中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 刘虎北京航空航天大学 2004年博士导师: 武哲共177页

摘要 : 飞机设计是一项在航空科学技术中有着核心性作用的复杂系统工程.作为其初始阶段,概念设计对飞机的全寿命周期成本有着关键性的影响,甚至决定着一个设计项目的成败.随着设计要求的不断提高和相关学科的飞速发展,全面而深入地从设计的理念、方法和工具等... 展开

关键词 : 飞机概念设计设计支持智能支持集成化支持系统定参数设计综合几何建模分析与评估多学科设计优化

2. 中国湖泊水生植物叶蜡氢同位素地球化学

[学位论文] 刘虎中国科学院大学 2019年博士导师: 刘卫国共171页

摘要 : 植物叶蜡是覆盖于植物叶片表层的一层蜡质，由一系列长链化合物组成，其分子分布和同位素组成大量应用于古环境变化分析，其中正构烷烃和脂肪酸是最常见的有机生物标志物。湖泊沉积物的长链正构烷烃和长链脂肪酸通常认为完全来自于陆生植物贡献，用于... 展开植物叶蜡是覆盖于植物叶片表层的一层蜡质，由一系列长链化合物组成，其分子分布和同位素组成大量应用于古环境变化分析，其中正构烷烃和脂肪酸是最常见的有机生物标志物。湖泊沉积物的长链正构烷烃和长链脂肪酸通常认为完全来自于陆生植物贡献，用于重建陆地气候变化历史，但水生植物是湖泊中体量很大的一个生态群，其是否会对湖泊沉积物的长链正构烷烃和长链脂肪酸存在影响并不清楚，且目前对于湖泊水生植物叶蜡氢同位素（δD）的研究十分有限，极大地限制了湖泊沉积物叶蜡δD值在古气候研究中的应用。因此，本研究对中国主要湖泊（青藏高原、云南和内蒙）的水生植物正构烷烃和脂肪酸的含量、分子分布特征和δD值进行了系统调查，结合湖水δD值和钻孔沉积物δD值的分析，得到以下主要认识: (1)水生植物正构烷烃主要以C23或C25为主，但其C27和C29一般也有较高丰度。水生植物中，沉水植物C27-C33正构烷烃含量较高，与陆生植物接近，因此它们对湖泊沉积物长链正构烷烃的贡献可能较大，而藻类C27-C33正构烷烃含量很低，表明它们可能对湖泊沉积物长链正构烷烃的贡献较小。 (2)水生植物正构烷烃δD值很好地记录了湖水δD值变化，但干旱半干旱地区，水生植物仅在封闭湖记录了湖水由于蒸发作用导致其相对于降水富集δD值的信号，而开放湖泊中水生植物δD值直接响应于降水δD值。每一个水生植物样品不同碳数正构烷烃δD值差别很小，表明单一来源的水生植物不同碳数的氢同位素不存在分馏，同时可以利用湖泊沉积物中不同链长正构烷烃δD差值分析湖泊沉积物中正构烷烃的输入来源，以及判断古湖泊盆地的沉积类型。 (3)水生和陆生植物C14-C32脂肪酸基本以C16为主峰碳，其中水生植物的C20-C32脂肪酸基本以C24为主峰碳，C26一般也具有较高丰度。沉水植物C26-C32脂肪酸含量较高，与陆生植物平均含量接近，表明其可能对湖泊沉积物长链脂肪酸存在较大影响，而藻类C26-C32脂肪酸含量均较低，表明其对沉积物C26-C32脂肪酸的影响较小。同时，发现ACL14-32和ATR值能有效地将藻类与陆生植物、沉水植物来源的脂肪酸区分开，STR能很好地将沉水和陆生植物来源的脂肪酸进行区分。 (4)水生植物C20-C30脂肪酸的δD值差别不大，但C3-like植物（刚毛藻）C16的δD值明显偏负于C26脂肪酸的δD值（平均偏负-48‰），而C4-like植物（包括眼子菜、川蔓藻和轮藻）的C16和C26脂肪酸δD差值较小。因此认为生物合成机制的差别可能是这些水生植物C16和C26脂肪酸δD值相对大小存在差异的原因。轮藻C26脂肪酸δD值与其碳酸盐δ18O值正相关，说明藻类表面覆盖碳酸盐会影响其脂类δD值对湖水δD的响应，进而影响其脂肪酸δD变化。 (5)通过对云南和内蒙主要湖泊水生植物叶蜡分子分布和含量的调查，发现水生植物的长链正构烷烃（如C27和C29）和长链脂肪酸（如C26和C28）通常具有较高丰度，且沉水植物的长链正构烷烃和长链脂肪酸含量普遍较高，与陆生植物接近，藻类长链正构烷烃和长链脂肪酸的含量较低。因此，湖泊中水生植物（尤其是沉水植物）具有较高丰度和含量的长链正构烷烃和长链脂肪酸具有广谱性，其对湖泊沉积物长链叶蜡的贡献不容忽视。 (6)水生植物正构烷烃的氢同位素分馏值(ε)基本保持稳定，而其脂肪酸ε值存在较小的变化，其正构烷烃和脂肪酸氢同位素生物合成分馏平均值分别为-161‰和-145‰，它们ε的差值可能与脂肪酸用于合成正构烷烃的比例高低有关。 (7)青海湖早全新世(8-12ka)C31δD值偏负，表明该时期此区域季风增强，降水量较大;4-8ka时期C31正构烷烃δD值逐步偏正，表明此时季风减弱，降水逐步减少;而在晚全新世（4ka以来）C31δD值偏正，表明该时期此区域季风减弱，降水量较小。此外，青海湖12ka以来的C29和C31正构烷烃δD值有相似的变化趋势，但C29δD值明显偏正于C31δD值，尤其是早全新世C29δD值明显偏正于C31δD值，表明此时期水生植物贡献很大，青海湖水面较低，这可能是由于早全新世温度较高，湖水蒸发较强。收起

关键词 : 古气候学湖泊沉积物水生植物叶蜡氢同位素长链正构烷烃长链脂肪酸

3. 支气管上皮细胞表达脂联素在慢阻肺急性加重期炎症机制中的作用研究

[学位论文] 刘虎山西医科大学 2021年博士导师: 许建英共151页

摘要 : 背景：慢性阻塞性肺疾病（简称慢阻肺，COPD）作为一种全球性的危害人类健康的疾病，其发病率不断上升，已成为世界第四大死因。慢阻肺急性加重是其临床过程中的重要事件，反复急性加重的发生会加速肺功能恶化，严重影响患者的生活质量、增加死... 展开背景：慢性阻塞性肺疾病（简称慢阻肺，COPD）作为一种全球性的危害人类健康的疾病，其发病率不断上升，已成为世界第四大死因。慢阻肺急性加重是其临床过程中的重要事件，反复急性加重的发生会加速肺功能恶化，严重影响患者的生活质量、增加死亡的风险和经济负担，因此，深入研究慢阻肺及其急性加重的发病机制，寻找疾病新的治疗靶点，减少其急性加重的发生，将可能为改善患者预后提出新方向。目前研究表明慢阻肺是一种涉及多细胞及炎症因子介导的慢性气道炎症性疾病，而疾病急性加重过程更是其慢性炎症反应进一步加重的过程。脂联素是一种主要由脂肪细胞分泌的细胞因子，在体内发挥调节糖脂代谢、抗动脉粥样硬化、抗炎、抗氧化及凋亡等多种重要的生物学活性。现已有研究发现，肺上皮细胞能够通过自分泌或旁分泌脂联素途径调节慢阻肺的肺脏慢性炎症反应。Daniele等人就发现慢阻肺患者血清脂联素具有抑制肿瘤坏死因子α（TNF-α）等多种促炎因子释放的功能，说明脂联素作为一种抗炎因子，在慢阻肺的发病机制中起着保护作用。与此同时，Tomoda等人发现慢阻肺患者血清脂联素水平显著高于健康人群。Kirdar等人则表明慢阻肺急性加重期患者的血清脂联素水平明显高于稳定期患者，反映脂联素可能是慢阻肺患者全身炎症反应的标志物。Sood等通过在体研究发现脂联素在某些情况下发挥促炎作用，同样Miller通过体外研究，对小鼠支气管肺泡灌洗液（BALF）中的巨噬细胞进行烟草烟雾提取物刺激，发现脂联素敲除小鼠较野生型小鼠，巨噬细胞表达的TNF-α或趋化因子减少，可见脂联素在慢阻肺的发生和发展中可能起着双重作用，而其确切作用仍未被明确探讨。因此，本研究将进一步研究在慢阻肺急性加重过程中，脂联素究竟如何变化，发生变化的机制，以及变化的脂联素究竟在慢性炎症机制中发挥何种核心作用，而这可能为早期识别慢阻肺患者急性加重的发生，对慢阻肺患者急性加重进行针对性的治疗作出贡献。目的： 1.前瞻性分析细菌感染所致慢阻肺急性加重期患者血清不同构型脂联素【高等分子量体（HMW）和球状异构体（gAd）】水平，探讨患者抗感染治疗前后血清脂联素水平的变化。 2.利用脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）、凋亡细胞和不同炎症因子刺激人支气管上皮细胞，分别测定脂联素水平的变化，寻找人支气管上皮细胞表达、分泌脂联素的影响因素，探讨慢阻肺急性加重过程，肺微环境的改变对支气管上皮细胞表达脂联素的影响。 3.利用脂联素干预支气管上皮细胞，观察脂联素在LPS诱导支气管上皮细胞炎症反应的影响，探讨脂联素在慢阻肺急性加重过程中的作用，方法： 1.2016年1月至2016年12月，选择山西医科大学第三临床医学院（原山西大医院）40例因细菌感染引起的AECOPD患者纳入研究。诊断标准符合2016年发布的全球慢性阻塞性肺病倡议（GOLD）标准。排除标准包括严重的肝、肾或内分泌疾病和心力衰竭。在住院期间，所有患者均接受了积极的抗感染治疗，并根据GOLD指南的其他治疗方案。本研究遵循《赫尔辛基宣言》的指导方针，并获得山西医科大学伦理委员会的批准（参考号：2011061，自2011年3月起）。所有患者均签署书面知情同意书，并允许使用其样本。所有入组的患者在出院前接受肺功能检查[包括测量1秒用力呼气量（FEV1）和用力肺活量（FVC）]。肺功能测量按照美国胸科学会的推荐指南进行。 2.所有40例AECOPD患者，在抗感染治疗开始和结束时，共两次采集空腹血样，离心获得血清。用ELISA试剂盒分别测定血清脂联素HMW、gAd和IL-6水平。 3.人支气管上皮细胞（16HBECs）常规培养后，分组进行干预，分别进行人重组TNF-α（0，50，100或150ng/mL）、IL-6（0，50，100或150ng/mL）、LPS（0，5，10或20ng/mL）、凋亡细胞（0，1×106，5×106或10×106）刺激6、12或24小时，或进行抗TNF-α（50、100或150ng/mL）6小时，然后给与10ng/mLLPS干预。分别选择RT-PCR测定支气管上皮细胞转录脂联素水平，Westernblotting测定脂联素蛋白表达的水平，以及ELISA法测定细胞分泌脂联素的水平。 4.人支气管上皮细胞常规培养后，分组进行干预，分别进行脂联素（0，1,2,5,10,20ug/ml），LPS（100ng/ml），脂联素联合LPS（脂联素10ug/ml+LPS100ng/ml）刺激24小时，选择ELISA法测定支气管上皮细胞分泌促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6及IL-8，抗炎因子IL-4及IL-10的水平。 5.进行数据统计学分析。结果： 1.发现慢阻肺急性加重期（治疗前）患者血清脂联素HMW低于恢复期（t=2.084P＜0.05）,gAd及gAd/HMW均显著低于恢复期（z分别-5.511和-4.957，P均＜0.01），但IL-6表达水平变化无统计学意义。（t=0.919P＞0.1） 2.所有慢阻肺患者，未发现脂联素HMW，gAd，gAd/HMW与肺功能FEV1/FVC，FEV1%pred存在相关性。（P均＞0.05） 3.所有慢阻肺患者，仅发现gAd/HMW与患者住院天数呈负相关。（r=-0.494P=0.001） 4.利用多元线性回归模型，ROC曲线分析探寻细菌感染诱导AECOPD的发生，发现HMW的曲线下面积最大（76.3%），表明其可能的临床价值。 5.运用TNF-α刺激支气管上皮细胞，发现TNF-α以浓度依赖性的方式促进脂联素mRNA的表达，但无明确的时间依赖性，在100ng/ml的刺激浓度时，其表达至高峰。但是50ng/ml即能够显著促进脂联素蛋白水平的表达。虽然TNF-α能够以剂量依赖性的方式促进脂联素的分泌，但是差异性并不显著。 6.100ng/ml的IL-6也可以促进脂联素的表达，但在刺激24小时后，却表现出显著抑制其表达的作用。相反，150ng/ml的IL-6能够显著抑制脂联素的表达。然后，脂联素的蛋白与mRNA的表达变化趋势并非完全一致，同时本研究并未发现IL-6对脂联素分泌的影响作用，说明脂联素的转录，翻译以及分泌可能受多因素的影响。 7.LPS是细菌感染后诱发炎症反应的主要因素。当利用LPS刺激支气管上皮细胞，发现其能够以浓度依赖性的方式显著抑制脂联素mRNA的表达，同时15ng/ml的LPS表现出最显著的抑制作用。同样，15ng/ml的LPS会显著抑制脂联素蛋白的表达水平。与此同时，LPS对支气管上皮细胞脂联素的分泌表现出抑制作用，但差异性并不显著。 8.当利用凋亡细胞与支气管上皮细胞共培养时，发现凋亡细胞能够以浓度依赖性的方式显著促进脂联素mRNA的表达，并且5×106凋亡细胞数时能够显著促进脂联素的表达。凋亡细胞虽然同时增加了脂联素蛋白的表达，但其变化程度并不显著。凋亡细胞也以剂量依赖的方式促进APN的分泌，但只有10×106细胞组有显著差异。 9.虽然抗TNF-α不影响支气管上皮细胞中脂联素的表达或分泌，但有趣的是，当细胞经抗TNF-α预处理后，再进行LPS干预，脂联素的表达和分泌会随着抗TNF-α浓度的增加而显著增加，100ng/mL的抗TNF-α能显著拮抗LPS介导的抑制脂联素表达的作用。同时就抗TNF-α预处理支气管上皮细胞之后，再利用凋亡细胞干预6小时，发现凋亡细胞促进支气管上皮细胞表达及分泌脂联素的作用消失。 10.发现促炎因子，无论TNF-α、IL-1β、IL-6及IL-8，脂联素均能够促进其表达，但并未观察到明确的浓度依赖性，即1ug、2ug、5ug、10ug以及20ug，并未见到明显的促炎因子表达水平的增加，差异均无统计学意义。并且在IL-1β、IL-6及IL-8有一定程度的下降。 11.发现抗炎因子IL-4及IL-10，脂联素均能够促进其表达。但与抗炎因子不同，表现出显著的浓度依赖性，即随着脂联素浓度的增加，该刺激抗炎因子分泌增加的作用显著增强。 12.发现在100ng/mlLPS刺激作用导致的炎症反应环境下，进行脂联素10ug/ml的干预，发现促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6及IL-8均显著下降，而抗炎因子IL-4及IL-10显著增加。结论： 1.细菌感染诱导的中重度慢阻肺急性加重患者，经过积极治疗，进入恢复期的患者，血清脂联素HMW及gAd水平均显著增加，提示脂联素表达的增加可能促进了慢阻肺急性加重患者的康复。 2.本研究证明许多因素均参与调节支气管上皮细胞表达、分泌脂联素。 3.脂联素在慢阻肺疾病进程中发挥调节炎症动态平衡的作用，可能参与抑制炎症的进一步扩大。收起

关键词 : 慢性阻塞性肺疾病急性加重脂联素炎症反应支气管上皮细胞

4. 柔性热塑性聚氨酯导电纳米复合材料的应激响应及其机理研究

[学位论文] 刘虎郑州大学 2017年博士导师: 刘春太;代坤;ZhanhuGuo 共148页

摘要 : 近年来，导电高分子纳米复合材料（Conductive Polymer Composites，CPCs）成为高分子材料功能化研究的一个热点。CPCs内部由导电填料相互搭接构建而成的导电网络在外场（如应力、温度、有机气体等）刺激作用下会发生重构而呈现一定规律的电信号，即C... 展开近年来，导电高分子纳米复合材料（Conductive Polymer Composites，CPCs）成为高分子材料功能化研究的一个热点。CPCs内部由导电填料相互搭接构建而成的导电网络在外场（如应力、温度、有机气体等）刺激作用下会发生重构而呈现一定规律的电信号，即CPCs的外场应激响应行为，因此其在开发新型智能传感器方面具有广阔的应用前景。通过对CPCs微观结构和导电网络形貌的调控来实现降低导电逾渗值，获得灵敏度高、噪音小、分辨力高、稳定及可调控的应激响应行为是目前研究和开发CPCs基传感器的重要课题。本文以热塑性聚氨酯（Thermalplastic polyurethane, TPU）为高分子基体，石墨烯（Graphene, G）和碳纳米管（Carbon nanotube, CNT）为纳米导电填料，采用两种不同的加工工艺制备了具有不同结构的柔性导电纳米复合材料：（1）采用絮凝-热压工艺制备了柔性片状G/TPU和CNT/G/TPU导电纳米复合材料，深入研究了两种复合材料体系的物理性能、电学性能以及其拉伸应变响应行为；通过对材料导电逾渗行为和应变响应行为的对比研究，揭示了填料间的协同效应对CPCs导电网络及其应变响应行为的调控机理；系统的探讨了G/TPU导电纳米复合材料的微观结构与其对不同极性有机气体响应之间的关系。（2）采用热致相分离工艺制备了柔性多孔 CNT/TPU和 G/TPU导电纳米复合材料，研究了导电填料种类对材料泡孔结构、形貌以及电学性能的影响，并深入分析两种材料的压阻响应行为及其响应机理。通过以上研究建立了外场响应与材料导电网络结构及演变之间的关系，得出了大量对CPCs基传感器理论研究和实际应用具有重要指导意义的结果。主要研究成果如下： 1采用絮凝-热压工艺制备了具有超低逾渗值（0.05vol%）的柔性片状G/TPU导电纳米复合材料。二维片状石墨烯和具有优良柔韧性能的TPU赋予该材料优异的拉伸应变响应性能，在不同石墨烯含量，不同应变幅度和不同应变速率下表现出了宽的应变响应度（GF=0.78~17.7），且具有良好的可重复性和可回复性。其响应机理主要是基于拉伸过程中材料内部导电通路个数和填料间隧道距离的变化导致材料的电阻值变化。 2导电填料间的协同效应可以有效调控柔性片状CNT/G/TPU导电纳米复合材料的导电网络和拉伸应变响应行为。结果表明，石墨烯和碳纳米管之间的相互隔离和有效搭接可以有效提高填料分散性和降低材料逾渗值，构建结构简单且稳定的导电网络。相比CNT/TPU的“双峰”拉伸响应模式，填料间的协同效应使 CNT/G/TPU在小拉伸应变（5%）下表现出稳定的“单峰”响应模式；而大拉伸应变（15%和30%）下稳定的导电网络易被破坏，通过预应变的方法实现了对材料内部导电网络的预调控，同样获得了稳定的“单峰”响应行为。 3柔性片状 G/TPU导电纳米复合材料对不同极性有机气体均表现出特殊的“负气敏效应”（Negtive Vapor Coefficient, NVC），其响应机理主要是基于有机气体分子对TPU分子链的溶胀作用使分布其中的导电网络发生重排，导致材料电阻值的变化。根据“相似相溶”原理，非/低极性有机气体使TPU非极性软段溶胀，软段良好的柔韧性使气体分子脱附后导电网络能恢复至其初始状态，表现出良好的可重复性和可回复性；极性有机气体则主要使TPU极性硬段溶胀，硬段的刚性使气体分子脱附后导电网络不能恢复至其初始状态，导致残余电阻产生。此外，环境温度的升高会提高材料对有机气体的吸附活化能，加强气体分子对TPU基体的溶胀作用，从而产生更高的气体响应度。 4采用热致相分离工艺制备了具有通孔结构的柔性泡孔CNT/TPU导电纳米复合材料。结果表明，材料的密度和泡孔率分别约为0.1 g/cm3和90%；碳纳米管的加入能够提高材料泡孔结构的稳定性，有利于材料产生稳定的压阻响应信号；在压缩（回复）过程中材料的电阻值因裸露在泡孔壁的碳纳米管的接触（分离）而减小（增大），材料的压阻响应行为与应变变化保持稳定的单调一致；由于 TPU良好的弹性性能和高泡孔率，材料在的超高压缩应变（90%）范围内表现出快速、稳定的压阻响应特性和良好的可回复性和可重复性。 5采用热致相分离工艺制备了具有通孔结构的柔性泡孔 G/TPU导电纳米复合材料。结果表明，材料的密度和泡孔率分别约为0.11 g/cm3和90%；石墨烯的加入同样有利于提高泡孔结构的稳定性，但在冰晶升华成孔过程中因石墨烯良好的柔性而随TPU分子链一起收缩，导致泡孔壁上缺陷的生成，因此该材料压缩（回复）过程中电阻值呈先减小后增大趋势，表现出有别于泡孔CNT/TPU导电纳米复合材料独特的非单调压阻响应行为；同样由于TPU良好的弹性性能和高泡孔率，材料在超高压缩应变（90%）范围内表现出快速、稳定的压阻响应特性和良好的可回复性和可重复性。因此，导电填料种类对柔性泡孔CPCs的泡孔结构和压阻响应行为有着重要的影响。收起

关键词 : 导电纳米复合材料应激响应热塑性聚氨酯石墨烯碳纳米管拉伸应变响应有机气体响应压阻响应

5. 结构动力学拓扑优化关键问题研究

[学位论文] 刘虎西北工业大学 2015年博士导师: 张卫红共148页

摘要 : 结构动力学拓扑优化是目前极具挑战性的研究课题，在高端机械装备与航空航天结构设计中具有重要的工程应用价值。本文针对动力学拓扑优化设计中存在的多个关键问题开展了系统深入的研究，发现现有动力学拓扑优化方法无法对工程中常见的大规模自由度结... 展开结构动力学拓扑优化是目前极具挑战性的研究课题，在高端机械装备与航空航天结构设计中具有重要的工程应用价值。本文针对动力学拓扑优化设计中存在的多个关键问题开展了系统深入的研究，发现现有动力学拓扑优化方法无法对工程中常见的大规模自由度结构进行有效设计、难以处理振动载荷频率高于初始结构共振频率时的设计问题、亦难以实现工程中常见的旋转载荷作用下的结构设计，严重制约了其在工程结构设计中的广泛应用，阻碍了结构拓扑优化设计方法的发展。围绕上述关键问题，本文主要工作及研究成果如下：（1）建立了以简谐响应为目标的大规模自由度结构的拓扑优化设计方法。发现以往简谐载荷作用下的结构拓扑优化方法仅适用于自由度数量较小的结构，在处理大规模自由度结构时优化迭代难以收敛、无法获得清晰的结构布局。本工作揭示了上述问题产生的根本原因在于模态位移法的截断模态误差以及材料插值模型引起的局部模态导致简谐响应分析精度差，无法兼顾计算效率与优化收敛。本工作为此引入了模态加速度法以及完全法替代传统方法中的模态位移法，在兼顾分析效率的前提下大幅提高了简谐响应及其灵敏度分析精度，并在此基础上建立了以简谐响应为目标的拓扑优化设计模型，理论分析及数值算例阐明了该模型处理大规模自由度结构优化设计问题的有效性。本工作还进一步分析了简谐载荷激励频率高于初始结构共振频率时拓扑优化难以收敛的现象，提出了以频段响应为目标函数的解决方案。（2）建立了旋转载荷作用下的结构拓扑优化设计方法。旋转载荷来源于转子结构的不平衡质量，因此各类存在转子结构的飞行器及机械装备均会承受旋转载荷的作用。旋转载荷可以分解为两个作用方向互相垂直并且存在相位差的简谐载荷，而以往拓扑优化研究大多仅考虑结构承受同相位简谐载荷的情况，对于旋转载荷这一真实工程载荷则鲜有涉及。为此，本工作分别采用动柔顺度即旋转载荷在一个周期内所做功和受力节点在一个周期内的位移响应幅值最大值作为目标函数，建立了相应的拓扑优化模型。通过数值算例对两种拓扑优化模型的特点进行了比较分析，验证了所提出的拓扑优化模型的有效性。（3）建立了以随机响应为目标的大规模自由度结构的拓扑优化设计方法。以往关于随机响应的拓扑优化研究同样仅适用于自由度数量较小的结构，在处理大规模自由度结构的设计问题时通常会存在优化难以收敛的问题。通过深入分析，发现解决上述问题的关键在于采用高效、高精度的随机响应分析方法。为此，本工作引入了虚拟激励法与模态加速度法相结合的方法，在保证高效计算的前提下实现了随机响应分析精度的大幅提高，有效消除了因截断模态和局部模态造成的分析误差对拓扑优化收敛的负面影响。数值算例表明了该方法处理大规模自由度结构优化设计问题的有效性。（4）实现了考虑动力学性能的结构拓扑与组件布局协同优化设计。以往协同优化设计中考虑的目标函数大多仅为结构的静力学性能，关于结构的动力学性能涉及较少，然而工程中对考虑动力学性能的结构拓扑与组件布局协同优化设计方法有着迫切的需求。本工作基于以上动力学拓扑优化研究成果，并结合已有的有限包络圆、密度点以及嵌入式网格等基础技术，建立了以简谐响应以及随机响应为优化目标的结构拓扑与组件布局协同优化设计模型。数值算例验证了该协同优化设计模型的有效性和优越性。收起

关键词 : 机械装备旋转载荷随机振动载荷结构动力学拓扑优化模态加速度法

6. 球化处理对铁素体--珠光体钢腐蚀行为和力学性能的影响

[学位论文] 刘虎中国科学技术大学 2021年博士导师: 董俊华共146页

摘要 : 铁素体-珠光体钢凭借其优异的力学性能，良好的焊接和加工性能及低廉的成本，广泛应用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶和各种机械制造工业。但是，在用作货油舱(COT)内底板时，其较差的耐蚀性能对原油运输安全构成了极大威胁。国际海事组织(IMO)规定耐... 展开铁素体-珠光体钢凭借其优异的力学性能，良好的焊接和加工性能及低廉的成本，广泛应用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶和各种机械制造工业。但是，在用作货油舱(COT)内底板时，其较差的耐蚀性能对原油运输安全构成了极大威胁。国际海事组织(IMO)规定耐蚀钢作为保护涂层的替代方案，因此，耐蚀高强度船板钢的研发具有重要的经济价值和实际意义，符合中国重大战略需求。在模拟货油舱内底板溶液中，铁素体作为阳极相发生优先溶解，渗碳体作为阴极相在钢的表面逐渐累积，导致阴阳面积比持续增大，增强了微电偶效应，进而加快了铁素体的腐蚀，因此，铁素体-珠光体钢在长期浸泡过程中耐蚀性变差。显然，阴极渗碳体的累积是导致微电偶腐蚀加速的主要原因。根据电偶腐蚀理论，采用球化工艺将大的片层状渗碳体转变成容易脱落的细小的粒状渗碳体，从而减少渗碳体的累积，抑制微电偶效应，进而提高钢在长期浸泡过程中的耐蚀性。但是，球化工艺必然会导致钢的力学性能变化，而力学性能是钢作为结构材料的主要设计指标。因此，如何在保证钢的力学性能的前提下提高其耐蚀性能是耐蚀高强钢研发中避不开的难题。本文选取三种不同碳含量（0.79wt.％、0.44wt.％和0.15wt.％）的铁素体-珠光体钢(CS1钢、CS2钢和CS3钢)为研究对象，主要通过力学性能表征、腐蚀形貌表征、腐蚀失重实验和电化学测试等方法研究了球化处理和Cu微合金化对模拟货油舱底板环境中铁素体-珠光体钢的腐蚀行为和力学性能的影响，并阐明其作用机理，旨在为耐蚀船板钢的显微组织设计提供思路。研究发现，珠光体是碳钢中重要的强化组织，随着碳含量的降低，珠光体含量减少，铁素体-珠光体钢的强度降低而延伸率增大。球化处理后，铁素体-珠光体显微组织转变为回火马氏体显微组织，铁素体基体相和渗碳体第二相都发生了改变。钢的强度是铁素体相和渗碳体相共同作用的结果，由于铁素体相的细晶强化和位错强化作用不足以弥补渗碳体相形态转变所导致的钢的强度损失，因此，对于碳含量较高的CS1钢和CS2钢，球化处理会导致钢的强度降低而延伸率增大。此时，渗碳体相是影响钢的力学性能的主要因素。对于碳含量较低的CS3钢，渗碳体相形态转变导致的钢的强度损失有限，同时铁素体相中细晶强化和位错强化提高了钢的强度，此时铁素体相是影响钢的强度的主要因素。因此，球化处理后CS3钢的强度和延伸率都增大。在浸泡初期，钢的腐蚀行为主要取决于其显微组织。碳含量一定的情况下，粒状渗碳体暴露的表面积比片层状渗体更大，且分布更均匀，因此球化钢中阴阳面积比增大，电偶对数量增多，进而增强了微电偶效应，加速了铁素体的腐蚀。此外，位错密度高的回火铁素体晶粒的腐蚀倾向较高。综上，三种不同碳含量的铁素体-珠光体钢经过球化处理后浸泡初期的腐蚀速率都有所加快。长期浸泡过程中，CS1钢和CS3钢发生宏观的均匀腐蚀，而CS2钢发生严重的局部腐蚀。随着浸泡时间的延长，渗碳体在碳含量较高的CS1钢和CS3钢的表面累积量增多，两种钢的腐蚀速率都不断增大。由于CS2钢发生局部腐蚀，点蚀坑中残留的渗碳体更多，因此CS2钢的腐蚀速率增长最快。碳含量较低的CS3钢表面的渗碳体累积很少，因此腐蚀速率随时间仅略微增长。球化处理主要是通过减少钢表面渗碳体的积累来减轻微电偶腐蚀的加速效应，进而提高钢在长期浸泡过程中的耐蚀性，因此，相比于原始钢，CS1球化钢和CS2球化钢在长期浸泡过程中腐蚀速率显著降低，CS3球化钢在长期浸泡过程中腐蚀速率更大。在此基础上，进一步研究了球化处理和Cu微合金化的单因素作用和双因素共同作用对腐蚀最严重的CS2钢的耐蚀性能和力学性能的影响。结果表明，球化处理、Cu微合金化及两者的共同作用都无法改善CS2钢的力学性能，渗碳体相形态的转变是钢的强度损失的主要原因。在模拟货油舱内底板环境中，球化处理和Cu微合金化都可以显著抑制源自珠光体区的局部腐蚀的发展。在长期浸泡过程中，球化处理和Cu微合金化都能减少渗碳体在钢表面的累积，且双因素的共同作用要强于单因素作用，进一步减轻了微电偶效应，进而提高CS2钢在长期浸泡过程中的耐蚀性。由于Cu微合金化在改善铁素体-珠光体钢耐蚀性的积极作用，本文继续探讨了球化处理对添加Cu的CS3钢(AS3钢)的耐蚀性能和力学性能的影响。结果表明，球化处理改善了AS3钢的强度，铁素体相是影响AS3钢力学性能的主要因素，铁素体相的细晶强化和位错强化是主要的强化机制。相比于AS3钢，AS3球化钢的初期腐蚀速率略快。由于球化处理减少了阴极渗碳体的积累，AS3球化钢的微电偶效应较弱，在长期浸泡过程中的腐蚀速率更低。综上而言，球化处理实现了对AS3钢力学性能和长期耐蚀性的综合优化。收起

关键词 : 铁素体-珠光体钢球化处理腐蚀行为力学性能

7. 牦牛能氮利用效率和瘤胃细菌组成对日粮能量水平的响应

[学位论文] 刘虎兰州大学 2022年博士导师: 龙瑞军;周建伟共143页

摘要 : 牦牛（Bos grunniens）是青藏高原生态屏障的“守护者”、藏族文化的“传承者”以及牧民生产和生活的“奉献者”。长期以来，在传统放牧饲养管理模式下，随着牧草暖冷季盈缺供给所导致的营养摄入变化，牦牛增重随之呈现增减切换，导致生产和生态层面上... 展开牦牛（Bos grunniens）是青藏高原生态屏障的“守护者”、藏族文化的“传承者”以及牧民生产和生活的“奉献者”。长期以来，在传统放牧饲养管理模式下，随着牧草暖冷季盈缺供给所导致的营养摄入变化，牦牛增重随之呈现增减切换，导致生产和生态层面上损失严重。冷季牦牛体重负增长是制约牦牛产业发展的瓶颈问题，亦是践行“两山”理论和实现“乡村振兴”目标带来实质性挑战。瘤胃作为反刍动物主要的消化器官，其内部栖息着大量的微生物菌群，为机体提供了 70％-80％的能量需求和小肠吸收氨基酸总量的 60％-85％；同样尿素循环为机体生命活动提供了最基本的氮素营养保障。本团队前期研究结果发现，与低海拔黄牛相比，牦牛在应对日粮能量水平不变，而蛋白水平变化时或者能氮协同变化时，表现出高效纤维利用和尿素循环效率以及低甲烷排放等营养生态适应性特征。为了全面了解牦牛对日粮能氮营养的利用和瘤胃生态特征，本研究从日粮蛋白水平不变，而能量水平不同的角度，系统解析牦牛机体能氮利用效率对日粮能量水平的响应机制。以期为充分合理利用天然草地资源，改善和升级传统牦牛饲养管理系统提高理论支撑和技术指导。基于此，本研究以天祝白牦牛为试验对象（2.5岁去势公牛），青藏高原本地黄牛（Bos taurus，柴达木黄牛；2.5岁去势公牛）为对照，通过模拟冷季牧草粗蛋白平均水平（74 g/kg），配制代谢能（ME）为6.62、8.02、9.42和10.80 MJ/kg DM的4种试验日粮，应用体外（in vitro）模拟瘤胃发酵法和体内（in vivo）消化代谢法、氮同位素（15N）示踪技术及微生物16S RNA测序技术，系统研究了牦牛能氮利用效率和瘤胃细菌组成对日粮能量水平的响应机制。试验设计如下：（1）体外法：牦牛（n=4；体重：148 ±5.0 kg）和黄牛（n=4；体重：151 ± 6.9 kg）瘤胃液接种不同能量水平底物时，对产气量、甲烷产量、发酵参数及细菌组成的影响。试验为随机区组设计，于2019年7月-8月开展。（2）体内法：牦牛（n=6；体重：155 ±5.8 kg）和黄牛（n=6；体重：154 ±8.0 kg）对日粮能氮利用效率、尿素循环（15N）、瘤胃发酵参数及其细菌（16S RNA）组成的影响。试验为拉丁方试验设计，于2019年10月至2020年4月开展。体外试验和体内试验均在甘肃省武威市天祝藏族自治县兰州大学乌鞘岭牦牛试验站进行。主要研究结果如下： 1. 牦牛较黄牛具有较高的纤维利用效率以及低甲烷生成能力牦牛瘤胃液接种组底物中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）降解率、总挥发性脂肪酸（TVFAs）和乙酸占TVFAs的比例均显著高于黄牛（Plt;0.05），这与牦牛瘤胃液中具有较强的纤维分解菌，如 Rikenellaceae_RC9_gut_group （11.83%vs 9.25%）和Butyrivibrio属（1.24%vs 0.64%）有关（Plt;0.05）；牦牛瘤胃液接种组甲烷产量显著低于黄牛（Plt;0.05），这与牦牛瘤胃液中具有较多的氢[2H]利用菌，如 Quinella 属（0.77% vs 0.28%）以及较低的氢[2H]生成细菌（Lachnospiraceae_NK3A20_group属(0.75%vs 4.38%)和Ruminococcus属（0.45%vs 0.72%）有关（Plt;0.05）；牦牛瘤胃液接种组丙酸占TVFAs的比例显著低于黄牛（Plt;0.05），这与牦牛瘤胃液中淀粉分解菌（如Selenomonas，Alloprevotella， Candidatus_Saccharim-onas和Succiniclasticum）相对丰度显著低于黄牛有关（Plt;0.05）。 2. 牦牛较本地黄牛具有更高日增重和能量转化效率牦牛平均日增重（ADG）显著高于黄牛（186 vs-207 g/d；Plt;0.05），两者ADG均随着日粮能量水平的增加而线性增加（Plt;0.05）。根据ADG对ME摄入量的回归方程得到了牦牛的维持代谢能显著低于黄牛（ 0.43 vs 0.57 MJ kg-1 BW-0.75 d-1；Plt;0.05）。牦牛日粮NDF（483 vs 462 g/kg）和ADF（434 vs 398 g/kg）表观消化率、代谢能（DE）占总能比例（60.4%vs 57.6%）和ME与DE比例（88.9%vs 81.8%）、瘤胃液TVFAs产量（70.0 vs 66.7 mmol/L）、血清瘦素浓度（18.1 vs 15.7 ng/mL）和生长激素浓度（15.0 vs 12.9 ng/mL）均显著高于黄牛（Plt;0.05）。随着日粮能量水平的增加，日粮DM、有机物、粗蛋白和粗脂肪全消化道表观消化率、能量转化效率、瘤胃液 TVFAs 浓度、血清胰岛素和生长激素浓度均线性增加（Plt;0.05），而NDF和ADF全消化道表观消化率线性降低（Plt;0.05）。 3. 牦牛较本地黄牛具有更高的氮沉积效率牦牛氮沉积量显著高于黄牛（0.81 vs-0.05 g/d；Plt;0.05），随着日粮能量水平的增加而线性增加（Plt;0.05）；尿液氨态氮排出量占总氮摄入量的比例低于黄牛（1.13%vs 1.36%；Plt;0.05）；可消化氮摄入量随着日粮能量水平的增加而线性增加（Plt;0.05），而粪氮、尿氮排出量和尿液尿素氮占总氮摄入量的比例随着日粮能量水平的增加而线性降低（Plt;0.05）；牦牛粪氮和尿氮排出量具有低于黄牛的趋势（0.05≤Plt;0.10），而牦牛和黄牛尿液尿素氮占总氮摄入量的比例无显著差异（Pgt;0.10）。 4. 牦牛较本地黄牛具有更高的尿素循环效率牦牛肝脏尿素合成量（UER，39.4 vs 36.7 g/d）、进入消化道的尿素氮（GER， 33.2 vs 29.9 g/d）、返回肝脏重新进入尿素循环的尿素氮（ROC，14.8 vs 10.4 g/d）以及通过瘤胃壁进入消化道的尿素氮（30.0 vs 27.0 g/d）、ROC:GER（0.45 vs 0.35）均显著高于黄牛（Plt;0.05），而粪中尿素氮排出量（0.37 vs 0.48 g/d）、UFE:GER （0.011 vs 0.016）和UUA:GER（0.54 vs 0.64）显著低于黄牛（Plt;0.05）；UER、GER和ROC均随着日粮能量水平的增加而线性降低（P lt; 0.05）；ROC:GER、UFE:GER 和 UUA:GER 均不受日粮能量水平及其与物种的交互作用影响（P ≥0.10）。 5. 牦牛较本地黄牛具有更高的微生物蛋白产量及微生物捕获循环尿素的能力牦牛瘤胃微生物蛋白产量（25.2 vs 20.0 g/d）及合成速率（19.9 vs 18.3 g/d）、瘤胃微生物蛋白来自循环尿素的量（3.78 vs 2.90 g/d）、微生物所捕获的循环尿素量占UER和GER的比例（9.75%vs 7.79%；11.65%vs 9.65%）均显著高于黄牛（Plt;0.05）。微生物蛋白产量及合成速率、瘤胃微生物蛋白来自循环尿素的量、微生物所捕获的循环尿素量占UER和GER的比例随着日粮能量水平的增加而线性增加（Plt;0.05）。 6. 牦牛与黄牛体内瘤胃细菌组成牦牛和黄牛瘤胃细菌优势菌门均为 Bacteroidetes （ 49.5% vs 49.0%）和Firmicutes（42.3%vs 45.7%），优势菌属均为Prevotella（平均值：17.8%vs 18.8%）和Rikenellaceae_RC9_gut_group（16.4%vs 15.4%）。牦牛瘤胃液中纤维素分解菌，如Rikenellaceae_RC9_gut_group属，显著高于黄牛（Plt;0.05）；牦牛瘤胃液中氢[2H]利用菌，如Quinella属（1.08%vs 0.01%），显著高于黄牛（Plt;0.05）。综上所述，本研究揭示了牦牛适应青藏高原之能量胁迫的营养学与微生物相关机制。牦牛和黄牛在面对能量变化时能氮利用效率表现出相似的响应特征；通过舍饲模拟冷季牧草粗蛋白平均水平，与黄牛相比，牦牛机体营养代谢与利用特征：（1）具有高效的能量转化效率以及较低的能量维持需要量；（2）具有高效的尿素合成以及重吸收利用能力和较高微生物蛋白合成以及微生物捕获循环尿素的能力；（3）瘤胃细菌中具有较强的纤维分解菌、氢[2H]利用菌以及较低的氢[2H]生成菌等细菌区系。本研究通过体内法与体外法相结合，在宏观（表型）和微观（细菌和尿素循环）的维度，以舍饲模拟冷季牦牛放牧实际情况，揭示了牦牛对青藏高原营养胁迫的适应性基础，为放牧牦牛科学动态补饲及其产业升级与转型提供了有力的数据支撑和实践指导。收起

关键词 : 牦牛饲养管理低蛋白日粮瘤胃细菌能氮利用效率

8. 国家利益与媒体国际报道：以《联合早报》中美关系报道为例的分析（1999-2006）

[学位论文] 刘虎暨南大学 2007年博士导师: 周聿峨共143页

摘要 : 本文选取《联合早报》1999-2006年的中美关系报道为案例研究对象，以探索新加坡国家利益取向与媒体报道倾向之间的生成机制。本文综合运用了内容分析法和其他国际关系研究方法，主要分析和探讨了三个问题：1、《联合早报》在部分主题上为什么倾向中国... 展开

关键词 : 国家利益海外华文传媒《联合早报》媒体报道中美关系

9. 多粘类芽孢杆菌YC0136基因组测序、转录组分析及趋化性研究

[学位论文] 刘虎山东农业大学 2020年博士导师: 杜秉海共137页

摘要 : 烟草是我国重要的经济作物，在我国财政收入中占据重要地位。在烟草生产过程中大量使用化学肥料和农药导致烟田土壤板结，烟叶品质下降。为解决这一问题，微生物菌剂得到越来越多的关注。多粘类芽孢杆菌是植物根际促生菌家族的重要组成成员，在植物的... 展开烟草是我国重要的经济作物，在我国财政收入中占据重要地位。在烟草生产过程中大量使用化学肥料和农药导致烟田土壤板结，烟叶品质下降。为解决这一问题，微生物菌剂得到越来越多的关注。多粘类芽孢杆菌是植物根际促生菌家族的重要组成成员，在植物的促生和生防方面发挥重要作用。实验室从贵州遵义烟草根际土壤中分离得到一株多粘类芽孢杆菌，将其命名为PaenibacilluspolymyxaYC0136。多粘类芽孢杆菌YC0136在田间条件下对烟草具有较好的促生和生防效果，但是其促生分子机制并不明确。为揭示YC0136菌株的促生机制，本研究系统地开展了烟草促生试验、全基因组测序、趋化性试验以及与互作转录组分析。研究结果如下: (1)在无菌条件下接种YC0136菌株10天后，烟草幼苗根极显著伸长163.1％;同时YC0136菌株可以极显著地促进烟草幼苗的生物量的积累;YC0136菌株可以提高烟草叶片的叶绿素含量，降低烟草ROS含量，刺激抗逆基因的表达。在育苗条件下，YC0136菌株处理的烟草根鲜重显著增加42.9％;YC0136菌株可以促进烟草根系发育。在盆栽条件下，接种YC0136菌株60天和90天时烟草的株高显著增加8.42％和8.25％;同时对不同生长时期的其他农艺性状也具有一定地改善作用;YC0136菌株还可以不同程度地促进烟草生物量的积累。 (2)利用Pacbio测序平台对YC0136菌株进行全基因组测序，YC0136含有一个大小为5，621，728bp，GC含量45.743％的环状染色体，GenBank登录号为CP017967.3。对YC0136菌株基因组进行注释，共注释得到4847个基因，其中编码基因4650个，33个rRNAs，92个tRNAs，4个ncRNA，68个假基因。通过生物信息学方法分析发现，YC0136菌株含有合成生长素的IPyA途径的全部基因trpBCDE、ipdC以及PPYC1_23850、PPYC1_10810、PPYC1_20955;同时发现YC0136菌株含有一个固氮基因簇nifB、nifH、nifD、nifK、nifE、nifN、nifX、hesA和nifU、nifV;利用antiSMASH数据库对YC0136菌株的全基因组进行次级代谢基因簇分析，分析发现YC0136菌株中含有13个次级代谢基因簇;YC0136菌株含有一条完整的趋化信号通路包括mcps、cheA、cheW、cheY、cheC、cheX、cheR、cheD、fliG、fliM、motA、motB、cheR、cheB、aer。 (3)YC0136菌株对烟草根系分泌物具有明显的趋化能力，荧光定量PCR结果显示在分泌物刺激下组氨酸激酶基因cheA表达上调2.04倍，应激调控蛋白基因cheY表达上调1.64倍，支架偶联蛋白基因cheW表达上调2.07倍，fliM表达上调1.97倍。负责鞭毛动力旋转的基因motA、motB表达上调1.47和1.64倍。通过趋化平板检测发现YC0136菌株对13种氨基酸、3种糖和8种有机酸具有极强的趋利能力。其中13种氨基酸包括色氨酸、组氨酸、脯氨酸、谷氨酰胺、鸟氨酸、丝氨酸、D-苏氨酸、甘氨酸、天冬酰胺、丙氨酸、苯丙氨酸、精氨酸、异亮氨酸;3种糖包括龙胆二糖、山梨糖和甘露糖;8种有机酸包括丙酮酸、酮戊二酸、香草酸、柠檬酸、苹果酸、羟基乙酸、顺丁烯二酸和硬脂酸。YC0136菌株对草酸、辛二酸、庚二酸、月桂酸、氨基丁酸、甲基丁酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、肉桂酸和托品酸具有趋避能力。通过荧光定量PCR的方法确定了不同甲基趋化受体蛋白基因与分泌物组分的响应关系。甲基趋化受体蛋白基因PPYC1_07840可以响应苯丙氨酸、丝氨酸等6种氨基酸;甲基趋化受体蛋白基因PPYC1_09595可以响应蔗糖、葡萄糖、龙胆二糖和山梨糖;甲基趋化受体蛋白基因PPYC1_18940可以响应乳酸、丙酮酸等6种有机酸;甲基趋化受体蛋白基因PPYC1_08225可以响应烟酸、花生酸等7种有机酸;甲基趋化受体蛋白基因PPYC1_17885可以响应亮氨酸、鼠李糖、草酸和邻苯二甲酸。利用同源重组技术对YC0136菌株中的PPYC1_17885基因进行敲除发现敲除菌株YC0136-ΔPPYC1_17885对邻苯二甲酸、草酸的趋化能力增强，对鼠李糖的趋化能力减弱。 (4)利用结晶紫染色的方法检测YC0136菌株形成生物被膜的能力。YC0136菌株是一个弱生物被膜形成株。添加鸟氨酸、亮氨酸、天冬酰胺、核糖、肉桂酸、邻苯二甲酸可以显著促进YC0136形成生物被膜。而月桂酸显著抑制YC0136菌株生物被膜形成。 (5)检测YC0136菌株对烟草分泌物组分的利用能力发现麦芽糖、葡萄糖、半乳糖等11种糖和月桂酸可以作为唯一碳源被YC0136菌株利用并显著促进YC0136菌株的生长;丙氨酸、丝氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺等7种氨基酸可以作为唯一氮源被YC0136菌株利用。 (6)在无菌条件下将YC0136菌株和烟草进行互作转录组分析。互作条件下，烟草根系中有3525个基因表达上调，4368个基因表达下调;烟草根系中三类生长素早期响应基因LAAs、GH3、SAUR上调表达1.58-4.24倍;YC0136菌株通过诱导GA2ox基因表达上调1.57-4.98倍，维持赤霉素的含量平衡;YC0136菌株还可以通过抑制顺式-玉米素O-葡糖基转移酶编码基因的表达，促进烟草的生长;互作条件下的烟草根系中与抗逆相关的WRKY2、WRKY33以及MYB转录因子分别上调3.35倍、1.52-1.90倍、1.52-5.43倍;烟草根系中与增强抗病相关的苯丙烷化合物代谢通路的关键酶基因PAL上调1.51-3.26倍;烟草中细菌鞭毛蛋白受体(FLS2)基因上调1.87-3.35倍。互作条件下，YC0136菌株中286个基因上调，223个基因下调;YC0136菌株中与生长素合成相关的ilvB(ipdc)基因上调1.72倍，PPYC1_23850基因上调1.12倍;菌株中鞭毛马达开关基因fliG上调1.41倍;鞭毛组装蛋白蛋白基因fliH、fliF上调1.34、1.54倍;烟草还引起YC0136菌株中的磷转运代谢基因簇pstABSC上调3.78-4.40倍;烟草还刺激YC0136菌株中与转运相关的基因的表达。综上所述，多粘类芽孢杆菌YC0136菌株对烟草的促生机制是多方面的。多粘类芽孢杆菌YC0136可以通过自身分泌生长素、解磷直接促进烟草的生长，同时YC0136菌株可以通过诱导烟草中植物激素转导相关基因的表达促进烟草的生长。YC0136菌株通过分泌次级代谢产物抑制病原菌的生长，间接促进烟草的生长;可以通过刺激烟草中的植物抗逆相关转录调控因子(WRKY类、MYB类等)、次级代谢基因簇的表达增强烟草的系统抗性。这为多粘类芽孢杆菌YC0136菌株作为微生物肥料的应用提供理论依据。收起

关键词 : 多粘类芽孢杆菌基因组测序互作转录组烟草生物量

10. 基于有机氟硅低表面能涂料的制备与研究

[学位论文] 刘虎东南大学 2013年博士导师: 肖国民共135页

摘要 : 城市建筑物及公共设施表面上日渐增多的乱涂鸦现象一直困扰着城市管理者和广大市民，为清除涂鸦，需要耗费大量的人力物力。具有低表面能性质的涂层在防涂鸦耐沾污领域显示出良好的应用前景。论文从有机氟硅的低表面能特性出发，在含氟硅聚合物... 展开城市建筑物及公共设施表面上日渐增多的乱涂鸦现象一直困扰着城市管理者和广大市民，为清除涂鸦，需要耗费大量的人力物力。具有低表面能性质的涂层在防涂鸦耐沾污领域显示出良好的应用前景。论文从有机氟硅的低表面能特性出发，在含氟硅聚合物的合成和防涂鸦涂料的制备方面展开了研究，主要结论如下: 1.以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)为单体，采用自由基溶液聚合制备了含氟羟基丙烯酸酯树脂，聚合动力学研究结果表明，最佳的反应温度为85℃，引发剂用量为3％，聚合反应的表观活化能为88.13 kJ/mol，聚合速率同引发剂物质的量浓度的0.8592次方、DFHMA物质的量浓度的0.2801次方、HEMA物质的量浓度的0.6285次方分别成正比;通过原位溶液聚合方法实现了纳米二氧化硅(SiO2)对含氟羟基丙烯酸酯树脂的杂化改性，透射电镜(TEM)分析表明纳米颗粒较好地分散在树脂聚合物基体中，树脂与聚异氰酸酯固化形成的聚氨酯膜的机械性能和热稳定有显著地提高，扫描电镜(SEM)测试显示聚氨酯膜的拉伸断裂方式由脆性断裂向塑性断裂转变;根据环保需要，以巯基甘油为链转移剂，合成了高固体份含氟羟基丙烯酸酯树脂，所合成的树脂的分子量和粘度大为减小，羟基含量增大，由于粘度低，此树脂对稀释剂的要求减少，所得聚氨酯膜具有较好的耐化学品性和耐溶剂性。 2.以聚甲基氢硅氧烷(PMHS)、丙烯酸六氟丁酯(HFBA)为反应物，在Karstedt催化剂作用下，合成了六氟丁基接枝聚硅氧烷(PMHS-g-HFBA)，通过红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H NMR)等对其结构进行了表征，确定最佳反应条件为反应温度130℃、反应时间14h、催化剂用量170 ppm、反应物摩尔比1.2∶1、溶剂与反应物质量比1.2∶1，在此条件下接枝率为91.6％;将PMHS-g-HFBA应用于双组份聚氨酯涂料中，所制备的涂膜的表面能为21.36mJ/m2，而未添加PMHS-g-HFBA的涂膜表面能高达30.66mJ/m2。低表面能涂膜显示出良好的防涂鸦性，溶剂型记号笔油墨在其表面的润湿性差，发生收缩，出现“成珠效应”，通过纸巾蘸水和蘸取异丙醇擦拭可将涂鸦完全清除;X射线光电子能谱分析(XPS)表明氟、硅元素在成膜过程中会自发向表面迁移并在表面富集，氟、硅元素在表层10nm处的含量分别为5.21％和10.71％，而在100nm处的含量分别为1.17％和1.24％。 3.通过硅氢加成反应，合成了十二氟庚基接枝聚硅氧烷(PMHS-g-DFHA)，配合含氟羟基丙酸酯树脂、聚异氰酸酯固化剂及活性硅油制备了防涂鸦性能优异的聚氨酯涂层，该涂层能够抵御多种涂鸦材料的沾污，如咖啡、茶水、可乐、墨水、黑色喷漆、白板笔、油性记号笔，涂鸦污渍通过简单的干纸巾或纸巾蘸水擦拭即可除去。经动态机械热分析(DMTA)测试，羟基含量为3.97％的树脂所形成的聚氨酯膜的交联密度为2392 mol·m-3，而羟基含量为1.93％的树脂所形成的聚氨酯膜的交联密度为842 mol·m-3，高交联密度的漆膜的致密性更好，能有效减缓涂鸦油墨向漆膜内部的扩散和渗透。活性硅油的加入对表面能降低作用较小，但可增加涂膜的爽滑性，减小摩擦系数，提高耐沾污性。 4.根据环保需要，为减少涂料有机挥发物(VOC)的排放，采用水性防涂鸦助剂，制备了水性双组份聚氨酯防涂鸦涂料，提出了涂料配方设计方法，在水性色浆中加入1.0～1.5 wt％的气相二氧化硅可有效减缓其中颜料粒子的沉降，在湿膜中加入复配型基材润湿剂和采用KH550硅烷偶联剂处理基材可提高涂膜的附着力，防涂鸦助剂添加量为8.0 wt％的漆膜表面能够有效抵御多种涂鸦的沾污，显示出非常优异的防涂鸦性能。 5.采用粒子填充法，将聚四氟乙烯(PTFE)微粉分散到含氟羟基丙烯酸酯树脂和固化剂中，经交联固化得到具有超疏水性的含氟双组份聚氨酯/PTFE复合涂层。PTFE微粉的添加量对涂层表面粗糙度具有重要影响，随着PTFE微粉用量的增加，涂层粗糙度增加，与水接触角增大，滚动角减小，当涂层中PTFE用量为60 wt％时，复合涂层接触角为158°，滚动角为2°，并具有良好的耐酸碱性，耐沾污测试显示复合涂层具有良好的防沾污效果。收起