静电诱导自组装碳纳米管薄膜的结构表征与电学性能

为了给高性能微机电系统(MEMS)薄膜器件提供复合功能薄膜材料,本文将功能化碳纳米管与聚电解质溶液交互沉积技术用于静电诱导逐层自组装碳纳米管/聚合物薄膜。对薄膜制备及其性能的可调控性进行了表征和测试。扫描电镜显微(SEM)形貌观察表明,碳纳米管与聚合物分子链结合致密,形成了质地均匀的随机碳纳米管网络结构。拉曼光谱结果表明,碳纳米管在径向呼吸、缺陷振动、拉伸振动等模式下的指纹特征光谱证实了碳纳米管的有效组装和加载。用石英晶体微天平(QCM)对碳纳米管/聚合物薄膜自组装过程进行了在线实时监测,结果揭示了沉积薄膜厚度和薄膜结构的可调控性。当聚电解质层数由0递增到5时,子层膜厚由6.31nm增加到111.59nm,碳纳米管加载体积比由72.35%减小到14.78%。此外,基于I-V表征研究了碳纳米管填充体积比及其薄膜厚度对碳纳米管/聚合物薄膜电学特性的影响,为实现碳纳米管/聚合物薄膜电学性能的可调节性提供了实验及理论依据。

静电诱导的高黏胶液微量分配技术与设备

针对微装配连接中高黏胶液微量分配的难题,研究了静电诱导加载与微力反馈转移技术与设备。通过静电力加载胶滴的仿真模型,计算分析了转印头距离胶面的初始高度、电流等参数对胶液加载转移过程的影响,结合力反馈转移胶滴的工艺,确定了微量高黏胶分配的技术指标和关键元件。设计了高黏胶液微量分配工艺流程,研制了微量胶液分配样机的硬件结构和控制软件。最后,以环氧树脂胶为样品进行胶液的微量分配实验,结果表明:通过调整液膜-转印头之间的高度和触发液桥拉断的阈值电流,可以控制加载胶滴和转移胶滴量,转移胶滴的半径可控制在96~193μm,体积控制在0.43~2.81 nL,分配的胶滴半径的一致性误差为4%。该技术为解决皮升至纳升级高黏胶液的微量分配提供了新途径。

静电场诱导光刻技术实现曲面光栅结构的制备

利用软光刻技术在凸面基底上制备了光栅结构.以此凸面基底上制备的光栅结构作为模板,利用静电场诱导光刻技术实现了凹面基底上光栅结构的制备.光栅模板结构的高度为5.3μm,线宽是6.25μm,高宽比达到0.85∶1.诱导成形光栅结构的高度为42μm,线宽是13.35μm,高宽比高于3∶1.结果表明借助静电场诱导光刻技术可以在曲面基底上利用小高宽比的微结构模板制备出大高宽比的微结构.

聚电解质复合纳滤膜的制备及其截盐性能研究

采用静电诱导法,通过铸膜液中带负电的磺化聚醚砜(SPES)和凝固浴中带正电的聚乙烯亚胺(PEI)在相分离时形成的相互吸引作用,在聚醚砜(PES)膜表面形成聚电解质分离层,再经过交联处理和热处理制得聚醚砜复合纳滤膜。结果表明,当铸膜液中SPES/PES比例为4/17,凝固浴中加入的PEI分子量为10000 g/mol时,所制得的纳滤膜在较低测试压力(0.3 MPa)下对硫酸镁(MgSO_(4))和硫酸钠(Na_(2)SO_(4))的截留率分别为91.1%、85.7%,对其溶液的渗透性能分别为71.4 L/(m^(2)·h·MPa)、75.9 L/(m^(2)·h·MPa)。

抗强电磁干扰的高电压同步控制系统

为了在强电磁干扰环境中控制"双脉冲"实验的放电时序,研制了一台高电压同步控制系统。在采用多种常规的抗电磁干扰方法(如电磁屏蔽、光电隔离、独立电源和接地等)的基础上,该系统的核心抗干扰技术是选用高反向偏置的可控硅作为高电压脉冲变压器原边放电的控制开关。该系统由1个低电压多路时延发生器和5个独立的高电压脉冲发生器组成,它们分别放置在各自的电磁屏蔽机箱内,采用电池或电源隔离变压器供电,独立接地,时延发生器和高电压脉冲发生器之间采用光纤连接和光耦隔离。该系统可以输出5路25 kV的触发电压脉冲,各路之间时间间隔为0～1 s,最小调节时间步长为10 ns。该控制系统被成功地用于"双脉冲"放电实验中,实验证明它具有很好的抗电磁干扰能力。

龙卷风形成的机理研究

本文应用分析归纳法研究了龙卷风形成的机理。对龙卷风的类型、级别、生成背景、形成条件、基本特点、危害与探测防护等进行了系统分析研究。研究结果发现:龙卷风是大气层空气剧烈活动的表现,一般有5种类型,6个级别。在高温高湿天气温差大于30℃时,地面热气上升到寒凉的大气上层,高空冷气下降,遇静电诱导漩流导至气旋,气旋持续形成龙卷风;当漩涡直径为2Km时,龙卷风中漩涡功率达数万兆瓦,有8颗原子弹的威力。若模拟人造出龙卷风用于发电,前景不可估量。

基于TLC和TLC-EFISI-MSn联用技术的霍山石斛专属性鉴别研究

目的:建立霍山石斛薄层色谱(TLC)定性鉴别的质量控制方法,并对霍山石斛专属性成分进行快速结构鉴定。方法:采用TLC法,以水饱和正丁醇为展开剂,低温4℃展开,以2%三氯化铝乙醇试液为显色剂,105℃加热5 min,于紫外光灯(365 nm)下观察霍山石斛的专属性斑点并进行真伪鉴别;利用原位薄层色谱-静电场诱导喷雾-质谱(TLC-EFISI-MS^(n))联用技术进一步对专属性斑点进行快速结构解析。结果:建立了霍山石斛专属性的TLC鉴别方法,发现霍山石斛有一专属性斑点,通过该斑点可实现霍山石斛与铁皮石斛、紫皮石斛等13种石斛属植物的区分,且能够将霍山石斛粉中掺混20%以上的铁皮石斛粉鉴别出来;根据化合物的相对分子量、多级质谱裂解碎片,初步鉴定该斑点为黄酮类化合物芹菜素-6-C-α-L-鼠李糖基-(1→2)-β-D-葡萄糖苷-8-C-α-L-阿拉伯糖,为霍山石斛的专属性成分。结论:所建立的TLC鉴别方法简单灵敏、准确可靠、重现性好且专属性强,为提高霍山石斛的质量控制方法提供了实验依据,对于保证其质量和临床疗效具有重要意义。

基于TLC-EFISI-MS法的桑枝与桑叶薄层色谱鉴别研究

目的建立桑枝和桑叶的薄层色谱鉴别方法,为其质量控制提供依据。方法基于薄层色谱-静电场诱导喷雾-质谱(TLC-EFISI-MS)联用方法,确定鉴别桑枝和桑叶的特征成分,建立和优化其薄层色谱鉴别方法,并应用于不同批次桑枝和桑叶药材的薄层鉴别。结果通过TLC-EFISI-MS联用鉴定了桑皮苷A为桑枝的特征斑点、紫云英苷为桑叶的特征斑点,以桑皮苷A为指标成分建立了桑枝的特征性薄层鉴别方法,以紫云英苷为指标成分,对《中国药典》中桑叶的薄层鉴别方法进行了优化。对10个不同批次桑枝和桑叶药材进行了薄层鉴别,结果表明在与对照品色谱相应位置上,供试品溶液中均显示相同颜色的斑点且斑点颜色清晰,分离度好。结论通过TLC-EFISI-MS鉴定的桑枝中的桑皮苷A和桑叶中的紫云英苷可较好的区分桑枝和桑叶;建立的薄层鉴别方法操作简便、重复性好,可作为桑枝和桑叶的薄层鉴别方法,为其质量控制提供实验依据。