二元胶体的熵驱动相变

利用二元胶体的硬球模型,讨论了胶体的熵驱动相变机制,排斥体积发挥了重要作用,增加小球的自由体积,导致系统的平移熵增加,同时系统的混合熵减少,随着溶液浓度增加,必须保证小球有足够的平移熵,导致系统相分离的发生,溶液呈现宏观有序.

基于熵驱动域适应学习的弱光照图像阴影去除

针对日常图像获取与处理过程中由于拍摄光线较差等问题,导致图像出现部分阴影,影响图像处理效果等问题,提出基于熵驱动域适应学习的弱光照图像阴影去除方法。通过熵驱动域适应学习技术构建多核分类器,获取弱光照图像的最大平均差异值,完成弱光照图像的预处理。将图像光照分解设定为图像分解与重光照,获取图像最小像素值,根据图像亮度以及RGB方向相似度建立局部像素的约束,完成弱光照图像的分解;采用区域生长法,以检测到的弱光照图像阴影边缘作为基准点,选择灰度值较重部分作为阴影生长起始点,确定弱光照图像的纹理特征值,利用光照补偿方法恢复图像光照,完成弱光照图像阴影去除。仿真结果表明,采用所提方法对弱光照图像阴影去除的效果较好,改善了弱光照图像的质量。

磁场准等熵驱动飞片技术原理性实验研究

探索了磁场准等熵驱动飞片发射的实验技术,在FP-1装置上成功实现了多种尺寸飞片的驱动实验,并利用VISAR系统获得了飞片的速度历史曲线。在回路放电峰值为3 MA的情况下,获得飞片最高速度为797.3 m/s。初步获得了准等熵加载的原理性技术及其基本原理,促进了磁驱动准等熵加载、发射飞片实验技术,以及后续的物态方程研究的开展。

新型邻位诱导熵驱动策略用于幽门螺杆菌DNA的高灵敏检测

目的:构建新型邻位触及诱导熵驱动信号放大策略用于DNA的高灵敏检测。方法:靶DNA诱导邻位连接,与两亲和探针共同形成夹心复合物,从而形成邻位引物。所获得的邻位引物通过介导分支迁移点亮熵驱动放大环路以实现DNA的检测。结果:在最优实验条件下,本工作所制备的DNA传感策略显示出非常高的灵敏度和选择性,动态范围从0.01~100 nmol/L,检测限低至6.7 pmol/L。结论:这种快速、高性价比和高效率的信号放大策略为DNA检测提供了一个简单且灵敏的平台。

磁场准等熵驱动飞片技术的原理性实验

磁场驱动等熵加载技术利用快电流脉冲产生的磁场来加速飞片，能达到很高的速度，对于材料在高压下的状态方程研究具有很重要的意义。其基本特征是在相互绝缘的阴阳两极产生强磁场，利用磁压来驱动直径约在毫米，厚度几百微米的飞片获得高速；同时，也可以利用这项技术在样品中产生平滑增长的准等熵加载，使样品达到等熵压缩状态。相对于其他加载方式，其突出特点是在材料中达到很高压力或驱动飞片高速飞行的同时，在材料或飞片中的温升较低，实现准等熵加载或驱动。

基于Monte Carlo方法的磁驱动准等熵压缩实验不确定度量化评估

磁驱动准等熵压缩实验是研究材料偏离Hugoniot状态高压物性和动力学行为的重要实验技术之一,开展不确定量化评估具有重要意义和价值。基于Monte Carlo原理,结合磁驱动准等熵压缩实验过程分析、Lagrange分析和特征线正向数据处理方法建立了适用于此类实验的Monte Carlo不确定度量化评估方法,实现利用磁驱动准等熵压缩实验获取材料声速、应力、应变等物理量以及状态方程和本构关系等物理模型的不确定度量化评估。利用建立的不确定度评估方法,对文献中已开展的钽、铜和NiTi合金的磁驱动准等熵压缩实验结果进行不确定度量化评估与分析。结果表明,基于本文中方法的评估结果与国外文献以相同原理得到的评估结果一致。对基于CQ-4装置开展的NiTi合金磁驱动准等熵压缩实验的评估结果表明,设计的磁驱动准等熵压缩实验是一种可靠的精密物理实验。在此基础上,深入讨论了磁驱动准等熵压缩实验的误差相关性和敏感性。结果表明:台阶样品厚度和粒子速度的测量是影响实验精度的主要因素。

熵驱动下柱状高分子刷螺旋结构的研究

自然界中广泛存在螺旋结构,在特定情形下熵能驱动高分子链形成螺旋结构.本文采用分子动力学方法研究柱状高分子刷吸附在无限长圆柱表面时的构象行为.发现其构象与嫁接支链条数、柱状高分子刷与圆柱表面之间的吸附能密切相关.在较弱的吸附能下,具有较多支链条数的柱状高分子刷能形成完整的螺旋结构,其本质就是熵驱动下形成的螺旋结构.该研究有助于加深对生物大分子螺旋结构的理解.

磁驱动准等熵压缩下单晶氟化锂的光学特性

以"阳"加速器和PTS装置为驱动源,开了展单晶氟化锂(LiF,通光方向[100])窗口材料在准等熵压缩下的光学特性实验研究。应用全光纤激光多普勒探针系统(DPS,激光波长1550nm)同时测量了Ly12铝材料电极加窗和未加窗的后界面速度历史,结合窗口材料修正方法获取了单晶氟化锂窗口材料在实验条件下折射率随密度的变化和界面粒子速度修正因子。每次实验可获取窗口材料样品的连续加载历史数据,进而处理得到LiF窗口材料在近50GPa准等熵压力范围内的修正因子。结合拟合的线性关系,进一步处理获得了在实验过程中折射率随密度的变化。将这些实验结果与D.E.Fratanduono,Y.Ma,B.J.Jensen的对应数据比较,其中与光子多普勒测速系统(PDV,1550nm)测量结果基本相符,不确定度与多次冲击实验得到的结果相当。

磁驱动准等熵加载下Z切石英晶体的折射率

基于CQ4脉冲功率实验装置开展了Z-切石英晶体在磁驱动准等熵加载下的窗口折射率修正关系研究.实验中采用激光波长1550 nm的双源光外差测速仪测量获得了Li F窗口和Z-切石英晶体窗口与不同厚度极板界面的粒子速度.利用反积分方法由实验测得的LiF窗口与极板界面粒子速度计算得到了极板的加载磁压力历史;以获得的磁压力为输入条件,采用LS-DYNA计算软件正向计算得到石英晶体窗口与极板界面的真实粒子速度历史.由实验获得的Z-切石英晶体窗口/极板界面表观粒子速度和计算得到的真实粒子速度,获得了Z-切石英晶体弹性极限内的连续的折射率修正关系,将其折射率修正关系的适用压力范围拓宽至14.55 GPa.表观粒子速度与真实粒子速度关系采用线性拟合时,折射率修正关系为n=1.087(±0.008)+0.4408ρ/ρ0,与冲击数据拟合的结果一致.由折射率实验数据对Z-切石英晶体的极化率分析认为,在其弹性极限压力范围内加载路径和温度对折射率的影响可以忽略.

带窗口磁驱动准等熵压缩实验模拟

在二维磁驱动数值模拟程序MDSC2中增加了LiF材料的材料参数和功能模块,使MDSC2程序具有了求解带窗口磁驱动准等熵压缩实验的能力。采用MDSC2程序,对大电流脉冲功率装置上的exp-3-window、exp-6-window带窗口磁驱动准等熵压缩实验进行了模拟。数值模拟结果表明,二维磁驱动数值模拟程序MDSC2能正确模拟带窗口磁驱动准等熵压缩实验exp-3-window和exp-6-window的全过程,模拟的飞片/窗口界面速度在飞片/窗口界面速度的上升阶段、峰值附近和卸载阶段与实验测量基本一致,验证了新程序的计算有效性。MDSC2程序对带窗口磁驱动准等熵压缩实验的正确模拟有助于磁驱动样品物性实验的研究。

Gemini阳离子表面活性剂在水溶液中胶团化行为的温度效应与焓／熵补偿

测定了Gemini阳离子表面活性剂Cm-s-Cm@2Br(m=8,10,12;s=2,6及m=12;s=3,4)水溶液的电导,从电导(к)～表面活性剂浓度(c)曲线的转折点可求得临界胶团浓度cmc.实验发现,Gemini阳离子表面活性剂的胶团化倾向明显强于其'单体分子”(即单离子头基单烷烃链表面活性剂).根据质量作用模型计算了胶团化过程的吉布氏能、焓和熵的改变,结果表明Gemini表面活性剂聚集机理和其对应的'单体分子”类似,主要来自熵驱动.所有的焓/熵补偿图均呈现良好的线性关系,补偿直线在y轴的截距随s减小而变小,这意味着具有较小s的Gemini表面活性剂倾向于生成稳定的胶团.

系列烷基芳基磺酸盐在水溶液中胶束化的焓-熵补偿现象

以表面张力法研究了系列烷基芳基磺酸盐在水溶液中胶束化的热力学性质,并考察了温度与分子结构对胶束化的影响.结果表明,烷基芳基磺酸盐在水溶液中胶束化是一个自发过程,主要来自熵驱动;随着温度升高,先有利于胶束化而后又不利于胶束化,且熵变对吉布斯自由能变的贡献有下降趋势,而焓变的贡献有增大趋势;胶束化存在焓-熵补偿现象,补偿温度Tc均在(306±2)K,基本不随烷基芳基磺酸盐的分子结构的改变而变化;随着芳环上短烷基链或长烷基链碳数的增加,胶束化能力和胶束的稳定性均提高,而随着芳环向长烷基链中间位置移动,胶束化能力和胶束的稳定性均下降.

Gemini表面活性剂气液界面吸附过程的焓熵补偿

对季铵盐Gemini表面活性剂气液界面吸附的热力学参数进行研究,发现焓变(ΔH)和熵变(ΔS)呈线性关系,表明表面活性剂的气液界面吸附过程与其胶团化过程一样存在焓熵补偿现象,补偿温度为303 K左右,为熵驱动过程。联接链的长度越长焓变越小,即气液界面吸附越稳定。

直线变压器驱动源模块输出电流上升时间调节

针对磁驱动等熵压缩实验对加载电流波形的特殊需求,基于改造后的1 MA直线变压器驱动源（LTD）原理性模块,开展了输出电流上升时间调节实验研究.48只开关分为4组,由4根高压电缆引入触发脉冲分别触发,共进行了三组不同电缆长度组合的触发放电实验.结果表明：在±32 kV充电电压下,输出电流上升时间（0～100％）可由301.2 ns增加至436.0 ns,相应的输出电流幅度由294.0 kA下降至210.2 kA.实验还采用光纤探针阵列测试系统同时对其中40只多间隙气体开关的放电发光过程进行了诊断,获得了相应开关的闭合导通起始时间.基于实验参数,利用PSpice电路模型进行了校验,并对早期触发的支路组对后续触发支路组的影响进行了分析.实验初步验证了LTD模块内部子块通过分时放电实现输出波形调节的能力.

不同阻抗样品的磁驱动加载过程探讨

给出了一维磁流体力学的计算框架，对相同厚度的钽／铝样品和纯铝样品的磁驱动加栽过程进行了计算，得到了应力波和磁感应强度在两种样品相同位置处（以加栽面为准）的剖面和演化历程。计算结果表明，在铝样品的后界面组合钽样品会改变应力波剖面在铝样品中的上升速率和幅值，但不会改变磁场分布；与相同位置处的铝样品相比，应力波在钽样品中传播时有发展为冲击波的趋势，其磁场分布变化很大，但此时磁场的量级已非常小，磁扩散基本不起作用。

阴-非离子型Gemini表面活性剂的胶束化热力学性能

采用表面张力法研究了9种阴-非离子型Gemini表面活性剂在水溶液中胶束化的热力学性质,并考察了温度与分子结构对胶束化的影响。实验结果表明,阴-非离子型Gemini表面活性剂在水溶液中胶束化是一个自发过程,主要来自熵驱动,温度升高不利于胶束化,且标准熵变对标准吉布斯自由能变的贡献有下降趋势,标准焓变对标准吉布斯自由能变的贡献有增大趋势;阴-非离子型Gemini表面活性剂在水溶液中胶束化存在焓熵补偿现象,焓熵补偿温度均在(307±2)K范围内,基本不随阴-非离子型Gemini表面活性剂的分子结构的改变而变化,随联接链增长或氧乙烯结构单元数目的增加,形成胶束的能力与稳定性均提高,随温度的升高,形成胶束的能力与稳定性均下降;临界胶束浓度的对数与联接链长度呈线性关系。

水杨酸型螯合树脂对Fe(Ⅲ)离子的螯合吸附行为

以5-氨基水杨酸(ASA)为胺化试剂,使氯甲基化的交联聚苯乙烯(CMCPS)微球表面的苄氯基团发生亲核取代反应,制得了水杨酸型螯合树脂ASA-CPS.研究了该螯合树脂对金属离子的螯合吸附行为,探讨了其吸附热力学与吸附机理,考察了介质pH值对树脂螯合吸附性能的影响以及树脂对不同金属离子的螯合吸附能力.实验结果表明,水杨酸型螯合树脂ASA-CPS对重金属离子具有强螯合吸附性能,尤其对Fe3+离子表现出很强的螯合吸附能力,常温下吸附容量可达21 g/100 g.吸附过程属熵驱动的化学吸附过程,升高温度,吸附容量增高;在可抑制金属离子水解的pH范围内,介质的pH值越高,螯合吸附能力越强;对于性质不同的金属离子,ASA-CPS的吸附性能是有差别的,吸附容量的顺序为Fe3+>Ni2+>Cu2+>Zn2+.

金属盐作用下的表面活性剂临界胶束浓度的变化研究

用电导法系统地研究了金属离子———Cu(Ⅱ ) ,Zn(Ⅱ ) ,Co(Ⅱ ) ,Ni(Ⅱ ) ,La(Ⅲ )和Fe(Ⅲ )对两种离子型表面活性剂———十二烷基硫酸钠 (SDS)和十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB)的临界胶束浓度 (CMC)的影响 ,并推导了一系列表达金属离子浓度和表面活性剂SDS及CTAB的临界胶束浓度 (CMC)之间关系的经验公式 .结果表明 ,SDS和CTAB的临界胶束浓度 (CMC)均随着金属离子浓度的增加而减小 。

中性芳香族溶质在脂质体电动色谱中的热力学分配行为

脂质体电动色谱是一种理想的评价药物与生物膜相互作用的模型.在288～323K范围内测定了中性芳香族溶质在脂质体电动色谱中的分配系数,通过三项式拟合Van'tHoff图获得了一系列的热力学参数,研究了溶质在脂质体电动色谱中的热力学分配行为.结果表明,分配系数随体系温度的升高和苯环所带亚甲基数目的增加而增大.从288到323K,△H>0,-T△S<0,△G<0,溶质在脂质体电动色谱中的分配过程为熵驱动过程.从288到298K,脂质体电动色谱分配系统的△Cp为负值,其表现行为与经典疏水作用一致.从303到323K,脂质体电动色谱分配系统的△Cp为正值,其表现行为与经典疏水作用不完全吻合.△H和△S呈线性关系,该分配系统存在焓熵补偿.

氮杂对环吩CP44与萘衍生物超分子体系研究

用紫外吸收光谱法、荧光光谱法和同步扫描荧光光谱法对主体分子ＣＰ４４与α－萘酚、β－萘酚、２， ６－二羟基茶和６，７－二羟基－２－萘磺酸客体分子形成超分子体系进行了研究．化学计量法表明：主体分子 ＣＰ４４与萘衍生物客体分子形成１：１的超分子体系；ＣＰ４４与α－萘酚的包结配位反应是热焓驱动的包结配位反 应，ＣＰ４４与β-萘酚，２，６－二羟基萘或６，７－二羟基－２-萘磺酸是熵驱动包结配位反应．荧光探针表明：主体 ＣＰ４４能对α－萘酚、β－萘酚同分异构体进行分子识别．