新工科背景下功能材料专业多元交叉复合型人才培养探索

21世纪以来,对于材料科学与工程同其他众多高新科学技术领域交叉融合的需求逐渐提高。功能材料专业应运而生,北京工商大学的功能材料专业2019年获批建设。该文在具体方法上讨论四个方面内容,即课程模块化建设和课程组建设构建多元交叉的课程体系;课程团队共建、教师教育背景多元化、促进教师交流合作等建设多元交叉的教师队伍;共建教学科研平台和实习实践基地及共建学生创新创业团队搭建多元交叉融合的教学资源与教学科研平台,以及强化实践教学。通过该文的实践和探索,为促进学科间相互渗透交叉、专业可持续发展及复合型优秀人才的培养提供参考。

阻燃聚丁二酸丁二醇酯的研究进展

综述了近年来聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合材料阻燃改性技术的研究进展,并分析了其阻燃机理。常用于PBS复合材料的阻燃剂以磷氮系阻燃剂、纳米阻燃剂、生物基阻燃剂及其复配体系为主。其中磷氮系阻燃剂的开发和改性方案最多,尤其是基于聚磷酸铵(APP)的阻燃体系是目前研究最多也是最有效的体系,包括APP和纳米阻燃剂的复配体系以及APP和生物基阻燃剂的复配体系。本文同时对各种阻燃体系的阻燃性能及典型阻燃机理进行了总结。

焦磷酸哌嗪/纳米阻燃剂协效阻燃PBS

以焦磷酸哌嗪(PAPP)为阻燃剂,选用氧化石墨烯(GO)、纳米蒙脱土(DK2)、硼酸锌(ZnB)作为协效剂与PAPP分别构成二元阻燃体系和三元阻燃体系。二元阻燃体系包括PAPP与DK2、PAPP与ZnB、PAPP与GO;三元阻燃体系包括PAPP、GO和ZnB及PAPP、DK2和ZnB。分别将上述二元阻燃体系及三元阻燃体系与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)熔融共混制备PBS阻燃复合材料,研究不同复配体系阻燃剂的加入对PBS阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,当PAPP含量为16.5%、DK2含量为1.5%、ZnB含量为2%时,PBS复合材料通过了UL94垂直燃烧测试,达到了V-0级,极限氧指数(LOI)达到32.4%,最大热释放速率峰值(PHRR)和总烟释放率(TSP)分别为227kW/m^(2)和3.4m^(2),与加入20%PAPP(FRPBS)相比,分别降低了50%和69%,残炭率达到13.8%,此外,拉伸强度为13.5 MPa,断裂伸长率为613.8%,冲击强度为8.0kJ/m^(2),与FRPBS相比,分别提升了9.1%、17.2%和40.3%。结果表明,三元阻燃体系能够同时提升PBS复合材料的阻燃性能力学性能。

气凝胶在阻燃领域的研究进展

综述了近年来国内外硅系气凝胶、有机气凝胶和碳系气凝胶在阻燃领域的研究进展。概述了气凝胶的特点、在阻燃领域的相关阻燃改性技术及其对材料阻燃性能的影响。总结了各种气凝胶的优缺点及未来发展趋势。

氮素与植物生长相关研究进展

20世纪70年代以来,我国农业生产中氮肥施用量迅速增加。过量施肥对生态系统造成的污染日益加重,而且植物氮素利用率越来越低。提高作物对氮素的利用率,减少氮肥对生态系统的污染是目前的研究热点。文章从氮素的重要作用、植物生长发育与氮代谢关系、植物氮素生理代谢和植物氮素代谢的分子机制等四方面进行综述,并对未来植物氮素研究及提高氮素利用效率提出对策。

干旱对草地早熟禾膜质过氧化酶和保护酶活性的影响

采用温室盆栽、人工梯度控水干旱处理方法,分析了过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)及丙二醛(MDA)在4个草地早熟禾品种中的变化规律。结果表明:POD和SOD在整个干旱过程中,均呈先增加后降低的趋势,而CAT呈下降趋势,MDA含量呈上升趋势且品种间存在差异。各种保护酶的活性在品种中表现不同,SOD活性在兰肯(Kenblue)和男爵(Baron)中表现最高,在蓝月(Bluemoon)中最低,黑石(Blackstone)居中;POD活性最强的品种是兰肯,其次是男爵、黑石和蓝月;CAT的活性大小在4个品种中依次为兰肯>男爵>黑石>蓝月。

草地早熟禾叶表超显微结构与抗旱性的关系

对4个草地早熟禾(P oa p ra tensis)品种男爵(B aron)、黑石(B lackstone)、肯塔基(K en tucky)和蓝月(B luem oon)的叶表皮超微结构及其对干旱的适应特性进行研究。结果表明:气孔器的开闭状态与干旱胁迫有关,而与品种的气孔器密度无关;品种间的硅质乳突密度和大小差异显著,密度大的品种,可以有效防止叶表面水分过度散失,但硅质乳突大小与气孔的运动调节无直接关系。

动物源性肠出血性大肠杆菌O157∶H7及其3个毒力基因的多重PCR快速检测研究

目的建立快速、特异的分离鉴定大肠杆菌O157∶H7及其3个主要毒力基因(hylA、eaeA和stx2基因)的多重PCR方法。方法根据GenBank公布的大肠杆菌O157∶H7菌体抗原rfbE基因、鞭毛抗原fliC基因、溶血素(hlyA)基因、紧密黏附素(eaeA)基因和志贺样毒素2(stx2)基因为靶基因,设计5对特异性引物,在同一扩增体系中进行PCR,优化反应体系,测定特异性和灵敏度,并进行了临床样品的检测。结果该方法扩增目的基因片段分别为327bp、247bp、494bp、384bp和779bp,特异性和灵敏度均高,细菌纯培养物的检测灵敏度为104cfu/mL。结论初步建立了快速、灵敏、特异的检测肠出血性大肠杆菌O157∶H7及其3个毒力基因的多重PCR方法,可用于临床动物携带大肠杆菌O157∶H7的分子流行病学调查及食品微生物检测。

药用植物北五味子的组织培养

取北五味子带腋芽的嫩茎作外植体，培养于附加不同种类和浓度激素的ＭＳ培养基上。在附国加６－ ＢＡ２．０ ＋ ＺＴ０．１ｍｇ／Ｌ时，诱导芽的效果最佳；在附加６ －ＢＡ２．０ ＋ ＮＡＡ０．２ ＋ ＺＴ０．１ｍｇ／Ｌ时，芽的增殖率最好；在附加ＮＡＡ０．２ｍｇ／Ｌ时，生根效果最佳。当苗高２．０～２ ．５ｃｍ ，根数达３～５ 条时，开瓶锻炼２ 天，移栽于消过毒的土壤中，１０ 天后，成活率达１００％ 。

三叶草不同生长时期营养动态变化规律的研究

对3种三叶草不同生长期营养物质含量的动态变化进行初步研究,并以粗蛋白为标准对其营养均衡价作对比。结果表明,不同三叶草组织中粗蛋白、中性洗涤纤维、P和Ca含量都随着生长期的推移呈先下降后上升趋势。其中中性洗涤纤维和Ca的含量在结实后期(10月)最高;粗蛋白和P含量在生长初期(5月)最高;在盛花期(7月)最低。粗灰分含量随着生长期的推移而呈现不同的变化规律。野生型红三叶和普通红三叶的粗灰分含量先降低后升高,瑞文德的粗灰分含量则是随着生长期的推移而一直下降,3种三叶草的粗灰分含量在生长初期(5月)最高;酸性洗涤纤维的含量则随着生长时期的推移呈现上升的趋势。3种三叶草营养均衡价(NB)依次为:瑞文德>野生型红三叶>普通红三叶。

聚乳酸的阻燃改性研究进展

综述了近年来国内外聚乳酸(PLA)阻燃改性的研究进展,对磷系、磷-氮系、硅系、膨胀型、无机纳米粉体等各种环境友好型阻燃体系在PLA树脂中的应用现状进行了概述,探讨了各自的阻燃机理,并展望了PLA阻燃改性的发展前景。

二乙基次膦酸铝和OMMT在PLA中协同阻燃作用研究

采用熔融共混工艺制备了一系列聚乳酸(PLA)/二乙基次膦酸铝(AHP)和PLA/AHP/有机蒙脱土(OMMT)复合材料,并通过热失重分析、极限氧指数、垂直燃烧和锥形量热仪测试研究了AHP和OMMT对PLA复合材料热稳定性和阻燃性能的影响,探讨了AHP和OMMT协同阻燃的作用机理。结果表明,相比于PLA/AHP复合材料,PLA/AHP/OMMT复合材料表现出更优异的热稳定性和阻燃性能,材料的最大热分解温度提高了约3℃,而且能够通过垂直燃烧UL 94 V–0级别测试,同时材料的热释放速率峰值、平均热释放速率、平均质量损失速率等都出现显著降低,这证实AHP和OMMT在PLA基体中具有明显的协同阻燃效果。扫描电子显微镜观察材料燃烧后残炭的微观形貌发现,与PLA/AHP相比,PLA/AHP/OMMT的炭层更加连续、致密,红外结果显示该炭层中有"类陶瓷"结构生成,起到了促进成炭及稳定炭层结构的作用,这是AHP和OMMT发挥良好协同阻燃效果的原因。

草地早熟禾不同品种干旱胁迫下HVA1抗旱基因表达分析

根据大麦(Hordeum valgare)HVA1抗旱基因(X78205)的mRNA序列设计引物,提取干旱胁迫下草地早熟禾叶片中的RNA,以反转录后的cDNA为模板,进行PCR反应,扩增产物经回收、连接、转化和酶切鉴定为阳性重组子,其序列长度为324bp。经比较,与大麦HVA1基因序列的同源性达到79.27%,表明所克隆的基因序列为草地早熟禾HVA1基因部分序列。

膨胀型阻燃聚丙烯中协同效应的研究进展

综述了近些年国内外膨胀型阻燃剂(IFR)分别复配硅系阻燃剂(尤其是层状硅酸盐)、硼系阻燃剂、层状双氢氧化物等阻燃聚丙烯(PP)的研究进展,并对阻燃PP未来的发展趋势进行了展望。

水分胁迫对草地早熟禾生长及水分生理指标的影响

针对4个不同草地早熟禾品种,采用温室盆栽、人工梯度控水方法并结合实验室技术,分析了植株生物量、叶片相对电导率、叶片含水量及土壤质量含水量在不同品种中的变化规律和特点。结果表明:不同品种生物量在干旱初期呈增加趋势,后期下降;叶片相对电导率变化呈"S"型曲线;土壤质量含水量和叶片含水量在干旱胁迫中呈下降趋势,品种兰肯土壤含水量下降最快,但叶片保水能力强,品种蓝月根系吸收水分能力较弱,土壤质量含水量相对较高,但叶片保水能力差,其它2个品种变化居中。

硅氧烷处理纳米层状硅酸盐对膨胀阻燃聚乳酸性能的影响

采用4种经过不同表面处理剂改性的有机层状硅酸盐(Clay)与膨胀型阻燃剂复配阻燃聚乳酸(PLA)。通过熔融共混的方法制备阻燃PLA纳米复合材料,并通过极限氧指数、垂直燃烧、锥形量热测试和热失重分析对材料阻燃性能和热稳定性进行了研究,通过扫描电子显微镜对残炭形貌进行了分析。结果表明,加入经硅氧烷表面处理的Clay的PLA具有最好的热稳定性和阻燃性能;与不加Clay的阻燃PLA复合材料相比,极限氧指数从30.6%提高至34.2%,并且通过垂直燃烧UL 94 V-0级别,热释放速率峰值从283 kW/m^2下降至199 kW/m^2,下降幅度为30%;残炭形貌分析结果显示,加入硅氧烷表面处理之后的Clay能够使残炭更加完整致密,从而提高了材料的阻燃性能。

动物源大肠杆菌O157:H7多重PCR检测方法的初步研究

为建立快速、特异的分离鉴定大肠杆菌O157∶H7的多重PCR方法,根据GenBank上已发表的大肠杆菌O157∶H7菌体抗原和鞭毛抗原的基因序列(rfbE和fliC基因)设计2对特异引物,分别建立针对rfbE、fliC基因的单一PCR方法;通过优化扩增条件,进一步建立可用于动物粪便检测的大肠杆菌多重PCR方法,并进行特异性和灵敏性试验,同时还初步应用到临床样品的检测中。结果表明:所建立的多重PCR方法能同时扩增出rfbE基因(327 bp)和fliC基因(247 bp)的特异性片段,特异性结果显示其他非大肠杆菌O157∶H7的扩增结果均为阴性,表明该方法有较高的特异性;灵敏度试验结果显示细菌纯培养物的检测灵敏度为102cfu/mL。通过试验初步建立了快速、灵敏、特异的检测大肠杆菌O157∶H7的多重PCR方法,为从动物粪便中分离鉴定大肠杆菌O157∶H7提供了一种简单、灵敏的试验方法,可用于临床动物携带大肠杆菌O157∶H7的分子流行病学调查。

相容剂在环保阻燃聚丙烯体系中的应用

在环保阻燃聚丙烯体系中加入3种不同种类的相容剂:PP蜡接枝马来酸酐(MAPP1),共聚PP接枝马来酸酐(MAPP2)和均聚PP接枝马来酸酐(MAPP3)。用熔融共混的方法制备出3种阻燃复合材料FRPP1、FRPP2和FRPP3。研究相容剂的加入对聚丙烯复配阻燃体系阻燃性能以及力学性能的影响。UL94垂直燃烧的测试结果显示,MAPP3的加入能够使PP复配阻燃体系达到V-0级别,而加入MAPP1和MAPP2的PP复配阻燃体系的燃烧级别均为V-1;同时,FRPP3的极限氧指数值(LOI)为28.4%,高于FRPP1(27.4%)和FRPP2(27.2%);锥形量热测试结果数据显示虽然FRPP1、FRPP2和FRPP3的热释放速率峰值相差不大,但是FRPP3的火灾危险系数最小,到达热释放速率峰值的时间最长,表明FRPP3的火灾安全系数最高。部分力学性能测试结果表明:MAPP3的加入能够使复配阻燃体系获得较高的拉伸强度和弯曲强度,但是在改善冲击强度方面不如MAPP1和MAPP2。

北五味子复合保健饮料研制初报

研究以北五味子、山葡萄、大枣、枸杞子为原料，采用果胶酶分解，微孔过滤、物理降酸等工艺加工成果汁，辅以蜂蜜、蛋白糖增甜，结合正交试验设计，筛选最佳配方，制成色、香、味俱佳的天然保健饮料。