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纳米羟基磷灰石/聚酰胺66仿生复合材料的非等温结晶动力学研究
关 键 词:纳米羟基磷灰石,聚酰胺66仿生复合材料,非等温结晶动力学,Mo法
本文着者李玉宝等人将水热合成的及常压下自制的纳米级羟基磷灰石(nHA)浆料与聚酰胺66在溶剂中复合,得到了与自然骨结构相似,强度和模量相匹配的nHA/PA66纳米仿生复合材料.该复合材料克服了单纯羟基磷灰石生物陶瓷脆性大,强度差,不易成型等缺点,在提高材料的韧性和力学性能的同时,保持了该复合材料良好的生物相容性和生物活性.动物实验和临床验证表明,nHA/PA66复合材料在修复骨缺损,作为骨水泥治疗骨质疏松等方面具有很好的应用前景.
关于纳米羟基磷灰石增强聚酰胺66的仿生复合材料结晶行为的研究,本文采用差示扫描量热仪(DSC)研究了nHA/PA66纳米复合材料的非等温结晶行为,并将其与纯PA66的结晶行为进行了比较.得出以下结论:
(1)纳米羟基磷灰石的加入,一方面起到了异相成核剂的作用,提高了PA66的结晶速率,另一方面,由于纳米羟基磷灰石与聚酰胺之间的强界面作用,阻碍了聚酰胺分子的有序排列,降低了PA66的结晶度.
(2)随着降温速率的增加,PA66和nHA/PA66复合材料的结晶峰都从高温向低温移动,而且结晶峰变宽,表明它们的结晶的范围随降温速率的增加而变宽.
(3)采用Mo法来处理纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料的非等温结晶行为,lgR和lgt之间的线性关系好.同一组材料的a值基本上接近,F(T)的值则随着复合材料的结晶度的增加而增加.F(T)值大,表明在相同的时间内,对于同一种材料要使其相对结晶度越大,则需提高其冷却速率.
摘自《功能材料》2005年04期
羟基磷灰石/胶原类骨仿生复合材料的制备及表征
关 键 词:羟基磷灰石,胶原,生物矿化,自组装
本文中研究体外模拟天然骨生物矿化和材料自组装的形成机制,制备羟基磷灰石/胶原(HAp/Col)类骨仿生复合材料.合成HAp/Col仿生复合材料时,在与人体生理环境相似的条件下,钙磷盐以胶原分子为模板通过自组装在胶原分子表面直接矿化成核,胶原分子三螺旋结构外侧的COO-和HAp晶体表面的Ca2+间通过静电相互作用,使HAp按其c轴与胶原纤维分子纵向平行排列.Ca表面电子的结合状态是与HAp的两个PO3-4基团及Col分子表面的RCOO-配位成键,Ca2+—COO-键的结合能比Ca2+—PO3-4无机键的结合能要大,因为有机键兼有离子键和共价键的特点.Ca2+与RCOO-配位削弱了C等于O双键而使Ca—O化学键增强.胶原上COO-成为能与Ca2+配位形成离子化合物特别活跃的位点,这些离子化合物由于过饱和效应进一步与PO3-4作用形成具有临界尺度的晶核,随后HAp开始生长成具有规则取向且结晶度低的纳米晶体,矿化的胶原微纤维继续组装成多级结构.本文中制备的类骨仿生材料为Col纤维增韧的HAp/Col复合体,湿态加压干燥后形成具有一定韧性的块状结构.但由于天然骨具备从微观,亚微观到宏观的多级结构,可以对该材料交联处理或与其它聚合物复合成型为类骨修复材料.
本文中根据生物矿化原理,利用材料自组装技术制备出了羟基磷灰石/胶原仿生复合材料.通过对材料的表征及实验证明:该复合材料在成分和纳米结构上与天然骨类似,利用生物系统在分子水平上储存和加工信息的作用可在体外模拟天然骨生物矿化和自组装机制制备出羟基磷灰石/胶原类骨仿生复合材料,通过进一步成型处理有望形成更接近天然骨的修复材料用于骨组织工程.
摘自:《复合材料学报》2005年02期
无序一维三元光子晶体的能带特性研究
关 键 词:
声波的负折射
关 键 词:
准周期结构一维光子晶体的透射谱
关 键 词:准周期结构,一维光子晶体,透射谱
光子晶体具有许多独特性质:如光子禁带,抑制自发辐射,光子局域化,偏振特性等,自1987年提出光子晶体概念至今,对光子晶体的研究取得了令人鼓舞的成果,同时在应用方面也取得了很大进展.例如光子晶体波导,光子晶体光纤,光子晶体微腔和光子晶体偏振器等.由于一维光子晶体易于实现以及其独特的传输特性,在光限幅器,双稳特性和光开关等方面都取得了成功.以上研究及结果都是建立在周期性电介质分布基础上的.近年来已经开始对准周期性电介质分布进行了研究.所谓准周期分布就是每个周期的各层光学厚度都作有规律的变化.准周期性光子晶体相对于周期性光子晶体,其光波传输特性有一定的变化.而这些传输特性的变化对于拓展光子晶体的应用有很大价值.因此我们对准周期一维光子晶体中光波的传输特性进行研究,以期取得新的应用.
提出了折射率和层厚分别递增或递减的准周期一维光子晶体结构,并用传输矩阵计算了此类准周期光子晶体的透射谱,其光子带隙均相对于周期性光子晶体带隙产生了移动.当折射率递变时,移动方向与递变符号有关.当层厚递变时,光子带隙均向长波方向移动.光子带隙移动量的大小随周期数的增加而增加.
本文提出的准周期性结构一维光子晶体所具有的透射特性(带隙特性),相对于周期性一维光子晶体的透射特性有了较大变化,其变化规律并不遵循周期性结构的变化规律,因此,研究准周期结构一维光子晶体的带隙规律,对于拓展其应用是极其重要的.研究发现每层光学厚度的递变即使相同,n固定d递变与d固定n递变所引起的带隙特性变化规律也是不同的,应该分别给予研究.这些变化规律对于滤波技术,反射器等都是极有价值的.
摘自:《江苏工业学院学报》2005年01期
一维金属/介质光子晶体用于BaF2晶体闪烁光谱修饰
关 键 词:光子晶体,BaF2闪烁晶体,光谱修饰
光子晶体是一种高低折射率材料交替排列的周期性结构,它首先在信息通讯领域具有巨大的应用前景对适用于该领域的光子晶体的大量研究表明,由于位移场的重新分布,包含有金属成分的光子晶体可呈现出非常宽的截止带,以及良好的全方向反射特性,由金属所引起的吸收损耗则可通过共振隧穿效应而得到有效降低以高折射/低折射/金属/低折射材料为周期的光子晶体结构,由于将金属层的总厚度分解至各周期之中,可以在高频区出现有趣的增加透射的现象,同时在低频区仍保持优良的反射特性对应相同的能带结构,采用金属/介质结构的光子晶体还可使总的层数小于全介质结构,以降低工艺制备要求本文提出了利用金属/介质光子晶体对BaF2晶体闪烁光谱进行修饰,通过在BaF2晶体表面制备具有合适能隙结构的光子晶体,使其在快成分位置形成较强的透射能带,在慢成分位置则形成宽的截止能带,从而有效地提高闪烁光快慢成分的相对比例.
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利用光子晶体方法抑制BaF2晶体的闪烁光慢成分,可对BaF2晶体的发射光谱进行很好的修饰所设计的金属/介质光子晶体在紫外真空紫外区具有在短波范围高的透射带,在长波范围深的截止带,而且在透射带和截止带的过渡区可以具有陡峭的边缘通过选择不同的光子晶体的设计参量,如周期数,金属层的厚度等,可使快成分的衰减小于5倍,对慢成分的相对抑制比大于20倍采用适当的探测角度范围,可进一步使相对抑制比提高到100以上.
摘自:《光子学报》2005年01期
光子晶体光纤的纤芯等效半径分析
关 键 词:光子晶体光纤,等效芯半径,光束传播法,模色散方程
应用有限差分光束传播法和平面波展开法分别计算得到光子晶体光纤的
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