Local Control of Microdomain Orientation in Diblock Copolymer Thin Films with Electric Fields

Local control of the domain orientation in diblock copolymer thin films can be obtained by the application of electric fields on micrometer-length scales. Thin films of an asymmetric polystyrene-polymethylmethacrylate diblock copolymer, with cylindrical polymethylmethacrylate microdomains, were spin-coated onto substrates previously patterned with planar electrodes. The substrates, 100-nanometer-thick silicon nitride membranes, allow direct observation of the electrodes and the copolymer domain structure by transmission electron microscopy. The cylinders aligned parallel to the electric field lines for fields exceeding 30 kilovolts per centimeter, after annealing at 250°C in an inert atmosphere for 24 hours. This technique could find application in nanostructure fabrication.     

Stepwise formation of multilayered nanostructural films from macromolecular precursors

Sequential adsorption of a cationic polyelectrolyte and individual sheets of the silicate mineral hectorite has allowed controlled, stepwise formation of multilayered films on silicon wafers. Each component adsorbs rapidly by an ion-exchange mechanism, and x-ray diffractometry indicates structural order even in films with thicknesses greater than 0.2 micrometer. The large lateral extent of the silicate sheets (about 25 to 35 nanometers) allows each layer to cover any packing defects in the underlying layer, thus preserving structural order in the growing film. With careful choice of component materials, this method should allow for the preparation of multilayered films with a variety of technologically important properties.     

仿生改性水基共聚物包膜氮肥的制备及其性能研究

【目的】 为了提高水基共聚物膜材料的耐水性,依据仿生学原理,采用疏水效果好的纳米二氧化硅和1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷对其进行疏水改性,明确最佳改性配比及机理,进而制备出缓释效果好的环境友好型包膜氮肥。【方法】 采用三因素三水平L₉(3³)正交试验设计,探究添加不同比例的壳聚糖（0.5%、1.0%、1.5%）、淀粉（0.5%、1.0%、1.5%）和聚乙烯醇（PVA）（2%、3%、4%）对水基共聚物膜材料性能的影响,通过水基共聚物膜材料的吸水率及极差分析筛选出疏水效果好的最优配比。在优选的水基共聚物包膜材料中分别加入0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%和4.0%的纳米二氧化硅进行疏水改性,通过测定纳米改性水基共聚物膜材料的吸水率和渗透率明确最佳纳米二氧化硅用量。随后,将优选的纳米改性水基共聚物膜材料分别置于含0.5%、1.0%、1.5%和2.0%的1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷（FAS）的正己烷溶液中进行自组装改性,探究组装浓度对膜材料性能的影响。通过对改性前后水基共聚物膜材料疏水性及透性等变化明确其改性效果,通过改性前后膜材料红外光谱特征、表面微观结构变化探讨其疏水改性机理。并通过土壤培养试验探究所制备的仿生改性水基共聚物包膜尿素的养分释放特性。【结果】 当壳聚糖含量为0.5%、淀粉含量为1.5%、PVA含量为4.0%时所制备的水基共聚物膜材料吸水率最低,为42.50%。与水基共聚物膜材料相比,纳米二氧化硅改性水基共聚物膜材料、纳米二氧化硅和FAS双重改性水基共聚物膜材料的吸水率分别降低了38.54%和55.98%,铵离子的渗透率分别降低了24.14%和44.58%,水分子渗透率分别降低了36.14%和60.98%。红外光谱结果表明,纳米二氧化硅改性水基共聚物膜材料的-OH数量减少,并且观察到了Si-O-Si摇摆振动和反对称伸缩振动,纳米二氧化硅和FAS双重改性后水基共聚物材料表面观察到了C-F键。扫描电镜和能谱分析结果表明,在纳米二氧化硅改性水基共聚物膜材料表面发现Si元素,纳米二氧化硅和FAS双重改性水基共聚物膜材料表面发现F元素,并且观察到粗糙的表面结构,其水接触角由62.5°提升到118.6°,表现出良好的疏水效果。此外,土壤培养试验结果表明,纳米二氧化硅改性水基共聚物包膜尿素（NWCU）、纳米二氧化硅和FAS双重改性水基共聚物包膜尿素（SNWCU）的养分缓释期明显延长,SNWCU养分累积释放80%所需时间由改性前的10 d左右提升了28 d左右。【结论】 采用纳米二氧化硅和FAS对水基共聚物膜材料进行联合改性可以显著改善水基共聚物膜材料的耐水性及透性,所制备的仿生改性水基共聚物包膜氮肥具有良好的缓释效果。     

Self-assembly of ordered microporous materials from rod-coil block copolymers

Rod-coil diblock copolymers in a selective solvent for the coil-like polymer self-organize into hollow spherical micelles having diameters of a few micrometers. Long-range, close-packed self-ordering of the micelles produced highly iridescent periodic microporous materials. Solution-cast micellar films consisted of multilayers of hexagonally ordered arrays of spherical holes whose diameter, periodicity, and wall thickness depended on copolymer molecular weight and composition. Addition of fullerenes into the copolymer solutions also regulated the microstructure and optical properties of the microporous films. These results demonstrate the potential of hierarchical self-assembly of macromolecular components for engineering complex two- and three-dimensional periodic and functional mesostructures.     

Ordered bicontinuous nanoporous and nanorelief ceramic films from self assembling polymer precursors

Three-dimensional ceramic nanostructured films were produced from silicon-containing triblock copolymer films exhibiting the double gyroid and inverse double gyroid morphologies (space group Ia3d). A one-step room-temperature oxidation process that used ozonolysis and ultraviolet irradiation effected both the selective removal of the hydrocarbon block and the conversion of the silicon-containing block to a silicon oxycarbide ceramic stable to 400 degrees C. Depending on the relative volume fraction of the hydrocarbon block to the silicon- containing block, either nanoporous or nanorelief structures were fabricated with calculated interfacial areas of approximately 40 square meters per gram and pore or strut sizes of approximately 20 nanometers.     

两种硅化物对甜瓜白粉病的抑制机理研究

 以玉金香甜瓜为试验材料，研究不同硅化物对白粉病的抑制机理。结果表明，2种硅化物处理均能显著降低甜瓜幼苗白粉病的严重度，以硅酸钠降低的幅度最大。经20 mmol·L-1硅酸钠处理后和接种白粉菌后，甜瓜POD活性显著高于对照；GLU活性也于硅酸钠处理后120 h和接种白粉菌后120 h，显著高于对照。经SEM-EDX分析显示硅酸钠处理，其硅在叶面气孔和表皮层沉积明显提高。纳米氧化硅处理对POD酶活性没有明显影响，但硅的沉积特点与硅酸钠处理相似。     

铜藻对几种无机盐的吸收动力学的初步研究

以浙江省枸杞岛马尾藻场为研究海域,通过铜藻对无机磷、硅酸盐、亚硝酸盐和氨氮的吸收实验,初步分析了铜藻在80 h内同时对这几种无机盐吸收速率的随时间变化情况:无机磷吸收速率呈指数衰减,硅酸盐吸收速率呈线性减少,亚硝酸盐吸收速率在实验初期受到抑制而后呈对数增加,氨氮作为优先氮源被吸收;通过不同生物量铜藻对不同初始浓度硅酸盐的吸收实验,分析了24 h内和10 d内硅酸盐浓度变动规律以及硅酸盐消失速率和铜藻对硅酸盐吸收速率的波动:10 d内海水中硅酸盐浓度变化与硅酸盐初始浓度相关,与铜藻生物量无关;海水中硅酸盐消失速率波动的剧烈程度与铜藻生物量和硅酸盐初始浓度相关。     

铜藻对几种无机盐的吸收动力学的初步研究

以浙江省枸杞岛马尾藻场为研究海域,通过铜藻对无机磷、硅酸盐、亚硝酸盐和氨氮的吸收实验,初步分析了铜藻在80 h内同时对这几种无机盐吸收速率的随时间变化情况:无机磷吸收速率呈指数衰减,硅酸盐吸收速率呈线性减少,亚硝酸盐吸收速率在实验初期受到抑制而后呈对数增加,氨氮作为优先氮源被吸收;通过不同生物量铜藻对不同初始浓度硅酸盐的吸收实验,分析了24 h内和10 d内硅酸盐浓度变动规律以及硅酸盐消失速率和铜藻对硅酸盐吸收速率的波动:10 d内海水中硅酸盐浓度变化与硅酸盐初始浓度相关,与铜藻生物量无关;海水中硅酸盐消失速率波动的剧烈程度与铜藻生物量和硅酸盐初始浓度相关。     

A generalized approach to the modification of solid surfaces

Interfacial interactions underpin phenomena ranging from adhesion to surface wetting. Here, we describe a simple, rapid, and robust approach to modifying solid surfaces, based on an ultrathin cross-linkable film of a random copolymer, which does not rely on specific surface chemistries. Specifically, thin films of benzocyclobutene-functionalized random copolymers of styrene and methyl methacrylate were spin coated or transferred, then thermally cross-linked on a wide variety of metal, metal oxide, semiconductor, and polymeric surfaces, producing a coating with a controlled thickness and well-defined surface energy. The process described can be easily implemented and adapted to other systems.     

磷和硅在湖泊沉积物上的释放特征及形态变化研究

以乌梁素海(WLSH)和岱海(DH)表层沉积物为吸附剂,开展了磷硅在2个湖泊沉积物上的释放实验研究,同时采用连续提取法探讨了释放后的磷硅形态变化。结果表明,磷和硅在2个湖泊沉积物上的释放行为均可用Elovich方程描述;0～20min为磷的快速释放阶段,此时段内约有75%的吸附磷迅速从沉积物上解吸并释放至上覆水中;0～2h为硅的快速释放阶段,此阶段内约有40%的吸附硅从沉积物上解吸并释放至上覆水中;总体上,沉积物中Ex-P、Al-P、Fe-P及IEF-Si、CF-Si具有较强的释放潜力。     

聚丙烯酰胺型共聚物对砖红壤上菜心生长状况的影响

运用不同剂量的聚丙烯酰胺型共聚物处理菜心,研究其对菜心生长和水分利用率的影响,为海南省砖红壤蔬菜栽培使用共聚物提供参考依据。结果表明,施用共聚物后各处理菜心的生长状况均优于对照（未施共聚物）,其中每667 m2用量为4 kg的处理表现最佳;当每667 m2共聚物用量在1~4 kg范围内,菜心的根重尧地上部鲜重大致随着共聚物用量的增加表现越好,但每667 m2用量为5 kg 的菜心表现不如用量为4 kg 和3 kg 的处理曰共聚物用量在每667 m2 1~5 kg 的处理在水分利用率方面分别比对照高出14.95%、27.80%、35.22%、43.52%、18.05%。     

硅酸盐细菌促进玉米生长的生理机制

采用土培与水培试验相结合的方法研究了硅酸盐细菌促进玉米生长的生理学机制。结果表明，硅酸盐细菌可以增加玉米的生物量和含水量；叶片中叶绿素的含量比对照高20％以上。硅酸盐细菌还能提高植物体内的硝酸还原酶(NRA)和ATPase的活性，促进植物对N素的吸收和利用。硅酸盐细菌处理可降低介质中的pH，从而有利于介质中养分的活化与迁移。     

硅酸钠处理对厚皮甜瓜果实采后病害的控制及活性氧代谢的作用

【目的】研究硅酸钠处理对厚皮甜瓜果实采后病害的控制和活性氧代谢的作用。【方法】以‘玉金香’厚皮甜瓜为试材,用100 mmol•L-1硅酸钠常温浸泡处理10 min,处理后12 h接种粉红单端孢（Trichothecium roseum）,测定处理对果实采后病害及活性氧代谢的影响。【结果】硅酸钠处理可显著降低果实损伤接种T. roseum的病斑直径(P＜0.05)和果实的自然发病率;诱导果实过氧化氢（H2O2）的积累和超氧阴离子（ ）产生速率的提高,增加了果肉组织过氧化氢酶（catalase, CAT）的活性,抑制了前期果肉组织超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）的活性,促进了丙二醛（malondialdehyde, MDA）的产生,降低了果肉组织细胞膜的完整率。接种后硅酸钠处理果实可进一步诱导果肉组织产生更多的H2O2和 ,提高了CAT活性,维持了SOD活性,促进果肉组织产生了较多的MDA。【结论】采后硅酸钠处理可通过调节果实活性氧的代谢来提高厚皮甜瓜果实对采后病害的抗性。     

聚赖氨酸接枝淀粉共聚物的制备及其作为基因载体的研究

以还原胺化反应制得PLL-S共聚物,并通过红外光谱以及核磁共振对其进行了结构表征,采用凝胶渗透色谱法检测了PLL-S的相对分子质量,激光粒度分析仪检测了其电位,琼脂糖凝胶电泳法研究了其结合DNA的能力及抗DNaseⅠ的能力,MTT法分析了PLL修饰前后的细胞毒性,并研究了其在293T细胞中转染质粒DNA的能力。结果表明：制备的PLL-S共聚物接枝率为2.8%,数均相对分子质量为60629,电位为23.7mV,达到细胞毒性评价等级0级和1级,材料是合格的,可结合DNA且能保护DNA免受DNaseⅠ的破坏,在293T细胞中的转染效率达到了（48±3.2）%。经对PLL-S的性能分析可以判断：该共聚物可作为基因载体在生物医学方面予以应用。     

聚乙烯醇交联硅酸钠木材胶黏剂的耐水改性1）

采用有机助剂氨基磺酸、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠,无机填料纳米二氧化硅和活性氧化镁对聚乙烯醇（ PVA）交联硅酸钠木材胶黏剂进行耐水改性。研究有机助剂添加比例、无机填料配比以及有机助剂／无机填料配比对硅酸钠胶黏剂耐水性能的影响,并采用傅立叶变换红外光谱（ FT－IR）研究耐水性提高机制。结果表明,与单独使用有机助剂或无机填料改性硅酸钠胶黏剂相比,有机助剂和无机填料复合改性硅酸钠胶黏剂的耐水性有较大提高。 FTIR分析表明,相对于PVA交联处理硅酸钠胶黏剂,有机助剂和无机填料复合改性可以进一步促进硅酸钠胶黏剂固化,提高胶黏剂的交联度,从而提高耐水性能。     

Characterization of aerosols from eruptions of mount st. Helens

Measurements of mass concentration and size distribution of aerosols from eruptions of Mount St. Helens as well as morphological and elemental analyses were obtained between 7 April and 7 August 1980. In situ measurements were made in early phreatic and later, minor phreatomagmatic eruption clouds near the vent of the volcano and in plumes injected into the stratosphere from the major eruptions of 18 and 25 May. The phreatic aerosol was characterized by an essentially monomodal size distribution dominated by silicate particles larger than 10 micrometers in diameter. The phreatomagmatic eruption cloud was multimodal; the large size mode consisted of silicate particles and the small size modes were made up of mixtures of sulfuric acid and silicate particles. The stratospheric aerosol from the main eruption exhibited a characteristic narrow single mode with particles less than 1 micrometer in diameter and nearly all of the mass made up of sulfuric acid droplets.     

粘土质材料对灰砂硅酸盐制品影响的研究

通过掺入不同的粘土,探讨粘土对灰砂硅酸盐制品的强度,耐水性,抗冻性等的影响,认为粘土参与水化反应并生成了具有一定强度的水化物。研究结果表明：钠质膨润土对灰砂硅酸盐制品的强度,耐水性和抗冻性均有明显危害;高岭土使灰砂硅酸盐制品的强度明显降低,对其含量应严格控制;钙质膨润土对灰涛硅酸盐制品的抗冻性有益,对制品的其他性质无明显危害。     

溶胶-凝胶法固定木瓜蛋白酶条件的优化

［目的］探索正硅酸乙酯包埋木瓜蛋白酶的过程。［方法］以正硅酸乙酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备固定化木瓜蛋白酶并优化试验条件。［结果］在固定化木瓜蛋白酶的制备过程中,卵胆比、酶原溶液含水量、酶原溶液加入量、胆固醇含量、木糖含量的极差分别为39.318、13.280、15.350、9.810和2.210。卵胆比对木瓜蛋白酶固定化的影响最大,酶原溶液加入量次之。制备固定化木瓜蛋白酶的最佳条件为：酶原溶液含水量为90 μl H2O/mg木瓜蛋白酶,木糖加入量为15 mg木糖/mg木瓜蛋白酶,正癸烷溶液中胆固醇含量为1.5%,卵磷脂与胆固醇的比值为4.5∶1.0（w/w）,固定化过程中酶原溶液、正癸烷溶液和前驱体溶液的加入量分别为80、500和600 μl。［结论］该研究为固定化木瓜蛋白酶的制备奠定了试验基础。     

硅酸盐对镉污染烟田的原位修复效应研究

以硅酸盐矿物为钝化材料,通过田间试验,考察硅酸盐对烟叶镉含量和土壤中镉含量及形态分布的影响用以表征修复效果;研究了硅酸盐对土壤pH和N、P、K含量的影响以表征其对土壤环境质量的影响.结果表明:硅酸盐既能提高土壤pH,使pH值最高达7.98,又能降低土壤中镉的生物有效性,有效抑制烟叶对镉的吸收;另外,还可改善土壤肥力,增加土壤中P和K的含量,最大增幅约为25%.综合而言,硅酸盐是修复镉污染烟田的优选修复材料,施用量以12 000 kg·hm-2为宜.     

玉米施用硅肥田间定位试验研究

1998～2001年进行了玉米合理施用硅肥的田间定位试验研究。结果表明:施用硅肥促进了玉米生长发育,增强了光合作用,提高了光能利用率和水分利用率,达到了节水、抗旱、增产的目的。在一般干旱年份,硅肥用量以500～750kg/hm2为佳,在特旱年份以250kg/hm2左右为宜。