玉米根系剖面分布对水分亏缺的响应

在水分亏缺和正常供水(土壤含水量分别维持在田间持水量的40%～45%和75%～80%)两种水分条件下,采用土柱实验方法,研究了玉米杂交种户单四号(F1)及其父本803(♂)、母本天四(♀)根系剖面分布对水分亏缺的响应。结果表明:水分亏缺除了对父本的总根重无显著影响之外,使杂交种和母本的总根重以及3个品种的总根长和根系总表面积均显著下降。在剖面分布上,水分亏缺显著降低了杂交种和母本在表层土层中的根重和根表面积,使杂交种在表层和中层土层中的根长以及亲本在深层土层中的根长显著下降。可见,玉米杂交种响应中度干旱胁迫的形态学变化是减少上层干土中的根系生长,而增加深层土层中根系的相对生长,即其深层根系分布占总根系的比重较亲本高,这种根系剖面分布的优化导致杂交种较高的生物量积累和水分利用效率。

辐射交联共混体系性能和形态控制

控制聚合物的形态，就可以合理地控制聚合物的性能。形态控制这种方法在非辐射界中应用的例子很多，最有代表性的是动态硫化和反应增容技术。在此基础上，辐射加工领域的研究者迅速发展了辐射相态固化和辐射反应增容技术，并且也取得很好的结果。但是，我们发现对于结晶型聚合物共混体系的辐射交联，特别是连续相交联的控制，这些方法都存在一定的不足之处。所以，我们提出“辐射交联”的方法来控制共混体系连续相和分散相的形态。利用这种方法，通过控制辐射条件，可以得到共混体系中连续相交联，分散相几乎不交联的形态；同时得到比较好的力学性能和结晶性能。这种形态控制的方法不但补充了形态控制理论，而且会对今后的共混体系辐射加工提供理论依据和指导。由于尼龙类聚合物的辐射交联是下个世纪辐射行业的发展主要方向，所以我们选择的体系是连续相为辐射交联型聚合物PAl010，分散相为辐射稳定型聚合物HIPS。而尼龙共混体系的辐射交联，尤其是PAlOlO共混体系，至今鲜有报导。本文通过研究共混体系聚合物的力学性能、凝胶动力学、热学性能和不同方法得到的形态来阐述聚合物共混体系的形态、辐射交联、结晶和性能之间的关系。得到的结果如下：(1)HIPS是一种辐射交联型聚合物。由于体系比较复杂，所以利用Charlesby-Pinner公式处理HIPS的凝胶含量和辐射剂量的关系并不符合线性，但是利用张-孙-钱公式进行处理，得到了比较好的线性关系。随着辐射剂量的增加，体系的凝胶含量出现先增加，略有降低的趋势。随着辐射剂量的增加，弹性模量保持增加的趋势；断裂能和断裂伸长率下降；而拉伸强度出现先增加、后降低的趋势，当辐射剂量为0.80Mgy的时侯，拉伸强度达到最大值。从液氮断裂SEM电镜分析，基质上的圆形鼓包是具有增韧能力橡胶或HIPS中的接枝共聚物。随着辐射剂量的增加，这种鼓包逐渐减少，体系失去了增韧的能力。拉伸断面SEM照片表现为，随着辐射剂量的增加，断裂面上出现了未辐照HIPS基质中没有出现的圆形鼓包，我们认为是橡胶相交联所致。随着辐射剂量的进一步加大，交联密度的增加，体系的圆形鼓包消失。(2)PAlOlO和HIPS的共混体系辐射交联后，随着辐射剂量的增加，拉伸强度、断裂伸长率和断裂能同时出现了最大值，但是进一步增加辐射剂量，迅速下降。另外共混体系辐射交联后，随辐射剂量的增加，弹性模量出现先增加、后出现平台、然后继续增加的现象。(3)利用DSC非等温结晶现象分析，发现随着辐射剂量的增加，共混体系的结晶温度有下降的趋势，说明辐射对结晶能力的限制。而且我们发现辐射诱导结晶现象的出现，而且辐射诱导结晶达到最大的时候的辐射剂量为0.34MGy，此时恰好是力学性能最优的时候。(4)聚合物各种性能的体现和聚合物的形态是密不可分的。我们先后利用TEM，脆断样品SEM和拉伸样品SEM来对PAl010／HIPS共混体系进行了形态学上的研究。脆断形态发现，随着辐射剂量的增加，凝胶反应在共混体系的基质PAl010相和两相界面处比较明显。进一步增加辐射剂量发现，在分散相表面上的凝胶物质增加；利用TEM发现共混体系中分散相HIPS中橡胶粒子随着辐射增加，出现粒子尺寸减小的趋势，而且在0.34MGy时候，橡胶粒子尺寸比较小，而且分布很好，此时体系的力学性能也比较好；拉伸形态分析发现随着辐射剂量的增加，断面出现了明显的韧脆转变。(5)共混体系非等温结晶现象和纯PA1O1O的有些相似。随着辐射的增加，结晶温度和熔融温度都随之下降。讨论半晶型聚合物的熔融双峰现象很多，本实验得到的现象比较符合熔融重组(The melting recrystallization)的观点。辐射诱导结晶现象的出现，促进了力学性能的提高。辐射对于结晶表面的损伤，通过WAXD可以看出，而且我们发现在010面的衍射峰的强度在辐射剂量为0.34MGy的时候要比未辐照体系的衍射峰强，但是在辐射剂量为0.85MGy的时候，衍射峰的强度比未辐照的时候低。等温结晶的现象，说明利用Avrami公式可以处理共混体系的辐射交联。在在相同温度下，辐射剂量大的体系的结晶速率比辐射剂量小的低，说明结晶困难。相同辐射剂量下，不同结晶温度得到的n值不同，变化幅度从2.4～2.9。通过Hoffman-Weeks公式我们得到未辐照体系的平衡熔点是202.21 ℃。辐射剂量为0.34MGy的时候，平衡熔点为193.3 ℃。当辐射剂量为0.85MGy的时候，平衡熔点为185.79 ℃。

PMMA/SAN共混物薄膜表面相分离动力学的原位AFM研究

本论文主要借助原子力显微镜（AFM）、X-射线光电子能谱（XPS）等实验手段，纳米尺度上在线原位地研究了高温临界组成PMMMA/SAN（50／50，w／w）共混薄膜体系，分析并探讨了此共混薄膜表面相分离及其超薄膜体系的润湿／去润湿和相分离行为。首先，从敲击式AFM中相位图的成像原理出发，建立了一个高温下用原位AFM定性鉴别不同聚合物的纳米尺寸微区的方法，即：先在基底（硅）上铺展一层非常平坦的单一组分（SAN）薄膜，再在此千膜上，通过旋涂由选择性溶剂（冰醋酸）配制的另一组分（PMMA）的极稀溶液，使之不能形成一层连续的完整膜，最后在高温（175℃）下用敲击模式的原子力显微镜（TM-AFM）检测相位图随退火时间的变化。得到在175℃的相位图中，PMMA富相比SAN的富相显得更暗，这为后续工作提供了定性鉴别相区的方法。其次，高温下用原位AFM研究了PMMA/SAN薄膜表面相分离过程，在线观察了相分离的归并过程，定量地得到了临界相分离温度，并给出了特征波矢对时间依赖关系的标度指数，划分了相分离动力学演变的不同阶段。对于膜厚约为130nm的体系，表面相分离的临界温度大约为165℃，其表面相分离的特征波矢与时间的标度关系q+（t）-t-n，在整个实验时间内，随时间的演变过程中，显示了两个不同的指数变化区，即前期很慢的n=0.13和后期的n＝1／3。0.13的指数关系可能是由于表面聚合物链的几何受限及表面富集相把部分新生成的另一相覆盖所致，1／3的指数关系可以认为是由普遍的Brownian扩散所致。而对于膜厚为50曲的此组成共混薄膜，得到的标度关系与C汕n线性理论吻合得非常好的Spinodal Deposition（SD）表面相分离的初期，即n＝0，这是由于降低膜厚 增加了共混物的相容性，提高了临界温度，从而减缓了相分离过程，使得在我 们观测的时间范围内更易观察到表面相分离的初期。再次，用阶梯式降温的好M和XPS，发现了PMMA/SAN体系原位和离位实验结果存在巨大差别的主要原因之一—润湿温度的存在。对PMMA/SAN（50／50，w／w，-130nm）共混薄膜体系，原位AFM的退火和准淬火实验表明， 虽然在高温和室温、真空和常态、原位和离位，相分离的聚合物共混薄膜表面 形貌变化不大，但是表面物理性质却有很大的区别。原位XPS实验表明，未经 任何处理的样品在185℃退火时，很快在离表面很薄的下面形成一层PMMA含 量远低于本体值的薄层，之后最表面的PMMA也往本体迁移，直至表面SAN 的含量远高于它的本体值。对已在175℃退火20hr的此样品，逐渐降温退火过 程的原位XPS表明，当退火温度降至145oC时，样品表面几乎完全被PMMA覆盖，很好地验证了Conlposto等提出的润湿温度的假设，即对此体系，润湿温 度是原位和离位存在巨大的差异的主要因素之一，这与原位AFM的实验结果也，存在很好的一致性。最后，高温下原位观察了硅基底上PMMA/SAN超薄膜（膜厚-Rg）的去润湿、相分离过程和PMMA在基底上的润湿过程，以及云母基底上的该体系高温下的稳定润湿行为。以硅为基底的PMM刀sAN共混超薄膜在155”c下发生了类 似sPinodal dewetting的去润湿，其原因可能是在垂直于基底的浓度梯度引起的表面组成的涨落，对这种去润湿的动力学还进行了探讨。以硅为基底的PMMA/SAN共混超薄膜在175℃下不仅发生了类似spinodal dewetting的去润 湿，而且还发生了去润湿液滴内部的相分离以及相分离析出的PMMA润湿硅基底的过程，提出了一个简单的模型描述了这种复杂的过程。此外，还研究了不同基底对此共混超薄膜体系的润湿行为进行了研究，以云母为基底的此共混体系在175℃下长时间内是稳定的，其原因可能是云母与PMMA和SAN均有很强的作用力，足于补偿聚合物链在构象嫡上的损失。

聚丙烯酰胺水凝胶的制备与应用研究

本文分三部分论述了聚丙烯酰胺水凝胶的制备、结构、性质和在大分子稀水溶液浓缩方面的应用。I、聚丙烯酰胺水凝胶的制备与研究用以下两种不同方法制备了丙烯酰胺（AM）-丙烯酚钠（AANa）共聚物水凝胶：i、AM-AANa直接辐射共聚：ii、AM水凝胶辐射均聚，再经碱水解。考察以上两个体系的凝胶化剂量，发现前者比后者的凝胶化剂量大一个数量级。理论推导得到水凝胶溶胀比Q_m，与吸收剂量R和共聚物中AANa含量Z之间存在以下关系式：Q_m~(-2/3) ∝ R/Z并用实验证实了所得到的理论关系式。在研究水凝胶溶胀比的影响因素时发现，水凝胶的溶胀比并不随其中的离子基团（-COO~-）含量的增加而无限增加。AM均聚物水凝胶和AANa均聚物水凝胶的溶胀比都不是很大（均不超过400），只有当两者以一定比例混合共聚时，才有最大的溶胀比（大于2000），提出了“有效阴离子”的概念以解释这些现象。在研究pH值对AM-AANa共聚物水凝胶溶胀比的影响时发现，在溶液pH为2.5-3.5之间，水凝胶发生了可逆的相转移，已吸水溶胀的水凝胶突然收缩，释放出所吸入的水，前后体积相差400倍。此外，溶液中无机盐浓度对水凝胶的溶胀比影响很大。当无机盐浓度大于0.01M时，其溶胀比急剧下降。II、用~(13)C-NMR技术研究AM-AANa辐射共聚物的序列分布用以下两种方法合成了线性AM-AANa共聚物：i、AM-AANa直接辐射共聚，ii、AM辐射均聚，再经碱部分水解。研究了AM-AANa共聚体系和AM均聚体系的吸收剂量，对单体转化率和聚合物分子量的影响。用~(13)C-NMR技术研究了AM均聚物、AANa均聚物和AM-AANa共聚物分子链的微观结构。AM均聚物和AANa均聚物中，羰基振动峰的化学位移分别约为180 ppm和185 ppm；而AM-AANa共聚物的羰基振动峰明显分裂成丙烯酰胺（M）和丙烯酸（A）两个区域，而每个区域又分裂成三重小峰。根据这些小峰的相对面积，可以得到其对应三组元的相对强度，由此得到共聚物的序列分布。我们研究了两种不同方法得到的AM-AANa共聚物的序列分布，将各三组元的相对强度，同由一级Markov统计模型所得到的理论曲线进行了比较，结果表明：i、对于AM-AANa直接共聚物，以M为中心的三组元M（M-bar）M、M（M-bar）M、A（M-bar）M的相对强度值同理论曲线较符合，而以A为中心的三组元A（A-bar）A、M（A-bar）A、M（A-bar）M的相对强度则同理论曲线有较大偏离。ii、对于部分水解产物，结果正好相反，即以A为中心的三组元的相对强度值同理论曲线较符合。iii、直接共聚物嵌段成份较多，A（A-bar）A的相对强度值较大；而部分水解产物交替成份较多，M（A-bar）M的相对强度较大。III、水凝胶吸水法浓缩大分子稀水溶液 蛋白质等生物高分子极不稳定，温度、压力等外界条件的变化，都可以导致蛋白质分子的变质，因而其稀水溶液的浓缩是一般方法难以实现的。本工作用AM-AANa共聚物水凝胶吸水溶胀的办法浓缩蛋白质稀水溶液。由于蛋白质分子具有巨大的排斥体积而不被水凝胶吸收，因而其水溶液得到浓缩。本方法在常温常压下进行，不会导致蛋白质分子的变质，而且浓缩过程中并不需要特殊的装置，因而此方法具有很大的可行性。利用AM-AANa共聚物的相转移现象，通过改变pH值，使吸水溶胀的水凝胶收缩，把所吸入的水释放出来，从而可反复使用水凝胶。我们对几种蛋白质分子稀水溶液进行了浓缩试验，浓缩效率均在80%以上，并发现影响浓缩效率的主要因素有以下几种：i、对于不同的蛋白质水溶液，其浓缩效率不同；ii、对于同一种蛋白质分子，浓缩效率与水溶液的浓度有关，溶液越稀，浓缩效果越好；iii、浓缩效率与水凝胶的交联密度有关。对AM-AANa共聚物水凝胶，可通过调节其吸收剂量R，改变其浓缩效率。

基于Vif-APOBEC3G相互作用的抗HIV-1药物研究

载脂蛋白B mRNA编辑酶催化多肽样蛋白3G(apolipoprotein B mRNA-editing enzyme catalyticpolypeptidelike3G,APOBEC3G或A3G)是人体天然抗病毒分子,可以使病毒逆转录形成的cDNA的胞嘧啶(C)脱氨为尿嘧啶(U),产生鸟嘌呤(G)→腺嘌呤(A)超突变,导致病毒转录产物突变,从而达到抑制病毒复制的作用。HIV-1的辅助蛋白Vif,可与APOBEC3G相互作用并导致其被降解,使得这一天然抗病毒机制失效,进而增强了HIV的感染力。Vif与APOBEC3G这种相互作用为抗HIV药物提供了新靶点。针对Vif-APOBEC3G相互作用的抗HIV抑制剂已经成为研究热点。本文综述了Vif和APOBEC3G的结构、二者的相互作用,以及基于这一相互作用的抗HIV-1抑制剂研究进展。

HIV抗原抗体联合检测试剂盒适用于体外病毒感染p24抗原检测

比较Vironostika HIV UniformⅡAg/Ab抗原抗体联合检测试剂盒、Vironostika HIV-1 p24抗原检测试剂盒和自制p24单克隆抗体在实验室检测不同HIV毒株体外细胞感染复制的灵敏度。比较3种检测方法在抗HIV药物筛选研究中的应用。方法：HIV抗原抗体联合检测试剂盒和p24抗原检测试剂盒检测严格按说明书操作。自制p24单克隆抗体检测HIV-1 p24抗原采用Fc抗体捕捉双抗夹心法。结果: 3种检测方法检测病毒谱相同，p24抗原检测试剂盒灵敏度最高，HIV抗原抗体联合检测试剂盒其次，自制p24抗原检测法灵敏度最低。检测抗HIV药物AZT 和 IDV抑制病毒复制的剂量曲线，HIV抗原抗体联合检测试剂盒与自制p24抗原检测法均可呈现很好的“S”型剂量曲线，检测IC50一致。HIV抗原抗体联合检测试剂盒灵敏度比自制p24抗原检测法高20倍。p24抗原检测试剂盒灵敏度高但检测范围窄(5-80pg/mL)，导致剂量曲线不明显。 结论: HIV抗原抗体联合检测试剂盒适用于实验室体外病毒感染复制的p24抗原检测。

光子晶体在Si基发光器件中的应用

在Si基集成光电子学的发展中,实现高效的Si基光源始终是人们期待的目标.但是Si材料的间接带隙特性导致其发光效率低.目前,已经探索了多种Si基材料体系以提高Si材料的发光效率,但是尚未取得突破性的进展.近年来,光子晶体以其独特的控光能力而备受人们的关注,将光子晶体引入到Si基材料体系中可以显著提高Si基材料的发光效率,这无疑对Si基光电子学的发展起到了重要的贡献.本文简述了利用光子晶体提高Si基材料发光效率的机制,介绍了光子晶体在几种Si基材料中的应用,探索了Si基光子晶体发光器件的潜在应用前景.

GaNAs/GaAs中的激子局域化和发光特性

通过多种光谱手段研究了GaNAs量子阱和体材料中的局域态和非局域态的不同光学特性.在超短激光脉冲激发下,第一次在GaNAs/GaAs量子阱发光光谱中,观察到非局域激子发光.选择激发光谱表明,局域中心主要聚集在GaNAs、GaAs异质结界面.在低N含量的GaNAs体材料发光光谱中,除了与N相关的局域态发光外,也发现发光特性完全不同的GaNAs合金态发光.这些结果为理解Ⅲ-V-N族半导体的异常能带特性具有十分重要的意义.

Material Growth and Device Fabrication of GaN-Based Blue-Violet Laser Diodes

Studies on first GaN-based blue-violet laser diodes(LDs) in China mainland are reported.High quality GaN materials as well as GaN-based quantum wells laser structures are grown by metal-organic chemical vapor deposition method.The X-ray double-crystal diffraction rocking curve measurements show the full-width half maximum of 180" and 185" for (0002) symmetric reflection and (10(-1)2) skew reflection,respectively.A room temperature mobility of 850cm2/(V·s) is obtained for a 3μm thick GaN film.Gain guided and ridge geometry waveguide laser diodes are fabricated with cleaved facet mirrors at room temperature under pulse current injection.The lasing wavelength is 405.9nm.A threshold current density of 5kA/cm2 and an output light power over 100mW are obtained for ridge geometry waveguide laser diodes.