我国微型硅藻类的新记录属——微壳藻属

微型硅藻是海洋浮游植物的重要组成类群,由于其个体微小,在以往的研究中大多被忽略了。本文利用透射电镜(TEM)对若干采自我国沿海海域的样品进行观察,经鉴定,确认一个我国微型硅藻类的新记录属——微壳藻属Nanofrustulum Round,Hallsteinsen & Paasche1999。对该属及该属一个新记录种的主要形态学特征进行了描述,提供了透射电镜下的照片,并对相似属种进行了形态学比较研究。

微壳体塑件充模流动三维数值模拟

针对微注塑成形中熔体充模流动行为,运用流体分析软件Fluent,对微壳体塑件熔体充模流动进行了三维稳态模拟。建立了微观黏度模型和壁面滑移模型,运用VOF多相流模型,研究了熔体充满型腔时的稳态三维流场,做出切片图分析了压力场和速度场。通过对考虑和不考虑微尺度影响(微观黏度和壁面滑移)的对比和分析,可以看到考虑微尺度因素影响时充模阻力减小约19%,而速度变化不明显。分析表明微尺度黏度对熔体流动影响显著,有利于微注塑熔体充模,而壁面滑移对充模流动影响较小。

弹性支撑功能梯度微圆柱壳模态频率的研究

在建立弹性支撑功能梯度薄壁微圆柱壳模型的基础上,基于修正的偶应力理论和一阶剪切变形理论,推导了微圆柱壳的模态频率方程,讨论了弹性支撑、尺寸效应、温度梯度、材料组分指数、孔隙以及几何尺寸等参数对微圆柱壳模态频率的影响。结果表明:微尺度下,弹性刚度系数在0~105N/m^(3)范围内对微圆柱壳的模态频率基本无影响,剪切刚度系数在0~5×10^(4)N/m范围内对模态频率的影响较大,且增大剪切刚度系数有益于提高微圆柱壳的模态频率;由修正的偶应力理论得到的模态频率大于由经典连续体理论得到的模态频率;在弹性支撑和尺寸效应有无考虑的4种组合下,模态频率随温度梯度和微圆柱壳长度的增大而减小,随陶瓷体积分数指数的增大而增大,随孔隙体积分数和微圆柱壳厚度的变化规律不同;温度梯度对考虑尺寸效应或弹性基础的微圆柱壳模态频率影响较大,而孔隙调节具弹性支撑微圆柱壳的模态频率尤其显著。

磁性核壳微球的制备及其性能

以苯乙烯、甲基丙烯酸为单体,在偶氮二异丁腈引发下通过分散聚合合成了羧基化纳米单分散共聚微球。用化学沉淀法在共聚微球表面生成均匀分散的纳米四氧化三铁壳层,采用FTIR、SEM、DLS、HR-TEM、XRD、XPS及VSM对微球进行形貌及结构表征。结果显示微球均有良好单分散性且在水相中分散性良好。以BSA为模型研究了核壳微球蛋白分离性能,在体系pH值为4.7时微球对蛋白分离效果最佳,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型,微球的蛋白分离性能达到239.5 mg/g。

U_(3)O_(8)/ZrN核壳结构微球制备及其在弥散型陶瓷核燃料中的应用研究

基于光/热引发聚合反应的壳层固化方法在设计构建的同轴双毛细管微流体控制装置中实现高球形度U_(3)O_(8)/ZrN核壳结构微球的制备,调控微流控系统中连续相流量以及核相与壳层相流量比可精准控制U_(3)O_(8)/ZrN核壳结构微球粒径和壳层厚度。提出以U_(3)O_(8)/ZrN核壳结构微球为原料制备高U_(3)O_(8)体积分数的U_(3)O_(8)/ZrN弥散型陶瓷核燃料芯块技术方法。研究结果显示,制备的高达40.8%燃料相体积分数的弥散燃料芯块中U_(3)O_(8)微粒均匀分布在ZrN基质中且没有U_(3)O_(8)微粒堆积粘连。该弥散燃料芯块的热导率比U_(3)O_(8)燃料芯块热导率提高53%,有效改善了陶瓷核燃料的导热性能。

微球壳在三维剪切流中的变形特性

利用双向流固耦合的模拟方法,对三维剪切流中不同几何参数的空心球壳和载液球壳的变形特性进行分析。研究发现,球壳在变形的同时伴随着旋转,且球壳上存在着交变应力,交变频率取决于球壳旋转速度。空心球壳相较于载液球壳变形更显著,旋转速度更快。

考虑尺寸效应的微型武器壳体动态响应分析

研究了三维石墨烯泡沫增强微型武器壳体的动态响应。首先基于修正的偶应力理论(MCST)和Love薄壳理论推导出系统的控制方程;其次采用Galerkin法和模态叠加法对GFRNC(三维石墨烯泡沫增强聚合物)微壳进行了固有频率和动态响应分析;最后详细讨论了三维石墨烯泡沫重量分数、分布类型、尺度参数、泡沫系数和几何形状对微壳动态响应的影响。

微口膜壳绦虫DAZ基因的原核表达、转录水平及组织定位研究

为研究微口膜壳绦虫无精子症(DAZ)基因的生物学功能,本研究利用在线软件对WormBase中微口膜壳绦虫DAZ基因(HmN_000202400)及其编码蛋白进行生物信息学分析,并构建DAZ基因的遗传进化树。结果显示,微口膜壳绦虫DAZ基因cDNA全长1494 bp,编码497个氨基酸,存在保守结构域和完整的开放阅读框,无跨膜区和信号肽,且与缩小膜壳绦虫和微小膜壳绦虫亲缘关系较近。本研究经PCR扩增DAZ基因,构建重组质粒pET-22b-DAZ,经双酶切鉴定正确后经IPTG诱导表达,并采用His-Ni柱亲和层析法纯化,经SDS-PAGE检测结果显示,所表达的重组DAZ蛋白(rDAZ)以包涵体形式存在,分子量约为57 ku,且纯化效果较好。利用rDAZ免疫新西兰大白兔,制备兔rDAZ的多克隆抗体,经间接ELISA检测其效价,并利用western blot检测其反应原性。结果显示,该多克隆抗体效价可达1∶128000,且能够与微口膜壳绦虫的天然总蛋白反应,表明获得了反应原性较好的兔rDAZ的多克隆抗体。为研究DAZ的生物学特性,本研究采用荧光定量PCR(qPCR)分别检测DAZ基因在微口膜壳绦虫成虫、似囊尾蚴及虫卵中的相对转录水平;将微口膜壳绦虫制备石蜡切片观察虫体的各组织结构;利用制备的兔rDAZ多克隆抗体采用间接免疫荧光试验(IFA)检测DAZ蛋白在虫体各组织中的定位。qPCR结果显示,DAZ基因在微口膜壳绦虫成虫、似囊尾蚴及虫卵中均不同程度转录,与其虫卵相比,DAZ基因在似囊尾蚴中的转录水平极显著升高(P<0.01),但在成虫中显著降低(P<0.05);石蜡切片观察结果显示,微口膜壳绦虫生殖系统发达,发育成熟的睾丸、卵巢、卵黄腺、子宫、受精囊等主要分布在成节中,而孕节内的其他生殖器官则逐渐退化,唯有子宫扩大并充满虫卵;IFA结果显示,在微口膜壳绦虫的睾丸中可见特异性绿色荧光,而卵巢、卵黄腺、子宫、受精囊等中则无该绿色荧光。上述结果表明,DAZ基因可能在微口膜壳绦虫生殖细胞的初始发育阶段发挥重要调控作用,微口膜壳绦虫不同节片内生殖器官的发育程度不同,且DAZ主要在微口膜壳绦虫的睾丸中表达。本研究首次发现微口膜壳绦虫DAZ基因可能与雄性生殖系统的发育调控有关,该结果为进一步探究其调控机制奠定了基础。

干水法制备核壳聚合物微球及其性能评价

以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂,水为溶剂,疏水Si O_(2)为壳层原料,采用干水法制备干水微反应器,将其干燥后即得核壳聚合物微球(PMS@SiO_(2))。考察了SiO_(2)疏水性、疏水Si O_(2)与水相质量比、搅拌速度和搅拌时间对形成稳定干水微反应器的影响,通过正交实验对PMS@SiO_(2)的制备条件进行了优化。采用FTIR、TGA、激光粒度仪、SEM和TEM对样品进行了表征,评价了PMS@SiO_(2)吸水膨胀性能和调驱性能。结果表明,PMS@SiO_(2)的最佳制备条件为m(SiO_(2)-R812S)∶m(水相)=1∶10,搅拌速度12000 r/min,搅拌时间120 s,交联剂用量0.10%(以单体总质量为基准,下同),引发剂用量0.15%,反应温度50℃,反应时间4 h。与常规聚合物微球PMS相比,PMS@SiO_(2)在90℃环境中水化20 d,膨胀倍数约为5.0,具有缓膨特性;PMS@SiO_(2)的封堵率达90.39%,残余阻力系数为10.409,采收率增幅可达34.02%。

微口膜壳绦虫不同发育阶段及成虫不同节片形态结构的观察

为观察人工感染小鼠肝胆管中微口膜壳绦虫Hymenolepis microstoma的组织形态结构,以及微口膜壳绦虫似囊尾蚴与虫卵的组织形态结构,本研究解剖受感染的面粉甲虫,收集似囊尾蚴,每只小鼠灌胃新鲜采集的似囊尾蚴50个。感染15 d后,取小鼠肝胆管中微口膜壳绦虫成虫,琼脂糖预包埋后制备石蜡切片,经苏木素-伊红(HE)染色后,采用光学显微镜观察并拍照。解剖微口膜壳绦虫成虫孕节,收集虫卵,使用共聚焦显微镜观察似囊尾蚴与虫卵并拍照。结果显示,在光学显微镜下微口膜壳绦虫成虫头节呈球形,具有4个吸盘和1个顶突;颈节位于头节的后端;未成熟节片内主要分布有肌肉、渗透调节管以及部分未发育成熟的生殖器官;成节内有睾丸、卵巢、卵黄腺、子宫等雌性和雄性生殖器官;孕节内其他生殖器官则逐渐退化,唯有子宫扩大并充满虫卵。共聚焦显微镜下观察到似囊尾蚴呈梨形或葫芦形;虫卵呈圆球形,胚膜内含有1个六钩蚴。本研究明确了微口膜壳绦虫不同发育阶段以及成虫不同节片的组织形态结构,为进一步研究其发育学与病原学奠定基础。

自组装核壳纳米微域交联的聚丙烯酸酯基聚合物的制备、性能及形状记忆机理

以双键封端的活性Pluronic F127三嵌段共聚物自组装形成的活性核壳纳米胶束作为多功能纳米交联剂,丙烯酸羟乙酯和丙烯酸为共单体,通过紫外光引发交联剂和单体的自由基聚合,制备了自组装核壳纳米微域交联的聚丙烯酸酯基形状记忆聚合物.利用差示扫描量热仪、动态热机械分析仪和万能拉力试验机对聚丙烯酸酯基形状记忆聚合物的热性能、动态热机械性能和力学性能进行了表征.结果表明,随着丙烯酸酯单体浓度的降低,其玻璃化转变温度、室温模量、玻璃态模量与橡胶态模量的比值、拉伸强度和断裂伸长率都逐渐降低,表现出兼具高强度和高韧性的特点.对聚丙烯酸酯基形状记忆聚合物的形状固定率、回复率和回复速率进行了定量表征.结果表明,当单体浓度超过1.97 mol/L时,聚丙烯酸酯基形状记忆聚合物展现出优异的形状记忆性能,形状固定率超过97%,回复率超过98%,回复速率超过8.8%/min.最后,通过应力松弛对该形状记忆聚合物体系的形状记忆机理进行了分析.

PS@SiO_(2)微球的合成及其三维光子晶体的光学性能

以乙烯基三乙氧基硅烷为硅源,通过其在碱性条件下的水解缩聚,在聚苯乙烯(PS)微球表面包覆乙烯基修饰的二氧化硅(Vi-SiO_(2))壳层制备PS@SiO_(2)微球,并通过刮涂法进一步制得PS@SiO_(2)三维光子晶体。对比了PS微球在包覆Vi-SiO_(2)前后的微观形貌、粒径和化学组成的差异,分析了PS@SiO_(2)光子晶体的形貌和光学性能。结果表明:Vi-SiO_(2)在PS微球表面形成了均匀且光滑的外壳,并且Vi-SiO_(2)的包覆对PS微球的单分散性和球形度无明显影响。由4种不同粒径的PS@SiO_(2)微球自组装的三维光子晶体都具有规则的面心立方结构,其结构色随PS@SiO_(2)微球粒径的增大发生红移,并且都具有虹彩效应。

微半球壳谐振子高温吹制工艺仿真及形貌影响机理研究

基于传统半球陀螺仪精度高、寿命长、可靠性高的优点以及MEMS器件体积小、重量轻、可批量生产、易于数字化等特点,微半球谐振陀螺仪兼备微小体积与中高精度的潜力,是当下微型陀螺仪的研究热点。微半球壳谐振子的高温吹制法制备工艺具有实现高性能的潜力和可批量化生产的优势,是谐振子制备工艺的重要方向。但是,此工艺方法下谐振子为一次成型,且难以后期修调。本文基于高温吹制法工艺原理建立了工艺仿真模型,可以直观地揭示微半球壳成型过程并准确地预测微半球壳的最终形貌;此外,结合形貌影响因素分析,详细探讨了玻璃厚度、基底环形槽几何参数、环形槽腔体内外压强比等主要因素对谐振子形貌的影响机理,可为微半球壳谐振子形貌控制提供重要依据。

微玻璃半球壳体谐振子的设计、制备与表征

近年来美国国防高级研究计划局大力推进三维壳体谐振陀螺(尤其是高性能半球谐振陀螺)的微型化,以实现惯导级性能的微机械振动陀螺。提出发泡法制备直径小于1cm的微壳体谐振子,利用发泡剂在高温下释放气体,使软化后的玻璃在气压差和表面张力的作用下形成三维轴对称壳体。大气环境下多普勒测振仪的测试结果表明,利用发泡法制备的微壳体谐振子的酒杯二阶模态的谐振频率为11kHz,频率分裂值为72Hz,相对裂解值为0.65%,相应的品质因子Q值约为970和1127。发泡法有望提供一种低成本、高性能微壳体谐振子的制备方法。

液滴法制备高尺度比玻璃微球壳的研究

定量给出了液滴法制备玻璃微球壳（ Ｈ Ｇ Ｍ ）的直径与壁厚之间的依存关系，确定了制备大直径薄壁 Ｈ Ｇ Ｍ 的液滴炉温度分布、抽气速率、溶液浓度和液滴发生器操作参数等工艺条件，制备出直径为３００～４５０μｍ 、壁厚为０．７～１．２μｍ 、尺度比为３００～７００ 的 Ｈ Ｇ Ｍ ，表面粗糙度优于 １０ｎｍ ，球形度和同心度均优于 ９７％ ，耐外压能力大于 ０．９１ Ｍ Ｐａ，耐内压能力至少大于 ０．４３ Ｍ Ｐａ。

薄壁玻璃微球壳的热扩散充气

导出了热扩散一步充气法和分步充气法充气时，薄壁玻璃微球壳的内压变化，及其在空气中的气体渗漏速率和保气半寿命的表达式，提出了确定分步充气过程操作参数的约束条件。Ｄ２气体通过薄壁玻璃微球壳的扩散速率与分步法充Ｄ２气体时其内压的实验测量值与计算值相符合。

南海水柱微体生物壳体中氨基酸、氨基糖与糖类物质的检出及意义

对 1 994— 1 995年南海中部时间系列沉积物捕获器收集的微体生物壳体进行了氨基酸与糖类分析。结果表明 ,微体生物壳体中含有的氨基酸与糖类物质大致与颗粒物全样相当 ,其氨基酸与糖类组成基本保持了活体浮游生物的特征 ,而与颗粒物全样有所不同 ,推测氨基酸与糖类物质一是作为壳体本身的组成部分存在于壳体中 ;二是被包裹在有孔虫房室及放射虫、硅藻壳体纹饰或筛孔中 ,因而可以很好保存。上述结果表明生物壳体本身也是有机质从海洋表层向下输送的良好载体 ,而且生物体内氨基酸与糖类组成的原生信息可以很好地保存于壳体内 ,这对于利用壳体中的生物标志物来追索原生的有机物来源、演化及其它环境信息具有重要意义。

功能型核壳微球对环氧树脂燃烧性能和力学性能的影响

采用原位聚合法制备聚磷酸铵(APP)-聚苯乙烯(PSt)核壳微球(CSP),并研究了CSP对环氧树脂(EP)阻燃及力学性能的影响。扫描电镜和透射电镜测试结果证实CSP为粒径0.7~1.1μm规整微球,具有明显核壳界面。将CSP引入EP中制备阻燃复合材料。当CSP引入量为15%时,材料具有最佳阻燃效果,热释放速率峰值由1163.1kW/m2降低到337.2kW/m2。热重测试结果表明,引入CSP后EP的初始分解温度降低,促进高温成炭量增加。力学性能测试结果显示,CSP的引入可提高EP拉伸强度。

核壳结构复合微球研究进展

核壳结构复合微球通常由中心核和包覆在外部的壳组成,其特殊的结构使其实现了材料的多功能化。本文综述了核壳型复合材料的研究进展及在相关领域的应用,着重介绍了四类别该材料在制备过程中壳/核的设计与调控以及对相关制备方法的评述。最后结合本课题组的工作对该类材料的未来发展做了展望。

微米级聚苯乙烯/聚硅氧烷核壳微球的制备、表征及其作为光散射剂的应用

在乙醇/水混合溶剂中采用分散聚合法制备出微米级聚苯乙烯微球,将聚苯乙烯核微球与甲基三甲氧基硅烷的水解溶液混合,加入氨水使硅烷水解产物在核表面缩合交联,制备出微米级聚苯乙烯/聚硅氧烷核壳微球.采用TEM、粒径分布仪、EDX、TG等对核壳微球的形貌、粒径、表面成分和热失重进行了表征.将核壳微球作为光散射剂添加在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂中,制备出性能良好的光散射材料.当SS6核壳微球的添加浓度为1%(质量)时,制得的PMMA样片(2mm)的雾度为88.16%,透光率为72.5%;当SS6添加浓度为2%(质量)时,其雾度为92.13%.