超微量水的氧同位素测定——毛细管CO_2-H_2O常温平衡法

1982年我们首次在国内建立了用铂丝催化在1300℃高温下CO_2-H_2O平衡测定微升量级水的方法。实践证明该法对微升量级包裹体水的氧、氢同位素连续分析具有特殊的适用价值。但是此方法的最小水量只能在2μl以上。而当今某些气液包裹体的样量以及环境和生物体中有些样品(如土壤、植物纤维素等)往往含水量极少,有的甚至仅含有小于微升量级的     

人类摆脱摩擦困扰的新技术——超滑技术*

随着工业迅速发展,能源消耗的大幅增长与资源匮乏之间的矛盾日趋严重,因此,提高能源利用效率就显得非常重要。摩擦是消耗能源的重要途径之一,而超滑技术的出现能够大大提高运动系统的能源利用效率。超滑作为摩擦学的一个新领域,通常指两个物体表面之间的滑动摩擦系数在0.001量级或者更小的润滑状态。自从20世纪90 年代初提出超滑概念,它就吸引了摩擦学界、机械学界、物理学界和化学界研究者的广泛关注。他们一方面从理论上研究超滑的产生机理,另一方面从实验上探索超滑材料的特性。在过去的20年里,关于超滑的研究已经取得了很大的进展。本文将介绍国内外超滑技术的最新研究进展,并对未来超滑技术的应用进行展望。     

超滑与摩擦起源的探索

摩擦消耗掉全世界约1/3的一次能源,磨损致使大约80%的机器零部件失效,每年因摩擦、磨损造成的经济损失约占国内生产总值(gross domestic product, GDP)的2%～7%.对于中国这样的制造大国,摩擦、磨损造成的损失占比较高.仅以5%计算, 2019年我国因摩擦、磨损造成的损失就可能达4.95万亿元.因此,如何减少摩擦、降低磨损是大家广为关注的问题,也是影响人类社会走向绿色、环保、有效利用资源和能源的关键因素之一.探索摩擦起源,实现超滑状态成为摩擦学研究的重大使命.超滑就是将摩擦系数呈数个数量级的降低,同时伴随磨损率呈数量级下降的一种新技术.本文重点介绍了我们课题组近期在超滑和微观摩擦能量耗散机制方面的研究进展,同时也对国内外相关研究进行了简要评述.     

一种新型有机硅膜对有机液体/水混合物的渗透蒸发

聚二甲基硅氧烷_梯形苯基倍半硅氧烷共聚物作为一种新型膜材料具有成膜性好、强度高和溶涨度低的性质 ,该膜用于有机液体 /水混合物的渗透蒸发分离表现为有机液优先透过特性 .考察了不同浓度乙醇水溶液通过膜的渗透蒸发过程 ,发现该膜对低醇浓度水溶液分离具有较高的分离系数 ,乙醇通量随进料液浓度增加而增加 ,水通量基本不变 ,在室温至 70℃范围内膜的分离性能稳定 .比较了甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃水溶液的渗透蒸发行为 ,发现透过通量和分离系数的大小依次为THF >丙酮 >异丙醇 >乙醇 >甲醇 ,其排列顺序取决于各有机物的溶解度参数与有机硅橡胶溶解度参数的相近程度 ,而与透过分子的大小无关     

基于从头计算的丙氨酸、缬氨酸两性离子和水分子的相互作用势

用理论方法研究生物分子的水溶液时,常要用到水和生物分子的相互作用势。在水和氨基酸的相互作用势方面,关于中性氨基酸的研究目前已有很多,而关于氨基酸两性离子的研究却相对很少。事实上,在水溶液中氨基酸主要以两性离子的形式存在。因此,构造更多的水和氨基酸两性离子的相互作用势是很有意义的。近年来,我们已在这方面做了些工作,先后构造了水和丙氨酸两性离子及缬氨酸两性离子的相互作用势。本文的目的是构造一个同时适合这两种情况的相互作用势,以期提高势函数的普适性。     

超薄/超小水滑石的新进展

水滑石作为一大类阴离子插层材料,由于其独特的可调控特性,在光催化、电催化、生物传感、医药等众多领域应用广泛.随着纳米技术的发展,水滑石基多功能材料已经引起了学术界以及产业界的高度重视.调控水滑石形貌(如晶粒尺寸、层板厚度等)得到的超薄/超小水滑石层状材料显示了区别于块体材料的独特性能.本文从合成方法、表征手段、应用性能3个不同角度讨论了水滑石的晶粒尺寸和层板厚度的精准调控对其性能的影响,为后续设计高性能水滑石基催化材料提供思路.     

甲烷在超快激光脉冲中的中性解离

在场强为10^13~14 W/cm²的飞秒激光的作用下, 甲烷分子能解离成中性碎片. 提出一种机理解释这个新现象, 即甲烷分子首先被多光子激发到超激发态, 后者再解离成中性碎片. 采用准二原子模型, 用Morse势能曲线来描述超激发态甲烷分子, 并且在这些势能曲线上, 使用准经典轨线的方法研究了超激发态分子的解离动力学, 从而解释了在超快激光脉冲中甲烷分子的中性解离过程.     

瞬态水凝胶的研究进展

生命体通过生物化学燃料驱动的分子瞬态组装与解组装来控制重要的细胞功能,例如细胞内肌动蛋白的可逆形成等.受此启发,科学家将非平衡过程引入水凝胶体系中,获得了智能胶体材料-瞬态水凝胶.瞬态水凝胶是人工设计的非平衡态胶体分散体系,由于体系内部的化学反应可自发地转化为溶胶.目前该领域研究的重点主要集中在瞬态凝胶体系的拓展以及空...     

FT-IR及MAS NMR法研究富硅超稳八面沸石的酸性

用(NH_4)_2SiF_6处理Y沸石所得富硅八面沸石是80年代后期开发的新一代裂化催化剂的活性组分。近几年来对其理论研究颇为重视。其裂解活性和高选择性的关键问题是与Al原子所处的微观环境有关的羟基排布及其酸强度。Beyerlein,Carvajal等认为Si(OAl)的存在对于达到强酸性是必要条件,但适量的非骨架Al的存在,B酸L酸的协同催     

划蝽后翅翅面的超疏水性

以生活在水中的昆虫划蝽为研究对象,发现在划蝽的腹部、背部及后翅面存在疏水、超疏水性,水滴在其后翅面的接触角达到159°,滚动角约为8°.结果显示,其腹部、背部及后翅面微纳米级阶层结构的存在是其形成疏水、超疏水性的关键因素,疏水、超疏水性能使其能在水中自由升降、正常呼吸或者当环境不利时飞离水面.用Cassie理论对其超疏水性机理进行了探讨与分析.     

超冷原子费米气体研究预言了新奇的无能隙拓扑超流态

<正>澳大利亚斯威本科技大学的刘夏姬理论小组和清华大学物理系的龙桂鲁研究小组、中国科学院理论物理研究所易俗研究小组一起合作,在自旋轨道耦合的超冷原子费米气体中预言了一种新奇的无能隙拓扑超流态,并探讨了该状态在有限温度下的可探测性和有杂质存在时的稳定性.这一新物质相具有空间不均匀的序参量.在动量空间中,     

网络的超搜索

每天万维网(World Wide Web)都要大约新增一百万电子网页,使现在已在网上的数亿网页的阵容日益庞大。这些多得令人头晕目眩的信息是通过10亿多个加注解的连接(称为超连接)松散地保持在一起的。成百万上千万的人几乎是一眨眼就能从他们的家里与办公室获得地球上很大一部分人(并且其数量还在不断增长)的创造性成果,这还是有史以来的第一次。     

一种由其离子液体制备的新型纤维素水凝胶

纤维素能很好地溶解在AMIMCl这种离子液体中. 将溶解后的纤维素AMIMCl离子液体溶液与水交换后可得到一种透明的纤维素水凝胶(图1). 傅里叶变换红外光谱、元素分析等测试表明, 这种纤维素水凝胶中只含有再生纤维素和水, 而无其他成分. 利用紫外-可见光光度计测量了浓度为15和25 mg/mL的水凝胶在350~700 nm波长范围内的透光率, 两种浓度水凝胶的透光率差别不大, 2 mm厚的水凝胶的透光率在650 nm波长处可达到80%. 本文利用压缩强度来衡量凝胶的力学性能, 分别测试了10, 15, 20 和30 mg/mL纤维素水凝胶的压缩强度, 发现水凝胶的压缩强度随着凝胶的浓度增加而升高, 其中30 mg/mL 的水凝胶在形变为52.5%时其压缩强度可达到0.6 MPa. 本文还研究了凝胶的耐腐蚀性能和耐热性能, 发现纤维素水凝胶有着优异的耐腐蚀性和较好的耐热性. 纤维素水凝胶在腐蚀性溶液中浸泡3 d后, 其压缩强度与未处理的凝胶相比几乎无变化; 经沸水煮过的纤维素水凝胶形状未发生变化, 只是力学强度有一定的损失. 水凝胶经冷冻干燥去除水分后, 用扫描电子显微镜(SEM)观察了干态凝胶的表面和断面形貌. 水凝胶的表面和断面结构差别很大, 水凝胶的表面结构比内部结构致密得多, 凝胶表面由尺寸为20~60 nm的孔组成. 这种价格低廉、无毒、各项物理性能良好的透明纤维素水凝胶有望用于生物组织材料以及纳米级过滤材料.     

水氧化催化剂的研究进展

通过光解水获取清洁能源氢气是缓解人类能源紧缺的重要途径,而水的氧化作为该反应的瓶颈限制着光解水的实现.科研工作者致力于该领域的研究并取得了一定的进展.本文结合水氧化催化剂的研究进展,从金属中心和配体的选择、空间结构的影响和自组装的优势等4个方面介绍了水氧化催化剂的研究进展.     

超塑性拉伸失稳的研究

1 引言超塑性变形很重要的一个特点即在较大的延伸率下也不产生宏观颈缩或宏观颈缩扩展十分缓慢,即不易产生塑性失稳.影响塑性失稳的主要参数有应变速率敏感性指数 m 和应变硬化指数 n.目前有关超塑性失稳方面的研究颇多,Hart,Duncombe,Ghosh 等人皆考虑了颈缩的产生与扩展,但颈缩的开始点则是他们争论的焦点,进而得到有关塑性失稳的不同判据.虽然国内外学者对超塑性失稳问题进行了大量的研究工作,但是他们只是对某些特殊材料进行实验,利用一系列的 m,n 试验值对超塑拉伸时的颈缩进行研究.为此本文对表征     

Sasaki流形的拟脐超曲面

设(?)是结构张量组为(F_A~B,G_(AB),F~A)的Sasaki流形,M~(2n)是等距浸入在(?)中的超曲面.(?)的结构张量组在M~(2n)上的诱导结构为(f_a~b,g_(ab),u~a,v~a,λ),N~A为M~(2n)在(?)中的单位法向量,其中λ是(?)中的结构向量F与M~(2n)的法向量N的夹角的余弦,即λ=cos.设M~(2n)为基本元为v~a的拟脐超曲面,即它的第二基本形式满足:h_(ab)=pg_(ab)+qv_av_b,若q=0,则M~(2n)是全脐的,特别若再有p=const.≠0,则称为特征全脐超曲面;若p=0,则M~(2n)是柱形的;若p=q=0,则M~(2n)是全侧地的.     

机载对空微波辐射计及云液态水含量的测量

介绍作者研制的单波段(9.5 mm)单天线机载对空微波辐射计, 相应的反演方法及其测量云中液态水和过冷水含量的初步结果. 野外飞行实验表明, 该仪器能够灵敏地测量云中液态水和过冷水含量及其变化, 所得数值合理, 并与地面雷达回波强度变化有较好的对应关系. 表明仪器的技术设计和反演方法是可行的, 具有实用价值, 填补了我国该领域的空白.