基于分子动力学的无定形纤维素热力学性质仿真

为更深入地在微观角度上研究变压器绝缘纸老化机理,利用分子动力学仿真,对不同温度下纤维素无定形区的热力学性质进行了研究。结果表明:纤维素无定形区为各向同性弹性材料,其弹性系数和各模量随着模拟温度的升高均有减小的趋势,与晶区相比,温度对其影响较大;无定形区的刚性随温度升高出现较大减弱;随着温度升高,无定形区内氢键数量减少,并且分子内氢键数目较分子间氢键数目下降快。对比晶区内的氢键数目在相同模拟温度下的极小变化,可知纤维素的老化首先是从纤维素的无定形区内分子间的氢键被破坏开始的。随模拟温度的升高,纤维素分子链运动加剧,但其末端距无明显变化。温度对纤维素无定形区的力学性质和氢键的影响从分子层次上阐明了纤维素绝缘老化实验中结晶度升高及无不定形区先行老化的微观机理。

微晶纤维素制备

微晶纤维素为纯棉纤维经水解制得的白色或类白色粉末,无臭无味,不溶于水、稀酸和一般溶剂。微晶纤维素在药用辅料方面用途广泛,可直接用于干粉压片制造,还可用作药物赋形剂、流动性助剂、填充物、崩解剂、抗黏剂、吸附剂、胶囊稀释剂等。我国年需求药用微晶纤维素在20000t以上,并以每年10%～15%的速度增长。已成为现代制药行业中必不可少的优良药用辅料。

磷酸丙酮法分离玉米芯三组分的研究

采用一种无机酸/有机溶剂预处理方法,将玉米芯与浓磷酸按照液固比8∶1混合,50℃分别反应0.5,1,2 h;然后用丙酮浸泡,离心提取木质素;残渣用Na2CO3中和后酶解,旨在将已破坏结构的纤维素和可溶聚合木糖降解为单糖。傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)结果显示,回收的木质素特征结构峰明显,说明该法所提木质素官能团变化较小;进一步研究发现,磷酸1 h处理得到的木质素特征谱图最清晰完整。用扫描电镜观察(SEM)玉米芯原料和预处理残渣的微观结构变化,原料呈现沿径向条状纹路,残渣放大500倍和5 000倍都观察不到任何纤维条结构。残渣中和后酶解,24 h酶解率就达到90%左右,72 h酶解率基本达到100%。降低丙酮用量并使过程可循环是工业应用的前提条件。

水分对绝缘纸微观特性影响的分子模拟研究

结合分子动力学(molecular dynamics,MD)和半经验量子力学(semi-empirical quantum mechanics,DFT)的分子模拟方法,研究了水分对绝缘纸微观特性的影响。采用Theodorou提出的高聚物无定形区建模方法,建立了绝缘纸纤维素无定形区模型,计算了纤维素无定形区的力学常数、氢键和Mulliken布居数。结果表明:绝缘纸纤维素体系中加入的水分子主要通过破坏纤维素分子间的氢键网络,导致纤维素机械强度的降低,而纤维素分子内氢键对拉伸强度影响并不显著;水分会引起吡喃环上化学键强度变化,开环的热解引发键始终为C—O键;水分会导致纤维素糖苷键化学强度降低,促进糖苷键断裂引起的纤维素降解老化;水分子能够与纤维素链上的羟基形成氢键作用,对相应化学基团羟基和氢基的脱落产生一定的影响。

“微生物的培养与应用”专题中几个问题的探讨

人教版高中生物学选修Ⅰ"微生物的培养与应用"专题中有几个问题困扰着学生和教师,其中几个问题说法不完全科学。笔者通过查阅大量资料,结合专家意见,将其中的几个问题整理出来,供大家参考。一、尿素能直接被植物吸收传统的理论认为:植物利用尿素作为氮源是因为尿素易被土壤中微生物产生的脲酶水解为CO2和NH3,而NH3可以作为直接氮源被植物吸收。