细乳液法合成单核核壳结构氧化硅/聚苯乙烯复合微球

采用细乳液聚合法,以3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)表面改性的直径50nm的氧化硅粒子为核,在乳化剂、助乳化剂、引发剂存在的情况下制备了小粒径、单核核壳结构氧化硅/聚苯乙烯纳米复合微球。研究表明,苯乙烯的浓度、超声细乳化时间,是制备这种小粒径、单分散、单核核壳结构的氧化硅/聚苯乙烯纳米复合微球的关键因素。透射电镜(TEM)的观察显示,在优化的实验条件下,可以制得平均粒径95nm,壳厚20nm,粒径均一、球形规整度较好、单核核壳结构的氧化硅/聚苯乙烯纳米复合微球。其平均粒径远低于用其它聚合方法制备的复合微球。

高Fe_3O_4含量单分散P(St/AA)复合微球的合成与表征

在表面由十一烯酸和油酸共同修饰的Fe3O4磁流体存在下,以苯乙烯(St)和丙烯酸(AA)为共聚单体,用细乳液聚合法,制备了单分散,高Fe3O4含量,且表面带有羧基的超顺磁性高分子复合微球.采用透射电镜(TEM),热重分析(TGA),物性测量系统(PPMS),Zeta电位以及红外光谱等手段对磁性复合微球的各项性能进行表征.结果表明,Fe3O4粒子的表面改性是影响复合微球Fe3O4含量及形貌的关键因素.在优化的实验条件下,可以制得Fe3O4含量高达77wt%,平均粒径为137·9nm,表面羧基密度0·0894mmol/g,比饱和磁化强度为44·7emu/g的单分散超顺磁性高分子复合微球.

纳米水滴在纳米粗糙壁面上润湿行为的分子动力学模拟

接触角是固体表面润湿性能的重要参数之一,主要取决于固体的表面化学性质和表面几何构型。今采用分子动力学模拟技术,探讨纳米水滴在纳米粗糙壁面上的润湿行为。模拟结果表明,当壁面粗糙度因子相同时,纳米水滴在纳米栏栅形或纳米方柱矩阵形粗糙壁面上的接触角相差不大。对于疏水粗糙壁面,随着粗糙度因子增加,接触角增加到某一值,然后基本保持不变;随着相面积分数的增加,接触角基本不变,当相面积分数达到0.7,接触角逐渐减小。对于中性粗糙壁面,随着粗糙度因子或相面积分数的增加,纳米水滴的接触角变化不大,纳米水滴为Wenzel接触模式。对于亲水粗糙壁面,纳米水滴的接触角随着粗糙度因子或相面积分数的增加而减小,纳米水滴为Wenzel接触模式。

粗糙壁面上水纳米液滴润湿性的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟技术,研究水纳米液滴在粗糙壁面上的润湿性,探讨壁面形貌、柱高和相面积分数对接触状态和接触角的影响。模拟结果表明,在粗糙度因子相同的情况下,水纳米液滴在栏栅形、方柱矩阵形及凹坑矩阵形三种粗糙壁面上的接触角相差不大。对于疏水性壁面,当柱高较小时,水纳米液滴的接触状态为Wenzel模式;当柱高较大时,接触状态为Cassie模式,随着柱高的增加,接触角逐渐增大。在不同的相面积分数下,接触状态始终处于Cassie模式;随着相面积分数的增加,接触角逐渐减小。对于中性壁面,水纳米液滴的接触角随柱高变化不大,接触状态均为Wenzel模式。当相面积分数较小时,接触状态为Wenzel模式;当相面积分数较大时,接触状态为Cassie模式,接触角基本不变。对于亲水性壁面,当相面积分数较小时,水纳米液滴的接触状态为Wenzel模式;当相面积分数较大时,接触状态为Cassie模式。在不同的柱高下,接触状态均为Wenzel模式。

固着纳米液滴润湿及汽—液界面特性的分子动力学模拟

随着溢油事件的频繁发生,特殊浸润性表面在油水分离中的应用引起广泛关注。用分子动力学模拟方法,研究纳米水滴在光滑壁面上的润湿及汽—液界面特性,探讨了水分子数、能量系数及温度对接触角、汽—液界面厚度的影响。模拟结果表明,水分子数对接触角及汽—液界面厚度的影响都不大。随着能量系数的增加,接触角线性减小,汽—液界面厚度变化不明显。温度越高,汽—液界面厚度越大。不同能量系数下,接触角随温度的变化规律有所不同,当能量系数<1.8,接触角随温度线性增加;当能量系数=1.8,接触角几乎不变;但能量系数>1.8,接触角随温度的增加而降低。

C_(12)E_2-正十二烷-水体系界面行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟技术,对C_(12)E_2-正十二烷-水体系的界面行为进行了研究。模拟结果表明:C_(12)E_2-正十二烷-水体系的界面厚度随温度的升高而产生较大的起伏;在343 K时,界面厚度出现最大值。C_(12)E_2-正十二烷-水体系的界面张力随温度的提高而出现较大的波动;在343 K时,界面张力出现最小值。

SDS-油-水体系的耗散粒子动力学模拟

采用耗散粒子动力学方法,对SDS-油-水体系进行了模拟研究。模拟结果表明,表面活性剂SDS在水溶液中可以形成胶团聚集体,聚集体的大小随着表面活性剂浓度的增加而增大。随着油水比例的增加,SDS-油-水体系形成了3种不同的构型图,即水包油型(o/w)微乳液、油-水两相界面、油包水型(w/o)微乳液。

水-正十六烷混合物纳米液滴润湿特性的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法,研究了水-正十六烷混合物纳米液滴在光滑及粗糙壁面上的润湿特性。模拟结果表明,对于光滑的疏液性和亲液性壁面,随着温度的升高,混合物纳米液滴的接触角呈总体增大的趋势;随着正十六烷体积百分数的增加,混合物纳米液滴的接触角增大。对于疏液性粗糙壁面,随着凸起高度的增加,混合物纳米液滴的接触状态由Wenzel模式转换成Cassie模式,其接触角逐渐增大;随着凹陷宽度的增加,混合纳米液滴的接触状态由Cassie态转变为Wenzel态,其接触角总体上是减小的。对于亲液性粗糙壁面,混合物纳米液滴的接触状态均为Wenzel模式;随着凸起高度的增加,接触角呈总体增加的趋势。

氧化镁壁面上水纳米液滴润湿性的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟技术,研究氧化镁壁面-水纳米液滴体系的润湿特性。探讨了温度对密度分布及接触角的影响,研究了水分子在氧化镁近壁处的排布规律。模拟结果表明,氧化镁壁面具有润湿水纳米液滴的特性;随着温度的升高,氧化镁壁面-水纳米液滴体系的接触角不断减小,即润湿性不断增强。氧化镁近壁处的水分子中的两个氢原子,一个靠近氧化镁壁面,另一个远离氧化镁壁面。

氩基纳米流体传递特性的平衡分子动力学模拟

采用平衡分子动力学方法,研究了纳米颗粒的体积百分数、直径、数量及能量因子,对氩基纳米流体的热导率和黏度的影响。模拟结果表明,纳米流体的热导率及黏度随着纳米颗粒体积百分数的增加而增大;纳米颗粒的直径越小,纳米流体的热导率越高,而黏度基本不变;纳米流体的热导率及黏度随着纳米颗粒数量的增加而增大;纳米流体的热导率随着纳米颗粒能量因子的增加而增大,而黏度基本不变。

碳酸镁结晶过程离子团簇与扩散成核机制

理解离子的团簇演化成核机制可以更好地进行结晶过程的调控。基于分子动力学模拟研究了结晶温区、溶质离子浓度等对溶液结晶成核与生长过程的影响,并探讨了溶质离子的团簇演化规律。结果表明,溶质离子的扩散速率与物质结构和分子间作用力有关,并且与成核或晶界生长过程的团簇演化相互影响。在此研究范围内,溶质离子浓度一定(1.71 mol/L)时,388 K体系的成核与生长能力最强,是晶界引导无水碳酸镁生长、干扰镁离子和水分子结合的最佳温度,吸附在晶界的溶质离子分数为28.33%;一定温度下(298 K),溶质离子浓度为3.99 mol/L时最有利于晶体生长,吸附在晶界的溶质离子分数为32.14%,且该浓度起到了最佳的脱水效果,有利于形成无水碳酸镁。这为获得结晶良好、形貌均匀的无水碳酸镁等工艺技术提供了理论依据和指导。

蒸汽冷凝近壁过渡区团簇演化特性

基于近壁几百微米厚度空间中纳米尺度团簇的演化特点,综合定态凝结过程的唯象特点,采用分子动力学模拟的方法,通过多个不同过饱和度下的抽样体系模拟,构建出近壁空间中的团簇演化和温度渐变的图景。分析发现,近壁空间中蒸汽温度随离壁距离的渐变曲线存在一个特征转折点,并以该点为界,近壁空间可分为靠近壁面的团簇的稠密分布区和靠近蒸汽体相的扩散发展的过渡区。随着初始蒸汽压力的降低,转折点位置向过冷壁面靠近,导致相对更薄的分子稠密区。而随着不凝气含量的增加,相应的团簇扩散发展的区域变宽,这说明不凝气存在时,要达到与纯蒸汽条件下相似厚度的分子稠密区,需要更高的过冷度,也从唯象角度解释了不凝气存在对凝结换热效率的极大影响。最后,根据近壁区团簇分布演化的这些特点,指出了强化或调控传热传质的新概念,不仅可以对壁面上的微纳功能结构进行设计,还可考虑近壁空间中的材料结构设计,从蒸汽体相空间入手来调控团簇演化。

振荡流结晶过程传热效应的模拟分析

通过振荡流调控传热特性以获得结晶器中分布特征良好的局部过饱和度,是有效优化冷却结晶过程的新设想。对具有光滑周期收缩孔(SPC)的振荡流结晶器,进行了三维非稳态数值模拟。考察了振荡流产生的时变流场结构,应用涡量表征涡旋强度,并得到剪切应变率分布,表明涡旋促进了流场混合,增强了剪切成核的调控能力。分析了振荡参数对结晶器传热特性的影响,结果表明振荡流导致了努塞尔数Nu随时间呈周期性变化,并且其周期特征与强度受振荡雷诺数Reo和斯特劳哈尔数St控制。因此,可以通过调节振荡参数达到对过饱和度的调控,这为结晶过程分析提供了依据。

近壁区分子团聚现象的原位红外观测

对于饱和蒸气壁面凝结过程,蒸气分子在体相与过冷壁面间过渡区的微观演化机制尚不清晰,分子团聚模型认为分子到达壁面凝结前首先在体相中形成一定团簇分布,但由于观测近壁边界层微小空间中微观粒子的动态演化较为困难,对该模型的实验验证并不充分.基于团簇内部的氢键网络,利用衰减全反射傅里叶红外光谱技术,实时检测了近壁薄层内蒸气分子凝结过程中的动态行为,直接验证了近壁区的团簇分布,表明团簇是凝结和液滴生长的主要单元,且平均团簇尺寸沿着靠近壁面方向逐渐增大.利用团簇体的氢键特征,又观测了乙醇蒸气的近壁面团聚行为,进一步验证了壁面凝结过程团簇演化的合理性.此外,实验发现乙醇蒸气冷凝的团簇分布空间范围要小于同样条件下的水团簇分布范围,这可能间接表明乙醇蒸气凝结的传热边界层范围小于水蒸气凝结的传热边界层范围,而导致其传热性能较弱.利用壁面结构调节近壁区团簇分布,将为含有不凝气的蒸气冷凝传热或气相水汽捕获等过程的强化提供新方向.

中学美术教学中说课的艺术

一、说课艺术概述 讲课是艺术。说课同样是艺术。在“说”的要求上比“讲”更难。它要求教师在10分钟左右将一节课的教学设计、教学过程及教学内容用简要准确的语言表达出来，呈现出给听众。它不失为一种考查教师教学基本功的有效方式，具有鲜明的艺术性，很强的操作性和实用价值。但由于受说课的时间限制，听课对象以及理论要求等方面因素的影响，给说课教师带来了比讲一节课更大的难度，把握不好不易成功。因此，说课要注意以下几个方面：

水分子团簇模拟及其在观测冷凝过程的应用

在气液相变过程中,水分子相互作用形成团簇,并产生分子间氢键,从而影响了羟基的振动频率。尺寸不同的团簇体系内氢键网络特性不同,红外吸收频率可反应OH所处的相邻氢键以及周围氢键的环境。本文采用密度泛函理论计算了不同尺寸水团簇的稳定结构和红外频率,分析了红外振动频率与团簇尺寸之间的演变关系。结果表明随着尺寸增大,内部水分子结构可能发生转变,(H2O)n团簇结构趋向于紧密的球形,并且伸缩振动频率向低频演化。研究结果可为通过红外光谱技术检测和确定团簇尺寸提供参考依据,并有可能用于水分子团簇在近壁区核化和生长7过程的量化检测。