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超分子化学技术及其应用进展[1]

超分子化学技术及其应用进展[1]
超分子化学技术及其应用进展[1]

超分子化学技术及其应用进展

20世纪80年代末, 诺贝尔化学奖获得者J.M.Lehn 创造性地提出了超分子化学的概念,它的提出使化学从分子层次扩展到超分子层次,这种分子间相互作用形成的超分子组装体,带给人们许多认识上的飞跃,认识到分子已不再是保持物性的最小单位。功能的最小基本单位不是分子而是超分子,功能产生于超分子组装体之中,这种认识带来了飞跃。据估计,现在已有40 %的化学家要用超分子的知识来解决所面临的科学问题,超分子科学已成为21世纪新思想、新概念和高技术的一个主要源头[1]。

所谓超分子化学[2],是基于分子间的弱相互作用(或称次级键) 而形成复杂而有序且有特定功能分子聚集体的化学。不同于基于原子构建分子的传统分子化学,超分子化学是分子以上层次的化学,它主要研究两个或多个分子通过分子之间的非共价键弱相互作用,如氢键、范德华力、偶极/ 偶极相互作用、亲水/ 疏水相互作用以及它们之间的协同作用而生成的分子聚集体的结构与功能。

一、超分子化合物的分类[3]

1.1杂多酸类超分子化合物

杂多酸是一类金属一氧簇合物,一般呈笼型结构,是一类优良的受体分子,它可以与无机分子、离子等底物结合形成超分子化合物。作为一类新型电、磁、非线性光学材料极具开发价值,有关新型Keg-gin和Dawson 型结构的多酸超分子化合物的合成及功能开发日益受到研究者的关注。

1.2 多胺类超分子化合物

由于二氧四胺体系可有效地稳定如Cu ( Ⅱ) 和Ni ( Ⅱ) 等过渡金属离子的高价氧化态,若二氧四胺与荧光基团相连,则光敏物质荧光的猝灭或增强就与相连的二氧四胺配合物与光敏物质间是否发生电子转移密切相关,即通过金属离子可以调节荧光的猝灭或开启,起到光开关的作用。大环冠醚由于其自组装性能及分子识别能力而引起人们广泛的重视。近来,冠醚又成为在超分子体系中用于建构主体分子的一种重要的建造单元。李晖等利用了冠醚分子的分子识别能力及蒽

醌分子的光敏性,设计合成了一种新的氮杂冠醚取代蒽醌分子,并以该分子作为主体分子,以稀土离子作为客体构成超分子体系,并研究了超分子体系内的能量转移过程。

1.3卟啉类超分子化合物

卟啉及其金属配合物、类似物的超分子功能已应用于生物相关物质分析,展示了更加诱人的前景,并将推动超分子络合物在分析化学中应用的深入开展。

1.4树状超分子化合物

树状大分子(dendrimer) 是20 世纪80 年代中期出现的一类较新的合成高分子。薄志山等首次合成以阴离子卟啉作为树状分子的核,树状阳离子为外层,基于卟啉阴离子与树状阳离子之间静电作用力来组装树状超分子复合物。

1.5液晶类超分子化合物

侧链液晶聚合物具有小分子液晶和高分子材料的双重特性,晏华在《超分子液晶》中详细讨论了超分子和液晶的内在联系,探讨了超分子液晶分子工程和超分子液晶热力学。李敏等从分子设计的角度出发,合成了以对硝基偶氮苯为介晶基团的丙烯酸类液晶聚合物,液晶基元上作为电子受体的硝基和作为电子给体的烷氧基可与苯环、N N之间形成一个离域的π电子体系。初步的研究表明:电晕极化制备的该类聚合物的取向膜具有二阶非线性光学性质。

1.6酞菁类超分子化合物

田宏健等合成了带负电荷取代基的中位四(4′- 磺酸基苯基) 卟啉及锌络合物和带正电荷取代基的2 ,9 ,16 ,23四[ (4′- N ,N ,N三甲基) 苯氧基]酞菁季铵碘盐及锌络合物,并用Job 氏光度滴定的方法确定了它们的组成,为面对面的杂二聚体或三明治式的杂三聚体超分子排列。发现在超分子体系中卟啉与酞菁能互相猝灭各自的荧光,用纳秒级的激光闪光光解技术观察到卟啉的正离子在600~650 nm和酞菁负离子自由基在550~600 nm的瞬态吸收光谱。结果表明在超分子体系中存在分子间的光诱导电子转移过程。

二、超分子化学的理论基础[4]

超分子化学主要研究超分子体系中弱相互作用、基元结构的设计和合成、体系的分子识别和组装、体系组装体的结构和功能及超分子材料和器件等。超分子化合物是由主体分子和1 个或多个客体分子之间通过非价键作用而形成的复杂而有组织的化学体系。主体通常是富电子的分子,可作为电子给体( D ) ,如碱、阴离子、亲核体等。而客体是缺电子的分子,可作为电子受体(A),如酸、阳离子、亲电体等。超分子化学和配位化学同属于授受体化学,超分子体系中主体和客体之间不是经典的配位键,而是分子间的弱相互作用,大约为共价键的5 % ~ 1 0 %。因此可认为,超分子化学是配位化学概念的扩展。

超分子体系的微观单元是由若干乃至许许多多个不同化合物的分子或离子或其他可单独存在的具有一定化学性质的微粒聚集而成。聚集数可确定或不确定,这与一分子中原子个数严格确定具有本质区别。超分子形成不必输入高能量,不必破坏原来分子结构及价健,主客体间无强化学键,这就要求主客体之间应有高度的匹配性和适应性,不仅要求分子在空间几何构型和电荷,甚至亲疏水性的互相适应,还要求在对称性和能量上匹配。这种高度的选择性导致了超分子形成的高度识别能力。如果客体分子有所缺陷,就无法与主体形成超分子体系。

由此可见,从简单分子的识别组装到复杂的生命超分子体系,尽管超分子体系千差万别,功能各异,但形成基础是相同的,这就是分子间作用力的协同和空间的互补。这些作用力的实质是永久多极矩、瞬间多极矩、诱导多极矩三者之间的相互作用,相应的能量项可分别称为库仑能、色散能和诱导能。这些弱相互作用还包括疏水亲脂作用力、氢键力、3作用的协同性、方向性和选择性决定着分子与位点的识别。经过精心设计的人工超分子体系也可具备分子识别、能量转换、选择催化及物质传输等功能,其中分子识别功能是其他超分子功能的基础。三、超分子化学的应用

超分子以其独特的分子识别功能在日常生产与生活中得到广泛应用,主要表现在以下几个方面:

3.1、超分子化学在高科技涂料中的应用[2]

2003 年和2004 年欧洲涂料会议上报道的灵巧或响应性是指对外界的刺激

信息(如温度、应力、光、电或磁场等) 作出有选择性的响应。非共价作用力相对于共价键是弱的,这使其具有动态力学特征,蕴藏着丰富的信息内容,这种结构的动态可逆特点,使其对外部环境的刺激具有独特的响应性,呈现动态功能材料的特点。目前报道的主要是以配位键和氢键形成的超分子组装体在涂料中应用的可能。

配位键超分子组装体系是接到聚合物键上的三联吡啶配位体与金属离子形成的超分子组装体。三联吡啶是已知的能与多种金属(Fe ,Zn ,Cu ,Ni ,Co ,Cd 等) 生成配位化合物的配位体,用作制备含三联吡啶的聚合物的起始化合物1和2 ,近期文献报道此起始物已可大规模合成,以及进一步制备含三联吡啶的聚合物。此三元共聚物的特点是它可以作为常规聚合物进行加工与应用,同时还保有超分子非共价作用的潜在转换器( dormant suitch) 。U.S.Schubert称非共价反应与常规的热或UV交联相结合,可以导致一类新的薄膜,它具有可控黏度和循环的可能性,或者是通向多层系统(multi - layer systems) 的新途径。此例中的非共价键(如配位键或离子反应等) ,已经可以在低温下于水、溶液、或100 %纯度体系(包括粉末) 中形成。构成一种部分交联的材料,具有可调控黏度特性,直接由非共价交联单元的数目、配置与性质来调控。这种联结仍可转换与全循环,提供了具有优异可加工性的。

利用氢键非共价相互作用将相对比较简单的分子亚单元组装成二维或三维长程有序的超分子聚集体是设计新颖功能材料的一条新途径。由于弱相互作用具有动态可逆的特点,有望对外部环境刺激具有独特的响应性,呈现动态功能材料的特点。22氨基嘧啶酮较容易获得,它可由烷基酰基乙酸乙酯与胍合成,再与烷基二异氰酸酯反应可生成2 -脲基- 4 - 嘧啶酮,其分子间由四重氢键形成线性超分子聚合物这种线性超分子聚合物的溶液粘性具有很大的温度依赖性,当温度升高时,使连接在两个不同链上的脲基嘧啶酮之间的氢键强度先是变弱直至最后断开,因此在较高温度时材料表出现单体的性质,粘性降低,容易流动与使用。

3.2、超分子化学在手性药物识别中的应用[5]

随着手性药物的不断应用,手性药物的选择也成为一个热点课题。众所周知,药物的手性不同,进入体内后所产生的药理、毒理和药代动力学可能产生发生很

大偏差,甚至会出现相反特征。因此,选择一种合适的手性药物分离方法非常重要。传统的手性拆分方法有:手工挑选法,播种法,动力学方法,化学法,生物化学法等,但这些方法都因为分离效果较差,耗时长,自动化程度低,成本高而难以满足实际生产的需要。自确立超分子概念,创建和发展了主/客化学理论,发现并合成了冠醚分子,超分子以其特殊的结构和高选择性,迅速应用到手性化合物的识别与分离,显示出不可替代的优越性。

超分子的这种应用主要体现在与各种色谱连用上,通过对应体和超分子作用后的色谱行为差异,来进行分离。例如,毛细管电泳色谱(CE)的应用。李晓海等用CE的方法测定了一叶萩碱的生物样品对映体含量,得出了L型优先吸收,并优先在肝脏代谢,D型优先排泄的结论,显示出比HPLC法快速、准确、分离效果好的优点。反式曲马朵Ⅰ相代谢产物(+)-去甲基曲马多为活性代谢物,(-)型无活性。研究者用磺丁基-β-CD为添加剂,测定了大鼠生物样品中对应体含量。

3.3、超分子化学在油田化学中的应用[1]

在油田化学中主要利用的是超分子的疏水作用、配位作用、氢键作用和静电作用。疏水缔合水溶性聚合物通过疏水缔合作用形成暂时的三维立体网络结构。疏水缔合聚合物溶液的表观粘度由本体粘度和结构粘度两部分组成,当聚合物浓度高于某一临界缔合浓度后,大分子链通过疏水缔合作用以及静电、氢链或范德华力作用聚焦,形成以分子间缔合为主的超分子结构——动态物理交联网络,流体力学体积增大,溶液结构粘度增加使其表观粘度大幅度升高。这种结构的形成受外界条件的影响,如温度、矿化度和剪切速率等。因优良的增粘、抗温、抗盐和剪切稀释性能而用于聚合物驱油剂的研究。除用做驱油剂之外,还可用于流体输送的减阻剂、钻井液与完井液添加剂、阻垢分散剂、油田堵水剂等。

徐赋海等对超分子驱油剂WMM - 100 的性能进行了实验室研究。由于超分子WMM - 100中阳离子酞菁铜的分子环上有不定域的大共轭体系,环上未曾和氢结合的氮原子可以接受两个质子,形成正二价离子;已和氢结合的氮原子可以给出两个质子,与正价的金属铜离子形成配合物。这种分子结构的驱油剂与带负电的岩石表面有较强的超分子化学作用;而且分子之间可以通过共享一个或多个苯环聚集起来吸附在岩石表面形成超共轭体系。实验结果表明,该驱油剂在多孔介

质中有较大的附加流动阻力。

根据大分子之间的复合原理,两种或两种以上的大分子在水溶液中可以通过氢键、库仑力、电荷转移等作用形成超分子复合物,从而显示出不同于单一体系的特征。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是一种水溶性很好的内酰胺,具有许多独特的物理化学性质,且与许多聚合物都有良好的相容性,并能改善体系的性质。Maltesh 等曾用荧光的方法研究了芘修饰过的HPAM 与PVP 混合体系的特性,证明在HPAM 浓度较高时,PVP 与HPAM之间是以氢键作用相结合,而杨延莲等的光谱研究表明两者之间通过静电力形成超分子复合物。

3.4、超分子化合物作为分子器件方面的研究[6]

分子器件是一种由分子元件组装的体系(即超分子结构),它被设计成为在电子、离子或光子作用下能完成特定功能的体系。刘祁涛用对苯二甲酸terph为配体,合成了[Cu2(bpy)2(terph)]Cl2·4H2O晶体,其中bpy为2,2′联吡啶。应用苯三甲酸(TMA)为配体可以合成[Cu3(TMA)(H2O)3]n配位超分子晶体,为由配体超分子的途径制造纳米级的孔材料、实现纳米反应器的设想提供了可能。8-羟基喹啉、邻菲咯啉的许多金属配合物都具有荧光,且配合物稳定。把8-羟基喹啉或邻菲咯啉引入大环,由于两者都具有独立的配位功能,可以形成稳定的超分子化合物,并进一步发展为光化学器件。

另外,超分子化学在压电化学传感器、化学药物研究、超分子催化及模拟酶的分析等多方面均有广泛应用。

目前超分子化学的理论和方法正发挥着越来越重要的作用,该学科的研究将更加紧密与各化学分支相结合。可以预见,作为超分子化学起源的主客体化学将与有机合成化学、配位化学和生物化学互相促进,为生命科学、能源科学等共同发展做出巨大贡献。

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超分子化学综述

超分子化学期末论文(设计)题目:超分子化学简介及应用 学院:化学与化工学院 专业:材料化学 班级:材化101 班 学号: 1 0 0 8 1 1 0 0 2 4 学生姓名:朱清元 指导教师:倪新龙 2013年12月10日

贵州大学本科毕业论文(设计) 诚信责任书 本人郑重声明:本人所呈交的毕业论文(设计),是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文(设计)中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。 特此声明。 论文(设计)作者签名: 日期:

目录 摘要: (1) 关键字: (1) Abstract: (1) Keywords: (1) 第一章.前言 (1) 第二章.超分子化学的理论基础 (2) 第三章.超分子化合物的分类 (2) 3.1杂多酸类超分子化合物 (2) 3.2 多胺类超分子化合物 (3) 3.3 卟啉类超分子化合物 (3) 3.4 树状超分子化合物 (3) 3.5 液晶类超分子化合物 (3) 3.6 酞菁类超分子化合物 (4) 第四章.超分子化合物的特性 (4) 4.1 超分子的自组装 (4) 4.2 超分子的自组织 (5) 4.3 超分子的自复制 (5) 第五章.超分子化学的应用 (6) 5.1、在高科技涂料中的应用 (6) 5.2、在手性药物识别中的应用 (6) 5.3、在油田化学中的应用[1] (7) 5. 4、超分子化合物作为分子器件方面的研究 (7) 5. 5 超分子化合物在色谱和光谱上的应用 (7) 5. 6 超分子催化及模拟酶的分析应用 (8) 5. 7 在分析化学上的应用 (8) 第六章.结语 (8) 第七章.文献资料 (9)

生活中的超分子化学

《超分子化学的应用及前景》 学号:1630140051学院:初等教育学院 姓名:付金环

到20世纪末21世纪初,30%~40%的化学家将要运用包括分子识别在内的超分子化学的某些知识去解决所面临的问题。--------题记上世纪八十年代末诺贝尔化学奖获得者J.M.Lehn创造性的提出了超分子化学的概念,它的提出使化学从分子层次拓展到超分子层次,这种分子间相互作用形成的超分子组装体,是人类认识上的飞跃,更是化学领域的一大成就。从此以后,人们的认知水平提升了,认识到了分子已不再是保持物性的最小单位,化学界的功能的最小单位新秀超分子逐步登上历史舞台,分子作为最小单位的时代已随滚滚东流一同逝去,不复回环。功能产生于超分子组装体之中,此种认识带来的飞跃是人类历史上的一大步。据悉,如今已有百分之四十的化学家要用超分子化学的知识来解决自己所面临的化学问题。超分子化学已经成为当今时代新思想新概念和高技术的主要源头。“问渠那得清如许,为有源头活水来”,没错,当代社会的飞速发展离不开科技,科技是第一生产力,从国家事业到百姓生活,都与化学世界息息相关。接下来,让我们一起来了解一下超分子化学在生活中的应用及其前景。 首先来说说医药方面,人食五谷谁能不得病,所以医药类是最与人们息息相关的。超分子化学在药物开发中的应用研究是国际学术界和工业界共同关注的一个热点。药品是关系到广大人民群众生命安危与健康的特殊商品,考虑到储存、服用与携带的方便及制造成本等诸多因素,大部分药物都设计成固体剂型,而在药物的各种固体形态中,晶型药物由于稳定性、重现性及操作性等方面的优势而被优先选用.晶型药物包括了药物的多晶型、水合物、溶剂化物和盐类。药物活性分子通常因含有各种官能团而具有不同的生物活性.最新研究发现,这些官能团能够利用氢键或者其它非共价键作用而与其它有机分子通过分子间的识别作用生成超分子化合物,即药物共晶,从而有效改善药物本身的结晶性能、物化性质及药效,成为药物固体制剂的一个新选择被引入的有机分子,也称为共晶试剂,可以是辅料、维生素、矿物质、氨基酸及食品添加剂等。因此,对于一个给定的药物,可能生成数以百计的药物共晶,为剂型设计提供了更多的选择.此外,新的药物共晶可获得知识产权保护,延长原有药物的市场周期,具有广阔的应用前景。 不仅是医药方面,在其他方面超分子化学也是翘楚,由于能够模仿自然界已存在物质的许多特殊功能,形成器件,因此它的潜在应用价值已倍受人们青睐。超薄膜、纳米材料、高分子有机金属材料、非线性光学材料及高分子导电材料等已成为国内许多研究机构热点。此外,超分子化学在生物传感器、润滑材料、防腐蚀材料、膜材料、黏合剂及表面活性剂等方面也有很广泛的应用前景,目前,除了冠醚外,环糊精、环芳烃、索烃、旋环烃、级联大分子等作为新的超分子实体,也引起广泛关注。 于当下国际上超分子科学的研究开展得如火如荼之际,如发达国家和地区,如欧盟、美国和日本等都投入了大量的人力和物力进行超分子科学方面的研究与开发。在国家自然科学基金委、科技部、教育部、中国科学院等相关部门的大力支持下,我国的科学工作者较早地开展了超分-T-科学研究,并做出了一大批有特色的工作。在当下以经济和科技实际为基础的综合国力之间的较量的大环境下,我国必须重视科技,重视超分子化学的开发与运用,中国这只东方雄狮才能更好地屹立于世界之林。 接下来谈一谈超分子化学在油田开发中的应用。在油田化学中主要利用的是超分子的疏水作用、配位作用、氢键作用和静电作用。疏水缔合水溶性聚合物通过疏水缔合作用形成暂时的三维立体网络结构。疏水缔合聚合物溶液的表观粘度由本体粘度和结构粘度两部分组成,当聚合物浓度高于某一临界缔合浓度后,大分子链通过疏水缔合作用以及静电、氢链或范德华力作用聚焦,形成以分子间缔合为主的超分子结构——动态物理交联网络,流体力学体积增大,溶液结构粘度增加使其表观粘度大幅度升高。这种结构的形成受外界条件的影响,如温度、矿化度和剪切速率等。因优良的增粘、抗温、抗盐和剪切稀释性能而用于聚合物驱油剂的研究。除用做驱油剂之外,还可用于流体输送的减阻剂、钻井液与完井液添加剂、阻垢分

现代测试技术及应用学习课件【新版】

现代测试技术及应用作业学号2013010106 姓名刘浩峰 专业核技术及应用 提交作业时间2014 12 10

无损检测中的CT重建技术 1无损检测 1.1无损检测概述 无损检测是工业发展必不可少的有效工具,在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平,其重要性已得到公认。中国在1978年11月成立了全国性的无损检测学术组织——中国机械工程学会无损检测分会。此外,冶金、电力、石油化工、船舶、宇航、核能等行业还成立了各自的无损检测学会或协会;部分省、自治区、直辖市和地级市成立了省(市)级、地市级无损检测学会或协会;东北、华东、西南等区域还各自成立了区域性的无损检测学会或协会。 无损检测缩写是NDT(或NDE,non-destructive examination),也叫无损探伤,是在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下,采用射线、超声、红外、电磁等原理技术并结合仪器对材料、零件、设备进行缺陷、化学、物理参数检测的技术。利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化,以物理或化学方法为手段,借助现代化的技术和设备器材,对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试。无损检测是工业发展必不可少的有效工具,在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平,无损检测的重要性已得到公认,主要有射线检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)、液体渗透检测(PT)、涡流检测(ECT)、声发射(AE)和超声波衍射时差法(TOFD)。 1、射线照相法(RT)是指用X射线或γ射线穿透试件,以胶片作为记录信息的器材的无损 检测方法,该方法是最基本的,应用最广泛的一种非破坏性检验方法。工作原理是射线能穿透肉眼无法穿透的物质使胶片感光,当X射线或r射线照射胶片时,与普通光线一样,能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜影,由于不同密度的物质对射线的吸收系数不同,照射到胶片各处的射线强度也就会产生差异,便可根据暗室处理后的底片各处黑度差来判别缺陷。RT的定性更准确,有可供长期保存的直观图像,总体成本相对较高,而且射线对人体有害,检验速度会较慢。 2、超声波检测(UT)原理是通过超声波与试件相互作用,就反射、透射和散射的波进行研 究,对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征,并进而对其特定应用性进行评价的技术。适用于金属、非金属和复合材料等多种试件的无损检测;可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。如对金属材料,可检测厚度为1~2mm的薄壁管材和板材,也可检测几米长的钢锻件;而且缺陷定位较准确,对面积型缺陷的检出率较高;灵敏度高,可检测试件内部尺寸很小的缺陷;并且检测成本低、速度快,设备轻便,对人体及环境无害,现场使用较方便。缺点是对具有复杂形状或不规则外形的试件进行超声检测有困难;并且缺陷的位置、取向和形状以及材质和晶粒度都对检测结果有一定影响,检测结果也无直接见证记录。 3、磁粉检测(MT)原理是铁磁性材料和工件被磁化后,由于不连续性的存在,使工件表 面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场,吸附施加在工件表面的磁粉,形成在合适光照下目视可见的磁痕,从而显示出不连续性的位置、形状和大小。磁粉探伤适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙极窄(如可检测出长0.1mm、宽为微米

高分子化学与物理发展前景

高分子化学与物理 星期五, 02/26/2010 - 05:25 — wangting 高分子化学与物理 第一、专业介绍 高分子化学与物理是以高分子材料为基本研究对象的交叉学科,是高分子科学的基础。与化学的其它二级学科相比,它与现代物理学有着更加深刻的连带关系,其发展更加依赖于化学和物理学的进步,同时也对这两大轴心科学的进步产生深刻影响。高分子化学与物理研究的主要目的,是通过研究高分子材料的结构及化学、物理性质,设计、创制出高性能的高分子材料和制品。近年来,工业发展对新材料的大量需求和现代科技尤其纳米科技的飞速进展,从两方面极大地推动了该研究领域的深入发展。具有高强度和耐高温、强辐射等恶劣环境条件的特种高分子材料,具有特殊光、电、磁性能以及高效率能量传递和转化性能的高分子材料,具有对化学和生物多种刺激发生智能反应的高分子材料,环境友好高分子材料,医药高分子材料等不断涌现,为高分子化学与物理研究提出了全新的课题和广阔的研究空间。 第二、培养方案 各研究生招生单位的研究方向有所不同,在此,以北京大学为例: 1、研究方向 01.高分子可控合成与材料制备 02.高分子溶液及凝聚态物理

03.特种与高性能高分子材料 04.生物医用与环境友好高分子材料 05.光电功能高分子材料及相关器件 2、培养目标 掌握马克思主义、毛泽东思想的基本原理,坚持四项基本原则,热爱祖国,遵纪守法,品德良好,具备严谨的科学态度和优良学风,树立愿为社会主义现代化建设做贡献的思想。 具备良好的化学基础知识和实验技能训练,熟练的外语基础,初具独立开展科学研究的能力,能胜任本学科有关教学和解决实际问题。 3、硕士研究生入学考试科目 1)101思想政治理论 2 )201英语一 3 )607综合化学I (无机化学、有机化学) 4 )813综合化学II (分析化学和仪分、物化和结构) (各研究生招生单位的研究方向有所不同,以上以北京大学为例) 第三、推荐院校 全国高校中实力较强招生院校: 吉林大学、复旦大学、南开大学、北京大学、中山大学、南京大学、浙江大学、四川大学、上海交通大学、华南理工大学、中国科学技术大学、北京化工大学、清华大学、武汉大学、兰州大学……

超分子化学的应用及前景展望

浅谈超分子化学的应用及前景展望 超分子化学是基于冠醚与穴状配体等大环配体的发展以及分子自组装的研究和有机半导体、导体的研究进展而迅速发展起来的,它包括分子识别、分子自组装、超分子催化、超分子器件及超分子材料等方面。其中分子识别功能是其余超分子功能的基础。超分子学科的应用主要是围绕它的主要功能-识别、催化和传输来进行开发研究。 1987年,莱恩(Lehn J. M.)、克拉姆(Cram D. J.)和彼得森(Perterson C. J.)三位化学家以其对发展和应用具有特殊结构的高分子的巨大贡献而获得诺贝尔化学奖。莱恩在获奖演讲中,首次提出了“超分子化学”的概念。同时克拉姆创立和提出了主—客体化学理论,彼得森则发展和合成出大批具有分子识别能力的冠醚。至此,以“超分子化学”为名称的新的化学学科蓬勃地发展起来,并以其新奇的特性吸引了全世界化学家的关注和热衷。近年来Supramolecular Chemistry杂志的创立说明超分子化学作为化学学科的一个独立的分支,已经得到世界各国化学家的普遍认同。 目前超分子化学的理论和方法正发挥着越来越重要的作用,该学科的研究不仅与各化学分支相结合,又与物理学、信息学、材料科学和生命科学等紧密相关。在与其他学科的交叉融合中,超分子化学已发展成了超分子科学。超分子科学涉及的领域极其

广泛,它不仅包括了传统的化学(如有机化学、分析化学等),而且还涉及材料科学、信息科学和生命科学等学科。由于超分子学科具有广阔的应用前景和重要的理论意义,超分子化学的研究近十多年来非常活跃。涉及的应用包括:在化学药物方面的研究与应用,在光化学上的应用,在压电化学传感器中的应用,识别作用(酶和受体选择性的根基)的应用,在有机半导体、导体和超导体以及富勒烯中的应用,作为分子器件方面的研究,在色谱和光谱上的应用,催化及模拟酶的分析应用,在分析化学上的应用等等。 超分子化学在药物开发中的应用研究是国际学术界和工业界共同关注的一个热点。药物分子和其它有机分子通过氢键作用结合在一起形成的药物超分子化合物,可有效改善药物的溶解度、生物利用度等性质,成为药物制剂的一个新选择。超分子药物化学是超分子化学在药学领域的新发展。该领域发展迅速,是一个新兴的交叉学科领域,正在逐渐变成一个相对独立的研究领域。迄今已有许多超分子化学药物应用于临床,其效果良好。更多的超分子体系正在作为候选药物进行临床研究开发。超分子化学药物因具有良好的稳定性、安全性、低毒性、不良反应少、高生物利用度、消除药物异味、克服多药耐药、药物靶向性强、多药耐药性小、生物相容性好、高疗效以及开发成本低、周期短、成功可能性大等诸多优点而备受关注,在抗肿瘤、抗炎镇痛、抗疟、抗菌、抗真菌、抗结核、抗病毒、抗癫痫、作为心血管和磁共振

超分子化学

超分子化学 一、超分子化学的概述 1973年,D.J.Cram报道了一系列具有光学活性的冠醚,可以识别伯胺盐形成的配合物;分子识别的出现为这一新的化学领域注入了强大的生命力,之后它进一步延伸到分子间相互识别和作用,并广泛扩展到其它领域,从此诞生了超分子化学。超分子化学的概念和术语是在1978年引入的,作为对前人工作的总结和发展。1987年,Nobel化学奖授予了C.J.Pederson、D.J.Cram和J.-M.Lehn,标志着超分子化学的发展进入了一个新的时代,超分子化学的重要意义也因此被人们更多的理解。[1] 超分子化学是关于若干化学物种通过分子间相互作用,包括氢键、主客体作用、疏水疏水作用、静电作用、堆积等作用结合在一起构筑的、具有高度复杂性和一定组织性的整体化学 超分子化学的定义可由下图所示 图一:从分子化学到超分子化学:分子、超分子、分子和超分子器件 由上图所示分子化学是基于原子间的共价键,而超分子化学则基于分子间的非共价键相互作用,即两个或两个以上的物质依靠分子间键缔合,所以超分子化学也可以被定义为分子之外的化学。

图二:分子与超分子 由弱相互作用加和形成强相互作用,由各向同性通过定向组合(选择性)形成各向异性,这是分子化学和超分子化学的分界线。 超分子化学不是靠传统的共价键力,而是靠非共价键的分子间作用力,如范德华力,即由分子内的永久偶极、瞬间偶极和诱导偶极在分子间产生的静电力、诱导力和色散力的相互作用,此外还包括氢键力、离子键力、阳离子一二和叮一二堆集力以及疏水亲脂作用力等。一般情况下,它是几种力的协同、加和,并且还具有一定的方向性和选择性,其总的结合力强度不亚于化学键。正是这些分子间弱相互作用的协调作用(协同性、方向性和选择性决定着分子与位点的识别。[2] 超分子化学并非高不可攀,有许多超分子结构都处于我们的日常生活中,如 的结构类似于圆弓西方把轮烯比为东方的算盘,索烃是舞池中的一对舞伴,C 60 建筑物,环糊精和当今的激光唱片一样有同样的功能--储存和释放信息,DNA双螺旋则与早餐的麻花形状相似。

现代测试技术及应用学习心得

《现代测试技术》课程总结 学校:太原科技大学 班级:力学141802班 姓名:曹华科 学号:201418020202

《现代测试技术》课程总结 经过这学期现代测试技术的学习,让我对测试技术有了一个全新的认识和理解。让我以前对现代测试技术浅薄的认知有了很大的变化,现代测试的飞速发展也让我对之充满信心。 随着自动化技术的高速发展,仪器及检测技术已成为促进当代生产的主流环节,同时也是生产过程自动化和经营管理现代化的基础,没有性能好、精度高、质量可靠的仪器测试到各种有关的信息,要实现高水平的自动化就是一句空话。随着自动化程度要求的不断提高,测试技的作用越来越明显。可以说,自动化的提高很大作用取决于现代测试技术的提高。科学技术的发展历史表明,许多新的发现和突破都是以测试为基础的。同时,其他领域科学技术的发展和进步又为测试提供了新的方法和装备,促进了测试技术的发展。 测试的基本任务是获取有用的信息,而信息又是蕴涵在某些随时间或空间变化的物理量中,即信号之中的。因此,首先要检测出被测对象所呈现的有关信号,再加以分析处理,最后将结果提交给观察者或其他信息处理装置、控制装置。测试技术已成为人类社会进步和各学科高级工程技术人员必须掌握的重要的基础技术。 测试系统是执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称。当测试的目的、要求不同时,所用的测试装置差别很大。测试系统的基本特性是测试系统与其输入、输出的关系,它一般分为两类:静态特性和动态特性。在选用测试系统时,要综合考虑多种因素,其中最主要的一个因素是测试系统的基本特性是否能使其输入的被测物理量在精度要求范围内真实地反映出来。 基于计算机的测量师现代测试技术的特点。20多年来,仪器开始与计算机连接起来。如今,计算机已成为现代测试和测量系统的基础。随着计算机技术、大规模集成电路技术和通信技术的飞速发展,传感器技术、通信技术和计算机技术者3大技术的结合,使测试技术领域发生了巨大变化。 第一种结合是计算机技术与传感器技术的结合。其结果是产生了智能传感器,为传感器的发展开辟了全新的方向。多年来,智能传感器技术及其研究在国

高分子化学实验8

高分子化学实验 梁晖卢江主编 出版社化学工业出版社书号 ISBN 7-5025-5633-X 出版日期 2005-7-1

目录 第1章高分子化学实验的基础技术 (1) 1.1 聚合反应装置 (1) 1.2 聚合体系的除湿除氧 (5) 1.3 单体的纯化与贮存 (6) 1.4 常见引发剂(催化剂)的提纯 (8) 1.5 常见溶剂的处理 (9) 1.6 聚合物的分离与提纯 (10) 附:几种常见单体和溶剂的提纯处理 (12) 主要参考文献 (14) 第2章逐步聚合反应的实施 (15) 2.1 熔融聚合 (15) 实验一聚对苯二甲酸乙二醇酯(涤纶)的合成及其熔融纺丝 (16) 2.2 溶液聚合 (18) 实验二聚苯硫醚的合成 (19) 2.3 界面缩聚 (20) 实验三对苯二甲酰氯与己二胺的界面缩聚 (21) 2.4 固相聚合 (23) 实验四固相聚合法合成高分子量聚碳酸酯 (23) 2.5 逐步聚合预聚体的合成及其固化 (26) 实验五醇酸树脂缩聚反应动力学 (27) 实验六三聚氰胺—甲醛树脂的合成及层压板的制备 (29) 实验七软质聚氨酯泡沫塑料的制备 (31) 实验八不饱和聚酯预聚体的合成及其交联固化 (32) 实验九双酚A型环氧树脂的合成及其固化 (35) 主要参考文献 (38) 第三章自由基聚合反应的实施 (40) 3.1 本体聚合 (40) 实验十甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 (41) 3.2 溶液聚合 (42) 实验十一乙酸乙烯酯的溶液聚合 (42) 3.3 沉淀与分散聚合 (43) 实验十二沉淀聚合合成单分散MMA/二乙烯基苯DVB交联微球 (44) 实验十三苯乙烯/丙烯酸丁酯的分散共聚合 (45)

现代测试技术应用_论文

现代测试技术在液压缸设计中的应用 摘要:随着自动化技术的高速发展及其对测试技术要求的不断提高,从而使测试技术作为一种新产品开发的重要手段,可以有效缩短新产品研发周期,提高产品研发成功率。本文以液压缸缓冲设计为例,介绍测试技术在液压缸中的应用。结果表明,采用测试技术能够直观、量化缓冲性能指标及结果,并能进行改进前后性能的对比,缩短了元件满足主机性能需要的试制周期。最后,通过对工程机械的研发过程的总结,提出现代测试技术的主要任务及其发展方向。 关键词:测试技术,液压缸,智能化,集成化,网络化 1 引言 我国工程机械主机技术仍落后于发达国家,为其配套的关键液压元件是制约其发展的主要因素,尽快缩短与国外技术的差距,已在行业形成共识。 随着自动化技术的高速发展,仪器及检测技术已成为促进当代生产的主流环节,同时也是生产过程自动化和经营管理现代化的基础,没有性能好、精度高、质量可靠的仪器测试到各种有关的信息,要实现高水平的自动化就是一句空话。因此,借鉴测试技术与传感技术在工程技术的成功应用,在液压件开发领域中引入测试技术的理念,将大幅度提高国产液压件的发展速度。 液压缸作为主要的执行元件,在某些主机上对其缓冲性能要求越来越高。利用较好的缓冲结构延长液压缸的寿命越来越受到关注。本文介绍利用测试与传感技术建立计算机辅助测试系统,如何研究液压缸缓冲结构的设计和定型。利用测试结果,调节液压缸缓冲参数和节流孔参数。通过测试不同工况下缓冲腔工作压力及行程等参数,实现仿真设计,确保样机性能验证结果的可信度。 2 测试技术及传感技术 在传统的产品开发模式中,进行产品的改进是被动的,是由主机厂使用过程中发现问题、提出问题并反馈,得到信息后再进行设计改进的。鉴于传统产品开发模式耗费开发周期时间长,被动改进,我们提出了新型产品开发模式如图1。 图1 新型产品开发模式 结合自身的需求,我们开发出一套适用于液压缸缓冲结构研发过程中的计算机辅助测试系统。图2为计算机辅助测试系统的构成示意图,由液压系统传感器和数据采集系统组成,被测液压缸为带缓冲的液压缸,在主机上进行规定动作试验,采用多功能数据采集模块及数据采集软件,完成两腔压力( 缓冲压力或工作压力) 位移-时间的采集和测量。

超分子化学讲稿

第一章从分子化学到超分子化学(2学时) 第一节超分子化学的发展历程 超分子化学(Supramolecular Chemistry)根源于配位化学,有人称之为广义配位化学(generalized coordination chemistry),是三十多年来迅猛发展起来的一门交叉学科,它与材料科学、信息科学、生命科学等学科紧密相关,是当代化学领域的前沿课题之一。这个领域起源于碱金属阳离子被天然和人工合成的大环和多环配体,即冠醚和穴醚的选择性结合。1967年C. J. Pederson报道了冠醚配位性能的发现,揭开了超分子化学发展的序幕;随后,J.-M. Lehn报道了穴醚的合成和配位性能,这种由双环或三环构成的立体结构比平面冠醚具有更好的对金属离子配位能力;1973年,D. J. Cram报道了一系列具有光学活性的冠醚,可以识别伯胺盐形成的配合物;分子识别的出现为这一新的化学领域注入了强大的生命力,之后它进一步延伸到分子间相互识别和作用,并广泛扩展到其它领域,从此诞生了超分子化学。超分子化学的概念和术语是在1978年引入的,作为对前人工作的总结和发展。1987年,Nobel化学奖授予了C. J. Pederson、D. J. Cram和J.-M. Lehn,标志着超分子化学的发展进入了一个新的时代,超分子化学的重要意义也因此被人们更多的理解。 B C 自组装 自组织从分子化学到超分子化学:分子、超分子、分子和超分子器件

第二节超分子化学的定义和分类方法 分子化学是基于原子间的共价键,而超分子化学则基于分子间的非共价键相互作用,即两个或两个以上的物质依靠分子间键缔合。图1.1中简介了从分子化学到超分子化学的基本特征。1987年,当年的诺贝尔化学奖获得者之一,法国的J. M. Lehn教授在获奖演说中曾为超分子化学作出了如下解释:超分子化学是研究两种以上的化学物种,通过分子间相互作用缔结而成的、具有特定结构和功能的超分子体系的科学。简而言之,超分子化学是研究多个分子通过非共价键作用而形成的功能体系的科学。 超分子化学研究包括分子识别(molecular recognition)、分子自主装(self assembly)、分子自组织(self organization)和超分子器件(supermolecular device)等。 分子识别是超分子化学的一个核心研究内容之一。所谓分子识别即是指主体(受体)对客体(底物)选择结合并产生某种特定功能的过程。有人把这一过程形容为锁和钥匙的关系。在生物体系中存在着广泛的分子识别。酶和底物之间、基因密码的转录和翻译、细胞膜的选择性吸收等等都涉及到分子识别。分子识别中的主体主要有冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、卟啉等大环主体化合物。对以非共价键弱相互作用力键合起来的复杂有序且具有特定功能的分子集合体,即超分子化学的研究,可以说是共价键分子化学的一次升华,一次质的超越,被称为是“超出分子范围的化学”。分子识别不是依赖于传统的共价键力,而是靠非共价键力,即分子间的作用力,如范德华力(Van der Waals)(包括离子-偶极,偶极-偶极和偶极-诱导偶极相互作用)、疏水作用和氢键等。 通过多个超分子的亚单元自组织或自主装能够得到稳定的、具有特异空间结构和功能的大分子聚集体,可以潜在地作为分子器件或超分子器件。 第三节超分子化学发展现状 欧洲、日本领先,中国等随后跟踪。 美国未有此提法。

现代测试技术及应用

现代测试技术及应用作业 学号2013010106 姓名刘浩峰 专业核技术及应用 提交作业时间2014 12 10 无损检测中的CT重建技术 1无损检测 1、1无损检测概述 无损检测就是工业发展必不可少的有效工具,在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平,其重要性已得到公认。中国在1978年11月成立了全国性的无损检测学术组织——中国机械工程学会无损检测分会。此外,冶金、电力、石油化工、船舶、宇航、核能等行业还成立了各自的无损检测学会或协会;部分省、自治区、直辖市与地级市成立了省(市)级、地市级无损检测学会或协会;东北、华东、西南等区域还各自成立了区域性的无损检测学会或协会。 无损检测缩写就是NDT(或NDE,non-destructive examination),也叫无损探伤,就是在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下,采用射线、超声、红外、电磁等原理技术并结合仪器对材料、零件、设备进行缺陷、化学、物理参数检测的技术。利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化,以物理或化学方法为手段,借助现代化的技术与设备器材,对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查与测试。无损检测就是工业发展必不可少的有效工具,在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平,无损检测的重要性已得到公认,主要有射线检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)、液体渗透检测(PT)、涡流检测(ECT)、声发射(AE)与超声波衍射时差法(TOFD)。 1、射线照相法(RT)就是指用X射线或γ射线穿透试件,以胶片作为记录信息的器材的无损检 测方法,该方法就是最基本的,应用最广泛的一种非破坏性检验方法。工作原理就是射线能穿透肉眼无法穿透的物质使胶片感光,当X射线或r射线照射胶片时,与普通光线一样,能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜影,由于不同密度的物质对射线的吸收系数不同,照射到胶片各处的射线强度也就会产生差异,便可根据暗室处理后的底片各处黑度差来判别缺陷。RT的定性更准确,有可供长期保存的直观图像,总体成本相对较高,而且射线对人体有害,检验速度会较慢。 2、超声波检测(UT)原理就是通过超声波与试件相互作用,就反射、透射与散射的波进行研究, 对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构与力学性能变化的检测与表征,并进而对其特定应用性进行评价的技术。适用于金属、非金属与复合材料等多种试件的无损检测;可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。如对金属材料,可检测厚度为1~2mm的薄壁管材与板材,也可检测几米长的钢锻件;而且缺陷定位较准确,对面积型缺陷的检出率较高;灵敏度高,可检测试件内部尺寸很小的缺陷;并且检测成本低、速度快,设备轻便,对人体及环境无害,现场使用较方便。缺点就是对具有复杂形状或不规则外形的试

超分子化学综述

超分子化学综述 摘要:超分子化学是化学领域一个崭新的学科分支,本文综述了分子识别和自组装的有关内容以及和超分子化学的分类,并指出了超分子化学对科学理论研究的重要意义和广阔的应用前景。 关键字:超分子化学分子识别自组装 “超分子”一词早在20世纪30年代已经出现,但在科学界受到重视却是50年之后了。超分子化学可定义为“超出分子的化学”,是关于若干化学物种通过分子间相互作用结合在一起所构成的,具有较高复杂性和一定组织性的整体的化学。在这个整体中各组分还保持某些固有的物理和化学性质,同时又因彼此间的相互影响或扰动而表现出某些整体功能[1]。超分子体系的微观单元是由若干乃至许许多多个不同化合物的分子或离子或其他可单独存在的具有一定化学性质的微粒聚集而成。聚集数可以确定或不确定,这与一分子中原子个数严格确定具有本质区别,把多个组分的基本微观单元聚集成“超分子”的凝聚力是一些(相对于共价键)较弱的作用力。如范氏力(含氢键)、亲水或憎水作用等[2]。 1967年,Charles Pedersen偶然发现了冠醚这种新型的大分子化合物,十几年后,一个崭新的化学领域——超分子化学终于诞生了。进入90年代后,Surpramolecular Chemistry 杂志的创立说明超分子化学作为化学学科的一个独立的分支,像高分子化学一样,已经得到世界各国化学家的普遍认同。在国内,一些高校和科研机构已做了相当多的工作,说明超分子化学正在迅猛发展[3]。本文对超分子化学作了简单的综述。 1.超分子稳定形成的因素[4] 超分子稳定形成的因素,可从能量降低因素、熵增加因素及锁和钥匙原理来分析,通过这些分析,可加深对超分子和超分子化学的理解和认识,这比将超分子中分子间的结合力简单归结为非共价键更为具体、明确。 2.分子识别和自组装 在超分子化学研究中,两个最重要的科学问题是分子识别和分子自组装、分子间多种弱相互作用的加合效应和协同作用。分子识别是由于不同分子间的一种特殊的、专一的相互作用,它既满足相互结合的分子间的空间要求,也满足分子间各种次级键力的匹配,体现出锁和钥匙原理。在超分子中,一种接受体分子的特殊部位具有某些基团,正适合与另一种底物分子的基团相结合。当接受体分子和底物分子相遇时,相互选择对方,一起形成次级键;或者接受体分子按底物分子的大小尺寸,通过次级键构筑起适合底物分子居留的孔穴的结构。所以分子识别的本质就是使接受体和底物分子间有着形成次级键的最佳条件,互相选择对方结合在一起,使体系趋于稳定。 自组装是自然界生物系统的一类基本属性,如DNA和RNA 的双螺旋结构、多肽和蛋白质的二级及高级结构、生物膜的形成与稳定、酶的高级结构与功能发挥等,都是多种不同弱相互作用加合协同的结果。超分子自组装是指在平衡条件下相同或不同分子间通过非共价键弱相互作用自发构成具有特种性能的长程有序的超分子聚集体的过程[5]。超分子自组装是指一种或多种分子依靠分子间的相互作用自发地结合起来,形成分立的或伸展的超分子。由分子组成的晶体,也可看作识分子通过分子间作用力组装成的一种超分子。分子识别和超分子自组装的结构化学内涵体现在电子因素和几何因素两个方面,前者使分子间的各种作用力得到充分发挥,后者适应于分子的几何形状和大小,能互相匹配,使在自组装时不发生大的阻碍。分子识别和超分子自组装是超分子化学的核心内容。 3.超分子化合物的分类[6] 3.1杂多酸类超分子化合物

现代测试技术及应用

西华大学课程考核试题卷 ( 中考卷) 试卷编号: ( 2012__ 至 2013____ 学年 第_2___学期 ) 课程名称:现代测试技术及应用 考试时间:90 分钟 课程代码:6002699 试总分:100分 考试形式: 网络考试 学生自带普通计算器: 允许 一、判断题(本大题共10小题,每小题2分,总计20分) 1.粗大误差具有随机性,可采用多次测量,求平均的方法来消除或减少。( ) 错 2. 当计数器进行自校时,从理论上来说还是存在±1个字的量化误差。( )对 3.一个频率源的频率稳定度愈高,则频率准确度也愈高。( )错 4. 给线性系统输入一个正弦信号,系统的输出是一个与输入同频率的正弦信号()对 5.随机误差又叫随差,随机误差决定了测量的精密度。( )对 6.测量系统的理想静态特性为y=Sx+S0( ).答案:错 7. 从广义上说,电子测量是泛指以电子科学技术为手段而进行的测量,即以电子科 技术理论为依据,以电子测量仪器和设备为工具,对电量和非电量进行的测量。( ) 答案:对 8. 在进行阿伦方差的测量时,组与组之间以及组内两次测量之间必须都是连续的。 ( )答案:错 9.反射系数、 功率、 导磁率 、信号频率均为有源量( )。答案:错 10. 峰值电压表按有效值刻度,它能测量任意波形电压的有效值。( )答案:对 二、选择题(本大题共10小题,每小题3分,总计30分) 1. 若马利科夫判据成立,则说明测量结构中含有 ____ 。 A:随机误差 B: 粗大误差 C: 恒值系差 D: 累进性变值系差 答案:D 2. 如两组测量的系数误差相同,则两组测量的 相同。 A. 精密度 B. 准确度 C. 精确度 D. 分散度 答案:A 3.在使用连续刻度的仪表进行测量时,一般应使被测量的数值尽可能在仪表满刻度值的 ____ 以上 答案:D 4.±1误差称为____。 A.最大量化误差 B.仅测频的误差 C.±1一个字误差 D.闸门抖动引起的误差 答案:A 5.仪器通常工作在( ),可满足规定的性能。

高分子化工

高分子化工 高分子化学工业的简称,为高分子化合物(简称高分子)及以其为基础的复合或共混材料的制备和成品制造工业。按材料和产品的用途分类,高分子化工包括的行业有塑料工业、合成橡胶工业、橡胶工业、化学纤维工业,也包括涂料工业和胶粘剂工业。由于原料来源丰富、制造方便、加工简易、品种多并具有为天然产物所无或较天然产物更为卓越的性能,高分子化工已成为发展速度最快的化学工业部门之一。 沿革:高分子化工经历了对天然高分子的利用和加工;对天然高分子的改性;以煤化工为基础生产基本有机原料(通过煤焦油和电石乙炔)和以大规模的石油化工为基础生产烯烃和双烯烃为原料来合成高分子等四个阶段。远在公元前已经开始应用木材、棉麻、羊毛、蚕丝、淀粉等天然高分子化合物。天然橡胶的硫化、赛璐珞(改性的天然纤维素,增塑的硝酸纤维素)的生产迄今已有 100余年之久,但有关高分子的涵义、链式结构、分子量和形成高分子化合物的缩合聚合和加成聚合反应等方面的基本概念,则迟至20世纪30年代才被明确。1907年,美国人L.H.贝克兰研制成功最早的合成树脂──酚醛树脂;20世纪初期,出现了甲基橡胶(聚2,3-二甲基丁二烯)、聚异戊二烯和丁钠橡胶;30年代末,实现了第一个合成纤维──尼龙66的工业化。从此,高分子合成和工业蓬勃发展,为工农业生产、尖端技术以及人们的衣食住行等,不断地提供许多不可缺少的、日新月异的新产品和材料。 成型加工:多数聚合物(或称树脂)需要经过成型加工的过程才能成为制品,有些在加工时尚需加入各种助剂或填料。根据材料的性质和制品的要求,选择适宜的加工方法和助剂或填料。热塑性树脂的加工成型方法有挤出、注射成型、压延、吹塑和热成型等;热固性树脂加工的方法一般采用模压或传递模塑,也用注射成型。将橡胶制成橡胶制品需要经过塑炼、混炼、压延或挤出成型和硫化等基本工序。化学纤维的纺丝包括纺丝熔体或溶液的制备、纤维成形和卷绕、后处理、初生纤维的拉伸和热定型等。与高分子合成工业相比,高分子加工工业的生产比较分散,但制品种类繁多,花色品种不胜枚举。目前,高分子加工已逐渐形成为一个独立的工业体系。 产品分类:按主链元素结构分类,产品可分为碳链(主链全由碳原子构成)、杂链(主链除碳原子外尚有氧、氮、硫等)和元素高分子(主链主要由硅、氮、氧、硼、铝、硫、磷等元素构成)。按形

《现代测试技术及应用》实验指导书 1

西华大学实验报告(理工类) 开课学院及实验室:电气信息学院 测控技术综合实验室 实验时间 :2015年 5月 25 日 一、实验目的 1. 了解频率测量的基本原理。 2. 了解电子计数器测频/测周的基本功能。 3. 熟悉SJ-8002B 电子测量实验系统的基本操作。 二、实验原理 1. 测频原理 所谓“频率”,就是周期性信号在单位时间变化的次数。电子计数器是严格按照f =N /T 的定义进行测频,其对应的测频原理方框图和工作时间波形如图1-1 所示。从图中可以看出测量过程:输入待测信号经过脉冲形成电路形成计数的窄脉冲,时基信号发生器产生计数闸门信号,待测信号通过闸门进入计数器计数,即可得到其频率。若闸门开启时间为T 、待测信号频率为f x ,在闸门时间T内计数器计数值为N ,则待测频率为 f x = N /T (1-1) 若假设闸门时间为1s ,计数器的值为1000,则待测信号频率应为1000Hz 或1.000kHz ,此时,测频分辨力为1Hz 。 图1-1 测频原理框图和时间波形 2. 测周原理 由于周期和频率互为倒数,因此在测频的原理中对换一下待测信号和时基信号的输入通道就能完成周期的测量。其原理如图1-2所示。 图1-2 测周原理图

待测信号T x 通过脉冲形成电路取出一个周期方波信号加到门控电路,若时基信号(亦称为时标信号)周期为T o ,电子计数器读数为N ,则待测信号周期的表达式为 X O T N T =? (1-2) 例如:f x = 50Hz ,则主门打开1/50Hz (= 20ms )。若选择时基频率为f o = 10MHz ,时基T o =0.1μs ,计数器计得的脉冲个数为O X T T N = = 200000 个,如以ms 为单位,则计数器可读 得20.0000(ms) ,此时,测周分辨力为0.1μs 。 三、实验设备、仪器及材料 1. 计算机 1台 2. SJ-8002B 电子测量实验箱 1台 3. Q9连接线 1根 四、实验步骤(按照实际操作过程) 1. 实验准备 (1)按照图1-3所示的方法连线,S602接“no”端。 计算机 图1-3 实验连接框图 说明:被测输入信号有两种接法,一种是如图1-3所示的①,由外接信号发生器连接实验箱测频输入f x 的BNC 插座;一种是如图1-3所示的②,由实验箱上的信号源Aout1(或Aout2)连接实验箱测频输入 f x 的BNC 接头。 (2)先打开实验箱电源,电源指示灯“亮”。然后在PC 机上运行主界面程序,如图1-4所示。 图1-4 主程序界面 (3) 从主界面进入“电子测量实验室”,其界面如图1-5所示,最后选择实验二,软件则自动打开了电子计数器测频和测周的界面,实验运行电子计数器程序进行测量。

高分子化学论文

高分子材料阻燃技术的研究 摘要:本文从高分子材料的阻燃机理入手,阐述了高分子材料阻燃剂的分类,研究了高分子材料阻燃技术的进展情况。 关键词:高分子材料;阻燃机理;阻燃剂;进展 前言 高分子材料因其性能优异、价格低廉而被广泛地应用于各类建筑和人民生活的各个领域,但是大多数高分子材料属于易燃、可燃材料,在燃烧时热释放速率大,热值高,火焰传播速度快,不易熄灭,有时还产生浓烟和有毒气体,对人们生命安全和环境造成巨大的危害。因此,如何提高高分子材料的阻燃性,已经成为当前消防工作一个急需解决的问题。 1高分子材料的燃烧及阻燃机理 高分子材料在空气中受热时,会分解生成挥发性可燃物,当可燃物浓度和体系温度足够高时,即可燃烧。所以高分子材料的燃烧可分为热氧降解和燃烧两个过程,涉及传热、高分子材料在凝聚相的热氧降解、分解产物在固相及气相中的扩散、与空气混合形成氧化反应场及气相中的链式燃烧反应等一系列环节。当高分子材料受热的热源热量能够使高分子材料分解,且分解产生的可燃物达到一定浓度,同时体系被加热到点燃温度后,燃烧才能发生。而己被点燃的高分子材料在点燃源稳定后能否继续燃烧则取决于燃烧过程的热量平衡。当供给燃烧产生的热量等于或大于燃烧过程各阶段所需的总热量时,高分子材料燃烧才能继续,否则将中止或熄灭。从高分子材料的燃烧机理可看出,阻燃作用的本质是通过减缓或阻止其中一个或几个要素实现的。其中包括六个方面:提高材料热稳定性、捕捉游离基、形成非可燃性保护膜、吸收热量、形成重质气体隔离层、稀释氧气和可燃性气体。目前常采用的阻燃剂行为主要是通过冷却、稀释、形成隔离膜的物理途径和终止自由基的化学途径来实现。一般阻燃机理分为气相阻燃机理、凝聚相阻燃机理和中断热交换阻燃机理。燃烧和阻燃都是十分复杂的过程,涉及很多影响和制约因素,将一种阻燃体系的阻燃机理严格划分为某一种是很难的,一种

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超分子化学 一.概念 1894 年,德国 E. Fischer 基于“分子间选择性作用”的思想提出了“锁-钥匙”模型,这一思 想已形成了现代超分子科学理论的雏形。上世纪三十年代,胶体化学的一个鼎盛时期,德国 K. L. Wolf 等创造了“超分子”一词,用来描述分子缔合而形成的有序体系。1978 年,法国 J. M. Lehn( 诺贝尔化学奖获得者) 基于传统的植根于有机化学中的主客体系研究,提出了“超分子化学”的完整概念,他指出:“基于共价键存在着分子化学领域,基于分子组装体和分子间 键而存在着超分子化学”。# 超分子至少有两个组分,Lehn 借用生物学中已有的概念,分别称为底物和受体。他对受体 的设计进行了综合,最重要的是提出在设计受体时考虑到其结构的刚性与柔性的结合。典型示范加上他所提出的分子识别(molecular recognition) 概念(也是从生物学中“借”来的),从而给超分子的形成过程赋予智能化反应的特点。虽然 , Lehn 对自己所提出的分子识别、化学信息学和化学反应智能化等的理论工作并未进一步深化,但人们对分子识别概念的应用,特 别是在分子器件和分子自组装作用的研究方面已取得了很大的成绩。分子识别是自然界生物 进行信息存贮、复制和传递的基础,例如基因、酶和生物膜的功能都是基于分子识别的原理 得以实现的。以分子识别为基础,研究构筑具有特定生物学功能的超分子体系,对揭示生命现象和过程具有重要意义,并可能给化学研究带来新的突破;同样以分子识别为基础,设计、合成、组装具有新颖的光、电、磁性能的纳米级分子和超分子器件,将为材料科学提供理论 指导和新的应用体系。 超分子化学可以定义为“分子之上的化学”,分子化学主要研究原子之间通过共价键(或离子键)形成的分子实体的结构与功能,而超分子化学则研究两个或多个分子通过分子间作用力 结合而成的化学实体的结构与功能。由于分子间作用力作为化学实体(指有较固定的结构和 性质)内的主要键合力的研究尚待深入,但是其意义与作用已提升到20 世纪初期的化学键理论同样的高度,并将进一步促进有关超分子化学理论工作的开展。 二. 现状 目前,超分子化学已远远超越了原来有机化学主客体体系的范畴,形成了自己独特的概念和 体系:如分子识别、分子自组装、超分子器件、超分子材料等,构成了化学大家族中一个颇 具魅力的新学科;同时,超分子的思想使得人们重新审视许多传统的但仍具很大挑战的已有 学科分支,如配位化学、液晶化学、包合物化学等,并给它们带来了新的研究空间。超分子化学的重要特征之一是它处于化学、生物和物理学的交界处,从不同角度揭示分子组装 的推动力及调控规律。对超分子化学的研究主要集中于: 1.基础理论研究 : 主要是超分子结构及其谱学的研究 ,包括分子间弱相互作用与分子识别,超分子静态与动态结构,理论计算 模拟,超分子的组装方法及自组装过程,超分子体系的谱学研究等; 2.与物理以及材料科学的交叉 : 通过组装形成的超分子化合物材料具有结构多样性,在催化、分子识别、化学吸附、分子磁体、非线性光学、药物合成等领域有着广阔的应用潜力,因此它的研究成为当前超分 子化学研究的热点之一。超分子化学在纳米材料制备、纳米团簇的超分子化学组装、层状三维结构与器件、插层材料及功能化、表面图案与功能化,光电信息材料及器件等领域已取得 重大进展; 3. 与化学及生物学的交叉: 超分子化学为化学学科提供了新颖的轮廓和观点,其 基础概念已经贯穿了主要的化学领域,与无机化学、大环化学、配位化学、金属有机化学的 结合呈现出强大的生命力 ;在分子识别与人工酶、酶的功能、短肽及环核酸的组装体及其功 能等领域有着广阔的应用前景。 超分子化学是基于分子间相互作用和分子聚集体的化学,在与材料科学、生命科学等其它学科的交叉融合中,超分子化学已发展成超分子科学,被认为是21 世纪新概念和高技术的重 要源头。

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