2012年度国家自然科学基金委员会化学科学部五处科学基金项目申请和评审工作综述

近年来,化学工程学科的发展日新月异,绿色化学、纳米技术和超级计算等新理论、新方法及新技术已渗透到化工学科研究的许多领域,正助推产生许多新的学科生长点。基础研究在化学工程的学科发展和工业生产历程中无疑扮演着十分重要的角色。作为基础研究的主要资助渠道,国家自然科学基金一直是广大科学家广泛关注的焦点。     

纳豆激酶基因的克隆表达以及活性分析

应用PCR的方法从分泌纳豆激酶的枯草杆菌基因组DNA中扩增得到全长为1056bp的前导肽+成熟肽纳豆激酶原基因(pro-NK),并构建了纳豆激酶的重组表达载体pET-28a-pro-NK;转化E.coliBL21(DE3)后,在IPTG的诱导下实现了纳豆激酶的高效表达,经SDS-PAGE显示在28ku处有一特异带;表达产物经Ni2+亲和层析纯化后,纤维平板法测得的纳豆激酶的比活力为34245.1IU/mg;纯蛋白经透析和冷冻干燥处理后,纳豆激酶的比活力为16271.5IU/mg;在此基础上,对冻干保护剂的添加进行优化,最佳保护效果为甘露醇与纳豆激酶质量比为1:2,可比不加保护剂时比活力提高了30.9%。这可为基因工程方法生产纳豆激酶纯品,稳定其活性便于贮运,并将其开发成为临床药物提供技术参考。     

覆有BST膜的半导体功率器件结终端研究

通过一系列的工艺步骤,在半导体功率器件含有场限环(FLR)的结终端上覆盖了一层300 nm厚、介电常数高的钛酸锶钡( BST)膜.对该新型结终端和无BST膜的传统FLR结终端的结构与性能进行了研究比较.结果表明,在覆盖BST膜后,FRL结终端的结构击穿电压提高了50％.这证明BST膜能够提高器件的击穿电压.     

漂移区覆盖高k薄膜的高压LDMOS器件优化设计

为了获得高耐压、低导通电阻的横向双扩散MOSFET(LDMOS)器件,综合利用高介电常数(高k)薄膜技术和场板技术,设计出一种漂移区表面采用"高k薄膜+氧化层+场板"结构的功率器件,有效降低了PN结弯角高电场和场板边缘峰值电场。使用器件仿真工具MEDICI进行验证,并分析高k薄膜厚度、氧化层厚度、高k薄膜相对介电常数以及栅场板长度对器件性能的影响,最终实现了耐压达到820V、比导通电阻降至13.24Ω.mm2且性能稳定的LDMOS器件。     

C型MEMS平面微弹簧弹性系数研究

设计了一种新型的C型微机电系统(MEMS)平面微弹簧,用卡氏第二定律和胡克定律推导出这种平面微弹簧在3个方向(即x,y和z方向)上的弹性系数计算公式,用ANSYS进行有限元仿真,结果验证了公式推导的正确性。在公式计算和仿真的基础上,研究了各种结构参数对其弹性系数的影响规律。     

一种基于BCD工艺的新型5V基准电路设计

设计了一种结构简单的新型基准电路,通过对带隙基准的倍乘,无需电压转换电路,输出5V基准电压可直接用于芯片次级电源.电路设计中,运用驱动电路提高基准电压的驱动能力,通过温度补偿、电路隔离技术和反馈环路,提高基准电压的温度特性、电压抑制比和稳定性.全电路基于0.35μm BCD工艺,并通过Hspice仿真.结果表明,基准电压输出为5V,驱动能力20mA,温度系数5.1ppm/℃;室温下,电源抑制比63dB@100kHz.     

反熔丝FPGA配置电路的研究

反熔丝FPGA的编程过程是对可编程逻辑模块进行配置的过程,具体过程是利用配置电路对连接在逻辑模块输入、输出端口的反熔丝单元施加高压,将其击穿形成连接通路,从而使得逻辑模块连接在信号线上.位流数据控制配置电路完成反熔丝单元的预充电、寻址、加压以及编程过程.通过控制晶体管的打开和关断及复用编程通道,可以实现不同类型反熔丝的编程,并简化配置电路的设计规模.测试结果表明,配置电路可靠地完成了反熔丝的编程功能.     

静电自组装PDDA/CMCNa聚电解质复合纳滤膜及其性

以聚丙烯腈(PAN)超滤膜为基膜,通过羧甲基纤维素钠(CMCNa)阴离子聚电解质和聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)阳离子聚电解质层层静电自组装(LbL)制备得到复合纳滤膜.考察了阴离子聚电解质溶液浓度、组装层数对膜表面荷电性、形貌和亲水性等的影响;同时研究了操作条件不同时该纳滤膜对罗丹明B染料分离性能变化.结果表明,CMCNa阴离子聚电解质浓度增大时,膜表面荷负电性和亲水性增强;当PDDA质量浓度为5.0 g/L,CMCNa的浓度为2.0 g/L,且组装4.0个派对层时,复合膜表面ζ电位约为 70 mV,其接触角约为30°;制备的(5 PDDA/2CMCNa)5.0-PAN复合纳滤膜,在25℃和0.60 MPa的操作条件下,对0.4×10-3 g/L的罗丹明B截留率达到90％,通量为42 L/(m2·h·MPa).     

Properties of p-type ZnO thin films with different orientations

The stable properties of N-doped p-type ZnO thin films with preferential nonpolar （100） plane orientation relative to polar （002） plane orientation are investigated. The two kinds of oriented thin films are fabricated by the methods of post heat treatment and double sources in situ, respectively. The Hall investigations demonstrate that N-doped p-type ZnO thin films with preferential nonpolar （100） plane orientation are more stable, and the results are also proved by build-in electric field model and electronic structure calculations of the films based on the first orinciple.     

块状生石灰不能用于湿陷性黄土地区的地基

在湿陷性黄土地区工程施工中，因块状生石灰的吸水特性和来源广泛、价格低廉等原因，一些技术人员常采用块状生石灰掺加中砂的灰砂桩，来吸收地基土中的水分，降低含水率，或加固稳定因浸水造成变形、位移、裂缝的建筑。这种处理加固地基的方法，在湿陷性黄土地区不能采用，理由如下。