纳米粒子系统屏蔽效应和电荷电势分布研究

建立了纳米粒子系统屏蔽效应的物理模型,应用电动力学理论求出了系统的电荷和电势分布以及屏蔽参量.以Cu和Al粒子为例,探讨了粒子线度和材料对纳米粒子系统的电荷、电势分布和屏蔽参量的影响.结果表明:两种不同金属纳米粒子构成的系统,其电荷密度和电势分布与单个带电粒子的电荷和电势分布不同,它们不仅与粒子的线度有关,而且还与粒子数密度、电子费米能、纳米粒子的分布范围等有关;两种粒子的电荷符号和密度分布不同:一种粒子的电荷密度为正且随离中心的距离增大而增大,而另一种粒子的情况相反;电荷密度随距离的变化快慢取决于粒子的线度,电荷密度的变化主要发生在两种粒子分布区域的分界面附近;系统的电势分布在两种粒子分布区域分界面处取极小值,其屏蔽参量要比块状晶体的值要小,与粒子线度、费米能、粒子数密度和分布范围等都有关.理论结果与文献给出的实验资料一致.

Abstract：

A physical model of the shielding effect in nanometric systems is constructed.Based on electrodynamics,the distribution of charge and electric potential and the parameters of the shield in nanometric systems are obtained.With Cu and Ag as samples,the influences of radius and material on the distribution of the charge and electric potential and the parameters of the shield in the nanometric system are discussed.The results show that in a system made up of two kinds of nanometric particles,the distribution of the charge density and electric potential are different from those of a single-particle system and that they are related not only to particle radius,but to the number density,Fermi-energy and distributive region of the nanometric particles as well.The values are consistent with experiment data from other sources in literature.     

线度和材料对双层柱状纳米系统中电流的影响

建立了在交变电场作用下双层柱状纳米系统电子满足的方程; 在弛豫时间近似下, 计算了系统中的电流密度; 以外层(或内层)为Al、 内层(或外层)为另一种金属的两层圆柱状纳米系统为例, 探讨了材料和线度对电流的影响. 结果表明: 外层中某一点的电流密度随量子导线外半径和离轴距离增大而增大; 给定线度条件下, 电流密度不仅决定于内核和外壳的材料本身, 还决定于两种材料的配置.     

线度和材料对双层柱状纳米系统中电流的影响

建立了在交变电场作用下双层柱状纳米系统电子满足的方程;在弛豫时间近似下,计算了系统中的电流密度;以外层（或内层）为A1、内层（或外层）为另一种金属的两层圆柱状纳米系统为例,探讨了材料和线度对电流的影响．结果表明：外层中某一点的电流密度随量子导线外半径和离轴距离增大而增大;给定线度条件下,电流密度不仅决定于内核和外壳的材料本身,还决定于两种材料的配置．     

推导M-B,B-E,F-D三种分布的方法

在一般热力学统计物理教科书中，对近独立粒子系统平衡态下粒子分布规律只采用对粒子热力学几率分别求条件极值的方法导出[1]，此方法存在严重缺陷，为此只好在系综理论中用巨正则系综来推导[2]，其实在近独立粒子系统理论范围内也完全可以解决这一问题．本文主要利用系统的热力学几率采用平均值法和求条件极值法分别对近独立粒子在平衡态下按能量分布的规律加以介绍，重点论述了概括性较强的最可几分布的统一推导方法[3]，并与前两种方法加以比较．     

Al纳米粒子表面能变化规律研究

在考虑原子作非简谐振动的情况下, 求出了纳米粒子的简谐系数和非简谐系数. 对纳米粒子的表面生成能作了详细的推导, 探讨了形状和原子数、非简谐效应对球形和直角形纳米粒子表面能的影响. 结果表明: 纳米粒子表面生成能与原子数、形状、原子相互作用势有关;表面能随原子数增大而增大, 原子数较小时变化较快, 原子数较大时变化较缓慢;表面能随温度升高而减小;直角形纳米粒子的形状因子f=1时, 表面能有最大值, f＜1时变化较快, f＞1时变化比较缓慢;相同情况下, 球形纳米粒子的表面能比立方形纳米粒子大. 考虑非简谐效应时的表面能要比简谐情况的小.     

A1纳米粒子表面能变化规律研究

在考虑原子作非简谐振动的情况下，求出了纳米粒子的简谐系数和非简谐系数．对纳米粒子的表面生成能作了详细的推导，探讨了形状和原子数、非简谐效应对球形和直角形纳米粒子表面能的影响．结果表明：纳米粒子表面生成能与原子数、形状、原子相互作用势有关；表面能随原子数增大而增大，原子数较小时变化较快，原子数较大时变化较缓慢；表面能随温度升高而减小；直角形纳米粒子的形状因子f=1时，表面能有最大值，f〈1时变化较快，f〉1时变化比较缓慢；相同情况下，球形纳米粒子的表面能比立方形纳米粒子大．考虑非简谐效应时的表面能要比简谐情况的小．     

金雀异黄素壳聚糖纳米粒子体外释放动力学研究

采用透析法考察不同介质p H值和离子浓度对金雀异黄素壳聚糖纳米粒子体外释放的影响,并采用零级动力学方程、一级动力学方程、Higuchi方程和双相动力学方程,对纳米粒子的体外释放动力学进行探讨。结果表明,该纳米粒子的体外释放与介质p H值和离子浓度有关,随着介质p H值增大,纳米粒子中药物释放量减少;随着介质中离子浓度的增大,纳米粒子的释药量相应增大。释药数据拟合显示,金雀异黄素对照品在含40%乙醇的磷酸盐缓冲液(PBS)中的体外释放符合零级动力学方程,呈线性释放,释放速率常数为0.122 min~(-1);而该纳米粒子在释放介质中的释药行为符合双相动力学方程,先快速释药,后缓慢释放,释放速率常数分别为0.110、0.032 min~(-1)。     

石墨烯基碱金属原子有效电荷变化规律

应用S.Yu.Davydov提出的石墨烯态密度模型,求出吸附在石墨烯上的碱金属原子的有效电荷数,研究了吸附原子的电子能级、能级移动量、有效电荷数随金属原子元素的变化以及有效电荷数随电子能量的变化规律.结果表明:(1)被吸附的碱金属原子的电子能级和能级移动量随原子序数的变化为非线性,在Li,Na,K,Rb,Se,Fr这6种碱金属原子中,以Na原子的值为最小,其原因在于碱金属原子的电离能以及石墨烯与吸附原子的相互作用能均随原子序数的增大而减小;(2)石墨烯能带电子和吸附原子的局域态电子对有效电荷的贡献以及总有效电荷数,均随原子序数的增加而非线性地减小.其中,能带电子对有效电荷的贡献与电子能量无关,而吸附原子局域态电子的贡献与总有效电荷数和电子能量都有关,且随电子能量的变化有明显的局域特点,最可几电子能量随原子序数的增大而增大.     

杉木 - 纳米SiO2复合材料结构表征及复合机理研究

杉木木材可与纳米SiO2通过类似生物拟态矿化的过程进行复合,其力学性能等提高的程度取决于两者间的界面结构和结合状态.通过SEM,TEM表征杉木 - 纳米SiO2复合材料的结构;并基于二元复合理论,结合XRD和EDXA等分析其复合机理.结果表明,纳米SiO2粒子多数以纳米尺度分布在木材细胞壁上,并有部分沉积在木材中的纳米空间;纳米SiO2与木材组分既有原位复合,但主要是其表面的大量不饱和残键和游离羟基与杉木组分中的羟基形成化学结合.     

间作条件下杏树吸收根空间分布特征

[目的]分析绿洲灌溉条件下杏农问作系统中杏树吸收根空间分布,以期为新疆南疆盆地杏农间作杏树水肥管理提供科学依据.[方法]采用剖面挖掘和分层取样法,利用WinRHIZO Pr02009a根系分析系统对间作条件下15 a生杏树吸收根的空间分布进行了分析.[结果]在水平方向上(0～300 cn),杏树株间吸收根根长密度随离树干距离的增加呈递减趋势,最大根长密度分布在距离树干0～50 cm,行间则是先略有增大后减小,最大根长密度分布在距离树干50～100 cm,吸收根根长总量株间仅比行间少1.11;;在垂直方向上(0～150 cm),杏树株间和行间吸收根根长密度均随着土层深度的增加先增大后减小,吸收根最大根长密度株间分布在20～30 cm土层,行间则分布在30～40 cm土层.[结论]绿洲灌溉条件下,杏-麦间作系统杏树株间和行间吸收根空间分布存在差异,但总量相差很小.行间距离树干0～120 cm的0～60 cm土层是杏-麦间作系统田间水肥管理的重要区域,盛果期杏树株行间施肥位置应在树冠冠下的2/3～4/5处,行间施肥深度(30～50cm)应比株间施肥深度(20～40 cm)深约10～20 cm.     

峰谷分时电价预测建模与影响分析

电力系统需求侧实现合理分配调度是未来电网发展的必然趋势,分时电价的推行将成为电力需求侧管理的有效措施之一。本文通过沈阳地区居民用户具体负荷用电的情况分析,实现分时电价的预测建模,提高电力系统运行的稳定性、减缓发电侧的电力投资、切实合理分配居民用电费用的使用,为智能电网需求侧的主动配网提供合理的依据。     

均匀带电直线电场分布对称性分析

由于均匀带电直线电荷分布的特殊性,使其电场分布具有特殊的对称性。通过对均匀带电直线电场强度分布进行计算,分析其电场分布的对称性,并讨论一些特殊情况:半无限长均匀带电直线的电场分布对称性,无限长均匀带电直线的电场分布对称性。由于均匀带电直线电荷分布具有轴对称性,因而导致其电场分布也具有轴对称性。半无限长均匀带电直线的电场分布具有轴对称性。无限长均匀带电直线的电场分布不仅具有轴对称性,而且具有柱对称性。     

Space Charge in Exhaust of Motor Vehicles

Exhaust gases are electrically charged, usually positively but sometimes negatively. This charge does not depend on the electric potential of the vehicle. Whether the charge is positive or negative seems to depend on whether water droplets or carbon particles predominate in the exhaust.     

Potential energy fields about nitrogen in choline and ethanolamine: biological function at cellular surfaces

Partial charge distribution on first and second neighbor atoms to nitrogen in choline and ethanolamine have been calculated. Coulombic and steric parameters were then utilized to evaluate the interaction of a negative test charge with the two molecules. Both the position and the magnitude of the maximum of interaction energy in the two systems were significantly different. The results suggest that ethanolamine interacts more strongly with anions than choline does. This is due principally to steric repulsion of the negative charge by the methyl groups in choline.     

Solar energy and electric utilities: should they be interfaced?

Analyses of the economics of solar collection in the firm- and shifting-peak cases (that is, with off-peak electricity indefinitely available or with a flat load curve) indicate that, for many important applications, solar energy systems that interface with electric utilities can be justified only in terms of the value of the off-peak utility fuels that they displace. In regions where off-peak electricity costs are low, the most economically efficient solar energy systems will be those that use electricity as the auxiliary energy source. This implies extremely low break-even costs for a number of important solar energy applications. In regions where the cost of off-peak electricity is higher than that of competing energy forms, the most economical solar energy systems will utilize auxiliary fuels other than electricity. The general conclusion is that conventional electric utility systems and most solar energy systems represent a poor technological match. The basic problem is that both technologies are very capital intensive. The electric utility, because of the high fixed costs of generation, transmission, and distribution capacity, represents a poor backup for solar energy systems. On the other hand, the solar collection system, because it represents pure, high-cost capital and because of its outage problems, cannot be considered as a part-load source of auxiliary energy for the electric utility system.     

均匀带电圆盘电位的空间分布

由点电荷在空间激发电场的电位公式，用两种不同的方法求出了均匀带电圆盘电位的空间分布。     

基于分布式风光互补电源直流充电装置设计

采用分布式风光互补发电系统作为充电电源,研究电动汽车蓄电池的快速充电问题。设计采用三阶段充电模式,即充电前期采用小电流预充电和脉冲充电相结合的快速充电方法,而在充电后期采用涓流补足充电法的直流充电装置对电动汽车蓄电池快速充电,以接触式银联卡作为介质收费。通过MATLAB仿真结果表明,设计的三阶段充电法的直流充电装置能对电动汽车蓄电池快速充电,并能自动收费。     

500kV超高压输电线路的工频电场分析

为估算出超高压输电线路下方的电场分布情况，采用等效电荷法的计算模型，并简要介绍有无架空地线两者之间的区别。通过MATLAB仿真软件对某一实际500kV输电线路的电场进行仿真，分析其周围电场特性。针对输电线路是否投运，提出几种不同的降低输电线路周围电场强度的方法，可为降低500kV输电线路工频电场的实施措施提供参考。     

加油站卸油过程中油品静电特性的测试试验

通过测试试验分析了油罐车在加油站卸油过程中油品自身产生的静电特性,油罐车油面电位检测,是在油罐车装油及行驶过程中,将油面电位测量仪放置在油面中间,实时检测油罐车内油品的油面电位;油罐车对地电阻检测,是使用兆欧表直接测量油罐车罐体与接地体之间的电阻;油罐车底部采样及控油根过程油品电荷密度检测,是使用法拉第筒及数字电荷量表,测量油品的电荷密度。在检测过程中,油面电位最高4210V,低于国标GB6951规定的12000V;油罐车对地电阻基本满足GB12158防止静电事故通用导则中关于静电导体泄漏电阻的要求（小于10^6Ω）;油品电荷密度最大15μC／m^3,油品带电量较小。结果表明：在加油站卸油过程中,油品自身产生的静电较少,由油品静电引发的静电放电概率较低,静电风险主要由人体静电产生。     

10 kV浇注支柱式电流互感器电场有限元分析及结构优化设计

浇注支柱式电流互感器是电力系统中用于测量、控制和保护的重要设备.以LZZBJ9-10B型浇注支柱式电流互感器为例,通过ANSOFT Maxwell软件对互感器内部进行三维电场仿真分析.研究结果表明,互感器内部电场集中分布区域在一次绕组的4个端角和二次绕组的左右两端,对一、二次绕组电场进行局部二维分析,得到绕组电场强度最大值和最小值的分布点的位置,提出通过改变绝缘挡板的厚度避免主绝缘材料因电场分布不均匀而发生局部放电的有效措施,并运用ANSOFT Maxwell软件进行电场分析得到验证.研究结果为10 kV浇注支柱式电流互感器的结构优化设计和安全运行提供了依据.