玛纳斯河流域土壤斥水性及其影响因素

土壤斥水性(SWR)阻碍入渗及再分布过程.虽然斥水土壤在世界广泛存在,但其产生机理并不明确.本文采用滴水穿透时间(WDPT)法、酒精摩尔浓度(MED)法和接触角(θ)法测定了新疆玛纳斯河流域典型土壤的SWR指标,其中θ的测定采用高度法和质量法.对WDPT是否受烘干及不同容重的影响进行对比,探讨各SWR指标之间的联系,并分析了SWR的关键理化性质影响因子,探讨土壤斥水的机理和原因.结果表明: 高容重土壤的WDPT值更大,烘干土壤的WDPT值比风干土壤大;3种SWR指标(WDPT、MED及θ)之间有一定的相关关系,但MED与θ的相关性并不明显,表明各SWR指标之间虽有一定联系,但表征方面具有差异性;采用高度法和质量法测量水与土壤的θ值时,高度法的θ值大于质量法,高度法之间重复差异小于质量法;使用正辛烷作为参比溶液测量水与土壤的θ值时,其重复的差异较小,低于无水乙醇;在多种理化性质中,黏粒含量比其他土壤属性更显著地影响WDPT和θ;[K⁺]、[Na⁺]均与θ呈正相关;蒙脱石含量与WDPT、MED呈负相关.综上,土壤SWR的测定方法中,WDPT法操作简单但易受影响;MED法缩短了入渗时间但试验过程耗时;接触角法操作复杂,结果相对精确,采用正辛烷作为参比溶液的高度法更可靠.建议采用多种指标综合表征土壤斥水性.     

糙皮侧耳（平菇）疏水蛋白的分离纯化及其界面自组装特性研究

从糙皮侧耳Pleurotus ostreatus Pm039菌丝体中分离纯化到一种疏水蛋白并命名为Po.HYD1,SDS-PAGE显示其分子量约15kDa。Po.HYD1具有高度的表面活性,100μg/mL浓度下能够降低水表面张力至25.5mN/m。在1~100μg/mL浓度范围内存在6μg/mL和24μg/mL两个关键浓度,说明了不同浓度范围内自组装条件的改变。水接触角测定证明了Po.HYD1自组装膜的包被能够逆转固体表面的可湿润性。原子力显微镜分析揭示了Po.HYD1在云母表面形成厚度4.2±0.1nm"小杆层";在高定向热裂解石墨表面形成厚度3.2~3.8nm吸附层;在剧烈振荡诱导下的水溶液中形成形状相似、取向一致但体积大小不等的"耳型"颗粒。     

广州市常见行道树种叶片表面形态与滞尘能力

以广州市常见的18种行道树为对象,通过扫描电镜观察比较了行道树的叶表面形态结构、应用接触角测定仪测定了绿化树种叶片的接触角对滞尘能力的影响.结果表明:不同树种的滞尘量差异显著,18种植物叶片雨后第26天的最大滞尘量在0.066-1.831 g/m2,物种间相差达27倍以上.叶表面具有网状结构,气孔密度较大(20＜气孔密度＜60个)且气孔开口较大(如芒果)容易滞留粉尘;叶表面平滑具有蜡质层,气孔排列整齐,无明显起伏(如红花羊蹄甲、桃花心木、大叶紫薇、鹅掌藤),滞尘能力较弱.植物叶片接触角与滞尘量呈负相关(r=-0.614),接触角＜90°的表现为亲水性.易润湿的植物叶片雨后第26天最大滞尘量在1.0-1.831 g/m2,叶片表面的形态结构凹凸不平,具有钩状或脊状褶皱、突起等且20＜气孔密度＜60范围内,测得的接触角较小(芒果、重阳木、高山榕),使得粉尘与植物叶片接触面积较大,粉尘不易从叶面脱落,滞尘能力较强.而接触角较大的盆架树、麻楝、大叶紫薇、鹅掌藤和红花羊蹄甲的滞尘量均＜1.0g/m2,其特殊的表面结构和疏水的蜡质使颗粒物不易吸附在植物叶片上,因此滞尘能力较弱.由此可见,植物叶表面蜡质含量和气孔密度及其叶片接触角的大小是影响植物叶片滞尘能力的主要因素,在进行城市绿化时,适当考虑选择叶表面形态有利于滞尘的绿化树种,将可提高城市植被的环境效应.     

西安市常见绿化植物叶片润湿性能及其影响因素

利用接触角测定仪测定了西安市21种常见绿化植物叶片表面的接触角,探讨了叶片表面特性如蜡质、绒毛、气孔对接触角的影响。结果表明,植物叶片正背面、物种间的接触角差异均显著,叶片正面和背面接触角大小在40°～140°。接触角大小与变异系数呈负相关,可能由于接触角小的润湿叶片在不同的生境和位置下,受到环境条件的影响较大而出现大的变异;接触角较大的非润湿性叶片,环境物质持留时间较短,对叶片形态和组成影响较小,因而出现小的变异。植物叶片表面的接触角随蜡质含量的升高而增大。表皮蜡质去除后大部分叶片接触角明显降低,尤其是疏水性较强的银杏(Ginkgo biloba)、月季(Ro-sa chinensis)和紫叶小檗(Berberis thunbergii)。女贞(Ligustrum lucidum)正背面、加杨(Popu-lus canadensis)背面等亲水型的叶片蜡质去除后接触角反而增大。叶片绒毛的多少及其形态、分布方式对接触角具有重要的影响,不同的作用方式表现出润湿和不润湿的特征,人为将其去除可以增加叶片的润湿性。背面气孔密度与气孔长度、保卫细胞长度呈负相关;接触角则与气孔密度呈负相关,与气孔长度呈正相关。     

Study on the Hydrophobic Property of Shark-Skin-Inspired Micro-Riblets

This paper aims to characterize the hydrophobic property of shark-skin-inspired riblets with potential engineering appli- cations. Based on the hydrophobic theory, a new hydrophobic model which is consistent with the special structure of shark-skin-inspired micro-riblets was proposed. Then, the contact angles of different droplets were measured by optical contact angle measuring device on the shark-skin-inspired micro-riblets and the smooth surface, respectively. The results show that the surface of micro-riblets possesses obvious hydrophobicity, and the actual contact angles of different droplets residing on the riblets decrease with the increase in the droplet volume. According to the new hydrophobic model and the measurement of contact angle, it was found that the arrangement and structure of the shark-skin-inspired micro-riblets significantly affect the surface hydrophobic property. Using the new hydrophobic model, the prediction error of contact angle can be less than 3% compared with the measured one. The research on hydrophobic property of biomimetic micro-riblets is proved to be necessary and important to well explain drag reduction and microbe-resistant property of micro-riblets.     

祁连山青海云杉林生物量和碳储量空间分布特征

根据野外调查资料、祁连山地区青海云杉林相图和气象资料,在GIS技术的支持下估算了祁连山地区青海云杉林的生物量和碳储量及其空间分布.结果表明：2008年,研究区青海云杉林平均生物量为209.24 t·hm^-2,总生物量为3.4×10⁷ t;研究区水热条件的差异使青海云杉生物量在地理空间上存在较大的差异性;经度每增加1°,青海云杉生物量增加3.12t·hm^-2;纬度每增加1°,生物量减少3.8 t·hm^-2;海拔每升高100 m,生物量减少0.05 t·hm^-2;2008年,研究区青海云杉林碳密度在70.4～131.1 t·hm^-2,平均碳密度为109.8 t·hm^-2,幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林的平均碳密度分别为83.8、109.6、122、124.2和117.1 t·hm^-2,研究区青海云杉林总碳储量为1.8×10⁷ t.     

仿生的故事——出淤泥而不染的莲叶效应

"出淤泥而不染,濯清涟而不妖"。一池碧绿的莲叶随风起舞,几支高昂的红莲含苞待放,在蓝天白云青山绿水的映衬中,宛如一幅天然的泼墨山水画。莲属(Nelumbo Adans)植物现存有一种:莲,又称荷花,古称芙蓉,拉丁学名为Nelumbo nucifera。当然,分类学家还在争论是否可以将其划分为两个种     

蝉类昆虫翅表疏水性研究获进展

疏水性是指物体表面对水具有排斥能力的性能。超疏水性则是指物体表面与水接触时所形成的接触角大于150。时的疏水性能。由于超疏水材料在工农业生产、国防建设及人们日常生活中具有极其广阔的应用前景，寻求、开发和研制具有高性能的新型疏水材料一直是科学家们所关注的课题，也是多年来仿生学领域研究的热点之一。     

糙皮侧耳（平菇）疏水蛋白的分离纯化及其界面自组装特性研究

从糙皮侧耳Pleurotus ostreatus Pm039菌丝体中分离纯化到一种疏水蛋白并命名为Po.HYD1,SDS-PAGE显示其分子量约15kDa。Po.HYD1具有高度的表面活性,100μg/mL浓度下能够降低水表面张力至25.5mN/m。在1~100μg/mL浓度范围内存在6μg/mL和24μg/mL两个关键浓度,说明了不同浓度范围内自组装条件的改变。水接触角测定证明了Po.HYD1自组装膜的包被能够逆转固体表面的可湿润性。原子力显微镜分析揭示了Po.HYD1在云母表面形成厚度4.2±0.1nm“小杆层”;在高定向热裂解石墨表面形成厚度3.2~3.8nm吸附层;在剧烈振荡诱导下的水溶液中形成形状相似、取向一致但体积大小不等的“耳型”颗粒。