微流体数字化的科学与技术问题(Ⅱ):物质数字化及物质能量信息统一数字化概念研究

定义的物质数字化是物质自身或相互间的数字化,物质能量信息统一数字化是这三者作为统一体组成部分而协调地各自传输与相互转化的数字化,把数字化界说为微传输与微转化在时间上是节拍化、物理量取值是规整化且该节拍和规整是脉冲序列可控的。阐述了在几何、物理、化学、生物诸方面物质微转化的内容和用途;分析了电效应与流体、化学、生物效应在所述两个数宇化中的互补作用;指出了现有信息数字化和我们的微流体数字化技术为实现两个数字化提供的基础和开辟的道路:指出基础力学体系对微米、纳米系统规模应用的指导意义,认为代表尺寸递减时系统历经3个层次,建议把牛顿力学、量子力学单独指导的第一、第三层次作为现阶段规模应用重点。     

不同功能化基团修饰的硅纳米颗粒与人皮肤角质形成细胞系(HaCaT)的生物效应

系统地研究了纯硅纳米颗粒(SiNP)、磷酸化硅纳米颗粒(PO4NP)和氨基化硅纳米颗粒(NH2NP)与人皮肤角质形成细胞系(HaCaT)的生物效应. 考查了3种不同功能化基团修饰的硅纳米颗粒对HaCaT细胞的细胞黏附效率、细胞增殖及细胞周期的影响, 以及HaCaT细胞对SiNP, PO₄NP和NH₂NP的吞噬情况. 结果表明: SiNP, PO₄NP以及NH₂NP 3种颗粒对HaCaT细胞的影响均存在浓度依赖关系, 当3种不同功能化基团修饰的硅纳米颗粒在细胞培养液中的终浓度低于0.2 μg/μL时, 与HaCaT细胞具有良好的生物相容性, 但是随着纳米颗粒在细胞培养液中终浓度的增大, PO₄NP, SiNP和NH₂NP对HaCaT细胞的影响也逐渐增大, 其中PO₄NP所产生的影响随浓度增大的趋势最慢, SiNP次之, NH₂NP最快; 同时, HaCaT细胞对纳米颗粒的吞噬量和吞噬速度也因其表面修饰的不同而存在差异, 在同样的作用浓度和作用时间下, NH₂NP进入到细胞的量最多、速度最快, SiNP次之, PO₄NP则最少、最慢. 这些研究结果的获得为指导硅纳米颗粒在生物医学研究中的安全应用以及硅纳米颗粒的后续修饰提供了理论依据, 有利于进一步拓展硅纳米颗粒在生物医学领域中的应用.     

低温MOCVD法制备铜纳米棒

选用乙酰丙酮铜Cu(acac)₂为前驱物, 氢气为反应气, 采用低温有机金属化学气相沉积法(MOCVD)在介孔基质SBA-15中合成出了铜纳米棒. 该反应过程中, 氢气起了重要作用, 一方面氢将金属有机物的配位还原, 从而使其更容易扩散进入SBA-15孔内部, 同时氢也将二价铜离子还原为金属铜, 从而得到铜棒. 这种铜纳米结构由于具有独特的光学、磁学及电学特性, 因而在半导体研究领域中有潜在的重要应用价值. 另外, 研究还发现基质SBA-15的表面特性对于合成该铜纳米结构有重要影响, 将一层碳覆盖于基质表面后, SBA-15由亲水表面变为憎水表面, 更加有利于有机铜的吸附和铜离子在其内表面的沉积. 该合成方法简单, 反应只需较低的反应温度(400℃)和真空度(2 kPa), 实现了温和条件下制备铜纳米棒状材料.     

温室气体浓度增加情景下全球海洋变化主要特征分析

在最新的温室气体排放情景下, 利用基于德国Max-Planck气象研究所为政府间气候变化委员会(The Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)第四次评估报告而最新发展的气候模式(ECHAM5/MPI-OM1), 对三种不同的温室气体排放假设(B1, A1B, A2)进行了数值模拟. 在此基础上, 着重就全球海洋表层温盐结构、温盐环流和北极海冰的变化对模拟结果进行了深入分析. 研究揭示, 到21世纪末, 在三种CO2排放情景下全球平均海表温度分别上升2.5℃, 3.5℃, 4.0℃, 尤以北极地区升温最为显著, 达10.0℃以上; 全球海洋表面淡水通量变化的最大负值区位于副热带地区, 热带东太平洋降雨显著增加. 温盐环流(THC)在所研究的三种排放情景下均减弱, 减弱量值分别达20%, 25%和25.1%, 北半球海冰覆盖面积在A1B情况下减少达50%左右.     

基于氧化锌原胞的晶格优化方法研究

以氧化锌原胞的晶格优化为例,比较VASP计算程序包中2种晶格优化方法的差异:一种是状态方程拟合法,先设置参数ISIF = 2,保持晶格体积不变,优化离子位置,对体积进行缩放计算得到能量与体积之间的关系图(E-V关系图),然后通过Brich-Murnaphan状态方程(BM状态方程)拟合E-V图得到平衡体积,最后通过平衡...     

一种新的二次利用光的染料敏化太阳电池改进结构

介绍了一种新的可二次利用太阳光的染料敏化纳米晶太阳电池改进结构. 典型的三明治式染料敏化太阳电池由透明导电玻璃为衬底的光阳极、电解液和镀铂透明导电玻璃的对电极构成, 本文对此结构进行了改进. 将对电极的背面附上一层银反光膜, 从而将透过光阳极没有充分利用的光通过银反光膜再次反射回光阳极, 以达到二次利用光的目的. 以水热法制备的两种不同膜厚的太阳电池经太阳模拟器测试, 加反光膜二次利用光后, 短路电流密度和光电转换效率都有明显提高.     

剪切或拉伸流场中液滴的变形和破裂准则

论述了剪切或拉伸流场中描述液滴形变的两个典型变量即变形度和取向角;介绍了影响液滴形变的粘度比、毛细管数、雷诺数、韦伯数、Peclet number和Elasticity number等无量纲参数以及液滴形变的：表面形状函数;总结了液滴的破裂准则。     

嵌段共聚多肽控制合成的复合空泡结构纳米孔二氧化硅

在温和条件下利用嵌段共聚多肽聚(L-苯丙氨酸)-聚(γ-谷氨酸苄酯)(Phe₂₀-b-PBLG₅₀)仿生合成了复合空泡结构纳米孔二氧化硅. 硅烷偶联剂氨苯基甲基三乙氧基硅烷(AMTS)作为中间媒介, 一方面通过其苯环与多肽链段上的苯环之间形成π-π相互作用; 另一方面通过硅氧烷与硅源发生共缩合, 从而把多肽在溶液中自组装形成的囊泡结构通过二氧化硅转录并固定, 微孔的形成归因于多肽的二级结构和有机胺小分子. 提出了一个在温和条件下, 通过嵌段多肽控制合成新颖结构多孔材料的新方法.     

不同含量ZnO纳米粒子对MoS2纳米花SERS性能影响的研究

合成了ZnO纳米粒子(ZnO NPs)附着在MoS2纳米花(MoS2 NFs)上的异质结纳米复合材料(MoS2/ZnO NCs),该材料能够对内分泌干扰物(BPA)进行痕量检测.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试仪器对该复合材料的结构进行了表征,并且通过有机染料亚甲基蓝...     

四挡AMT参数设计的纯电动汽车换挡控制优化

对纯电动汽车的换挡控制进行优化.基于四挡AMT参数设计,优化纯电动汽车的AMT传动系统的结构,对参数进行设计;对常规和特殊工况的换挡规律进行设计,并采用PD控制器对换挡的速度和挡位进行闭环控制.