功能表面降膜蒸发传热特性的实验研究

研究了处理表面镀铬铝管、PTFE铜管和纯铝氧化管水平管降膜蒸发传热，研究了喷淋密度、热流密度、管内蒸汽速度和管表面处理对降膜蒸发传热特性的影响。实验结果表明：在表面蒸发区，水平管降膜蒸发传热系数随热流密度的增加而提高，随喷淋密度增大先降低后升高，冷凝例传热系数基本保持不变。总传热系数对操作条件变化很不明显，表面阳极氧化膜使传热系数略有下降，但由于其优良的抗垢时蚀性能，非常有必要再进行深入地研究。     

氟硅氧烷共聚低表面能杂化材料的研究

通过溶液聚合和溶胶-凝胶法复合工艺,采用甲基丙烯酸十二氟庚酯(FA)为含氟单体、乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为硅单体和正硅酸乙酯(TEOS)为无机相前驱体直接合成了一种分子级复合,最外层含氟侧链定向于空气,中间层是碳碳主链,底层为硅氧网络结构的氟硅氧烷共聚低表面能杂化材料.结果表明,溶剂含量对含氟侧链向表面的迁移速度以及材料疏水性能有着非常重要的影响.     

初始冷凝液滴尺寸分布的分子团聚模型

Initial dropwise condensation of moist air on a hydrophobic self-assembled monolayer（SAM）surface was investigated with a high speed camera and a microscope.The transient initial droplet size distribution and the growth of micro-droplets by direct condensation on the surface without coalescence were analyzed from the concept of molecular clustering.Based on the general characteristics of nucleation of dropwise condensation，a molecular clustering physical model was proposed to describe the state of steam molecules in the bulk steam phase before condensing on the cooled surface.     

骨髓间充质干细胞对海藻酸钙胶珠内神经干细胞增殖与分化的作用

神经干细胞(neural stem cells,NSCs)移植治疗神经损伤被认为是具有潜在应用价值的手段,但其来源困难;骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)以其所具有的诸多优点,为神经损伤的治疗提供了一个新的思路。而BMSCs是否是通过作用于内源性的NSCs来促进神经修复,仍存在着争议。今采用海藻酸钙胶珠将NSCs包囊培养至一定大小的神经球后,再与BMSCs进行共培养,考察BMSCs对生长在海藻酸钙胶珠内的NSCs增殖与分化的作用,探讨BMSCs移植治疗神经疾病与损伤的作用机理。共培养过程中观察神经球结构的变化;共培养结束后计算NSCs的增殖倍数,对增殖条件下共培养的NSCs表型和多向分化潜能进行免疫荧光染色鉴定;对分化条件下共培养的NSCs向不同神经细胞分化的能力进行流式细胞仪检测。结果表明,BMSCs可使生长于支架内的NSCs迁出细胞球,对NSCs的增殖没有明显影响;但能够明显影响NSCs的分化,使其向少突胶质细胞分化的能力增加3倍,向星形胶质细胞分化的能力减弱1倍,而向神经元细胞分化的能力没有明显变化。BMSCs有可能是通过分泌某些因子增加了NSCs迁移及向少突胶质细胞分化的能力,从而促进神经损伤的修复。     

同时扩增与收获脐带血来源造血干细胞及间充质干细胞的研究

目的为利用生物反应器,实现脐带血(Umbilical cord blood,UCB)来源的造血干细胞(Hematopoietic stem cells,HSCs)与间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)的同时扩增与收获。方法为在不添加血清、只添加细胞因子组合(SCF15ng·mL-1,FL5ng·mL-1,TPO6ng·mL-1,IL-315ng·mL-1,G-CSF1ng·mL-1,GM-CSF5ng·mL-1)及海藻酸钙壳聚糖胶珠包被基质细胞支持的条件下,采用玻璃包被的聚苯乙烯(Glass coated styrene copolymer,GCSC)微载体与生物反应器相结合的策略,考察了UCB-HSCs与UCB-MSCs在转瓶及旋转壁式生物反应器(Rotating wall vessel bioreactor,RWVB)内的共培养。结果RWVB中的扩增效果最佳,12天内有核细胞(Nuclear cells,NCs)扩增了3.7±0.3倍;集落形成细胞(Colony-forming units in culture,CFU-Cs)扩增了5.1±1.2倍;CD34+CD45+CD105-(HSCs)细胞扩增了5.2±0.4倍;CD34-CD45-CD105+(MSCs)细胞扩增了13.9±1.2倍。培养结束后,通过自由沉降的方法分离UCB-HSCs和粘附在GCSC微载体表面的UCB-MSCs。同时,细胞多向诱导分化及免疫表型分析结果显示,粘附在GCSC微载体表面上的细胞能够向骨、软骨及脂肪细胞分化;并能够表达间质细胞相关表面标志CD13,CD44,CD73和CD105,而不表达造血细胞的相关表面标志CD34,CD45及HLA-DR,与骨髓MSCs相一致。结论为添加细胞因子、基质细胞及微载体支持的条件下,在生物反应器内能够实现UCB-HSCs和UCB-MSCs的同时扩增与收获。     

包埋PLGA微球的可控释壳聚糖支架材料的研究

为解决组织工程支架材料内部营养供应不足的问题,将营养物质包埋在聚合物微球内再植入支架,通过微球内营养物质的控制释放保持支架内部营养物质浓度的持续均匀性。以牛血清白蛋白(BSA)为模型蛋白,乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)为外包被材料,采用复乳法(w/o/w)制备聚合物微球,然后将该微球与壳聚糖溶液混合,冻干形成支架。以BCA法检测载药微球自身的释放情况以及其植入到支架后的释放情况,通过扫描电镜观察载药微球的结构以及其植入支架材料后结构变化。结果表明,微球形态圆整,粒径范围在27～55μm之间。壳聚糖支架呈多孔状结构,1%壳聚糖支架孔隙率、吸水率和降解率分别为(92.99±2.51)%、(89.66±0.66)%和(73.77±3.21)%。体外释放显示:微球可以持续释放所包埋的蛋白,突释较小,168h后PLGA微球的累积释放量为(20.24±0.83)%。电镜照片显示,微球植入支架后,与支架结合紧密,微球结构没有发生明显改变。168h后支架内部蛋白浓度为(11.44±1.81)×10-2mg·mL-1。相比传统靠外部培养基自由扩散到支架内部为支架内细胞供养的方法,营养物质或细胞因子包埋在控释微球中并与支架材料复合成可控释支架,可以长时间维持支架中这些因子的浓度均匀,从而为组织工程提供理想的支架材料。     

管端斜度对竖直管内不互溶蒸汽冷凝液泛气速的影响

实验研究了管端斜口对竖直管内不互溶蒸汽冷凝液泛气速的影响 ,并给出了经验关系式。指出在管端加斜口是解决实际工业中竖直管内液泛问题的简便有效的方法 ,并且将实验结果与Wallis关系式计算结果进行了比较 ,为Wallis关系式在实际工业中的应用提供了实验依据     

双组分纳米流体强化泡状吸收过程的实验研究

文章的主要目的是利用双组分纳米流体作为吸收工作介质来强化NH3/H2PO泡状吸收的过程。在实验中,配制了稳定的CNTs-ammonia双组分纳米流体,并利用泡状吸收实验装置进行了双组分纳米流体的泡状吸收实验。对颗粒的质量百分比和氨的初始浓度等因素对双组分纳米流体强化泡状吸收过程的影响进行了系统的实验研究,并分析了其强化机理。实验结果表明,CNTs-ammonia双组分纳米流体的吸收强化效果随着纳米碳管质量百分比的增加而先增加后下降,并且随着纳米流体中氨的初始浓度的增加而增加。     

低温保护剂对神经干细胞球添加过程的模拟分析

建立了神经干细胞球的低温保护剂添加模型。通过计算研究了在保护剂添加过程中,神经球中不同位置的细胞体积变化情况,以及细胞内外浓度和细胞膜两侧浓差随时间和空间的变化情况;并分析了影响细胞体积变化的因素,利用该模型进行了保护剂添加程序的优化。结果表明细胞外的保护剂浓度变化较快,在球表面处不到10 s接近平衡,接近球中心处15 s后接近平衡;由于跨膜传质阻力的影响,胞内的保护剂浓度变化较为平缓。减小L_p和增大ω可以显著改善保护剂添加过程的细胞体积变化,神经球尺寸对细胞体积变化影响较小。添加高浓度保护剂时,可以采用等渗透压差、渗透时间间隔逐渐减小的分步添加方法,分步添加方法以四步法较好。理想的连续梯度添加方案应是低浓差和短添加时间的组合,凸曲线添加方案是一种合适的添加方法。     

壁面润湿性对微通道内二氧化碳-水两相流流动及传质性能的影响

在1 mm×1 mm矩形截面下微通道内,以二氧化碳-水为工作流体,研究壁面润湿性和气液表观流速对气-液两相流型和气液传质的影响,并研究了气、液表观流速对弹状流流体力学性质的影响。在亲水微通道中观测到了泡状流、泡状-弹状流、弹状流;在疏水微通道中观测到了非对称弹状流、拉长的非对称弹状流、分层流。实验表明亲水微通道中弹状流区域下气泡长度大体上随气相表观流速的增大而增大,随液相表观流速的增大而减小;液弹长度大体上随气相表观流速的增大而减小,随液相表观流速的增大先增大后减小;液侧体积传质系数k_La均随气、液相表观流速的增大而增大,随通道壁面润湿性的增强而增大。