基于AFM的107杨纤维表面形貌特征研究

以107杨为研究对象,采用过氧化氢和冰醋酸混合液对应拉木和正常木进行处理获得2种离析纤维;采用铬酸对正常木进行处理获得1种离析纤维;采用硫酸盐制备正常木化学浆获得1种化学浆纤维,并取出一半化学浆进行打浆处理获得1种打浆纤维。使用原子力显微镜(AFM)对上述5种不同处理方法获得的纤维表面形貌进行观察比较。结果表明,应拉木纤维比正常木纤维容易观测到清晰初生壁表面;铬酸离析方法比过氧化氢和冰醋酸混合液离析方法容易观测到清晰初生壁表面;相比离析纤维,化学浆纤维次生壁微纤丝的定向排列方式清晰可见;打浆后纤维较化学浆纤维,微纤丝定向排列被干扰,出现分丝帚化。     

苎麻韧皮纤维超微结构的研究

为了寻找苎麻栽培的科学管理依据及提高苎麻纤维产量和品质和途径,采用秀射电子显微地苎麻纤维细胞超微结构进行了观察,结果表明,苎麻纤维细胞壁具有６个层次,其中初生壁１层,次生壁５层,结合光学显微镜观察,发现苎麻纤维次生壁具有３个不同的螺肇层次,即以,中层和内层和内内、外层纤维素微纤维丝近横向排列,中层微纤丝近轴向排列,结节处纤维素纤丝出现断裂、缺损或附加,这些是影响苎麻纤维长度、强力、光泽等品种的主要     

苎麻韧皮纤维超微结构的观察

[目的]研究苎麻(Boehmeria nivea L.Guad)韧皮纤维的超微结构。[方法]对苎麻茎韧皮纤维进行光学显微镜和透射电子显微镜观察;并对苎麻单纤维进行组织离解,用光学显微镜进行观察。茎韧皮纤维显微观察结果表明:苎麻韧皮纤维细胞壁横切面分为胞间层、初生壁和次生壁3个层次和细胞腔;次生壁大多为1层,即次生壁外层(S1),并且具有许多同心层次;少数纤维具有2～3层,即次生壁外层、中层(S2)和内层(S3);茎基部纤维次生壁多为2～3层,中部纤维次生壁多为1层,苎麻纤维次生壁层次存在位置差异;苎麻纤维是由若干个纤维细胞相互连接而成,纤维细胞之间部分纤维细胞端壁溶解,部分具细胞膜和初生壁,部分具次生壁。苎麻单纤维光学显微镜结果表明:苎麻单纤维细丝状,纤维细胞壁(次生壁)由Z型微纤丝和S型微纤丝组成,具节和节间,少数纤维具有明显的节状加厚现象;中央略大,两端尖削,或钝圆形、二叉状、火炬状等各种形状。[结论]该研究可为生产高品质的苎麻产品奠定基础。     

蓝猪耳花粉管细胞壁超微结构的FESEM和AFM比较研究

[目的]比较场发射扫描电镜（FESEM）和原子力显微镜（AFM）观察蓝猪耳花粉管表面形貌和细胞壁中纤维素微纤丝排列的效果。[方法]蓝猪耳花粉离体培养2 h后,利用FESEM和AFM原位观察无损的花粉管表面形貌和细胞壁的精细结构。[结果]FESEM可见花粉管表面粗糙的网状结构;AFM可获得花粉管的三维立体图像,并可见花粉管细胞壁物质的精细结构和纤维素微纤丝的排列情况。[结论]AFM是一种观察花粉管表面结构和细胞壁中纤维素微纤丝排向的有效手段。     

兴安落叶松管胞形态特征和微纤丝角及其径向变异的研究

以黑龙江省哈尔滨市方正林场选取的20年生兴安落叶松4株木材为材料,通过对其管胞长度和宽度,长宽比,壁腔比和微纤丝角的测定和分析,探讨了兴安落叶松管胞形态特征和微纤丝角及其径向变异规律.结果表明:(1)兴安落叶松木材管胞长度的平均值为2125.43 μm,管胞宽度的平均值为35.06 μm,长宽比的平均值为60.67,壁腔比的平均值为0.33,微纤丝角的平均值为27.37°,兴安落叶松木材属于长纤维,是很好的制浆造纸纤维原料.(2)兴安落叶松管胞长度的平均值变异范围为2259.25～2032.25 μm;管胞宽度为36.08～34.01 μm;长宽比变异范围为64.81～56.39;壁腔比变异范围为0.3916～0.2917;微纤丝角变异范围为27.03°～27.97°,方差分析表明,兴安落叶松木材管胞形态特征和微纤丝角株间差异不显著.(3)兴安落叶松木材管胞长度的径向变化模式为Panshin II 型;管胞宽度、长宽比径向变化为从髓心到树皮逐渐增加;壁腔比径向变化呈波动上升趋势;微纤丝角径向变化呈逐渐减小的趋势.     

安哥拉兔兔毛的超微结构

利用透射电镜和扫描电镜观察表明,安哥拉兔毛可分为外周的鳞片层、中间的皮质层和中央的髓腔。鳞片层很薄,其细胞呈扁平状,紧贴皮质层;髓腔呈蜂窝状,电子密度较高;皮质层很厚,由正、副皮质细胞组成,皮质细胞内充满了角朊纤维和基质,角朊纤维是由直径为7.5nm呈旋涡状排列的微角朊纤维组成,纤维平行毛干长轴排列。正、副皮质细胞在皮质层中的分布随兔的品种及毛的类型而异。中系安哥拉细毛大多呈不对称分布,西德安哥拉细毛则相反。中系安哥拉兔毛皮质细胞的不对称分布为良好的卷曲和弯曲提供了结构基础。     

白桦天然种群木材材质性状的变异与相关性

以东北5个白桦天然林种群为对象,较全面地研究了白桦木材材质性状的差异及相关性。结果表明:天然林白桦种群间木材纤维宽度、长宽比、木材基本密度、胞壁率、微纤丝角、导管比量、小拉什强度和年轮宽度差异显著或极显著;木材纤维长度、纤维壁腔比、木射线比量和纤维比量差异不显著。白桦导管比量与均温和降雨量、胞壁率和木材基本密度与经度呈显著负相关(r>0.9)。在种群间木材基本密度与胞壁率呈显著正相关(r>0.9);纤维宽度与胞壁率、纤维壁腔比、长宽比呈显著负相关(r>0.8),纤维长度与微纤丝角呈负相关(r=-0.97)。     

偏光显微镜下毛竹材纤维细胞的分类

为更快捷简便地研究毛竹(Phyllostachys edulis(Carr.)J.Houz.)材纤维细胞特性,通过分析毛竹纤维细胞的偏光显微镜图像,对照电子显微镜的壁层结构形貌,提出了一种简单的分类方法。对纤维细胞特征进行定性分析后,依据厚壁层数量将竹纤维细胞分为3种类型,并将侧方纤维帽分为3个区域,统计各类型纤维细胞在各区域内的分布规律。此分类方法可作为一种简单快速的筛选和预判手段,有助于对纤维细胞进行更深层次的研究。     

利用原子力显微镜观察芥蓝叶片气孔

利用原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)的振荡模式研究芥蓝叶片上表皮气孔的三维形貌,并对气孔在叶片失水过程中的形态变化进行动态观察.结果表明,通过AFM的扫描成像,观察到芥蓝叶片表皮的气孔及其周围的细胞,包括保卫细胞、副卫细胞、其他表皮细胞等的微观结构,还观测到覆盖在副卫细胞的微纤维,测量出这些微纤维的直径约为400nm,间隔约为200nm.     

细胞壁微纤丝角和结晶区对木材物理力学性能影响研究进展

木材是由不同种类的细胞组成的天然材料,其实体物质是组成其结构的各类型细胞的细胞壁。细胞壁的超微构造主要包括微纤丝和结晶区,微纤丝角能表征纤维素微纤丝的取向,纤维素大分子链排列的有序程度及排列形态决定其结晶程度和微晶形态等结晶区特征。基于前人的研究,系统概述了细胞壁微纤丝和结晶区对木材物理力学性能影响的研究进展,重点围绕微纤丝角和结晶度2个方面,分别归纳了二者对木材密度、尺寸稳定性、木材声学等物理性质以及弹性模量、强度等力学性质的影响作用,同时阐述了微纤丝角与木材硬度和刚度以及结晶度与冲击韧性等的相互关系,并概述了细胞壁微晶形态对木材润湿性和纤维强度影响方面的研究进展,最后对今后的研究方向进行了展望。     

云南箭竹纤维形态变异规律

对云南箭竹Fargesia yunnanensis纤维形态特征进行了显微观测和系统分析。结果为：云南箭竹纤维长度为0．50～5．18mm,平均长度为1．74mm;云南箭竹纤维宽度为5．70．52．00μm,平均宽度为19．98μm;长宽比为18．86～361．71,平均为92．80;壁厚为O．80～416．00μm,平均为14．17μm;腔径为O-30—390．00μm,平均为5．53μm;壁腔比为0．03～109．00,平均值为3．11。云南箭竹纤维平均长度的纵向变异规律为中部〉基部〉上部。纤维的平均宽度表现出类似的变化规律;云南箭竹纤维的平均壁厚表现出的变化规律,1年生和2年生均为基部〉中部〉上部,而3年生云南箭竹纤维平均壁厚的变异规律为基部〈中部〈上部．腔径也表现出与壁厚类似的变化规律。年龄和部位对云南箭竹纤维特征影响显著。表1参10     

毛竹实生苗不同代分蘖茎秆的解剖结构比较

研究毛竹实生苗不同代分蘖苗不同部位茎秆的解剖结构,试图更全面地了解竹类植物茎秆解剖结构的变化规律,丰富竹类植物茎秆解剖结构。结果表明,各代分蘖苗的表皮微形态并无明显差别;秆中、下部组织比量以及秆基本形态指标（秆壁厚、直径、筒腔径、筒壁腔比）的变化随分蘖代数有明显规律性,且在同一分蘖苗不同部位秆中,也有明显规律性;秆内层和外层维管束差异较大,秆内层维管束有明显变化规律,秆外层变化规律不明显。表明竹类植物幼态和成熟态中维管束形态不完全一致;髓环细胞功能可能与贮藏有关,且其石化程度可能与竹类植物年龄有关;另外某些分蘖苗秆上部结构与节部解剖结构相近。     

毛竹材不同部位纤维形态及部分物理性能差异

  目的  探明毛竹Phyllostachys edulis竹青、竹黄及竹肉不同部位的纤维形态、力学性能以及干缩性能等差异,为毛竹材高效利用提供基础数据。  方法  通过纤维离析与显微观察、力学性能与尺寸稳定性测试,分析比较毛竹材不同部位性能差异。  结果  毛竹材竹黄、竹肉与竹青不同部位中,纤维长度和宽度以及纤维占比差异极显著(P＜0.01)。竹青和竹黄的纤维长宽比较为接近,且极显著小于竹肉(P＜0.01)。竹青密布维管束,对毛竹材抗弯强度、弹性模量贡献最为大,其次为竹肉和竹黄。就顺纹抗压强度而言,从大到小依次为竹青、竹黄、竹肉。竹材横向干缩性明显大于纵向,全干干缩率从大到小依次为径向、弦向、纵向。竹材不同部位中,径向和弦向气干干缩率的大小关系略有差异。  结论  毛竹材不同部位性能差异明显,竹黄抗压力学性能优于竹肉,可将竹黄保留用于制备新型竹木复合材料,有助于提高竹材利用率。图2表5参37     

采谱方式对竹材气干密度近红外预测模型精度的影响

该文对近红外光谱技术结合化学计量学分析方法快速预测毛竹材气干密度的可行性进行了研究,重点探讨不同采谱方式对所建模型预测精度的影响.为了便于对比,建模过程中光谱数据未经过任何预处理.结果表明,采谱方式影响着模型的预测精度.从竹材横切面采谱所建模型的预测精度最高,内表面（靠近竹黄面）居中,外表面（靠近竹青面）最差.但如果对竹材内外表面的光谱求平均后建模,则可以显著提高模型的预测精度.随后选择最优模型对随机抽取、未参与建模的30个未知样品的密度进行了预测,预测值与测量值的 相关性高,表明近红外光谱技术可以快速、准确地预测竹材的气干密度.      

碳酸钙原位沉积对单根竹纤维拉伸性能的影响

采用离子溶液原位反应法,研究了不同反应温度下碳酸钙在竹纤维上的沉积情况及其对单根竹纤维拉伸性能的影响。结果表明:温度对附着在竹纤维表面的碳酸钙晶粒尺寸及形貌有明显影响,随着温度的升高,碳酸钙由分散性较好的不规则四面体单晶逐渐团聚生长为球形或椭球形;25℃下碳酸钙粒径较均匀,附着量最高,纳米碳酸钙颗粒填充了纤维上的微孔。所有附着碳酸钙的单根竹纤维拉伸性能均有所改善,这可能与填充的碳酸钙颗粒承受纤维孔隙传递的应力有关。CaCO3沉积情况对竹单根纤维力学性能的影响显著,25℃条件下改性慈竹纤维的拉伸强度和弹性模量最高,与未改性纤维相比,分别提高了30.50%和32.71%。     

金佛山方竹细胞构成、形态及细胞壁层构造变异性

  目的  为探究金佛山方竹细胞构成、形态及其细胞壁层构造特征,揭示其随竹龄、竹秆轴向部位的变化规律以及与环境气候因素的相关性,从而丰富其基础解剖数据,促进金佛山方竹秆材资源的高值化利用。  方法  以1 ~ 5年生金佛山方竹天然植株为研究对象,采用传统切片法和富兰克林离析法制得永久横纵切片和离析单根纤维,通过光学显微镜和场发射扫描电镜观察并测量其组织比量、维管束、纤维细胞、基本组织薄壁细胞以及细胞壁壁层结构等特征。  结果  金佛山方竹基本组织占比（体积比）最大,为56.16% ~ 65.92%;纤维组织占比次之,为27.69% ~ 34.18%;输导组织占比最小,为6.40% ~ 9.85%。维管束类型为开放型和半开放型,维管束密度、径向宽度和弦向宽度随竹龄、竹秆轴向变化差异均显著,宽度径弦比几乎一致,介于1.2 ~ 1.3之间。纤维细胞长度在1.7 ~ 2.1 mm之间,长宽比为110 ~ 133,属于长纤维等级。薄壁细胞形态多样,存在显著的竹壁径向差异。纤维细胞次生壁层数为奇数层,最高达9层,呈现出宽窄交替的特征;薄壁细胞次生壁层数也为奇数层,最高达9层,每层厚度近似相等,呈现出松紧相间的特征。竹壁不同位置的细胞壁层数存在差异性,但细胞壁最高层数随竹龄与竹秆轴向部位变化差异不显著。年平均降水量显著影响金佛山方竹的输导组织比量,呈负相关关系;气温显著影响维管束尺寸和薄壁细胞次生壁厚,前者呈负相关关系,后者呈正相关关系。  结论  金佛山方竹显微构造特征在竹龄和竹秆轴向部位两个变化模式下存在一定的构造差异性,但没有明显变化规律,3 ~ 4年生金佛山方竹显微构造特征相对趋于稳定。此外,环境气候因素与金佛山方竹解剖构造特征均存在一定的相关性,且与输导组织比量、维管束尺寸和薄壁细胞次生壁厚等存在显著相关性。      

利用扫描电镜原位拉伸研究竹材增韧机制

为了阐明竹材优良韧性的力学原理,以毛竹为研究对象,使用扫描电镜联用原位加载设备观察了竹材薄片纵向拉伸过程的裂纹扩展规律,并对断裂表面进行了组织水平、细胞水平、亚细胞水平的多尺度显微观察。结果表明:竹材纵向拉伸断裂裂纹拓展一般呈阶梯型展开。维管束与基本组织之间、竹纤维与薄壁组织细胞之间、纤维和薄壁细胞的壁层之间均有明显的分层现象,表明竹材断裂过程中存在从组织到细胞,乃至亚细胞水平的多级弱界面。这些弱界面可以有效阻碍裂纹扩展,增加断裂消耗功,从而显著增强竹材的韧性。