TiO2溶胶的制备与稳定性研究

通过有机前体溶胶法制备了稳定的粒径为10nm以下的TiO2纳米溶胶，并用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和动态激光光散射(DLS)对TiO2微粒的形成进行表征，发现乙酸与钛酸四异丙酯加入量对TiO2的粒径和稳定性具有显著的影响。     

溶胶颗粒粒径分布测量的分光光度计法研究

以常规廉价的普通型分光光度计为基本装置，配以自行开发的计算机软件，构成溶胶颗粒粒径分布测量系统，以代替激光颗粒仪的功能。通过对聚苯乙烯乳胶样品的测定表明，所采用的基于米氏光散射理论的测量溶胶颗粒粒径分布的分光光度计方法，与扫描电镜方法和动态散射方法比较，所测得的胶粒的数量平均直径和重量平均直径均在实验误差允许的范围之内。     

考虑复散射的颗粒群光散射蒙特卡罗算法研究

在Ｍｉｅ光散射理论对单个颗粒光散射计算的基础上，应用蒙特卡罗直接模拟方法实现对颗粒群的复散射计算，得出了不同粒径及分布、不同颗粒浓度条件下，颗粒群的复散射光强分布，该方法可用于在线颗粒测量中的复散计算。     

激光散射法悬浮颗粒浓度检测的理论研究

悬浮颗粒浓度是环境污染物浓度检测中一项重要指标。针对空气中悬浮颗粒浓度自动测量的实现方法问题,研究了一种基于激光散射法测量悬浮颗粒浓度的理论方法。确定了以Mie散射原理作为激光散射法测量颗粒浓度的理论依据。在Mie散射的基础上,对悬浮颗粒物的光散射特性进行了理论分析,通过MATLAB软件仿真分析了不同特征参数下的单个悬浮颗粒的散射光强度分布曲线和消光系数曲线,分别得到了散射光强分布与入射光波长λ、折射率m(实部和虚部)、颗粒粒径α之间的关系。结合仿真分析的结果,应用遗传寻优算法对粒径分布进行反演,通过反演结果证明了本方案在理论上的可靠性。验证表明,该研究所设计方法能精确地实现悬浮颗粒物质量浓度的测量,为相关检测仪器的设计提供理论基础。     

葡聚糖-聚乳酸接枝共聚物的合成及其药物载体输送系统

合成葡聚糖-聚乳酸接枝共聚物,并以此为载体,选择盐酸阿霉素为模型药物,利用纳米沉淀法和双乳法构建出了载药纳米粒子,并通过透射电镜(scanning electron microscope,TEM)、动态光散射(dynamic light scattering,DLS)、紫外(UV-vis)对其形貌、粒径及包封率进行了表征,结果表明:不同共聚物/药物比例会影响载药纳米粒子的粒径、粒径分布及包封率.此外,载药纳米粒子的体外释放实验表明:在弱碱条件(pH=7.4)下的释放速度比在弱酸条件(pH=5.0)下的慢,说明释放介质的pH对其释放性能有较大影响,有利于药物在肿瘤细胞中的控释.     

烟尘气溶胶光散射特性的数值模拟研究

为研究光在烟尘气溶胶介质中的传输特性,通过Mie散射算法对单个烟尘颗粒的光学参数(单次反照率、不对称因子等)进行了数值计算.基于辐射输运理论,采用蒙特卡罗法模拟了光在烟尘气溶胶介质中的传输过程,分析研究了在不同颗粒粒径、入射波长以及粒子数密度条件下,入射光通过烟尘气溶胶介质的透射率随光学厚度以及散射光强随散射角的变化规律.研究结果表明:入射波长增大,烟尘颗粒的散射能力减弱,通过烟尘气溶胶介质的光强透射率增大;烟尘颗粒粒径增大,烟尘颗粒的散射能力增强,通过烟尘气溶胶介质的光强透射率减小,且当烟尘颗粒粒径较大(如1μm)时,烟尘颗粒的光学特性变化平缓.     

基于单波束声呐的沉积层参数序贯估计

针对浅海环境下沉积层声学参数估计问题,本文提出一种基于单波束声呐的海底沉积层参数序贯估计方法。将浅海地声参数的声学反演问题建模为序贯估计问题,利用一种时域高频海底反向散射模型对海底散射回波包络进行预测,结合无迹卡尔曼滤波器,根据误差反馈动态校正模型参数,实现沉积层参数自适应估计。将该模型应用于海试数据,获得测线上海底底质类型平均粒径分布,并与全局优化模拟退火算法的预测精度和预测效率进行对比。结果表明:序贯估计预测的海底散射回波包络与实测结果符合较好,海底底质平均粒径的预测值与海底底质分类分布相比具有较高的可信度;序贯估计法在保证和全局优化法精度相似的情况下大幅提升算法效率,参数估计消耗的平均时间显著缩短。     

ZnFe_2O_4纳米粒子磁共振成像性能研究

采用多元醇法制备了粒径约为6nm的ZnFe2O4纳米粒子,通过表面修饰得到了稳定的ZnFe2O4纳米粒子水相分散液。用X-射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)、磁性能测量系统(MPMS)、磁共振分析仪等手段对样品进行表征。结果表明,所制备纳米粒子磁共振成像性能良好。     

荧光探针法研究接枝酪蛋白乳胶粒子形成

在微量铜离子存在的情况下, 用甲基丙烯酸甲酯(MMA) 对酪蛋白进行接枝聚合反应. 用动态激光光散射和荧光探针法研究接枝酪蛋白的乳胶粒子的粒径和内部极性, 实验结果表明, 在接枝聚合反应初期, 以MMA在酪蛋白乳胶粒子内部的接枝共聚反应为主; 进入反应后期, 以MMA自身的均聚反应为主. 当铜离子的浓度增加时, MMA的均聚趋势增强. 与萃取前相比, 萃取后的接枝酪蛋白乳胶粒子的粒径变大, 粒子内部极性增强.     

火炮内膛表面粗糙度测量的研究

为了提高火炮内膛表面粗糙度测量的准确度,以光散射理论为基础,采用光散射特征值法对火炮内膛表面粗糙度进行测量．该测量系统能对口径100～203mm范围内的炮管内膛表面粗糙度进行检测,其测量范围Ra：0．2～1．6μm,最大相对误差4．3％．     

Theoretical Study of the Effect of Multi-Diameter Distribution on the Mie Scattering Characteristics of Milk Fat

To correct the light scattering property parameters of milk fat for improving the detection accuracy,the Mie-theory was used to establish a predictive model for light scattering properties of milk fat globule with multi-diameter distributions, by means of Monte Carlo approach to simulate actual multi-diameter size distribution of milk fat globule in milk fat solution. Scattering coefficient and absorption coefficient of multi-diameter distribution milk fat particles were calculated by simulating the particles size distribution in milk fat solution. And the light scattering properties of multi-diameter distribution was compared with that of volume mean diameter, Sauter mean diameter and numerical mean diameter in milk fat solution. Theoretical simulation results indicate that the scattering coefficient and absorption coefficient of milk fat particles are determined by the particle size distribution in milk fat solution. There is a distinct difference in scattering characteristics between the milk fat particles with multi-diameter distribution and that with mean diameters. Compared to that with multi-diameter distribution, the scattering coefficient of the milk fat particles with mean diameter has a maximum mean deviation of 9 042 m-1. The particle size distribution is not completely determined by the mean diameters. The dependence of the light scattering properties on the particle size distribution should be considered into the model and simulation. Therefore, it is found that the particle size distribution in milk fat solution is an essential and critical factor to significantly improve the detection accuracy of milk fat content.     

纤维材料内部结构不匀对光的散射

纤维材料内部存在杂质、染料、消光剂、结晶和空穴等结构不匀，从而使光发生散射。光波通过纤维材料时能量的输运问题可以直接利用辐射输运理论来处理。纤维材料内部存在不同结构层次，织物内纤维叠层构造也十分明显，因而可以看成平面平行介质。平行光束入射到平面平行介质的问题，可用距离Ｚ、角度θ和三个变量的方程来描述。对于纯净的纤维材料，光散射粒子呈稀疏分布，可以在一级多次散射下求解，从而建立散射光强度与粒子的尺度、密度及光散射特性之间的关系。     

Chin-Shifrin变换反演算法在煤粉颗粒粒径在线测量中的应用研究

研究了颗粒的光散射现象,提出用于煤粉颗粒粒径测量的Chin-Shifrin变换反演算法。该算法采用线阵CCD为光电探测器,基于Fraunhofer衍射原理对小粒径颗粒的散射光强进行反演计算。在分析算法原理的基础上,给出了反演计算相应积分角度区间的计算公式。通过数值模拟,用Chin-Shifrin变换反演平均粒径为90um煤粉颗粒,仿真结果表明,粒度分布测量的相对误差小于4%。     

相对折射率对于颗粒尺寸测量结果的影响分析

根据Mie光散射理论,如果颗粒的尺寸(或分布)保持不变,那么由颗粒的不同相对折射率就可以得到不同的散射光能量分布。因此,颗粒尺寸测量仪的测量结果将受到被测颗粒的相对折射率的影响。本文将从理论计算和实验结果两个方面来分析被测颗粒的相对折射率对测量结果的影响。     

金属颗粒的光散射模拟

以Mie理论为基础,用数值计算方法分析了金属球型颗粒的光散射特性,给出了金属颗粒对平行入射光的散射强度函数和散射偏振度的数值计算方法。利用Matlab软件模拟得到了散射光强度函数和偏振度随散射角和尺度参量变化的三维图。模拟结果表明:偏振峰个数随尺度参量的增大而增多,偏振峰之间的距离随尺度参量的增大而缩小。这种变化趋势可以作为检测金属颗粒粒径的理论依据。     

纳米粉碎对当归结构和阿魏酸提取量的影响

以中药当归细粉为原料，采用高速离心剪切粉碎机将其制备成纳米当归悬浮液，并通过ZetaPALS光散射粒度分布仪、光学显微镜、扫描电镜等测试方法对当归粉末进行表征。采用高效液相谱(HPLC)对当归指标成分阿魏酸在超细粉碎前后的提取量进行测定。实验结果表明：超细粉碎后当归颗粒平均粒径为76．5nm，并且分布均匀。大部分细胞壁和细胞膜被破碎。对于相同的提取时间，纳米当归的阿魏酸提取量比当归细粉增加了12．95％。     

碱催化聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜 的制备与微相结构研究

采用碱催化正硅酸乙酯的溶胶/凝胶工艺制备了一系列透明聚酰亚胺/二氧化硅（PI/SiO2）纳米杂化薄膜。对碱催化条件下的正硅酸乙酯（TEOS）溶胶影响因素进行了分析和讨论,并优选出了稳定溶胶的制备条件：各组分的摩尔比为：n(H2O)∶n(NMP)∶n(TEA)∶n(Si)= 3∶3.75∶0.1∶1,处理温度为50 ℃。对杂化薄膜的微观形貌和结构分别进行了扫描电镜（SEM）和红外光谱（FTIR）分析,结果表明,杂化薄膜都具有很高的光学透明性;随着SiO2含量的增加,杂化薄膜的微观形貌变化不大。SiO2含量增加到30 %(wt)时,SiO2粒子尺寸仍在100 nm左右。通过对其微相结构和形貌的中间演化过程研究发现,SiO2粒子形成于杂化薄膜初期。聚酰胺酸发生酰亚胺化反应的温度也受残留碱的影响而有所降低。     

PVC膜材涂层的热稳定性和表面形貌研究

采用溶液共混法制备了PVC膜材涂层,通过TG、DSC、SEM和动态光散射粒度分析仪等研究DINP、Ba-Zn和CaCO3粒子对涂层性能的影响。结果表明:PVC膜材涂层中添加DINP可减小涂层的粘度;Ba-Zn可提高涂层的热稳定性能;采用超声法对超微细CaCO3/乙醇共混体系进行处理减小了团聚程度;PVC膜材涂层中添加超细重质CaCO3粒子时,与添加超微细CaCO3粒子时相比,涂层表面平整性较好。     

碱催化聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜的制备与微相结构研究

采用碱催化正硅酸乙酯的溶胶/凝胶工艺制备了一系列透明聚酰亚胺/二氧化硅（PI/SiO2）纳米杂化薄膜。对碱催化条件下的正硅酸乙酯（TEOS）溶胶影响因素进行了分析和讨论,并优选出了稳定溶胶的制备条件：各组分的摩尔比为：n（H2O）∶n（NMP）∶n（TEA）∶n（Si）=3∶3.75∶0.1∶1,处理温度为50℃。对杂化薄膜的微观形貌和结构分别进行了扫描电镜（SEM）和红外光谱（FTIR）分析,结果表明,杂化薄膜都具有很高的光学透明性;随着SiO2含量的增加,杂化薄膜的微观形貌变化不大。SiO2含量增加到30%（wt）时,SiO2粒子尺寸仍在100 nm左右。通过对其微相结构和形貌的中间演化过程研究发现,SiO2粒子形成于杂化薄膜初期。聚酰胺酸发生酰亚胺化反应的温度也受残留碱的影响而有所降低。     

消光纤维材料光散射的漫射近似解

本文对半光和无光纤维材料的光散射问题进行了讨论，对于平行光束入射到光散射颗粒稠密分布的平面平行介质上的情形，利用Ｓｃｈｕｓｔｅｒ传输方程及其漫射近似方法对其光散射问题进行了分析，从而建立了散射光强度和粒子的尺度、密度及其光散射性质之间的关系。当平板状材料或介质所包含粒子的密度和性质为一定时，材料内粒子的尺度、密度和性质就决定了材料的光散性质及其外观特征。