细菌根际黏附的界面作用机制研究

界面作用是细菌在环境中黏附、定殖、形成生物膜和发挥生态功能的基础和前提,对植物吸收养分、病原微生物拮抗具有重要意义。微生物-植物根际相互作用研究大多数从生态学和分子生物学角度出发,应用多种组学手段研究根系分泌物对于根际微生物定殖数量、群落组成和生理功能的影响,忽略了细菌定殖过程中物理、化学的界面作用机制及其对黏附的贡献。本文从界面作用机制出发,探讨了不同类型根系分泌物对细菌表面性质、细菌胞外聚合物(EPS)分子组成以及黏附功能的调控作用;梳理了黏附过程中细菌-植物生物大分子相互作用的主要模式及其微观机制;归纳了根际定殖过程可视化研究方法和微生物-植物生物大分子相互作用的分析手段;提出了根际生物分子组成分析、黏附蛋白质功能预测、根际定殖原位观测方法等亟需加强的研究方向。

基于微观界面作用力评价超滤膜不可逆污染的可行性

微观界面作用力被公认是评估膜污染机制的便捷有效手段,但微观界面作用力与不可逆膜污染之间的构效关系还缺乏研究。试验针对典型膜污染物和实际水体,采用拟合分析方法系统研究了“污染物-污染物”“污染物-超滤(UF)膜”的微观界面作用力与总体膜污染(可逆污染和不可逆污染的叠加)、不可逆膜污染之间的相关性。结果表明,“污染物-UF膜”界面作用力与不可逆膜污染显著相关,相关系数均在0.9100以上,最高可达0.9792,可用于评判超滤进水的不可逆膜污染累积潜能。“污染物-污染物”界面作用力与总体膜污染相关性更好,更适合评估进水总体膜污染潜能。研究结果为合理构建UF膜集成工艺提供了重要的依据。

微纳米气泡的气液界面作用在水处理与农业种植及水产养殖中的应用

近年来,微纳米气泡(MNBs)由于其具有比表面积大、水中停留时间长、气液传质效率高、Zeta电位高和能产生大量含氧活性基团等独特物理、化学特性而受到人们的广泛关注。随着对MNBs产生原因及其机理的不断研究,人们发现MNBs在环境修复、医疗、工业、农业等领域具有很好的应用潜能。文中简要介绍了MNBs强化气液传质、高Zeta电位与高稳定性、强化自由基生成等气液界面作用,并对MNBs技术在水处理、农业种植与水产养殖中的应用进行了综述,希望为其在相关领域应用提供理论和技术参考。

钾离子电池合金负极与电解液界面作用的研究进展

近年来,钾离子电池(KIBs)因钾元素丰度高、氧化还原电位低等优势受到越来越多的关注.负极是电池的重要组成部分之一,直接影响着电池的安全性、稳定性和能量密度.其中,合金负极基于多电子反应机制能够提供较高的理论比容量,有望提升全电池的能量密度.此外,其储钾电位远离了金属钾的沉积/析出电位,保证了电池的安全性.然而,(去)合金化过程中剧烈的体积波动会引起电极材料的破裂和粉化,进而导致容量快速衰减.优化电解液构筑稳定的电极-电解液界面是一种切实有效稳定合金负极结构的方法,主要包括:调控固体电解质膜的组分、调节钾离子的溶剂化结构、利用溶剂对电极的化学吸附作用等.它具备工艺简单、成本低廉等优点.本文综述了近年来钾离子电池合金负极与电解液界面作用的相关研究进展,总结了电解液的优化策略,分析了合金负极的储钾机制和电化学性能,重点阐述了合金负极与电解液的界面作用机制,并对未来钾离子电池电解液的发展提供了新的见解与思路.

玻璃纤维与红土的界面作用特性研究

红土中加入玻璃纤维,其界面作用特性将发生变化。试验结果表明,压实度、含水率、剪切速率、玻璃纤维的特性、干湿状态等因素都会影响玻璃纤维与红土的界面作用能力,总体表现为界面抗剪强度低于红土本身的抗剪强度,其界面作用特性可用界面剪应力因数、界面粘聚力因数和界面摩擦因数来衡量,其界面作用机理可用粘结嵌固作用和隔离作用来解释。

土工合成材料与土界面作用特性的研究

土工合成材料加筋土工程中 ,土工合成材料与填料的界面作用特性是最关键的技术指标 ,因此利用直剪试验和拉拔试验研究土工合成材料与填料的界面作用特性是非常必要的。本文以 5种不同种类的国产土工合成材料为加筋材料 ,以砂和石灰粉煤灰为填料 ,通过直剪试验和拉拔试验比较各种国产土工合成材料与填料的界面作用特性 ,得到一些有益的结论 ,可指导土工合成材料的优选和研究加筋机理。

添加剂与RDX的界面作用及对撞击感度的影响研究

研究了石蜡、硬脂酸等添加剂与RDX的界面作用及其对撞击感度的影响。得出添加剂对RDX(Hexogen)的铺展系数越大,钝感效果越好的结论,并获得了铺展系数与特性落高的经验函数关系。

有机酸与矿物间界面作用研究评述

介绍了近年来有机酸与矿物之间相互作用的研究进展。重点探讨有机酸与矿物间相互作用的环境意义、作用模式以及低分子量有机酸和高分子量腐殖酸在与矿物作用时各自的特点和彼此间的差异。有机酸 -矿物界面作用控制着金属、有机污染物的迁移、转化与归宿以及生物可给性。有机酸 -矿物界面作用存在多种模式 ,主要受有机酸和矿物的活性基团类型、含量分布以及有机酸分子量大小和疏水性等因素的影响。

加筋土拉拔界面作用的离散元细观模拟

为研究加筋土界面作用的力学响应,对离散元程序(PFC3D)进行二次开发,建立了土工格栅拉拔试验仿真模型。与室内模型试验结果进行对比,探讨了拉拔界面细观参数的演变及荷载传递机理,揭示了细观参数的演化规律及其与宏观力学性质之间的关系。研究结果表明:筋土界面区域成为主要的位移集中区,上界面影响厚度略大于下界面影响厚度;在筋土界面区域形成了高度的X向应力集中,沿格栅长度方向出现若干个Z向应力集中区,表明格栅横肋挤压土体,其所提供的被动承载力较为显著;在筋土界面区域,局部孔隙率随拉拔位移增大而增大,接触数减少,滑动比随拉拔位移的增加发生了激烈的跌宕起伏,界面局部位置发生剪胀,宏观上对应拉拔阻力增大,而后孔隙率慢慢减小,拉拔阻力回落。

NTO与黏结剂的界面作用

采用DCAT 21型动态接触角/表面张力仪测量了NTO、GAP、HTPB、聚氨酯的接触角,通过接触角计算出NTO、GAP、HTPB、聚氨酯的表面自由能,并计算了NTO与GAP、HTPB、聚氨酯之间的黏合功W和铺展系数S。NTO-GAP、NTO-HTPB和NTO-聚氨酯界面之间的黏合功分别为114.59、76.13和101.81N/m,铺展系数为63.57、33.14和53.27 N/m。结果表明,NTO与GAP、HTPB、聚氨酯界面之间的相互作用大小顺序为NTO-GAP>NTO-聚氨酯>NTO-HTPB。红外光谱研究结果也显示,NTO-聚氨酯的界面相互作用比NTO-HTPB的界面相互作用强。

纳米银粒子/有机溶剂的界面作用、分散性及光学性能

用微乳液法制备了不同粒径的表面改性的纳米银粒子，并用 ＥＳＲ、 ＴＥＭ和紫外／可见吸收光谱研究了改性纳米银粒子／有机溶剂体系的界面作用、分散性和光学性能．结果表明：改性的纳米银粒子有一系列表面顺磁局域态．其 ＥＳＲ谱参数与粒径的关系不符合 Ｋａｗａｂａｔａ理论预测；氯仿与粒子有强烈的相互作用，粒子越小作用越强，且越易分散；氯仿作为粒子的良分散剂和高分子的良溶剂，可用于溶液共混工艺制备纳米银／高聚物复合材料．

单、双向塑料土工格栅与不同填料界面作用特性对比试验研究

以上海某植物园加筋土工程为背景,通过一系列室内拉拔和直剪试验,研究了单、双向塑料土工格栅与不同填料(黏性土、砂土)的界面作用特性,对比分析了单、双向格栅的加筋效果和界面剪应力的不同发挥机制,探讨了填料密实度、垂直应力、拉拔速率对界面参数的影响,并就拉拔试验和直剪试验结果进行了对比分析。结果表明,对于单向格栅加筋工况,拉拔曲线和直剪曲线通常表现为应变软化型。然而对于双向格栅加筋工况,其曲线一般表现为应变硬化型;对于双向格栅加筋工况,填料对格栅的嵌锁咬合力增强,宏观上表现为较高的界面黏聚力,加筋效果优于单向格栅;填料密实度、垂直应力、拉拔速率对筋土界面特性具有影响,但其影响程度和机制与填料性质有关。

蛋白质与超滤膜界面作用能对膜污染机制的影响

比较了3种蛋白质引起的膜通量变化及膜污染情况,利用x DLVO理论分析了蛋白质超滤过程中的界面作用能对膜污染机制的影响。结果表明,卵清蛋白(Ovalbumin,OVA)造成的膜污染最严重,其次是牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin,BSA)和溶菌酶(Lysozyme,LYS);在黏附阶段和黏聚阶段,极性力自由能起主导作用,范德华力和双电层力对其贡献很小;蛋白质分子从远距离逐渐接近UF膜或滤饼层时,极性力作用能对膜污染起主导作用,总界面作用能和作用范围是影响膜污染趋势的主要因素。

单向塑料土工格栅与土界面作用特性的试验研究

土工格栅与土的界面特性直接决定加筋土工程的稳定性,所以格栅与填料的界面技术指标是土工加筋关键的设计指标。本文中,以单向塑料土工格栅为加筋材料,以粘土、砂质粉土、粉细砂、砂砾料为填料,也在大尺寸接触面试验仪上进行拉拔试验;以单向塑料土工格栅为加筋材料,以粘土为填料进行直剪试验。结果表明:粘土与格栅间界面的剪切强度一般很低;砂砾料中的拉拔曲线呈台阶状,摩擦角不是常数;拉拔强度指标和直剪强度指标的适用情况不同。这些可以作为土工格栅加筋工程设计的参考。

反应性增容对PP／纳米SiO2界面作用的影响

通过动态力学分析和拉伸性能的测试,采用不同模型研究了反应性增容对聚丙烯(PP),纳米SiO_2复合材料界面作用的影响。研究表明,反应性增容使纳米SiO_2粒子与PP基体的界面作用明显增强,使PP分子链的松弛活化能增大。在环氧功能化改性纳米SiO_2粒子和反应性增容剂(氨基化PP)的质量分数分别为3%和10%时,复合材料的冲击强度从1.85 kJ/m^2提高到3.46 kJ/m^2,体现了明显的增韧作用。

Ni-金刚石复合电沉积的界面作用力及其对复合量的影响

采用复合电沉积技术制备Ni-金刚石复合镀层，实验中镀层微粒含量可控制在1．47％～15．6％（质量分数）范围；测定了金刚石微粒在电极上的附着率和金刚石微粒与新生镍间的界面作用力，研究了电流密度、搅拌强度及方式、微粒粒径等工艺参数对复合量的影响。结果表明：金刚石微粒进入镍镀层所需要的滞留时间极短，在此过程中，界面作用力是主要因素，而非简单的几何形状的锁定或机械啮合作用，该作用力大小约3．3×10^3N/m^2；间歇搅拌可提高复合量。

中性聚合物键合剂与奥克托今的界面作用

为研究中性聚合物键合剂(NPBA)与奥克托今(HMX)键合作用的实质,进行NPBA的分子设计,采用分子动力学模拟方法研究了NPBA与HMX的界面作用。在此基础上,用动态接触角测量仪和表面-界面张力仪测试NPBA与HMX的粘附功和界面张力,在硝酸酯增塑聚醚推进剂中考察了NPBA的应用效果。研究结果表明:3种NPBA与HMX界面分子间存在范德华力和氢键作用力;在NPBA分子上用—COOCH2CH2OH基团取代—COOCH3基团,或增加—CN基团数量,整体上增强了NPBA与HMX晶体的界面作用力,提高了推进剂的强度。

γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷与n-HA的界面作用研究

用傅立叶红外光谱(FT IR)、激光拉曼光谱(Raman)和X光电子能谱(XPS)等技术研究了纳米羟基磷灰石(n HA)与γ甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷(KH 570)偶联剂的界面作用。结果表明,用硅烷处理后的n HA 表面的羟基(—OH)出现较大变化,说明—OH 是与KH 570 相互作用的主要基团,C O 键的伸缩振动新峰及Si 峰的出现,说明硅烷已成功接枝在HA晶体表面。n HA晶体与有机硅烷之间的界面结合相互作用主要包括氢键和化学键,但也存在羰基与钙离子之间产生静电荷吸引的可能。用此改性的n HA与高分子或牙科树脂复合可大大改善n HA与复合材料的力学性能,并发挥n HA 的生物功能效应。

加筋土的筋土界面作用及影响因素

筋土界面作用特性直接影响着土工结构物的强度和稳定性。在总结国内5种筋土界面作用特性观点的基础上,认为加筋土的强度和稳定性主要依靠填土自重和筋土之间的摩阻力来实现,加筋作用不仅反映在筋土界面上,也发生在筋土周围的土体中,加筋土的剪切带观点是对筋土界面特性的综合性概括。加筋填土的含水率、压实度、剪胀效应、加筋材料自身特性以及试验方法等因素都不同程度地影响着筋土界面作用特性。将直剪试验和拉拔试验相结合,并辅助离心模型试验及数值分析方法,可深入研究筋土界面作用特性。

双向土工格栅与中砂界面作用特性试验研究

筋材与填料土(筋土)的界面作用特性是影响加筋土工程的重要因素.以中砂为填料土,以聚丙烯双向土工格栅为筋材,通过直剪与拉拔试验,研究了不同中砂含水率、试验盒尺寸、试验类型对筋土界面作用特性的影响.引入黏聚力对比参数λc与内摩擦角对比参数λφ,进行了不同影响因素下加筋土黏聚力c与内摩擦角φ的定量对比.结果表明:不同因素对黏聚力c的影响均大于对内摩擦角φ的影响,加筋对复合土体的贡献主要体现在黏聚力上.各因素对筋土界面作用特性影响的顺序为:试验类型>含水率>试验盒尺寸.