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1.
纳米材料介导微生物胞外电子传递过程的研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
刘姝睿  吴雪娥  王远鹏 《化工学报》2021,72(7):3576-3589
微生物胞外电子传递(EET)过程在自然界中普遍存在,并且在能源利用和环境修复等方面具有广阔的应用前景,但是低效的电子传递一直是其在实际应用中的关键瓶颈。纳米材料具有独特的表面效应、体积效应、量子尺寸及宏观量子隧道效应等性质,引入纳米材料与电活性微生物相结合实现优势互补,可以缩短电荷转移路径,从而提高EET效率。本文综述了EET方式,以及纳米材料的电子转移能力、氧化还原电势、表面结构与性质、生物相容性及纳米材料-微生物的界面构筑对EET过程的影响,重点阐述了纳米材料与电活性微生物界面构筑的各种策略,并讨论了这些策略的适用性和局限性,最后展望了纳米材料强化电活性微生物EET的未来研究方向。  相似文献   
2.
Evaporative phase transitions are widely present in industrial production and daily life such as thin film processes and crystal growth. The evaporation of the liquid layer and the thermocapillary convection affect each other and restrict each other, making the energy transfer mechanism of the evaporation interface very complicated. To understand the evaporation characteristics of water in its low-pressure pure vapor environment, a series of experimental studies were carried out on the temperature distributions and evaporating rate of water evaporation in the annular pool. The cylinder temperature of the annular liquid pool is controlled between 3℃ and 15℃, and the evaporation environment pressure ranges from 394 Pa to 1467 Pa, when the temperature measurement starts, the depth of water is 10 mm. The results show that the temperature of the vapor side on the liquid-vapor interface is higher than that of the liquid side and there is an obvious temperature jump across the vapor-liquid interface. With the decrease of the pressure ratio, the evaporation rate increases, and the interface temperature jump is enlarged. Meanwhile, with the increase of the distance from the cylinder, the local evaporation rate decreases, thus, the temperature jump decreases. At the same pressure ratio, as the cylinder temperature increases, the heat flux from vapor side decreases, the temperature jump decreases at all measurement points. Within the experimental controlled parameters, the maximum temperature jump obtained in the measurements is 2.56℃. Due to the coupling effect of evaporation cooling and thermocapillary convection, there is a uniform temperature layer with a thickness of about 2 mm under the evaporation interface. The thickness of the uniform temperature layer near the cylinder is always larger than that in the middle of the evaporation interface. In the uniform temperature layer, the thermocapillary convection induced by radial temperature gradient transfers heat from the cylinder to the liquid-vapor interface to compensate for the latent heat of evaporation. Below the uniform temperature layer, the temperature rises rapidly due to heat conduction and buoyancy convection.  相似文献   
3.
随着科技的发展,社会的进步,机器人在当前生产生活中得到了越来越广泛的应用。本文重点介绍了智能导引机器人和贩卖机器人在饮料销售中的应用,结合需求详细说明了机械系统、电气系统及控制系统的设计方法。结果表明,所设计的机械系统和控制系统能够很好地满足机器人在饮料销售中的使用要求。  相似文献   
4.
针对DZLY180型硬齿面点线啮合齿轮减速器,利用SolidWorks建立其高速级齿轮副三维模型,采用Ansys Workbench对模型进行动态接触应力仿真分析,然后对其进行修形并重新建模、仿真,结果显示修形后点线啮合齿轮接触应力减小,啮入冲击得到明显改善。  相似文献   
5.
为了提高植物蛋白基绿色高分子材料的力学性能和热稳定性能,以棉籽蛋白(CP)为原料,在尿素变性、甘油增塑、双醛淀粉(DAS)交联的基础上,将其与取向排列的天然剑麻长纤维(SF)复合,经热压硫化加工制备得到具有优异性能的棉籽蛋白/剑麻纤维全绿色复合材料。微观结构形貌和性能分析测试表明,复合材料获得改善性能主要归功于:CP基体与SF增强相间形成的紧密界面结合、对剑麻长纤维的预浸渍处理、CP与SF生物大分子间的强氢键作用。考察了不同DAS含量对复合材料力学性能和热稳定性能的影响。拉伸、热重和差示量热分析表明,经20%(质量) DAS交联的复合材料具有最优的拉伸强度(断裂应力7.5 MPa)、模量(杨氏模量93 MPa)、热稳定性(最大分解温度328℃)和玻璃化转变温度(102℃)。  相似文献   
6.
王欣  赵鹏  李清扬  田平芳 《化工学报》2021,72(5):2426-2435
半导体合成生物学是研究半导体技术与合成生物学之间协同作用的一门交叉学科。其涉及的活细胞-半导体材料杂合体系具有独特的能量和信号转导机制,不仅维持活细胞的代谢能力,而且保留半导体材料的光电学物理特性,在化工、通讯、计算、能源及医疗等领域具有广阔的应用前景。综述了半导体合成生物学在生物催化、智能生物传感以及新型DNA数据存储领域的最新研究进展,讨论了目前研究面临的技术难题及解决方案,旨在为合成生物学和半导体技术这两个影响化工发展的领域提供有价值的参考。  相似文献   
7.
为了提升钢纤维-砂浆界面的黏结性能,采用9种基于硅烷的表面处理剂对钢纤维进行浸渍处理并高温固化成膜;埋置于水泥砂浆圆柱体试块中,开展单根纤维拉拔试验,获得拉拔荷载-位移曲线. 试验结果表明,采用不同的硅烷涂层对钢纤维进行表面改性,可以不同程度地改善钢纤维-砂浆界面的黏结性能;拉拔峰值荷载最高增加5.75倍,拉拔能耗最多增加2.48倍. 硅烷Z6011和Z6020及复合涂层能够较大幅度地提升界面黏结强度,主要增加钢纤维与砂浆界面的化学黏结力;硅烷Z6030和Z6040及复合涂层对界面黏结强度的提升幅度相对较小,主要增加界面滑移摩擦力. 采用扫描电子显微镜(SEM)研究界面黏结性能的提升机理,发现硅烷涂层使得界面过渡区的微观结构更致密,显著提升了钢纤维-砂浆之间的黏结性能.  相似文献   
8.
The glass-to-mold adhesion in precision glass molding could severely degrade the quality of molded optics and shorten the lifespan of the precious molds. Since the consequences of adhesion take effect during the separation between glass and molds, it is important to investigate the debonding behaviors of a typical glass molding interface. To this end, here we perform a probe tack test procedure for borosilicate glass BK7, where debonding is conducted at molding temperature and specific velocity. We fully characterize the debonding behaviors using the peak adhesion stress σmax and the work of debonding Wdeb. Experiments show that when temperature is decreased from 690°C to 655°C at 10 μm/s, σmax continuously increases, while Wdeb first increases but then sharply decreases. When the debonding velocity is increased from 10 to 50 μm/s at 680°C, σmax also increases while Wdeb overall decreases. Therefore, the debonding behaviors are highly temperature and rate dependent. More importantly, depending on the debonding conditions, three debonding types are identified, that is, the cohesive bulk deformation, the cohesive-interfacial transition and the interfacial fracture. The cohesive type can be converted into the interfacial fracture, by either decreasing temperature or increasing the debonding velocity. Based on the Wdeb criterion, the three debonding regimes can be clearly distinguished. Finally, analyses on the temperature and velocity experimental results are unified by incorporating the reduced crack velocity aTvc. The dependences of both viscoelasticity and Wdeb on aTvc qualitatively explain the transition condition for different debonding types. Concerning these findings, the work of debonding not only supplements the characterization of adhesion strength, but also throws insightful light on revealing the debonding mechanisms.  相似文献   
9.
以废弃木薯秸秆为原料,经碱化、添加巯基官能团进行改性得到吸附剂,对其进行了表征,并研究了不同条件下吸附剂的对Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)吸附性能。结果表明,木薯秸秆成功引入巯基基团。经过巯基改性后的木薯秸秆的吸附量得到提升,吸附量随p H的升高而增大,在30 min内吸附量可迅速达到平衡,吸附动力学符合准2级动力学方程。对Cu(Ⅱ)的等温吸附符合Langmiur等温模型,近似于单层吸附,理论最高吸附量为65.36 mg/g;对Zn(Ⅱ)的等温吸附符合Freundlich等温模型,以多分子层吸附为主,理论最高吸附量为60.24 mg/g。两者吸附过程均为自发的放热过程。  相似文献   
10.
采用MSC.MARC有限元分析软件,以真实服役的某重型燃气轮机透平第一级动叶片表面热障涂层为研究对象,研究真实TGO界面形貌对热障涂层界面应力的影响。结果表明:在TC/TGO界面的TC层中,法向应力σ22分布中的拉应力位于波谷区域,压应力位于波峰区域,而在BC/TGO界面的BC层中,σ22应力分布与TC层相反;TC层与BC层的剪切应力σ12分布规律相同,均是波谷左侧的应力方向为负,波谷右侧的应力方向为正。TGO界面的波峰和波谷处的法向应力σ22值随TGO厚度的增大而增加;当TGO厚度不变时,BC/TGO界面振幅增大,TGO内和BC内的法向应力σ22值也随之增大。  相似文献   
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