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Pearling and helical nanostructures of model protocell membranes

Nano Research 2022年第1期15卷 659-668页

作者： Zhidi Chen yaxun fan Yao Chen Jeffrey Penfold Peixun Li Rongliang Wu Yilin Wang CAS Key Laboratory of Colloid Interface and Chemical ThermodynamicsBeijing National Laboratory for Molecular Sciences(BNLMS)CAS Research/Education Center for Excellence in Molecular SciencesInstitute of ChemistryChinese Academy of SciencesBeijing 100190China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China ISIS STFCy Rutherford Appleton LaboratoryChiltonDidcotOxon OX110QXUK College of Material Science and Engineering State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer MaterialsDonghua UniversityShanghai 201620China

The diversity of protocell membrane structures is crucial for the regulation of cell activities and indispensable to the origin of *** to the evolution of complex cellular machinery,spontaneous protocell membrane evolution results from the intrinsic physicochemical properties of simple molecules under specific environmental ***,we report the evolution of the morphology of cell-sized model protocell membranes from giant vesicles to pearling and helical nanostructures,resembling morphologies of eukaryocytes,nostoc,and *** evolution occurs in a single binary aqueous system composed of an achiral single-chain amphiphile and a biogenic polyamine(spermidine or spermine)upon evaporating water,feeding amphiphiles,or increasing pH in response to various primitive fluctuating *** contrast,nonbiogenic polyamines(triamine,triethylenetetramine,and hexamethyltriethylenetetramine)with slight differences in the number of methylene groups or protonated amine groups do not induce such a kind of *** evolution of the shape transformation strongly relies on the balance between electrostatic attraction and hydrogen bonding,attributed to the odd/even effect of polyamines in the ***,both pearling and helical structures emerge from multilamellar vesicles undergoing different processes,where the helix shows stronger permeability and encapsulation capability due to its multicompartmentalized ***,subtle adjustment of weak intramolecular interactions not only yields significant changes in the morphological evolution of protocell membranes but also brings new insights into the natural inevitability of biogenic small molecules.

关键词： protocell membrane pearling and helical nanostructures morphology evolution biogenic polyamine amphiphile self-assembly

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A Multiresponsive Transformation between Surfactant-Based Coacervates and Vesicles

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CCS Chemistry 2021年第12期3卷 358-366页

作者： Lili Zhou yaxun fan Zhang Liu Lina Chen Evan Spruijt Yilin Wang CAS Key Laboratory of Colloid Interface and Chemical ThermodynamicsCAS Research/Education Center for Excellence in Molecular SciencesBeijing National Laboratory for Molecular ScienceInstitute of ChemistryChinese Academy of SciencesBeijing 100190 University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 Institute for Molecules and Materials Radboud University6525 AJ Nijmegen

Low-molecular weight surfactants have significant potential as building blocks for prebiotic ***,reports about surfactant-based coacervates as protocell models capable of reversible transformation are ***,we develop a simple system made of a surfactant(-)-N-dodecylN-methylephedrinium bromide(DMEB)and inorganic salts that is capable of spontaneous formation of vesicles,coacervates,and the reversible transformation between the two states.

关键词： coacervates sequestration microreactors reversible transformation vesicles

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不同寡聚度磺酸盐表面活性剂与支化羧酸盐混合体系的聚集行为

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化学学报 2018年第7期76卷 564-574页

作者：李浩飞乔富林范雅珣王毅琳中国科学院化学研究所胶体界面与化学热力学实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

采用表面张力、Zeta电位和小角中子散射技术,研究了pH 11条件下2-己基癸酸、异硬脂酸对具有单头单链十二烷基磺酸钠(SDoS)和星状四聚磺酸盐表面活性剂EDA-(C_(12)SO_3Na)_4的气液界面性质、胶束化行为和乳化性能的影响.结果表明,在气液... 详细信息

采用表面张力、Zeta电位和小角中子散射技术,研究了pH 11条件下2-己基癸酸、异硬脂酸对具有单头单链十二烷基磺酸钠(SDoS)和星状四聚磺酸盐表面活性剂EDA-(C_(12)SO_3Na)_4的气液界面性质、胶束化行为和乳化性能的影响.结果表明,在气液界面和胶束中支化羧酸盐分子与磺酸盐表面活性剂间有不同程度的相互吸引作用,而且在降低表面张力效率方面具有协同作用,但胶束中分子间相互吸引作用更强的四聚磺酸盐表面活性剂混合体系在聚集体形成方面却未表现出协同作用.同时,随着羧酸盐的加入,SDoS和EDA-(C_(12)SO_3Na)_4呈现出不同的聚集体转变规律,羧酸盐与SDoS的混合聚集体随着浓度增大逐渐由球形胶束转变为棒状胶束,而羧酸盐与EDA-(C_(12)SO_3Na)_4的棒状胶束随着羧酸盐摩尔分数的增大而增长,随着总浓度的增大而减小.此外,在同等乳化烷烃的效果下,支化羧酸盐分子的加入可以大幅减少寡聚磺酸盐表面活性剂的使用量.

关键词：星状寡聚表面活性剂小角中子散射表面张力相互作用聚集体

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热响应性阴阳离子表面活性剂混合体系囊泡的构筑与稳定性调控

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中国科学：化学 2022年第5期52卷 678-688页

作者：纪秀玲王英雄范雅珣王毅琳中国科学院化学研究所胶体界面与化学热力学实验室北京100190 中国科学院过程工程研究所北京100190 中国科学院山西煤炭化学研究所太原030001

制备稳定的表面活性剂囊泡是进一步发展囊泡技术的关键.本工作制备了两种酰胺基分别在疏水链和连接基团的阳离子Gemini表面活性剂(C_(12)A-C_(2)-AC_(2)和C_(2)-AC_(12)A-C_(2))与阴离子谷氨酸表面活性剂(C_(2)Glu)混合体系囊泡,系统研... 详细信息

制备稳定的表面活性剂囊泡是进一步发展囊泡技术的关键.本工作制备了两种酰胺基分别在疏水链和连接基团的阳离子Gemini表面活性剂(C_(12)A-C_(2)-AC_(2)和C_(2)-AC_(12)A-C_(2))与阴离子谷氨酸表面活性剂(C_(2)Glu)混合体系囊泡,系统研究了酰胺基位置和羧基间氢键对囊泡形成与热稳定性的影响.结果表明,位于疏水链上的酰胺基通过氢键可有效促进表面活性剂混合体系囊泡形成和热稳定性,C_(12)A-C_(2)-AC_(2)&C_(2)Glu囊泡在升高温度过程中保持蓝色乳光不变,但对于酰胺基位于连接基团上的C_(2)-AC_(12)A-C_(2)&C_(2)Glu囊泡溶液,其蓝色乳光随温度升高逐渐转变为乳白色或出现沉淀,降低温度溶液再次恢复蓝色乳光.含有两个羧基的C_(2)Glu的带电量及分子间氢键随p H此消彼长,p H 5.0时C_(2)Glu羧基形成的分子间氢键促进了C_(12)A-C_(2)-AC_(2)&C_(2)Glu和C_(2)-AC_(12)A-C_(2)&C_(2)Glu囊泡的形成和热稳定性,在升温过程中混合体系囊泡溶液均没有产生沉淀,而p H 10.0时这两个体系形成的囊泡溶液随温度升高分别出现蓝色乳光加深和沉淀现象.这类具有温度响应性、高效形成囊泡的体系具有重要的实际应用价值.

关键词：带有酰胺基团的阳离子Gemini表面活性剂阴离子谷氨酸表面活性剂囊泡氢键温度

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寡聚表面活性剂的合成及其聚集行为的研究

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中国科学：化学 2015年第4期45卷 327-339页

作者：韩玉淳范雅珣伍春娴侯研博王毅琳中国科学院胶体界面与化学热力学重点实验室中国科学院化学研究所

寡聚表面活性剂是由2个或2个以上单头单链的表面活性剂在头基处或靠近头基处由连接基团通过化学键连接而成的二聚、三聚、四聚乃至更高寡聚度的分子.Gemini表面活性剂(二聚表面活性剂)是最简单,也是最早被发现的寡聚表面活性剂,已经被... 详细信息

寡聚表面活性剂是由2个或2个以上单头单链的表面活性剂在头基处或靠近头基处由连接基团通过化学键连接而成的二聚、三聚、四聚乃至更高寡聚度的分子.Gemini表面活性剂(二聚表面活性剂)是最简单,也是最早被发现的寡聚表面活性剂,已经被大量报道.已有综述很好地总结了Gemini表面活性剂的物理化学性质.本文主要综述三聚及三聚以上寡聚表面活性剂的研究进展,包括寡聚表面活性剂的合成和结构、表/界面性质以及溶液中的聚集行为等,以期使研究者比较全面地认识寡聚表面活性剂领域的研究进展.

关键词：寡聚表面活性剂 Gemini表面活性剂聚集行为胶束

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“生活世界殖民化”理论与互联网背景下虚拟交往的异化分析

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海派经济学 2020年第2期18卷 161-170页

作者：刘雅埙范宝舟上海财经大学马克思主义学院上海财经大学人文学院

本文认为虚拟交往作为互联网背景下以网络技术和移动终端为媒介的新型社会交往形式具有双重性,即虚拟交往在给人们生活带来了极大便利的同时,也带来了很多异化的新问题。本文提出西方马克思主义学者哈贝马斯通过阐述系统以权利和货币为... 详细信息

本文认为虚拟交往作为互联网背景下以网络技术和移动终端为媒介的新型社会交往形式具有双重性,即虚拟交往在给人们生活带来了极大便利的同时,也带来了很多异化的新问题。本文提出西方马克思主义学者哈贝马斯通过阐述系统以权利和货币为媒介侵入人们生活世界的异化现象的“生活世界殖民化”理论,对于我们分析互联网背景下的交往异化问题具有深刻的借鉴价值。为此,本文借助这一理论深入探讨了政治系统和经济系统通过入侵虚拟的生活世界所带来的种种虚拟交往的异化问题,并从政治层面、经济层面和文化层面给出了解决虚拟交往的异化问题的路径和建议。

关键词：虚拟交往生活世界殖民化交往异化

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轴流风机静止部件的流动和损失对比

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西安交通大学学报 2008年第3期42卷 269-272页

作者：梁亚勋李景银田华西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

采用三维黏性流场数值分析方法,对轴流风机的静止部件分别进行了单独和整机条件下的数值计算.对2种情况下各静止部件流场和损失的变化进行了分析.结果发现:集流器的损失较大,其效率与扩散筒的效率相当,设计中必须加以考虑;与各个静止部... 详细信息

采用三维黏性流场数值分析方法,对轴流风机的静止部件分别进行了单独和整机条件下的数值计算.对2种情况下各静止部件流场和损失的变化进行了分析.结果发现:集流器的损失较大,其效率与扩散筒的效率相当,设计中必须加以考虑;与各个静止部件单独计算时相比较,在整机计算条件下风机的扩散筒和扩散塔的流场相互干涉比较严重,导致内部流场状况较差,流动损失增大;该扩散塔的出口速度分布非常不均匀,低速区面积太大,值得改进.

关键词：轴流风机静止部件效率损失

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轮盖开孔的离心风机流场研究

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西安交通大学学报 2008年第9期42卷 1117-1121页

作者：李景银田华梁亚勋西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

提出的在离心风机轮盖上靠近叶片吸力面处开孔的方法,可利用蜗壳内的高压气体产生射流,从而直接给叶轮内的低速或分离流体提供能量,以减弱由叶轮内二次流所导致的射流-尾迹结构,并可用于消除或解决部分负荷时常发生的离心叶轮的积灰问题... 详细信息

提出的在离心风机轮盖上靠近叶片吸力面处开孔的方法,可利用蜗壳内的高压气体产生射流,从而直接给叶轮内的低速或分离流体提供能量,以减弱由叶轮内二次流所导致的射流-尾迹结构,并可用于消除或解决部分负荷时常发生的离心叶轮的积灰问题.通过对离心风机整机的数值实验发现,轮盖开孔后,在设计点附近的风机压力提高了约2%,全压效率提高了1%以上,小流量时压力提高了1.5%,全压效率提高了2.1%.进一步的流场分析表明,在设计流量和小流量时,由于轮盖开孔形成的射流可以明显改善叶轮出口的分离流动,减小低速区域,降低叶轮出口处的最高速度和速度梯度,从而减弱离心叶轮出口处的射流-尾迹结构.此外,沿叶片表面流动分离区域减小,压力增加更有规律.所提方法可以提高设计流量和小流量下的闭式离心叶轮性能和整机性能,结合其他离心叶轮自适应边界层控制技术,可全面提高离心叶轮的性能.

关键词：离心叶轮轮盖开孔射流-尾迹结构边界层控制

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可控减速法设计离心风机两元叶片的研究

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西安交通大学学报 2009年第9期43卷 67-70页

作者：李景银牛子宁梁亚勋西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

提出采用可控减速法设计离心风机两元叶片,即通过三维黏性流场计算,采用正交试验设计方法,以确定流道内平均速度的减速规律和叶片型线.在满足原有的气动设计点参数和不改变风机轮盖和轮盘几何尺寸的前提下,对某高效离心风机叶片型线进... 详细信息

提出采用可控减速法设计离心风机两元叶片,即通过三维黏性流场计算,采用正交试验设计方法,以确定流道内平均速度的减速规律和叶片型线.在满足原有的气动设计点参数和不改变风机轮盖和轮盘几何尺寸的前提下,对某高效离心风机叶片型线进行了重新设计.整机全工况数值计算表明,优化后的风机效率在绝大部分工况范围内都明显提高,压力在设计和小流量工况时也比原风机高,而且大大避免了原风机的过载导致烧毁电机的问题.设计工况详细的流场分析表明,优化设计风机的叶轮流道内静压分布更加均匀,消除了分离损失,说明该方法是风机叶片优化设计的可靠和快速方法.

关键词：离心风机叶片设计正交设计可控减速

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基于电镜扫描实验的柱状节理隧洞卸荷破坏机制研究

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岩石力学与工程学报 2013年第8期32卷 1647-1655页

作者：郝宪杰冯夏庭江权李邵军肖亚勋樊义林胡连兴中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国长江三峡集团公司北京100038

采用现场调查、室内力学实验、细观实验的方法,对导流洞内柱状节理玄武岩的卸荷破坏机制进行研究。研究结果表明:(1)柱状节理岩体内节理面主要包括:柱间节理面、柱内竖直隐节理面、柱内水平节理面,柱间节理面表面粗糙不平,为岩浆岩冷却... 详细信息

采用现场调查、室内力学实验、细观实验的方法,对导流洞内柱状节理玄武岩的卸荷破坏机制进行研究。研究结果表明:(1)柱状节理岩体内节理面主要包括:柱间节理面、柱内竖直隐节理面、柱内水平节理面,柱间节理面表面粗糙不平,为岩浆岩冷却后形成;柱内竖直隐节理面存在羽毛状陡坎,开挖卸荷后易松弛成为显节理;柱内水平节理面表面平整,方向近乎水平。(2)将现场破坏面与标准破坏模式下的电镜扫描结果对比表明:柱内竖直隐节理面为原生节理面,破坏形式主要为拉破坏;柱间节理面为原生张拉节理,破坏形式包括拉伸与剪切及其混合破坏;水平节理面为构造运动中形成,无明显开挖卸荷破裂特征。(3)柱状节理塌方机制为:受多组节理切割,柱体易沿节理面从柱体内外共同破裂,呈小柱体垮落,即硐室开挖后,当法向力超过柱间节理面抗拉强度时,柱状节理沿着柱间节理面开裂,并滑移;在滑移过程中,柱间节理面相互摩擦,形成剪破坏特征;当法向力超过柱内竖直隐节理抗拉强度时,柱体内部沿着柱内竖直隐节理破裂;节理面相互切割形成小柱体,从柱体内外共同破裂,并向临空面滑落;由于水平节理面非常发育,小柱体最终会在重力及开挖扰动作用下垮塌脱离母岩,严重时形成塌方。该机制可以很好地解释现场边墙柱体破裂面中三弱面共存的原因。

关键词：岩石力学柱状节理卸荷破坏机制电镜扫描实验隧洞

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