纳米二氧化硅的制备及在生物医学领域的应用

综述了近几年来纳米二氧化硅的一些主要制备方法,例如:St(o)ber法、模板法、微乳液法、气溶胶法.并且简述了纳米二氧化硅在抗菌剂、药物缓释等生物医学领域中的应用,以及纳米二氧化硅微球的浓度、粒径大小、表面性质等方面对纳米二氧化硅的生物安全性的影响.介绍了无定型纳米二氧化硅的毒性与其结构的关系,同时指出了单分散纳米石英颗粒的制备还存在许多亟待解决的难点.     

不同电解质浓度下沥青质分子的脱附机理

采用耗散型石英晶体微天平(QCM-D)原位研究了不同浓度Na Cl溶液对沥青质的脱附效率,并基于Voigt粘弹性模型对石英晶体表面的吸附质量变化进行了拟合。结合紫外可见光吸收光谱、原子力显微镜和接触角的测试结果,比较了不同矿化度条件下沥青质的实际脱附效率以及解吸附前后的形貌和润湿性变化。研究结果表明,1 000 mg/L Na Cl溶液的加入,使沥青质实现少量脱附;而随后加入50 mg/L Na Cl溶液,促进了二氧化硅基底表面及吸附层油滴表面的双电层扩张,使其电荷屏蔽作用增强,增大了基底与油滴之间的斥力,最终实现沥青质的大量脱附。     

分支型微通道水-油两相流数值模拟

为了研究分支型微通道内水-油两相流动,采用水平集法进行数值模拟.微通道几何参数和流体在壁面滑移程度的变化,对液滴尺寸产生不同影响。随着入口角的增大,液滴长度呈二次变化;离散相通道越宽,液滴长度受入口角影响程度越大;在入口角是60°的通道内,随着滑移尺寸的增加,液滴长度增长程度逐渐减缓,通道内流体受壁面滑移作用的厚度约占主通道的56.3%.对微流体混合系统的优化设计提供了参考.     

钟摆目标的微多普勒特征分析与提取

针对室内雷达目标的分类和识别问题,建立了室内钟摆目标的微动数学模型和回波模型,分析了室内钟摆运动产生的微多普勒特征.通过仿真钟摆目标的雷达回波,采用平滑伪Winger-Ville时频分析方法,提取了钟摆目标的微多普勒特征.结果表明:室内钟摆运动产生的微多普勒特征是周期为1/2钟摆周期的正弦调制.从仿真回波中提取的微多普勒特征与理论推导一致,验证了模型及理论分析的正确性.     

新型反相位驱动双解耦微机械陀螺设计

为抑制在微机械陀螺中广泛存在的共模干扰问题,提出一种新型振动微机械陀螺结构设计．陀螺结构采用对称设计,将二自由度振荡系统同时引入到驱动模态和敏感模态中．通过在两个驱动质量块上施加反相位驱动力使驱动模态下质量块始终反向振动．通过左右两个完全相同的框架结构设计,最大限度消除外界振动导致的共模干扰．为消除多自由度驱动模态和敏感模态的耦合,将驱动方向的弹性悬梁引入敏感模态,使微机械陀螺具备双解耦结构．设计出的微机械陀螺,敏感模态增益较驱动模态提高约30 dB．驱动模态和敏感模态的带宽分别为250 Hz和310 Hz．在操作频率区域内可以提供稳定的增益和相位．并且达到有效消除共模干扰的目的．     

气泡雾化细水雾装备灭火实验研究

利用气泡雾化压力低、用气量小和雾化效果好的特点,结合目前已有的移动细水雾灭火装备开发了一套背负式气泡雾化细水雾灭火装备.对木垛火进行灭火实验,分析了细水雾灭火过程中不同阶段的主导灭火机理.实验结果表明:利用气泡雾化细水雾灭火装备可有效控制和扑救木垛火,对于0.6A以下的木垛火,可在150 s内扑灭,0.8A的木垛则出现了复燃现象,由于木条的相互遮挡,对于木垛火的扑救应灵活调整射水距离和角度,压制火焰,预防复燃.     

三角形微沟槽飞艇蒙皮表面的流场分析

微米尺度的沟槽是临近空间飞艇大面积减阻的一种可行的减阻形式．以临近空间飞艇减阻为研究背景,通过采用k-ω SST湍流模式,对微米尺度的三角形沟槽进行了流场分析,得到了三角形沟槽壁面流的速度场和压力场． 通过计算不同尺寸三角形微沟槽的减阻率和沟槽内的流线形状,分析了微米尺度沟槽的减阻机理和不同沟槽尺寸对减阻能力的影响．研究表明,沟槽内的流线形状对沟槽的减阻能力有重要影响,尺寸合适的沟槽可以减小流体和壁面之间的切应力,减小流动阻力,对临近空间飞艇的蒙皮设计和减阻研究提供了一定参考．     

Evaluation of apatite-coated chitosan microspheres for bone regeneration

The apatite-coated chitosan microspheres were fabricated by incubating chitosan in five times simulated body fluid. The apatite deposited on the microspheres was similar to natural bone mineral, as demonstrated by scanning electron microscopy, X-ray diffraction spectra and Fourier transformed-infrared spectroscopy analyses. Rat bone marrow-derived mesenchymal stem cells （BMSCs） were seeded on apatite- coated microspheres to investigate the effect of this scaffold on cell proliferation and differentiation. BMSCs seeded on uncoated microspheres were served as a control. In vivo experiment was evaluated by transplanting the microspheres loaded with or without BMSCs in 5-mm cranial defects of Wistar rats. Bone regeneration was investigated via micro-CT and histological analysis. It was found that apatite-coated chitosan microspheres could significantly promote the proliferation and alkaline phosphatase activity of BMSCs compared with uncoated microspheres. Histological slices and Micro-CT images at 8 weeks revealed much better regeneration of bone in the apatite-coated microspheres loaded with BMSCs than the control. In addition, the defect filled with pure microspheres induced little new bone formation. Our findings suggest that the apatite-coated chitosan microspheres scaffold is a promising carrier of stem cells for cranial bone tissue engineering.     

胶体光子晶体结构色釉的制备

采用溶胶凝胶法制备了多种不同粒径的单分散二氧化硅胶体微球,并利用制备的微球以垂直沉积自组装法在瓷胎表面制备了颜色艳丽的结构色釉.研究了微球粒径的工艺控制方法及微球尺寸对结构色的影响.SEM分析表明:在二氧化硅微球制备过程中,随着反应液中氨水和正硅酸乙酯浓度的增大,微球粒径逐渐增大;水解、缩聚反应温度升高,微球尺寸会逐渐减小;体系水浓度增大,二氧化硅微球尺寸先增大后减小,存在一个峰值.薄膜分析表明,具有良好三维有序密堆积结构的薄膜,其颜色随着自组装用微球粒径的增大发生红移,色调发生变化,从而能够生成多种结构色釉.     

微波合成SiO2气凝胶核/聚苯乙烯壳微球研究

将水玻璃为硅源所制备的纳米孔硅气凝胶与苯乙烯单体用微波加热合成法制备出SiO2气凝胶核/聚苯乙烯壳复合微球.用顺序间隔取样测试方法试验复合微球的密度、转化率和包覆率与微波合成温度、时间和聚合体系各组分变化情况,分析讨论了影响变化因素和原因.通过TEM和FE-SEM对复合微球进行结构与形貌表征.结果表明,优选体系组分配比为SiO2气凝胶3g、苯乙烯21g、乙醇水溶剂配比为380g∶20g、引发剂4.2g及稳定剂2g,微波合成工艺参数为加热功率500W,加热时间40min、加热温度60℃.在此工艺条件下合成,复合微球合成转化率是67.1%、包覆率为32.7%,制备出的核壳结构复合微球的粒径约为100~200nm、震实密度为0.353g/cm3,且表面凹凸不平状似"草莓"的微粒.