H2O2-KSCN-CuSO4-NaOH非线性反应在封闭体系中的新现象

近几年来,在无卤液相反应体系中开展非线性化学反应设计、机理和复杂现象研究方面的工作逐渐增加,Jensen振荡反应、O_2-S~(2-)-SO_3~(2-)-亚甲蓝振荡反应引发人们对无卤非线性反应体系的兴趣,后来设计的其中一个无卤振荡体系过氧化氢-硫氰酸盐-硫酸铜反应在封闭体系和开放体系皆可产生双稳态和振荡现象,Epstein等根据当时的实验现象推测反应机理,其中包括30步反应和26个中间体,但无法满意解释和说明一些CSTR现象、发光现象以及振荡波形,而且机理中的自催化剂是否存在尚未确证,因此进行公认的机理研究和模型提取遇到非常麻烦的困难.我们对此体系进一步实验研究,发现pH振荡和复杂振荡等现象,此结果对于反应机理和此反应复杂非线性的研究具有重要的意义.1 实验部分所有反应在恒温充分磁搅拌的反应器中进行,以217型甘汞电极(或硫酸亚汞电极)为参比电极通过213型铂电极、231型pH电极(皆为上海电光器件厂产)测量溶液电位、pH的变化,并分别通过PC板(精度0.1mV)储存在IBM计算机中或用XWT-204记录仪记录,反应液总体积30mL,在反应器中各反应液加入顺序为:水、硫氰化钾、氢氧化钠、过氧化氢、硫酸铜.     

切向流动作用下定向凝固界面形貌周期性振荡研究

实时观察研究了切向流动作用下, 丁二腈(SCN)-2%(质量分数)H2O合金熔体固液界面形貌随抽拉速度的变化规律. 当抽拉速度较低时, 切向流动作用能够提高平界面的稳定性. 在中等抽拉速度区域内, 液固界面形态并非稳态, 而是随着抽拉速度的提高, 分别经历了“平界面-胞状界面”和“胞状界面-枝晶界面”两种周期性振荡过程. 分析表明, 振荡生长模式的形成主要有以下两个原因: (ⅰ) 流场对于界面的稳定作用与抽拉速度对界面的不稳定作用之间存在相互竞争, 这是振荡界面产生的驱动力; (ⅱ) 稳态溶质扩散场的建立需要一定的弛豫时间, 这促使界面形态总是以平衡位置为中心振荡生长, 而不能保持稳态生长. 随着抽拉速度的提高, 其对界面形貌的控制逐渐趋于主导地位, 界面发展成为稳态的枝晶生长.     

固态合金中的非线性振荡现象观察

以大量原位照片证实了在固态合金中在常温常压下存在着一种天然的非天线性振荡现象,这种振荡现象在微区显示出类液的流动特性：流动性、流动性,无定形性,时突变化此起彼伏,伴随有晶格的旋转,晶本的膨胀,收缩和具有正点阵物征的晶体的迁移。     

导电PEDOT热电材料发展简史

热电材料能够直接实现热能与电能的相互转换,是重要的新型环保能源转换材料之一.无机半导体材料是当前性能最好的热电材料,然而由于资源、性能及价格的局限而难以实现大规模工业化应用.因此,发展新型高性能热电材料已成为当前重要研究领域.导电高分子(CPs)作为一种潜在的热电材料,其研究已有三十余年,然而在2000年之前,因其性能不佳而未引起高度关注.2008年,聚3,4-二氧乙撑噻吩(PEDOT)热电优值(ZT)首次被报道超过10~(-3),为发展高性能有机热电材料带来新的曙光.此后,大量新技术和方法应用于PEDOT热电性能的改善和提高.近十年来,PEDOT的ZT值迅速从10~(-4)提高到10~(-1),使PEDOT成为最有希望的有机热电材料之一.尽管PEDOT热电材料离实际工业化应用仍有较大差距(ZT1),但依然是未来有机热电材料中可能获得重大突破的p型有机热电材料.本文简要归纳了导电PEDOT作为热电材料的优势、发展历程、性能改善的方法及其未来发展趋势.     

有限通道内蒸汽射流凝结压力振荡强度特性

蒸汽喷射器是一种汽液直接接触换热设备,具有体积紧凑、换热强度大等优点,在现代工业中有着很好的应用前景.但是,由于其混合腔内汽相与液相直接接触凝结过程的不稳定性,会造成装置运行时产生较大的噪音和振动,不仅形成环境污染且危害设备安全,限制了该装置的进一步推广.本文针对有限通道内蒸汽射流凝结所引起的压力振荡特性进行实验研究,揭示噪音与振动产生的机理,为蒸汽喷射器的设计与运行提供实验指导.实验获得了进汽质量流率150~600 kg/m~2 s、进水质量流率6×10~3~18×10~3 kg/m`2 s、进水温度15~40℃下通道内的动态压力信号,同时采用高速摄像机捕捉汽液相界面的行为和凝结流型.结果表明:根据汽液相界面的行为特征可以将流型分为两大类——不稳定流型和稳定流型.对通道内动态压力的振荡强度特性进行研究,发现随着进水质量流率增加,压力振荡强度在稳定流型区变化不大,但是在进入不稳定流型区以后迅速增大;随着蒸汽质量流率增加,振荡强度在不稳定流型区内逐渐增加,进入稳定流型区后迅速降低,然后在稳定流型区内再次增加;随着过冷水温度的升高,振荡强度在整个流型区域内缓慢增加.     

关于浙江沿岸上升流的研究

众所周知,海洋中的垂直流动是普遍存在的。尽管这种流动速度仅为10~(-5)厘米/秒至10~(-2)厘米/秒,是相当小的,但它在整个海洋的总环流中是一个不可缺少的组成部分,特别重要的是,它能引起下层水和上层水的交换,从而对海洋生物资源和气候产生非常明显的影响。其中垂直向上的流动一般称为上升流。据文献报道,海洋中的沿岸上升流,尽管就其面积而言,仅占世界     

“天宫二号”空间实验室开展十余项科学实验和项目

<正>2016年9月15日,中秋月圆夜,"天宫二号"成功发射。作为中国第一个真正意义上的太空实验室,"天宫二号"搭载了用于捕捉伽马射线暴的"天极"望远镜、有望实现10~(-16)量级的超离精度的"空间冷原子钟"、观海探气样样精通的宽波段成像光谱仪等十余项高精尖科学装备,并将开展"空间冷原子钟"实验、液桥热毛细对流实验、高等植物空间培养实     

地下宇宙线的观测和研究

一、地下宇宙线的特点近一、二十年来,虽然高能加速器有了很大的发展,但是,宇宙线的观测和研究仍然受到广泛的重视。在高能物理方面,加速器迄今达到的能量(10~(11)～10~(12)eV)仍远远低于宇宙线中已观测到的超高能粒子的能量(10~(20)～10~(21)eV);在空间物理和天体物理方面,宇宙线的研究则具有不可能为加速器所替代的特点。宇宙线的穿透能力和到达情况是多种多样的。例如:γ射线容易被大气强烈吸收,而中微子则能穿透     

粒介质在类固-液相变过程中的时空参数特性

颗粒介质的类固-液相变过程除受材料性质影响外, 还与其运动速率和密集度有密切关系, 而接触时间数和配位数是表征该相变过程中颗粒间相互作用的重要时间和空间参量. 本文采用三维离散元方法对不同切变速率和密集度下颗粒介质的动力学行为进行了数值模拟, 确定了颗粒材料在类固-液相变过程中接触时间数和配位数的参数特性和演化过程, 并结合宏观应力的分布特性, 进一步确定了颗粒介质在液态和固态相互转化中的动力学机理, 讨论了颗粒介质在由快速流动向慢速、准静态转化的相变过程. 通过对颗粒单元相互作用的细观数值模拟, 获取了颗粒介质在宏观上的动力学行为, 为研究其在不同相态下的本构模型提供了依据.     

刺激调制下的低频自发振荡信号时空分析

利用光学功能成像技术研究了刺激条件下SD大鼠体感区低频自发振荡信号的时空规律, 发现了左、右脑体感区的低频振荡信号在刺激后具有幅度增强、相位发生改变、趋于同步的现象, 并据此讨论了低频自发振荡的产生机理, 认为细小动脉的舒缩对绿光((546±10) nm)下皮层中的自发振荡贡献很大. 此外, 还研究了动脉、静脉与皮层三处的低频振荡信号的相对相位关系, 发现红光((605±10) nm)下静脉和皮层的低频振荡信号有明显的相位差别, 皮层领先静脉0.6~1.0 s; 绿光下, 动脉、静脉和皮层三处的相位差别不明显, 三者基本同步. 分析认为, 绿光下在血管处采集的振荡信号与皮层处采集的振荡信号的形成机理可能不同.     

南半球环流变化对西太平洋副高东西振荡的影响

研究了南半球环流变化对西太平洋副热带高压(副高)季节内东西振荡的影响, 发现马斯克林高压(马高)的低频振荡可引起澳大利亚高压(澳高)及越赤道气流的振荡, 并通过平流过程进一步影响到副高. 马高增强后, 副高增强西伸, 而澳高增强后, 副高减弱东退, 从而造成副高的东西振荡. 此外, 马高和澳高的变化超前于副高10~25天, 这对于副高和相关的梅雨预报有重要的应用价值.     

磷酸钙晶体成核的诱导时间研究

结晶成核作为一种自然现象,早已为人们观察和研究。Volmer和Weber基于Gibbs关于母相、新相和表面相平衡的概念,建立了最初的经典成核理论。长期以来,这一理论一直是人们借以分析结晶现象,研究核化过程的理论依据。近年来高技术的发展促进了成核理论和实验研究的复苏。因结晶是重要的分离和提纯手段,且成核过程可提供溶质输运、界面扩散、表面张力振荡等信息,因而它是发展生物结晶和空间生物技术,开展空间材料科学和微重     

新型粉末材料——超微粉末

超微粉末是超微粒子的总称。超微粒子统指粒径为万分之一毫米到百万分之一毫米(10~(-4)～10~(-6)毫米)的细微粒子.粒子的粒径大于10~(-4)毫米的粉末通常叫做微粉。对于超微粒子来说,人的肉眼和性能最优的光学显微镜已不能分辨。这是因为,肉眼的最小分辨范围为0.1到0.2毫米,性能最优的光学显微镜最高分辨率为2000埃(1埃等于10~(-7)毫米).超微粉末只有在电子显微镜下才能显现原形.经过近廿年来的研究与摸索,对超微粉末的性能与应用方法有了初步了解,期望它在不久的将来有可能成为种类繁多的粉末材料的生力军。     

扫描质子探针与中子活化分析在低品位铂矿赋存状态研究中的应用

低品位铂矿(Pt<1×10~(-6))是铂赋存状态研究的一大难点.其主要原因是样品中铂含量低,铂矿物颗粒常又细微,使得光学显微镜和电子探针等常规观察和检测手段无能为力,严重影响了对这类铂矿床的研究和开发工作.扫描质子探针(SPM)和中子活化分析(NAA)是铂矿研究的有力工具.特别是新近发展起来的SPM,具有10~(-6)级的检出能力和微米级的空间分辨率,是铂的微区微量分析的有效手     

模拟掺杂聚乙炔的量子化学研究

掺杂聚乙炔是一种很有前途的新型一维高分子导电材料,纯聚乙炔膜的电导率为～10~(-9)Ω~(-1)cm~(-1),当掺杂电子给予体(如Li)或电子接受体(如I_2)而成为掺杂聚乙炔时,电导率可增加到～10~3Ω~(-1)cm~(-1[1])。     

本期专题简介

正微流控技术是一种利用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为10~(-9)~10~(-18)L)系统的技术,涉及到工程学、物理学、化学、微加工和生物工程等领域。目前,微流控技术在众多领域具有巨大的发展潜力和广泛的应用前景。本期刊载的"微流控与材料"专题介绍了功能软物质材料及其在微流控领域的应用、基于微流控技术的高通量材料研究以及基于微流控液滴技术的载药缓释微球研究进展。     

振荡构造及其地质意义

振荡构造是浅表地质体在冲击作用或冲击波作用下产生振荡,而在岩石矿物中形成的变形构造,是瞬间超高压(5—10GPa)作用的产物,具有高应变速率(super high strain rate,>10~2s~(-1)).振荡构造分布不广,与区域构造应力场不匹配,但对其研究,不仅具有地质意义,而且具有天文意义.冲击造成的地壳振荡有可能是导致冈瓦纳解体的直接作用.一般来讲,目前技术尚不能捕捉地质体在波的作用下留下的信息,但在强烈冲击波的作用点,在地质体     

大洋经向翻转环流的多空间尺度变率

利用全球海气耦合模式的模拟结果, 指出大洋经向翻转环流(MOC)存在多空间尺度的变率模态, 它或是表现为全海盆尺度的振荡, 翻转环流在整个大西洋经向海盆范围内发生协调一致的强度变化, 跨赤道流动强; 或是表现为局地尺度的MOC振荡, 主要限于北大西洋的局部, 跨赤道流动较弱. 此前研究多强调MOC多平衡态转换的古气候意义, 结果提醒我们, 即使在年际到年代际尺度上, 也应关注MOC变化的空间特征, 不同空间尺度上的MOC变化的气候意义不同, 简单地利用北大西洋范围内经向输送的最大值不能合理反映MOC变化的空间特征.     

激光引起金属靶层裂的实验研究

激光引起金属靶的层裂,目前国外只有少量文献有报道,并主要集中在铝、铜材料。由于脉冲强激光能产生10~7s~(-1)以上的超高应变率,它为在实验室内研究这样极端条件下的材料的断裂行为和机理,提供了几乎唯一的加载手段。本文简要报道我们在中国科技大学“华光”10~(10)W钕玻璃激光器上所做的铝和铁靶层裂实验的初步结果。这是我国首次利用强激光装置实现金属层裂的尝试,为强激光破坏效应的研究提供了现实的前景。     

利用红外热像研究不同浓度腐蚀液中GaAs的反应启动时长

提出了一种测定材料湿法刻蚀启动时长的红外热成像新方法. 该方法的实质是利用反应启动时必然有化学热吸收或释放, 从而引起材料表面液膜温度变化这一特点, 通过红外热成像实时监测系统, 采集液膜温度变化过程的红外热像, 从而判断反应启动时长. 实验发现, 2 mm宽线形液膜是较为理想的监测对象, 因其同时具备温度变化信息和空间分布信息, 可以将线形液膜中心作为理想的观测特征点; 由滑动液滴形成残留线形液膜可以得到超浅液膜, 温度变化灵敏度高, GaAs竖直放置, 可以避免液膜重力对启动时长的影响, 获得更为准确的监测数据. 在本实验条件下, 由线形液膜的横向剖面灰度变化得到GaAs材料与H2SO4:H2O2:H2O(= 5:1:50和15:3:50)腐蚀液的反应启动时长分别约为0.2 s和0.3~0.4 s之间. 该方法的提出, 对于快速刻蚀技术以及固-液吸附等性能研究均具有重要价值.