MPS结构中的光生伏特现象

报道了金属/多孔硅/结构(MPS)中光生伏特效应研究的最新结果,给出了该结构的光谱响应曲线,发现该结构在1100-350nm波长范围具有明显的光谱响应.还测量了开路电压随温度、光照波长及光照强度的变化关系,发现开路电压随温度的降低近似线性增加,其温度系数对于金/多孔硅结构约为2.0mV/K,对于铝/多孔硅结构约为2.8mV/K,与单晶硅及非晶硅太阳电池的温度系数相近,但MPS结构的开路电压随光强的增加不满足对数关系.结果表明,在MPS结构中金属/多孔硅肖特基结对光生伏特效应起了主要作用,而多孔硅/单晶硅异质结的作用是与此相反的.

鄂尔多斯高原景观要素空间格局及植物与环境关系的定量解析

鄂尔多斯高原是一个多层次、复杂的生态过渡带，具有复杂多样的环境条件、生态特点，因此也就具有复杂多样的植物与环境关系。本文从群落和景观两个尺度水平上研究鄂尔多斯高原植物或植被与环境关系及景观空间格局。利用鄂尔多斯高原野外植物群落样方调坦数据、微生境环境数据、气候数据，以典范对应分析（Canonical Correspondence Analysis, CCA）的方法分析了鄂尔多斯高原植物分布空间格局与环境要素的关系并对秋类环境要素对鄂尔多斯高原植物空间分布格局的贡献进行了定量分解;利用1:500 000 鄂尔多斯高原植被、土壤、土地利用、土地沙漠化类型等专题地图在GIS支持下分析了鄂尔多斯高原景观空间格局、并利用上述专题图数据加上鄂尔多斯高原气候数据库分析了土壤、土地利用、土地利用、土地沙漠化和气候等对鄂尔多斯高原植被空间分布格局的作用。通过分析，得到了以下主要结论： 1 在分析方法上、利用典范对应分析的方法，把植物分布的空间因素与环境因素分离的方法发展为植物分布空间格局不同类型影响因素作用的定量分离，提出了相应的概念模型和实现方法。 2 影响鄂尔多斯高原植物分布空间格局的主要微生境环境要素是基质类型、地下水位、覆沙厚度等，而影响鄂尔多斯高原分布空间格局的主要气候要素中，降水和干湿指标的作用大于温度和热量指标的作用。 3 通过对鄂尔多斯高原植物分布空间格局与环境关系的研究，以植物对微生境环境要素的反应为根据，把鄂尔多斯高原主要植物划分为4个大类群：梁地植物、沙地植物、草甸植物和耐盐植物。根据它们对气候要素的反应，把鄂尔多斯高原主要植物划分为典型草原植物、荒漠草原植物和草原化荒漠植物3大类。进一步，根据鄂尔多劳动保护高原植物与环境关系的研究，进行了鄂尔多斯高原植被功能型划分的尝试，得到了鄂尔多斯高原的12种主要植被功能型。 4 对鄂尔多斯高原植物分布的空间格局的影响环境因素的贡献作了定量地分解。分析结果显示：鄂尔多斯高原植物分布空间格局中有27.02％可由已知环境变量得到解释，其中21.56％与微生境环境要素相关，7.51％与气候要素的作用有关，而气候与微生境环境要素的耦合作用的份额为2.05％。根据植物生长是否直接受到地下水的影响，鄂尔多斯高原存在两大类型生态特点差异明显的生境类型：中性立地和隐域生境，对两大类型生境上影响植物空间分布格局的环境要素的作用也进行了定量分解。分析结果表明：对于植物生长不直接受地下水影响的中性立地，已知环境要素的作用可以解释植物空间分布格局总信息的29.36％，稍大于对总体上鄂尔多斯高原植物分布空间格局的解释，其中9.23％与气候要素相关，22.08％与微生境环境要素相关，而两种类型环境要素的耦合作用则占1.95％。对于植物生长直接受到地下水影响的隐域生境，所有已知环境要素对植物分布空间格局的贡献率为72.28％，其中气候要素的作用为30.31％，微生境环境要素的作用为49.08％，两类环境要素的耦合作用为7.11％。 5 描述景观空间格局的指数多种多样，这些能数在描述特定区域的景观空间格局时是有信息冗余的。本文对利用FRAGSTATS所获得的鄂尔多斯高原植被、土壤、土地利用、土地沙漠化等景观分量的20个景观指数实施了因子分析。通过因子分析，我们可以把描述鄂尔多斯高原景观空间格局的景观指数归并为以下8类：多样性指数、斑块多度指数、斑块类型丰富度指数、斑块面积指数、斑块形状指数、分形维数、空间配置指数和斑块面积变异指数。通过因子分析，还得到了这些景观指数对描述鄂尔多斯景观格局的共性特征：在描述鄂尔多斯高原景观空间格局时，作用最大的是多样性指数、斑块多度指数、面积加权平均斑块形状指数和面积加权平均分形维数，其次是斑块类型丰富度指数、平均分维指数、平均形状指数和斑块面积指数，而空间配置指数（扩散与毗连指数）和斑块面积变异指数的作用则比较微弱。 6 对鄂尔多斯高原景观指数的因子分析是非常有效和成功的。因子分析对鄂尔多斯高原植被、土壤、土地利用、土地沙漠化景观指数的分析分别得到了5-6个主要因子，可以表达原有20个景观指数所表达信息的91.1-96.0％，即可以反应鄂尔多斯高原景观空间格局的大部分信息。本文所进行的因子分析对因子进行了方差最大化(Varimax)正交旋转的处理，因子分析得到的每一个主要因子都有一个或几个与之相关性非常高的景观指数与之对应，因此，就可以用与因子分析所得主要因子相关性最高的景观指数代替该主要因子来表达鄂尔多斯高原的景观空间格局。另外还因为有些景观指数之间具有极高的相关系数，所以对因子分析所得到的景观指数可以进一步精减，最后利用因子分析成功地把原有20个景观指数减少到了11个。最后被选来描述鄂尔多斯高原景观格局的景观指数有下列11个：MSIEI（修正的Simpson均匀度指数）、AWMPFD（面积加权平均斑块分形维数）、AWMSI（面积加权平均形状指数）、NP（斑块数目）、PR（斑块类型丰富度）、MSI（平均形状指数）、MPFD（平均斑块分形维数）、MPS（平均斑块面积）、PSCV（斑块面积变异系数）、DLFD（双对数分形维数）和IJI（扩散与毗连指数）。 7 鄂尔多斯高原植被、土壤、土地利用在景观组成结构上具有一个共同特点，就是各种类型的面积差异极大，少数类型占有极大比重，而其余面积则很小。产生这一情形的原因主要与人为活动的强烈影响有关，表现在地带性的植被与土壤面积所占的比重不高，沙地、沙生植被与风沙土则占有很大比重。 8 以地带性植被和滩地隐域性植被表示的鄂尔多斯高原的原生植被仅占高原面积的不足30％，而以地带性土壤和滩地隐域性土壤表示的原生性土壤占鄂尔多斯高原总面积的近40％，说明土壤退化不如植被退化严重，或滞后于植被退化。 9 鄂尔多斯高原各景观指数的空间变化曲线，植被与土壤很相近，具有非常相似的格局;土地利用景观格局空间变化特征与植被、土壤等明显不同;土地沙漠化的景观格局空间变化曲线介植被曲线、土壤曲线与土地利用曲线之间，说明土地沙漠化不仅是一个受人为活动影响的过程，而且与自然过程密切相关。 10 鄂尔多斯高原景观格局的空间梯度变化表现出了东西向和南北向的梯度，但总体上以东西向的变化比较明显。 11 通过鄂尔多斯高原土壤类型、土地利用、土地沙漠化等景观要素、气候、空间要素与鄂尔多斯高原植被空间分布格局的CCA分析，探讨了它们之间的相互关系。以对鄂尔多斯高原植被组成数据的总方差解释的百分率为标准，土壤对鄂尔多斯植被分布的空间格局的作用最大，其方差贡献率可达44.28％，其次是土地利用与鄂尔多斯高原植被的关系也很密切，土地利用对鄂尔多斯高原植被空间分布格局的方差贡献率为22.45％，空间因素对鄂尔多斯高原植被空间分布格局的贡献率为17.51％，土地沙漠化对鄂尔多斯高原植被空间分布格局的贡献为15.65％，排在第四位;气候因素对鄂尔多斯高原植被空间格局的贡献率为11.95％，居第五位。 12 在气候要素对鄂尔多斯高原植被空间分布格局的作用中，降水与干湿指标的作用大于温度与热量指标的作用。这一点与利用野外调查样方的群落数据植物与气候关系的分析是完全一致的。CCA分析还表明鄂尔多斯高原植被空间格局的东西向变化大于南北向分异。 13 在群落和景观水平上，鄂尔多斯高原植物空间分布或植被格局的影响因素的作用具有相似的格局，即气候因子的作用明显地小于地质、土壤、水文等微生境环境要素（群落水平）或土壤（景观水平）的作用，并在这两个尺度上气候要素对植物空间分布或植被格局的定量解释份额上也是非常相近的，都仅有10％左右。气候因子对鄂尔多斯高原植物空间分布格局的这种弱的解释能力，从侧面说明了人为活动等非自然因素对鄂尔多斯高原植物空间分布格局的强烈作用。 14 在鄂尔多斯高原生态系统管理上，应协调人与自然的关系;加强鄂尔多斯高原的生物多样性保育，对于本区生态和经济对非常重要的滩地，应协调好对其开发利用与保护的关系;在鄂尔多斯高原土地沙漠化防治方面，应把调整人地关系与自然生态背景与条件相结合，如使用“三圈”模式等生态系统管理模式等。

内蒙古锡林河流域空间生态学研究

本文从物种和景观两个组织水平上研究了气候、土壤、地形等自然环境因子和人类活动因子对生物空间分布格局的影响。基于锡林河流域地理信息系统各环境因子的专题数据，利用空间异质性分析方法研究了锡林河流域环境因子的空间分布格局;基于锡林河流域野外调查数据，运用空间异质性分析方法研究了重要物种的空间分布格局，并采用典范对应分析(Canomc Correspondence Analvsis，CCA)方法分析了物种分布与环境因子的关系：基于锡林河流域地理信息系统各环境因子的专题数据，研究了锡林河流域植被斑块的空间格局特征及其与环境因子的关系，并采用典范对应分析方法分析了植被类型组成与环境因子的关系：基于内蒙古草原生态系统定位研究站放牧样地的样方调查数据．采用空间异质性分析方法，研究了放牧压力对物种空间分布格局的影响：基于多年的卫星遥感数据，采用建模和对比等方法，研究了定居放牧方式下植被状况空间变化规律及植被状况时空变化与人类活动、社会经济发展的关系。通过上述分析，得到的主要结论如下： 1、锡林河流域各个环境因子都具有自己的空间特征尺度，共同形成多尺度等级体系，按特征尺度的大小可以分为如下3个组： ·小尺度组(15km左右)：有机暖、全N的较小的特征尺度 ·中尺度组(30～50km)：T1，碳酸钙含量．PER、全N和海拔高度的较小的特征尺度 ·大尺度组(100km左右)：ANNR，PER、全N和海拔高度的较大的特征尺度多尺度等级的生态学意义是它反映生态变量异质斑块的镶嵌和包含特征，环境因子多尺度等级体系反映共性，具有普遍性：反映生态关系，具有生态学意义。 2、对物种空间异质性的Mantel检验和半方差分析得到了一致的结果产即羊草、糙隐子草和星毛萎菱菜在锡林河流域的空间分布呈现随机特征，而大针茅和冷蒿则表现为十分显著的格局特征。按分布格局的显著程度从大到小排列为冷蒿>大针茅>星毛萎菱菜>糙隐子草>羊草。理论半方差图显示大针茅和冷蒿的空间自相关域分别为30．447公里和30公里。物种空间分布格局是受自然条件、人类活动以及它们自身的生理生态特征综合决定的，物种自身的生理生态特征决定了它们对外界环境变化的适应性反应机制，而自然与人类活动这两种因素在空间的交错配置决定了物种适应性反应的方向和程度，从而综合导致物种空间分布格局的形成。 3、对锡林河流域物种分布与环境因子关系的CCA分析和交叉半方差方法分析显示：1)气候因子(11个指标)、土壤性状因子(3个指标)和地形因子(3个指标)对物种分布的贡献率分别为11．2％、9．5％和11％，三者总和为31．7％。2)各个环境因子对物种分布空间作用方向具有一致性，物种分布与环境因子几乎都在135。和157．5。两个方向上具有相对明显的相关性，从锡林河流域来看，这两个方向反映了气候、土壤以及地形从东南往西北的变化梯度方向。 4、对锡林河流域14个植被景观指数进行的PCA分析表明，锡林河流域植被斑块空间分布的物理特征主要表现在斑块的数目和大小方面，其次是在斑块的多样性方面，并可将它们分为4个组，分别反映锡林河流域植被斑块的不同特征： ·第一组：NP、PRD、LPI、MPS、PSSD和TE，主要反映景观斑块在数量和大小方面的特征; ·第二组：SHDI、SIDI、SHEI和SIEI，主要反映景观斑块的多样性特征; ·第三组：PSCV和[J]．主要反映景观斑块之间的相互邻接程度; ·第四组：MSI和AWMSI，主要反映景观斑块的形状特征。 MPS和PSSD两个指数与环境因子无论是在相关系数的性质还是显著程度上都保持了很好的一致性，它们与纬度(LAT)及可能蒸散率(PER)呈极显著的正相关关系，而与经度(LNG)、海拔高度(ALT)、年平均降水量(ANNR)及土壤有机质含量(0RG)呈极显著的负相关关系：平均形状指数(MSI)只与LAT呈显著的正相关关系;多样性指数和扩散毗连指数与任何一个环境因子都没有表现出显著的相关性。 5、锡林河流域植被分布与环境因子的关系CCA排序方法分析表明，气候因子(11个指标)、土壤性状因子(3个指标)和地形因子(3个指标)对植被分布的贡献率分别为19.8%、11.1%和14.5%，三者总和为45.4％。环境因子在植被和物种两个水平上的贡献率表现了相似的特点，自然环境因子不能完全解释植被的空间分布，人类活动的影响应该受到重视。 6、放牧压力对物种空间分布格局的研究表明： ·牧压对温带典型草原物种的空间分布格局有明显的影响。随着牧云的增大，属于原生群落物种的羊草与大针茅空间分布的随机性减小，空间自相关尺度逐渐增大;而对于退化过程中的入侵物种冷蒿和星毛萎菱菜，其空间分布的随机性逐渐增大．空间自相关尺度也呈增大趋势。在牧压胁迫超过一定水平时，冷蒿空间分布的自相关尺度开始下降，而星毛萎菱菜的空间分布格局则表现出强烈的随机性。 ·物种空间格局的变化是反映群落演替过程较为稳定的特征，适用于不同放牧条件下 群落之间的比较。 7、利用遥感数据对人类活动对植被影响的研究表明： ·定居放牧方式下，NDVI随定居点距离的变化格局经历了3个阶段。第一阶段，草场处于原生阶段，NDVI不随距离变化;第二阶段，定居点附近开始局部退化，NDVI随距离增加而增大：第三阶段，退化区域扩大，NDVI不随距离变化。 ·在草场局部退化阶段，NDVI随距离的变化呈对数函数规律，定居点的放牧区具有放牧半径、原生NDVI值、NDVI变化率等特征。根据这些特征、NDVI对数规律以及NDVI与地上生物量的关系可以推测定居点的总载畜量。 ·锡林河流域从87年到85年NDVI值降低最大的区域为流域的中部和南部，这与这一区域人类活动强度以及社会经济发展具有密切关系。

石羊河下游民勤绿洲景观变化与生态安全研究

民勤绿洲位于我国西北干旱区内陆河石羊河流域的下游。近些年来，随着该流域中、上游地区大量截留水资源，使进入民勤绿洲的地表水资源量逐年减少，导致绿洲生态环境不断恶化，生态安全面临着严重危机。本论文应用景观生态学原理与方法，综合运用3S技术，通过多时相遥感数据的对比分析，系统研究了民勤绿洲景观格局动态演变过程、形成原因及其与重要生态过程的相互作用，并在此基础上对绿洲生态安全的时空变化进行了综合评价。主要研究成果：1．景观格局影响生态过程，研究景观格局可以揭示生态过程变化的内在原因。因此，景观空间格局研究一直以来是景观生态学研究的核心与热点之一。应用景观空间格局分析软件FRAGSTATS对绿洲近14年的景观格局及其变化过程的定量研究表明，开荒与弃耕始终存在于景观的演变过程中，导致景观中林地、荒草地、耕地与沙地斑块类型的相互转化。开荒作用主要发生在1987-1998年间并导致林地与荒草地斑块转化成耕地斑块，绿洲耕地面积在此时期逐渐增加；弃耕作用主要发生在1998年至2001年间并导致耕地斑块逐渐转化成沙地斑块或荒草地斑块，耕地面积在此时期逐渐减少014年来，绿洲沙漠化过程逐年发展，主要表现为林地与荒草地斑块与耕地斑块逐渐转变成沙地斑块，导致沙地斑块面积（CA）逐渐增加，而斑块数量（NP）逐渐减少，使得沙地平均斑块大小（MPS）逐渐增大，沙地斑块呈现集中连片式的分布趋势。由于林草地斑块的逐渐减少以及耕地与沙地斑块的增加导致绿洲的多样性（SHOI）、均匀性（SHEI）与平行与并列指数（IJI）逐渐降低，而连通性（CONGTAG）逐渐增强，绿洲景观格局越来越强烈地受到沙地与耕地斑块类型的控制。绿洲景观的连通性上升的幅度（CONTAG）是坝区＞泉山区＞湖区。景观的多样性（SHDI）与均匀性（SHEI）下降的幅度是坝区＞泉山区＞湖区。坝区景观的衰退过程（沙地面积的增幅）与人类对该灌区的开发强度（耕地面积的增幅）与都强于泉山区与湖区。2．景观变化的主要驱动因素包括自然、社会与经济因素。绿洲景观格局的演变是以上因素综合作用的结果。干早区绿洲的形成机制决定了其发展与演变强烈地受到水资源的质与量的支配，水资源条件的变化是驱动该绿洲景观演变的主导因素。由于中、上游地区为满足经济发展的需要，大量截留地表水资源使进入下游民勤绿洲的地表水资源从50年代的年平均5.42亿m3锐减到2001年的0.73亿m3，致使绿洲地下水的补给量减少，而耕地面积的扩大导致地下水的超采量增加，引发土地干旱化与盐碱化，大量沙生植被枯萎、死亡，弃耕地增加。民勤绿洲用水模式进步缓慢、管理效率低下、人口的快速增长、农业技术推广速度缓慢以及土地使用制度等因素共同作用形成了推动景观变化的复杂人文机制。水资源的减少与人文机制共同作用驱动着绿洲景观的演变过程。3．指出绿洲景观的生态安全应包括景观的格局安全与过程安全两个方面。景观格局与生态过程密不可分，绿洲景观格局影响生态过程，生态过程“塑造”景观格局。利用ARCv正W的空间分析功能，从景观格局的空间邻接特征角度研究景观斑块类型受沙漠化威胁与盐碱化威胁的程度，并在此基础上分析生态安全。结果表明坝区耕地、林地、荒草地受沙漠化威胁程度高于其它两个灌区，湖区的耕地、林地、草地受盐碱化威胁的程度高于其它两个灌区。水对干旱区绿洲的重要性决定了水生态过程研究是绿洲生态安全研究的重要方面。利用ARCMAP的空间插值的地统计分析功能对绿洲的地下水埋深与地下水矿化度进行空间插值，得到地下水埋深与地下水矿化度的时空分布，结果表明：各时期绿洲地下水埋深为中心深，边缘浅，表明地下水降落漏斗的存在与不断加深。14年来地下水位的平均下降速率，坝区最快，泉山区次之，湖区最慢，三灌区分别为0.75m、0.7m与0.60m。绿洲北部地下水矿化度显著升高，14年来泉山区地下水矿化度上升为1.36倍，湖区南部地下水矿化度上升1.47倍，湖区北部地下水矿化度上升为1.43倍，地下水矿化度平均值达到5.6g/L，成为绿洲地下水矿化度最高地带，也是作物产量锐减的地带，因此地下水矿化度的上升导致作物安全生长潜在格局发生变化，作物安全生长区面积缩小，而中度以上不安全生长区面积扩大，造成了作物的减产与农业产业结构调整的空间缩小，难度加大。4．绿洲为水、土、植被、气候、社会经济与人类活动等众多方面所组成的、彼此相互联系的复杂的社会一经济一生态复合系统。因此绿洲的生态安全的综合评价涉及吸素众多，必须采用定量与定性相结合的方法进行科学地评价。采用目前较为成熟的环境综合评价方法一层次分析法AHP，并构建绿洲景观生态安全评价指标体系，对绿洲景观生态安全进行综合评价，结果表明：绿洲及各灌区生态安全水平逐年降低，目前生态安全值与1987年的相比，绿洲为68％，坝区73.7％，泉山区为63.6％，湖区为65.2％。三灌区中坝区的生态安全水平在各时期都是最高的，其次为泉山区，湖区最低。14年间生态安全下降幅度较大的为泉山区与湖区，坝区生态安全水平下降幅度较小。5．将绿洲生态环境恶化所导致的经济损失值量化，运用市场价值法与机会成本法对近14年来由于绿洲的环境恶化导致对社会经济发展所产生的不良后果从植被死亡、土地盐渍化导致作物减产、弃耕地出现导致的土地生产力的丧失与地下水位下降所导致的机井报废与提水成本增加四个方面进行经济效益损失估算，结果为经济损失值是湖区＞坝区＞泉山区，分别达到53786万元、44276.22万元、39247.36万元。坝区以林木死亡所造成的经济损失最大，湖区与泉山区以土地盐渍化所造成的经济损失最大。经济损失值占同期当地国民生产总值的百分比是湖区＞泉山区＞坝区，分别达到76.39％、55.04％、28.48％。可见绿洲的社会经济发展是以牺牲生态环境，降低生态安全水平为代价，这将严重制约绿洲今后的可持续发展。

岷江上游景观变化及驱动力分析

岷江上游地区是我国重要的林区之一，它不但影响当地和崛江下游的农业生产、生活用水和生态环境建设，甚至影响长江上游地区生态环境改善，在长江上游生态安全格局中占有重要地位。本文在收集遥感数据、统计数据、问卷调查数据和相关图件的基础上，以GIS为技术手段研究了崛江上游地区从1974年到2000年间的景观变化，并结合统计数据和问卷调查资料·分析了景观变化的原因，旨在为该区资源的合理利用、环境保护和可持续发展提供依据。主要结论如下：①有林地是崛江上游地区主要的景观类型，也是唯一一种面积持续减少的景观类型。林地与草地面积占研究区面积的90％以上，是该区的景观基质。草地、灌木林地、经济林、耕地和居民用地等面积都有不同程度的增加，以灌木林地最多。景观变化转移量以在有林地和灌木林地、草地之间为最大；且变化多分布在干旱河谷周围和松潘高原地区。②斑块水平上的各类型的斑块数和边界密度都在增加；有林地和灌木林地的最大斑块占景观面积的比例和平均斑块面积呈减少趋势，LPI以草地增加最为明显，MPS以灌木林地增加最多，草地次之。景观水平上的斑块数、最大斑块占景观面积的比例、边界密度、散布并列指数、多样性指数和均匀度指数都在增加，而平均斑块面积和蔓延度指数在降低。各指数说明研究区的景观异质性和破碎化程度增加，连通性降低，且变化趋势有所减缓，以1974一1986年变化为最大。③导致景观变化的原因是多方面的。人口、经济和教育是该区景观变化的主要因素；并且人口和经济的驱动作用具有阶段性和发展性。参与式的问卷调查，是研究景观变化驱动力的一个有效方法。④景观变化导致了研究区的森林覆盖率下降，径流减少，草场退化，水土流失加剧，干旱河谷扩大，滑坡、泥石流等自然灾害频繁发生。建议进一步加大干旱河谷植被建设的力度，适当调整产业结构，并对资源进行合理的优化配置和规划使用，同时加强法制建设，走在保护和建设中发展，在发展中保护和建设的生态建设道路。

基于SPH方法的溃坝流动数值模拟

应用光滑粒子流体动力学方法对溃坝问题进行了数值模拟,在现有SPH方法的理论基础上对密度近似方程进行了重新初始化处理,分析了密度重新初始化对溃坝流动问题的影响,并对SPH数值模拟所得到的结果与试验结果以及移动粒子半隐式方法得到的计算结果进行了比较和分析.结果表明,对密度近似方程进行重新初始化保持了流场内的质量守恒,同时整个计算域内的压力分布更加规则,SPH方法数值模拟得到的结果与实验结果和MPS方法得到的结果非常吻合,验证了改进方案及所编程序的可靠性和计算结果的准确性

A method to construct a third-generation horseradish peroxidase biosensor: Self-assembling gold nanoparticles to three-dimensional sol-gel network

A novel method for fabrication of horseradish peroxidase biosensor has been developed by self-assembling gold nanoparticles to a thiol-containing sol-gel network. A cleaned gold electrode was first immersed in a hydrolyzed (3-mercaptopropyl)-trimethoxysilane (MPS) sol-gel solution to assemble three-dimensional silica gel, and then gold nanoparticles were chemisorbed onto the thiol groups of the sol-gel network. Finally, horseradish peroxidase (HRP) was adsorbed onto the surface of the gold nanoparticles. The distribution of gold nanoparticles and HRP was examined by atomic force microscopy (AFM). The immobilized horseradish peroxidase exhibited direct electrochemical behavior toward the reduction of hydrogen peroxide. The performance and factors influencing the performance of the resulting biosensor were studied in detail. The resulting biosensor exhibited fast amperometric response (2.5 s) to H2O2. The detection limit of the biosensor was 2.0 mumol L-1, and the linear range was from 5.0 mumol L-1 to 10.0 mmol L-1. Moreover, the studied biosensor exhibited high sensitivity, good reproducibility, and long-term stability.

MISCIBILITY, MICROSTRUCTURE, AND DYNAMICS OF BLENDS CONTAINING BLOCK-COPOLYMER .2. MICROSTRUCTURE OF BLENDS OF HOMOPOLYSTYRENE WITH STYRENE-BUTADIENE BLOCK-COPOLYMERS

The microstructures of styrene-butadiene triblock (SBS) and styrene-butadiene four-arm star block (SB-4A) copolymers and their blends with homopolystyrene (PS) of different molecular weights, MPS, have been investigated by means of small-angle X-ray scatt