蝴蝶翅表面的多级复合结构和疏水性

使用扫描电镜和视频光学接触角测量仪研究了22种蝴蝶翅表面的多级复合结构和疏水性。一级结构为微米级鳞片,鳞片密度为101~280个/mm2,长65~135μm,宽35~85μm,间距48~112μm。二级结构为鳞片表面的亚微米级纵肋和横向连接。三级结构为纵肋和横向连接上的纳米级突起。蝴蝶翅表面的蒸馏水接触角为138.2°~158.5°,属于天然疏水表面,这是翅表面化学组成与微观结构协同作用的结果。蝴蝶翅表面可为新型仿生自清洁材料的制备提供生物模板。     

八宝景天叶片表面润湿性测试与疏水机理分析

为探寻用于超疏水表面制备的仿生原型,测试了八宝景天(Hylotelephium erythrostictum)叶片表面对水滴的润湿性,采用扫描电镜和三维形貌干涉仪对叶片表面微形貌结构进行观测并提取特征参数,基于Wenzel方程和Cassie-Baxter方程构建模型用以分析叶片表面的疏水机理。结果表明:润湿性随叶片类型的不同而呈现差异,其中新鲜幼叶正、反表面的接触角分别为(147.25±3.79)°和(137.46±4.03)°,新鲜幼叶反面的接触角高达152.54°;叶片表面由排列连续致密且呈椭球形的凸包和交错排列成网状且形貌不规则但可辨别轮廓的蜡质晶体构成,不同类型叶片表面的凸包形貌呈现显著差异但蜡质晶体形貌未有明显区别;幼叶正、反表面的凸包具有相似的高度但分布密度和投影面积显著不同,蜡质晶体层的高度和面积比未有明显差异;微米级凸包和纳米级蜡质晶体的协同作用使叶片表面呈现疏水特性且蜡质晶体发挥关键作用。基于Cassie-Baxter方程构建的模型能够有效揭示叶片表面的疏水机理,并可为超疏水表面的仿生制备提供理论支持。     

脂肽类生物表面活性剂对细菌表面亲疏水性和粘附性的影响

地衣芽孢杆菌(B acillus lichen if orm is)NK-X3产生的脂肽类表面活性剂具有高表面活性,其临界胶束浓度(CM C)值为30 m g/L.采用接触角测量和烃粘附率实验研究低于CM C值的脂肽浓度对细胞表面亲疏水性和粘附性的影响.结果表明,脂肽具有改变细菌表面的疏水特性,使亲水性的NK-X3菌疏水性增强,疏水性的K 80-B菌疏水性减弱.脂肽改变细菌细胞表面的亲疏水性,从而改变细菌的粘附性.     

Hydrophobic stabilization in T4 lysozyme determined directly by multiple substitutions of Ile 3

Replacing the isoleucine at amino-acid position three of bacteriophage T4 lysozyme causes changes in the thermodynamic stability of the protein that are directly related to the hydrophobicity of the substituted residue. Structural analysis confirms that the hydrophobic stabilization is proportional to the reduction of the surface area accessible to solvent on folding.     

Static and dynamic characterization of droplets on hydrophobic surfaces

We report on our study of the static and dynamic wetting property of hydrophobic surfaces with micro-and dual micro/nano-scale structures.Simulations based on the lattice Boltzmann method showed that the apparent contact angle of water droplets on hy-drophobic surfaces with micro-scale structures increases as solid area decreases,whereas dual micro/nano-scale structures not only increase surface hydrophobicity but also greatly stabilize the Cassie state of droplets.Droplets falling on a superhydrophobic surface distort and,depending of free energy,sometimes bounced on the surface before finally adhering to the surface.These phenomena are in agreement with experimental observations.Simulated results also show that micro/nano-scale surface structures can increase droplet rebound height,which depends on static apparent contact angle.     

Hydrophobic mechanism and criterion of lotus-leaf-like micro-convex-concave surface

According to the principle that the contact angle of liquid droplet always increases on a limited liquid-solid interface,it is suggested that the integration of many small-size limited liquid-solid interfaces results in the increase of the hydrophobicity of lotus-leaf-like micro-convex-concave surfaces.Mathematical equations of the stability of liquid-droplets on the surface of lotus-leaf-like structure were established.The relationship between the theoretical critical-radius of the void of micro-convex-concave surface and the nature of the solid and the liquid was drawn.The three conditions of realizing hydrophobicity were described.The result of computation has shown that when the radius of the void of micro-concave-convex surface is less than the theoretical critical-radius r c,the droplets may always be in a stable state on the solid surface with the contact angle greater than 90°.Theminimum area of the liquid-solid interface and low surface energy of solids are important factors in realizing hydrophobicity.The effective work of adhesion W a ’ was proposed as a criterion for measuring the hydrophobic ability of the solid surface.     

气-液界面处疏水碳酸钙纳米颗粒的分布行为及其对传质过程影响的研究

在纳米碳酸钙原位改性、碳酸钙基润滑油清净剂制备等过程中,疏水碳酸钙纳米颗粒易富集在气-液界面处并对气-液传质过程造成影响。为揭示疏水碳酸钙纳米颗粒的分布行为,并量化其对传质过程的影响程度,提出利用探索界面处颗粒层流变行为的方法来确定疏水性碳酸钙纳米颗粒在气-液界面上的吸附量,并预测其对传质过程的影响。一方面,通过对界面处疏水碳酸钙颗粒层进行流变测量,量化不同疏水性颗粒加入条件下界面处的表面压力;另一方面,利用膜分散微反应器进行Ca（OH）₂溶液-CaCO₃疏水颗粒体系吸收CO₂的传质行为研究。研究结果表明,碳酸钙纳米颗粒的疏水性和颗粒表面浓度会直接影响颗粒的分布状态,进而改变界面处的表面压力,最终导致传质效率出现差异。当颗粒达到临界浓度、颗粒层呈现不可压缩的流变状态时,气-液传质系数会降低约一个数量级（从10^-3 m/s到10^-4 m/s）。此外,还进一步提出了气-液界面处表面压力与液相中碳酸钙纳米颗粒疏水性和表面浓度关系的计算式,进而确定了气-液体系原位合成改性碳酸钙纳米颗粒的适宜操作范围。     

基于稀疏表示分类算法的复合绝缘子憎水性检测方法

复合绝缘子表面憎水性的检测是判断其防污闪性能的主要手段之一.本文引入稀疏表示分类算法实现了对复合绝缘子憎水性图像的检测分类.运用最小一范数方法计算稀疏表示系数,通过计算最小残差图像来搜索与测试图像最匹配的训练样本图像,从而准确识别出检测试样的憎水性HC等级.该算法避开了一般模式识别算法中较复杂的特征提取环节,为复合绝缘子憎水性图像识别检测提供了新的思路.实验结果表明,该方法能有效地应用于复合绝缘子憎水性图像的分级.     

Possibility of using strain F9（Serratia marcescens） as a bio-collector for hematite flotation

In this study, we characterized strain F9 and evaluated the interaction between strain F9 and hematite by scanning electron microscopy（SEM）, Fourier transform infrared spectrophotometry（FTIR）, zeta potential, flotation, and other methods. The results showed that strain F9 belongs to Serratia marcescens. This brevibacterium had CH2, CH3, and hydroxyl groups on its cell wall, which imparted a strong hydrophobic and negative charge. Adsorption of strain F9 reduced the zeta potential of the hematite surface and increased the hydrophobicity of the hematite surface, thereby generating hydrophobic hematite agglomerates. At least four groups on strain F9 interacted with the hematite surface, which contributed to chemical interactions of carboxylic groups and hydrophobic association among hydrophobic hematite particles. The possible use of strain F9 as a bio-collector for hematite flotation was proved.     

甜玉米L-11与糯玉米L-70的染色体核型分析

采用常规根尖压片法对甜玉米和糯玉米的染色体标本做核型分析.结果表明: 甜玉米（L-11株系）和糯玉米（L-70株系）的染色体数均为2n＝20,两者均为二倍体.甜玉米核型公式为2n＝2x＝20＝2M﹢12m﹢6sm(2Sat),染色体相对长度系数组成为2L﹢4M2﹢12M1﹢2S,按照Stebbins标准核型分类属于2B核型,不对称系数AS.K%＝59.66%.糯玉米核型公式为2n＝2x＝20＝2M﹢8m(2Sat)﹢10sm,染色体相对长度系数组成为2L﹢8M2﹢6M1﹢4S,分类属于2A核型,不对称系数AS.K%＝60.41%.说明甜玉米（L-11株系）的进化程度较高.     

功能绝缘材料加工工艺对电润湿显示器性能的影响

以通过蒸汽溶解法(Vapor redissolve method)代替高温回流法来恢复氟树脂层的疏水性能,使用氟碳溶剂(HFE7100)蒸汽溶解氟树脂层粗糙表面使其形成溶胶状态,加热蒸发溶剂后使表面恢复疏水性质.对溶解法溶解时间、干燥温度和干燥时间等条件进行了探究,对比了高温回流法和蒸汽溶解法对电润湿显示器产生的物理和光电的影响.蒸汽溶解法在不影响电润湿显示器其他功能的前提下,可以替代高温回流方法恢复氟树脂层的疏水功能并且工艺更简单.     

植物叶表的润湿性能与其表面微观形貌的关系

对疏水植物———稗草、狗尾草、虎尾草以及亲水植物———苘麻和菊芋叶表的扫描电镜(SEM)对比分析发现:植物表面微观形貌的特征对亲水与疏水性能具有重要作用.疏水性植物叶表普遍具有微观颗粒状突起单元,单元直径约为5μm;亲水性植物叶表形貌典型特征是具有分布密度均匀的200~400μm长的针状毛刺,依其刺破水膜导致水滴在叶表迅速铺展而形成亲水效果.     

电化学辅助制备锌基超疏水表面

采用电解浸泡的方法以锌为基底制备超疏水表面,利用扫描电子显微镜(SEM)、接触角测试仪对其进行形貌和疏水性的表征分析,并对制备过程中电解时间,电解液(豆蔻酸的乙醇溶液)浓度等条件的最优情况及材料的抗酸碱性进行研究.结果表明:电解液浓度为0.01mol/L,电解时间为60min条件下制备出接触角良好的锌基超疏水表面样品,且样品具有良好的抗酸碱性.     

二氧化硅气凝胶的性能受热过程的影响

成功地以水玻璃为硅源,经乙醇溶剂替换及六甲基二硅醚和盐酸的混合液对SiO₂湿凝胶表面基团改性后,常压干燥制备出低密度、高比表面积、超疏水、低热导率的高性能SiO₂气凝胶块体.SiO₂气凝胶在室温至400℃附近具有稳定的疏水性能,460℃附近气凝胶由疏水型完全转变成亲水型.重点研究了室温至400℃之间,SiO₂气凝胶的微观结构和物理性能受热处理过程的影响.SiO₂气凝胶即使经过400℃高温热处理后,仍能保持优异的疏水性能、较高的比表面积和较低的热导率等.     

一种实现纳米超微定位和超微加工的新方法

介绍了一种采用双单元扫描隧道显微镜实现纳米超微定位超微加工的新方法,双单元扫描隧道显微镜由两个Ｚ向同轴ＳＴＭ单元上下组合而成,分别作为样品测量加工单凶与参考定位单元,两者共用一个ＸＹ扫描器,参考定位单元以规则的晶格空间为参考,采用原子阵列伺服寻踪和针尖锁定剂到原子的技术,可以实现纳米级超微定位,与参考定位单元具有相同定位精度的样品测量加工单元采用电压脉冲法可以形成样品表面上的纳米级特征结构。     

紫外-荧光分光光度法联用测定熊果酸对胰脂肪酶的抑制作用

在pH 8.0的Tris-HCl缓冲体系中,应用紫外-荧光分光度法作为研究手段,结合酶抑制动力学,研究了熊果酸对胰脂肪酶的抑制作用、抑制类型和抑制动力学常数,并探讨了熊果酸对胰脂肪酶表面疏水性的影响。结果表明,熊果酸是一种的竞争型胰脂肪酶抑制剂(半抑制率IC50为1.87±0.05 mg/mL,抑制常数Ki为0.68±0.03 mg/mL),且失活动力学时间进程能够证明熊果酸能很快的与胰脂肪酶发生作用并迅速的降低酶的活性;荧光光谱分析显示木犀草素能显著增强酪氨酸酶的表面疏水性,使胰脂肪酶活性位点的内部疏水性区域暴露出来,诱发了胰脂肪酶的解折叠,最终导致胰脂肪酶活性的降低。     

复杂“星形”表面活性聚合物自组装行为的耗散粒子动力学模拟

表面活性聚合物因其改变溶液表面张力的功能,广泛应用于医疗以及化工领域.在溶液中表面活性聚合物自组装形成胶束形态决定溶液的流变性,影响自组装结构形成的因素是其研究的热点.采用耗散粒子动力学模拟方法,考察了多臂“星形”表面活性聚合物的自组装结构,通过改变表面活性聚合物链的亲疏水性,亲水基团和疏水基团的种类以及表面活性聚合物结构探索了各因素对“星形”表面活性聚合物自组装行为的影响.结果表明:“星形”表面活性聚合物能够自组装形成球形、层状、柱状/管状及囊泡胶束,溶剂条件、疏水链长度及亲疏水基团种类对胶束形态作用显著,囊泡变形规律受次级拓扑结构作用明显.     

活性炭疏水改性及其在高湿环境下对气态碘的吸附性能研究

为了提高活性炭在高湿地区对气态碘的吸附性能,采用十三氟辛基三乙氧基硅烷为疏水改性剂,椰壳活性炭为载体,对活性炭进行疏水改性。首先利用接触角分析仪、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、比表面积分析、能谱分析(energy dispersive spectroscopy,EDS)等手段表征其结构和疏水性能。然后通过气态碘的吸附实验探究改性活性炭在高湿环境下对气态碘的吸附性能,同时考察了温度、速度对其吸附性能的影响规律。表征结果表面,改性处理后的活性炭对水的静态接触角为152°疏水性良好,扫描电子显微镜、能谱分析均证实活性炭表面覆盖了疏水薄膜且疏水改性对活性炭的孔隙结构影响小。实验结果表明,改性后的活性炭具有良好的选择吸附性。环境湿度的增加对活性炭吸附性能影响较小,随湿度增加活性炭对气态碘的吸附量仅下降了20.02%,而改性前的活性炭吸附量下降了78.26%,改性前后最大吸附系数差值为99.94 mg/g。气流温度、速度和压力对吸附性能产生一定影响,过高的温度和速度会使活性炭的吸附能力下降,压力的增加会使活性炭的吸附能力上升。     

好氧颗粒污泥中胞外聚合物作用机理的探讨

结合国内外对胞外聚合物和好氧颗粒污泥技术的最新研究进展,探讨胞外聚合物主要成分蛋白质和多糖对好氧颗粒污泥形成、结构及稳定性的作用机理。蛋白质能增加污泥表面相对疏水性和降低污泥表面电负性,而多糖则起到架桥作用,EPS主要成分变化所引起的疏水反应、离子反应、正负电荷中和反应、架桥作用以及静电反应共同作用于好氧颗粒污泥中。同时分析了剪切力、有机负荷、接种污泥、基质类型、好氧饥饿期等培养条件对胞外聚合物的影响。     

Transmission electron microscopy and atomic force microscopy characterization of nickel deposition on bacterial cells

Recently bacterial cells have become attractive biological templates for the fabrication of metal nano- structures or nanomaterials due to their inherent small size, various standard geometrical shapes and abundant source. In this paper, nickel-coated bacterial cells (gram-negative bacteria of Escherichia coli) were fabricated via electroless chemical plating. Atomic force microscopy (AFM) and transmission electron microscopy (TEM) characterization results reveal evident morphological difference between bacterial cells before and after deposition with nickel. The bare cells with smooth surface presented transverse outspreading effect at mica surface. Great changes took place in surface roughness for those bacterial cells after metallization. A large number of nickel nanoparticles were observed to be equably distributed at bacterial surface after activation and subsequent metallization. Furthermore, ultra thin section analytic results validated the presence and uniformity of thin nickel coating at bacte- rial surface after metallization.