十六烷基三甲基铵改性膨润土的制备与物化性能研究

以天然钙基膨润土为原料,经过钠化处理与十六烷基三甲基铵（HDTMA^＋）采用湿法工艺合成了有机膨润土,利用FTIR、XRD、SEM和TG-DTA等手段对改性膨润土的结构性能以及微观形貌进行测试,讨论了阳离子表面活性剂与膨润土的作用机理．实验结果表明,季铵盐阳离子表面活性剂与膨润土发生有效作用,HDTMA^＋通过离子交换反应进入膨润土晶片层间,使其晶片层间的亲水环境改变为疏水环境并增大晶片层间距离,疏水吸附可以使其分布在膨润土表面,改变微观形貌特征,增强疏水性能,为高聚物／膨润土复合材料奠定了理论基础．     

桃皮效应:准超疏水高黏附表面(英文)

桃皮表面具有特殊的浸润和黏附性质.本文揭示了桃皮表面主要由长、短2种绒毛组成.其中长绒毛含有较多疏水的蜡质,短绒毛含有较多亲水的多糖基团.正是由于2种绒毛的化学组成和微观结构使得桃皮表面具有准-超疏水、高黏附的性质.桃皮表面的水滴能够维持良好的球形,即使将桃皮倒立放置,水滴也不会滚动,我们将此定义为桃皮效应.通过化学法和物理法改变其表面化学组成和微观形貌,推断出水滴在桃皮表面以Wenzel和Cassie共存态存在,使得水滴与桃皮表面产生较强的相互作用,从而使桃皮表面具有超疏水和高黏附性质.     

常温下“不完全浸润的有序单层水”和分子尺度亲水性

传统的亲疏水理论认为,表面的亲疏水性质在宏观和微观是一致的.本文回顾了常温下宏观与微观表现不一致的一种浸润现象:"不完全浸润的有序单层水",即宏观上有水滴的疏水表面上,微观分子尺度上反而存在亲水表面才有的致密单分子厚度的水层,体现疏水表面的液滴和体现亲水表面的致密单分子水层共存于一个表面上,导致分子尺度亲水性现象.近几年来,人们通过数值模拟和实验发现,许多真实材料表面也存在类似现象,显示这种表面浸润现象可能广泛存在.在应用方面,这种有序水可以明显的减小亲水界面上的阻尼,这对过滤膜、植入人体器官和船舶表面减阻应用都有重要意义.     

真空紫外光响应超疏水和超亲水快速可逆转变的ZnO薄膜

利用简单的低温液相技术,通过氢氟酸(HF)调控反应溶液的pH值,制备了真空紫外光响应的疏水-超亲水快速可逆转变的ZnO薄膜.该薄膜具有类似于芋头叶表面的特征,表面分布着具有纳米级亚结构的ZnO微米球,因而具有超疏水特征(水接触角为151°).在真空紫外光(VUV)照射30min后,薄膜表面显示了超亲水特征(水接触角小于5°);将VUV光照后的薄膜放置在暗室中6d后,薄膜表面又恢复到超疏水特征.VUV的使用及薄膜表面具有的独特微纳米阶层结构,加快了超疏水-超亲水之间的转变.这种快速转变特性,可促进ZnO薄膜在微流体器件上的应用.     

镍基单晶高温合金微磨削形貌仿真及实验研究

基于单个磨粒微磨削几何运动学规律和最小值函数,推导出全局磨粒的微磨削运动轨迹表达式,建立工件微磨削加工表面的包络线函数集合,得出磨削加工微观形貌仿真预测模型,并通过开展DD5镍基单晶高温合金微磨削加工工艺实验验证模型结果的正确性.实验结果表明:仿真预测微观形貌与实际微观形貌具有相似特征,仿真预测线轮廓高度与实际加工微磨削线轮廓高度误差为0.2~0.3μm;不同磨削参数下的表面粗糙度对比结果也表明预测模型与实验所得的表面粗糙度变化趋势一致.     

循环流化床锅炉焦炭颗粒燃烧机理研究

以循环流化床锅炉飞灰为研究对象,分析了飞灰的粒径和含碳量分布,并利用扫描电子显微镜观察了不同粒径飞灰的微观形貌。结果表明,循环流化床锅炉飞灰中碳的质量分数最高的区域分布在38~58μm、90~120μm和大于150μm的粒径段,具有峰值特征;且循环流化床锅炉焦炭颗粒的燃尽与燃烧室温度、颗粒的孔隙结构及旋风分离器的性能关系密切。     

从自然到仿生的超疏水纳米界面材料

浸润性是固体表面的重要特征之一,它是由表面的化学组成和微观几何结构决定的。日前我们关于荷叶和水稻叶的研究显示,一种具有较大接触角和较小滚动角的超疏水表面,需要微米和纳米级的结构有机结合形成复合结构,而且表面微观结构的排列方式会影响水滴的运动趋势。通过对水黾腿表面结构的详细研究,得到了超疏水性质与微、纳米结构取向之间的关系。据此,我们已成功制备出了超疏水和超双疏的纳米界面材料,并实现了热响应性和光响应的超疏水与超亲水可逆“开关”材料。     

超滑表面防冰与疏冰机理研究

为解决高湿度条件下超疏水表面防冰失效问题,提出了一种新型多孔超滑表面。基于自组装技术,提出新型超滑表面(HPO-SLIP)涂层表面制备方法,即通过构建超疏水粗糙多孔基底进而涂覆润滑油制备获得超滑表面,并对其润湿特性和微观形貌进行表征,最后对其防冰与疏冰特性进行实验研究。实验结果表明:与超疏水表面相比,超滑表面冷凝液滴孤立冻结,无"冰桥"扩展,结冰扩散速度慢;超滑表面与冷凝冻结液滴接触属于固-油-固接触模型,油膜动态迁移分布影响成核结冰;对于疏冰特性,超滑表面冰黏附剪切强度比亲水表面低一个数量级。综合分析发现,与亲水表面、超疏水纳米草表面、超疏水微纳复合表面相比,超滑表面具有最优的防冰传播特性与疏冰性能,可以有效减少冰积累量。     

涂层法制备超疏水表面及在油水分离中的应用

采用涂层法,以含硅聚四氟乙烯为成膜物质,以疏水纳米SiO2为填料,成功制备出含有微/纳米复合结构的超疏水表面.系统研究了疏水纳米SiO2和低表面能物质的含量与涂层表面水接触角的关系.采用接触角测量仪和扫描电子显微镜(SEM)分别对涂层的水接触角和表面形貌进行表征,根据国家标准分别对涂层厚度、硬度和结合力进行测试.在最佳制备条件下,该超疏水涂层水接触角153.5°,涂层厚度22μm,涂层硬度4H,结合力1级.该超疏水涂层具有自清洁及良好的油水分离性能.     

北京西北城区2010年春季一次沙尘暴过程PM10特征研究

采集2010年春季北京市西北城区沙尘暴前期、中期及后期可吸入颗粒物样品,运用场发射扫描电镜和粒度分布软件分析沙尘暴过程中PM10的微观形貌和粒度分布特征。结果表明,沙尘暴期间PM10和PM2.5的质量浓度是一个突然变化的过程,在沙尘期间质量浓度分别增加到1960.68μg/m3、1477.27μg/m3,然后随着沙尘暴的消退逐渐降低,颗粒物质量浓度逐渐减少;对体积——粒度分布的研究表明,无论沙尘暴天气还是非沙尘天气,其体积百分比主要集中在2.5μm以上的较大等效粒径范围内,沙尘暴天气是由于输入了大量的沙尘颗粒,而非沙尘天气的少量大粒径颗粒对体积百分比的影响却很大,导致体积百分比向大等效粒径范围集中;沙尘暴前,颗粒物的微观形貌类型有矿物颗粒、烟尘集合体、球形颗粒和超细未知颗粒,沙尘暴期间,微观形貌类型主要是来源于地壳的矿物颗粒。     

刺山柑在吐鲁番地区维吾尔族民间药用价值研究

刺山柑(capparis spinosa L.)是全世界公认的民间药用植物,具有较高的药用价值.采用民族植物学的关键人物访谈法,对该物种在新疆吐鲁番地区维吾尔族民间的医药作用进行了调研.结果表明,刺山柑的叶、根、根皮、花、果实及种子在民间医药中的处方有3种单方和4种复方.其中的单用刺山柑能治疗风湿病、慢性关节炎及肩周炎;而刺山柑与14种植物混合用的4种复方能治疗11种疾病.初步揭示了刺山柑在吐鲁番维吾尔族的民间处方及医药作用,为新药品及保健品的开发提供理论资料.     

航天诱变向日葵SP_7植株中顶芽突变系的跟踪观察

对经航天诱变向日葵种子的第7代植株进行性状考察,发现来自第6代单株套袋的42株幼苗中有12株第1对真叶表现出明显延长.对这12株进行形态跟踪观察,发现其中仅1株顶芽发育正常;其余11株的顶芽则出现了不同的差异,8株顶芽未发育,2株顶芽仅发育出1片叶片,1株顶芽先瘤化,再长出叶片,最后分化出新芽.虽然变异植株的顶芽的发育具有不定向性,但是随着时间的延长,突变株第1对真叶与子叶之间的部位生长出2个侧芽,这些芽能够正常的发育成独立的茎秆并结实,有很强的增产潜力,为寻找高产向日葵的育种工作者提供好材料.通过观察还发现,所有的突变体的第1对真叶都比正常植株有很明显的延长,在种苗期就可以很容易地把能够发育成2个或3个茎秆的植株筛选出来.     

秋水仙素诱导越橘四倍体研究

用秋水仙素浸渍法及培养基添加法对南高丛越橘组培苗"3#"进行了四倍体诱导,结果表明:浸渍法诱变效果优于培养基添加法,获得的变异株系多为嵌合体,0.1%的秋水仙素茎尖浸泡24h为最佳诱变组合,存活率为70%,变异率为13.33%,四倍体植株率为6.67%.通过对茎、叶、气孔、保卫细胞、染色体数目以及叶绿素含量等形态生理指标的检测,证明四倍体较二倍体发生了显著变化.     

青海高山植物解剖特点的研究

青海高原属青藏高原的一部分,生长在高山的植物的解剖构造,既不同于中生、旱生、湿生或沼生植物,又与之有相似之处,形成了高山植物独特的结构。它们突出的特点是:普遍具有发达的通气组织;叶片栅栏组织通常有2层或2层以上;机械组织在茎中一般较强劲,而在叶脉中则纤弱。高山植物有独特的外部形态。以上这些特点是植物长期适应高山缺氧、强辐射、干旱、寒冷、劲风等生态条件的结果。本文为了解青藏高山植物发展演化的趋势,研究植物区系成分,提供有关的科学依据。     

Modeling golden section in plants

Plants are complex structures, changing their shapes in response to environmental factors such as sunlight, water and neighboring plants. However, some mathematical rules can be found in their growth patterns, one of which is the golden section. The golden section can be observed in branching systems, phyllotaxis, flowers and seeds, and often the spiral arrangement of plant organs. In this study, tree, flower and fruit models have been generated by using the corresponding golden section characteristics, resulting in more natural patterns. Furthermore, the golden section can be found in the bifurcate angles of trees and lobed leaves, extending the golden section theory.     

复叶械雌雄株叶片中酸性醇溶性酚类物质的比较

采用高效液相色谱（ＨＰＬＣ）法对雌雄异株树种复叶槭两种性别的成年植株叶片中酸性醇溶性酚类物质进行了跟踪性反复测定,并对其质与量两方面的差异进行了比较分析。结果发现雌株叶片中溶于甲醇的酸性酚类物质的总含量始终高于相同条件下的雄株;不同性别植株叶片所含酸性醇溶性酚类物质在成分上也有差别,表现出质的差异。这些差异的发现为进一步开展该树种幼苗性别鉴定方面的研究奠定了理论与实践基础。     

校园植物信息的数字化采集与教学应用

校园植物作为重要的教学资源一直在植物学、园林植物、树木学等教学中广泛应用．但由于植物生长内在规律性的限制,使其很难与教学过程同步,而观察校园植物的蜡叶标本在使用上也有一些局限,对教学影响很大．因此,我们采集校园植物的信息并数字化处理加工,形成了教学网站资源,在教学中取得了很好的应用效果．     

桫椤的孢子繁殖

桫椤是我国国家一级保护植物。本文介绍用贵州产桫椤孢子进行人工繁殖的简便有效方法,简要地讨论了它不同于国内其它地区同一物种的某些生物学特性;为使这一珍贵物种繁衍昌盛,同时还提出相应之建议。     

武汉市水生植物资源调查及其应用现状

抽取武汉市几个典型的城市湿地,对其主要水生植物的种类、分布、应用进行了调查和分析。结果表明:武汉市水生植物种类主要为挺水植物、浮水植物(包括浮叶和漂浮)、沉水植物,就其植物种类而言,沉水植物最多,共有44种,挺水植物其次,共有41种,而浮水植物最少,只有25种。调查发现在武汉市水生植物应用中存在的主要问题是水生植物应用种类及范围不够、配置单调、管理缺乏、生态问题研究不够、设计人员认识不足等,针对这些问题提出了建议和对策。