涂层的涂覆量增大,拟薄水铝石含量对涂层的重现性及牢固度影响较小．     

二维微细管道胶粒结晶的自修复特性研究

自修复是自然界普遍存在的现象.本文从几何约束的角度用计算机模拟了矩形和等腰梯形微细管道中的胶粒结晶,并重点对胶粒结晶的自修复特性进行了研究,得到了许多有意义的结果.模拟发现,当引入一个半径与众不同的大胶粒时,将引起结晶的混乱,而这种混乱在一定条件下可以自修复.本文较全面地研究了大胶粒半径、微管宽度与胶粒半径之比、梯形底角对胶粒结晶自修复的影响,得到了在矩形和等腰梯形微细管道中能够产生自修复的阈值条件.     

球形半透膜附近胶体-氢键流体聚集态结构的理论研究

利用经典流体的密度泛函理论通过构建体系的巨势泛函,深入研究了受限于球形半透膜附近胶体-氢键流体的聚集态结构.分别选择氢键流体分子和胶体粒子作为溶剂和溶质分子.半透膜的存在限制了溶质分子的胶体粒子自由渗透.为了揭示体系的聚集态结构,首先根据巨势最小化原理计算了流体分子的平衡数密度分布.在此基础上,集中讨论了氢键键能、氢键官能度、可渗透组分的体相密度以及胶体-氢键流体尺寸比例等因素对半透膜附近流体聚集态结构的影响.结果表明:2组分的聚集态结构与这些因素密切相关,研究结果为考察微纳尺度下受限流体的聚集态和相态特征提供理论依据,旨在揭示相关因素对渗透过程的调控机制.     

离子型磁性液体中纳米微粒间相互作用研究

用磁偶极子硬球模型对磁性液体中磁性纳米微粒间相互作用进行了研究。分析表明,微粒间存在着静电排斥、静磁吸引和Van der Waals吸引三种相互作用,无外场时静磁作用非常微弱,可以忽略,静电排斥力作用距离远,起抗团聚作用,Van der Waals作用距离短,是引起团聚主要原因。为确保磁性液体稳定性,制备的离子型磁性液体体积分数应小于5%。