前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇微乳化技术范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
1微乳反应器原理
在微乳体系中,用来制备纳米粒子的一般是W/O型体系,该体系一般由有机溶剂、水溶液。活性剂、助表面活性剂4个组分组成。常用的有机溶剂多为C6~C8直链烃或环烷烃;表面活性剂一般有AOT[2一乙基己基]磺基琥珀酸钠]。AOS、SDS(十二烷基硫酸钠)、SDBS(十六烷基磺酸钠)阴离子表面活性剂、CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)阳离子表面活性剂、TritonX(聚氧乙烯醚类)非离子表面活性剂等;助表面活性剂一般为中等碳链C5~C8的脂肪酸。
W/O型微乳液中的水核中可以看作微型反应器(Microreactor)或称为纳米反应器,反应器的水核半径与体系中水和表面活性剂的浓度及种类有直接关系,若令W=[H2O/[表面活性剂],则由微乳法制备的纳米粒子的尺寸将会受到W的影响。利用微胶束反应器制备纳米粒子时,粒子形成一般有三种情况(可见图1、2、3所示)。
(l)将2个分别增溶有反应物A、B的微乳液混合,此时由于胶团颗粒间的碰撞,发生了水核内物质的相互交换或物质传递,引起核内的化学反应。由于水核半径是固定的,不同水核内的晶核或粒子之间的物质交换不能实现,所以水核内粒子尺寸得到了控制,例如由硝酸银和氯化钠反应制备氯化钠纳粒。
(2)一种反应物在增溶的水核内,另一种以水溶液形式(例如水含肼和硼氢化钠水溶液)与前者混合。水相内反应物穿过微乳液界面膜进入水核内与另一反应物作用产生晶核并生长,产物粒子的最终粒径是由水核尺寸决定的。例如,铁,镍,锌纳米粒子的制备就是采用此种体系。
(3)一种反应物在增溶的水核内,另一种为气体(如O2、NH3,CO2),将气体通入液相中,充分混合使两者发生反应而制备纳米颗粒,例如,Matson等用超临界流体一反胶团方法在AOT一丙烷一H2O体系中制备用Al(OH)3胶体粒子时,采用快速注入干燥氨气方法得到球形均分散的超细Al(OH)3粒子,在实际应用当中,可根据反应特点选用相应的模式。
2微乳反应器的形成及结构
和普通乳状液相比,尽管在分散类型方面微乳液和普通乳状液有相似之处,即有O/W型和W/O型,其中W/O型可以作为纳米粒子制备的反应器。但是微乳液是一种热力学稳定的体系,它的形成是自发的,不需要外界提供能量。正是由于微乳液的形成技术要求不高,并且液滴粒度可控,实验装置简单且操作容易,所以微乳反应器作为一种新的超细颗粒的制备方法得到更多的研究和应用。
2.1微乳液的形成机理
Schulman和Prince等提出瞬时负界面张力形成机理。该机理认为:油/水界面张力在表面活性剂存在下将大大降低,一般为l~10mN/m,但这只能形成普通乳状液。要想形成微乳液必须加入助表面活性剂,由于产生混合吸附,油/水界面张力迅速降低达10-3~10-5mN/m,甚至瞬时负界面张力Y<0。但是负界面张力是不存在的,所以体系将自发扩张界面,表面活性剂和助表面活性剂吸附在油/水界面上,直至界面张力恢复为零或微小的正值,这种瞬时产生的负界面张力使体系形成了微乳液。若是发生微乳液滴的聚结,那么总的界面面积将会缩小,复又产生瞬时界面张力,从而对抗微乳液滴的聚结。对于多组分来讲,体系的Gibbs公式可表示为:
--dγ=∑Гidui=∑ГiRTdlnCi
(式中γ为油/水界面张力,Гi为i组分在界面的吸附量,ui为I组分的化学位,Ci为i组分在体相中的浓度)
上式表明,如果向体系中加入一种能吸附于界面的组分(Г>0),一般中等碳链的醇具有这一性质,那么体系中液滴的表面张力进一步下降,甚至出现负界面张力现象,从而得到稳定的微乳液。不过在实际应用中,对一些双链离子型表面活性剂如AOT和非离子表面活性剂则例外,它们在无需加入助表面活性剂的情况下也能形成稳定的微乳体系,这和它们的特殊结构有关。
2.2微乳液的结构
RObbins,MitChell和Ninham从双亲物聚集体的分子的几何排列角度考虑,提出了界面膜中排列的几何排列理论模型,成功地解释了界面膜的优先弯曲和微乳液的结构问题。
目前,有关微乳体系结构和性质的研究方法获得了较大的发展,较早采用的有光散射、双折射、电导法、沉降法、离心沉降和粘度测量法等;较新的有小角中子散射和X射线散射、电子显微镜法。正电子湮灭、静态和动态荧光探针法、NMR、ESR(电子自旅共振)、超声吸附和电子双折射等。
3微乳反应器的应用――纳米颗粒材料的制备
3.1纳米催化材料的制备
利用W/O型微乳体系可以制备多相反应催化剂,Kishida。等报道了用该方法制备
Rh/SiO2和Rh/ZrO2载体催化剂的新方法。采用NP-5/环已烷/氯化铑微乳体系,非离子表面活性剂NP-5的浓度为0.5mol/L,氯化铑在溶液中浓度为0.37mol/L,水相体积分数为0.11。25℃时向体系中加入还原剂水含肼并加入稀氨水,然后加入正丁基醇锆的环乙烷溶液,强烈搅拌加热到40℃而生成淡黄色沉淀,离心分离和乙醇洗涤,80℃干燥并在500℃的灼烧3h,450℃下用氧气还原2h,催化剂命名为“ME”。通过性能检测,该催化剂活性远比采用浸渍法制得的高。
3.2无机化合物纳粒的制备
利用W/O型微乳体系也可以制备无机化合物,卤化银在照像底片乳胶中应用非常重要,尤其是纳米级卤化银粒子。用水一AOT一烷烃微乳体系合成了AgCl和AgBr纳米粒子,AOT浓度为0.15mol/L,第一个微乳体系中硝酸银为0.4mol/L,第二个微乳体系中NaCl或NaBr为0.4mol/L,混合两微乳液并搅拌,反应生成AgCl或AgBr纳米颗粒。
又以制备CaCO3为例,微乳体系中含Ca(OH)2,向体系中通入CO2气体,CO2溶入微乳液并扩散,胶束中发生反应生成CaCO3颗粒,产物粒径为80~100nm。
3.3聚合物纳粒的制备
利用W/O型微乳体系可以制备有机聚丙烯酸胺纳粒。在20mlAOTt――正己烷溶液中加入0.1mlN-N一亚甲基双丙烯酰胺(2mg/rnl)和丙烯酰胺(8mg/ml)的混合物,加入过硫酸铵作为引发剂,在氮气保护下聚合,所得产物单分散性较好。
3.4金属单质和合金的制备
利用W/O型微乳体系可以制备金属单质和合金,例如在AOT-H2O-n―heptane体系中,一种反相微胶束中含有0.lmol/LNiCl2,另一反相微胶束中含有0.2mol/LNaBH4,混合搅拌,产物经分离、干燥并在300℃惰性气体保护下结晶可得镍纳米颗粒。在某微乳体系中含有0.0564mol/L,FeC12和0.2mol/LNiCl2,另一体系中含有0.513mol/LNaBH4溶液,混合两微乳体系进行反应,产物经庚烷、丙酮洗涤,可以得到Fe-Ni合金微粒(r=30nm)。
3.5磁性氧化物颗粒的制备
利用W/O型微乳体系可以制备氧化物纳米粒子,例如在AOT-H2O-n-heptane体系中,一种乳液中含有0.15mol/LFeCl2和0.3mol/LFeCl3,另一体系中含有NH4OH,混合两种微乳液充分反应,产物经离心,用庚烷、丙酮洗涤并干燥,可以得到Fe3O4纳粒(r=4nm)。
3.6高温超导体的制备
利用W/O型微乳体系可以合成超导体,例如在水一CTAB一正丁醇一辛烷微乳体系中,一个含有机钇、钡和铜的硝酸盐的水溶液,三者之比为1:2:3;另一个含有草酸铵溶液作为水相,混合两微乳液,产物经分离,洗涤,干燥并在820℃灼烧2h,可以得到Y-Ba-Cu―O超导体,该超导体的Tc为93K。另外在阴离子表面活性剂IgegalCO-430微乳体系中,混合Bi、Pb、Sr、Ca和Cu的盐及草酸盐溶液,最终可以制得Bi-Pb-Sr-Ca-Cu―O超导体,经DC磁化率测定,可知超导转化温度为Tc=112K,和其它方法制备的超导体相比,它们显示了更为优越的性能。
目前对纳米颗粒材料的研究方法比较多,较直接的方法有电镜观测(SEM、TEM、STEM、STM等);间接的方法有电子、X一射线衍射法(XRD),中子衍射,光谱方法有EXAFS,NEXAFS,SEX-AFS,ESR,NMR,红外光谱,拉曼光谱,紫外一可见分光光度法(UV-VIS),荧光光谱及正电子湮没,动态激光光散射(DLS)等。
关键词:微课技术;版画;教学
新课程倡导小学美术要尝试各种材料和工具的制作方法,丰富学生的触觉和视觉体验,使小学生能感受到美术学习的乐趣,从而更好地激发学生的审美情操。版画是一种以“版”为媒介的绘画艺术,它是一门工艺与绘画结合特别紧密的课程,是小学美术教学的主要组成部分,对小学生审美能力以及审美鉴赏力的培养具有十分重要的作用。运用微课技术进行版画教学,有利于优化版画教学效果,更好地达到美术的教学目标。
一、微课技术的概念与特点
微课,即微型视频课例,就是以教学视频作为主要的呈现方式,记录教师围绕着某个学科知识点,有效地开展教与学的过程。微课的核心就是微视频,一般时常为5~8分钟,这是在传统教学资源的类型上形成的一种新型的教学资源。利用微课技术进行教学,有很多优点,微课的教学内容比较单一,内容也更加的精简,使教学主题和教学目标更加的突出和明确;微课整合了微课件、微教案等内容,与具体教学紧密相连,使教学情境更加的真实;而且微课视频短小精悍,使用起来特别的方便。因此,把微课技术运用到版画教学中,有利于强化版画学习的知识点,还有利于更好地吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,有助于版画教学效果的优化。
二、微课技术优化版面教学的方法
1.营造真实的版画教学情境
在版画的教学过程中,很多学生仅凭书本,对于版画的绘画和制作工程不能有一个直观的感受,教师可以通过微课技术,把教师版画的制作过程,给学生拍成视频,让学生进行观看,使学生在头脑中形成一个直观的印象,有利于学生更好地进行版画的学习。例如,我们以《美术》广东版第9册第六课《美丽的瓶花》为例,教师可以把准备物品以及教师的制作过程拍成4~6分钟的视频,比如,视频包括课前准备材料需要调色板、吹塑纸以及水粉画笔等,教师在视频中一一介绍;然后视频播放教师进行详细的制作过程以及版画的制作工艺,这样学生通过视频就掌握了版画的制作方法,使学生在欣赏版画制作的过程中感受到版画艺术的情趣,激发了学生对版画艺术的想象力
2.记忆的拓展以及个性的表现
利用微课技术,教师把《美丽的瓶花》一课拍成微型视频,在课堂上给学生进行播放,使学生把视频中教师的讲解以及教师制作过程的画面有机地结合起来,增加了学生创作的印象,并能使学生把这些印象通过不同的瓶花造型来表现出来。视频播放之后,教师让学生根据回忆自己动手制作吹塑纸版画,学生可以根据课件中不同种类的花卉和瓶子结合自己的想象,创作出瓶花的造型,并用竹笔刻画在吹塑纸上,然后再涂色压印,让学生在版画的印制过程中,在各种奇妙肌理、偶然而成的画面中,感受到制作版画所带来的美感乐趣。学生在制作版画的过程中,利用自己独特的思维,创造出不同的艺术效果,也让学生懂得同一主题绘画创作,也可以创作出不同感受的作品,激发了学生版画学习的积极性。因此,运用微课视频不仅能使学生的记忆得到拓展,创作出充满童真童趣、极具个性的版画作品,而且还能让学生的艺术个性得到张扬,尊重了学生的个性发展
总之,运用微课技术一方面有助于版画教学,提高版画教学有效性,优化版画教学的效果,另一方面,对于小学生审美能力以及审美鉴赏力的培养具有十分重要的作用,对促进学生的全面健康发展具有重要的意义。
参考文献:
【关键词】 火花;激发;探究;主动性
一、趣味问题,激发学习兴趣,引发探究,激发“火花”
数学本来就是一门枯燥的学科,我们数学老师就引导学生进行深层次地探究,使数学中枯燥抽象的定义,枯燥的公式变为生动有趣的问题,才能提高学生学习的兴趣。引导学生的探究思维是从问题开始的,有问题的学生才会探究,古人道:“疑是思之始,学之端。”学生有所疑,才会有所思、有所得,才会产生兴趣,以此产生探究的欲望。
如在中心对称图形时,可以从一个故事入手,从前有一户人家,有一块长方形的田地,地里有一口井,现要将这块地平均分配给两个儿子播种,而且还要方便两个儿子用这口井来进行灌溉,请你来帮他们平均分配一下,在此设置悬念,引出问题,让学生动脑去思考,如何去解决这个问题。于是将知识点融入到故事中去,引发了学生进行探究。
二、亲身体验,学会求知创新,引发探究,激发“火花”
数学教学中强调学生动手操作能力的培养,“动手操作”的课堂引入,可以激发学生的好动特征,从而提高他们的观察力,活动能力和实验素养,所以教师在导入实施“导入”这个环节时,要以学生为中心,强调学生对知识的主动探究,教师通过设计的导入,充分给学生亲自动手操作的机会,激发他们的学习兴趣和培养他们的主体创造能力。
例如:在“平面直角坐标系的应用”导入环节中,可以分两步设计:第一步:先让学生在坐标系中描出三个已知点,连结成三角形。分别给横坐标都加2,给纵坐标都加3,描新的点,连结并观察图形与原有的图形形状大小位置有何关系?学生在实际的动手活动中总结得出图形与坐标变化的联系。第二步:继续拓展。分别给横坐标都乘以2,纵坐标都乘以2新的点,连结并观察图形与原有的图形形状大小位置有何关系,学生通过系列的作图体会,改变坐标的变化导致图形位置的移动,进而推广到决定图形对称的变化,同时从逆向训练,图形的变化如何改变坐标,深刻理解坐标与图形这间的相互影响关系。在导入时,老师要坚决摒弃“注入式”和“结论式”的教学模式,多设计出使用一些需要学生创造性思考的教学方法,为学生开拓有效的活动空间,做学习的主人。
三、幽默语言,导入数学疑难问题,引发探究,激发“火花”
数学课中生动有趣的教学语言对启发学生的学习兴趣,解决疑难问题有很大作用,课上得幽默有趣,学生可以带着一个高涨的、激动的情绪从事学习和思考。
如在教学直线概念时,可以这样描述:直线可以想象成黑板边线的无限延长,穿过高山大川,突破大气层,经过星球,直至九霄云外而无穷无尽。这过这样的描述,学生便兴趣盎然,对直线这一概念理解就显得形象。
四、一题多解,激活思维多向性,引发探究,激发“火花”
数学教学中要培养学生的思维能力,创新思维是多种思维方式的综合。在数学教学的导入环节中,教师应当有目的、有计划地拓展学生的思维空间,给学生更多的创造机会,使不同智力水平的学生,在思维能力上得到不同程度的发展。
例如:在讲多边形的内角和定理的证明方法不是唯一的,关键是把多边形问题转化为三角形问题,这种转化思想在教学时要着重指出。在教学中的导入环节,可引导学生类比四边形内角和定理的证明,联想如何把多边形的角转化为一些三角形的角,鼓励学生广开思路,寻求不同的证明方法,让学生感受取一点,这个点取的位置不同,也能从多个角度来解决这个问题。当然在学生独立完成了这些的证明后,可以设计一些变式题目,在变中求活,在活中求新。
五、课后拓展,激励创新意识,引发探究,激发“火花”
在拼音输入法界面下长按键盘最下面左边的第二个拼或En键,打开后可以选择全屏手写和半屏手写两种方式,点击想要
使用的方式即可。
方法二:
建议下载输入法相关软件,根据个人喜欢进行下载,下载后根据提示,点击输入法设置图标,可以根据提示的步骤选择
【关键词】数字化; 三维重建; 髋臼骨折;手术
基金项目:福建省莆田市科技项目计划(项目编号2010S10(3))
作者单位:351100莆田学院附属医院骨科进行髋臼骨折内固定时,因髋臼窝位于髂骨深面,从骨表面难以精确判断髋臼位置,经常遇到钢板不易贴合、固定螺钉易进入关节腔等困难[1]。本实验充分将医学三维重建软件与机械制图软件配合运用,完成骨折三维模型重建、虚拟骨折复位、植入物绘制、虚拟内固定及评判内固定效果等一系列步骤,对设计方案进行反复的模拟、改动并多角度验证,完成髋臼骨折数字化内固定植入物设计,制定个性化/最优化的内固定手术方案,期待为临床应用提供理论依据。
1材料与方法
11材料成人尸体骨盆标本18具、不同规格的植入物(皮质骨螺钉,松质骨螺钉,骨盆重建钢板)及游标卡尺;软件环境:Mimics 1001;Solidworks 2008;硬件设备:联想Thinkpad W700;扫描CT:64排128层高速螺旋CT。
12方法
121骨折造模按照AO分类标准,随机分为3组,每组各6具,分别用于AO分类标准骨盆骨折A型、B型及C型造模。
122CT扫描及数据导入扫描条件设置为120 kv,250 mA,层距0625 mm,扫描时间15 s,采集像素均为512×512之Dicom格式图像。使用Mimics的图像导入(Import Images)功能将患者的CT资料导入软件并组织图像(Organize images)。
123三维重建及测量设定阈值并针对Mask文件进行编辑,以Optimal、Shell Reduction 1为参数进行三维重建。轻度的表面光滑处理(Remesh),使骨骼外形更能适应3 d测量。
以Reposition命令对各骨折块进行复位,某一骨折块或最大的骨块作为基准,通过平移或旋转功能,先对较大的骨折块进行复位,后进行小的骨折块复位,同样保证骨折块对应的点、线、面匹配。
在预定植入钢板的位置分成若干平面,按照不同平面特点进行3 d长度标记,根据这些标记进行长度及角度的测量,需要注意的是,不同的测量项目都位于不同的平面上。
124Solidworks机械制图以游标卡尺测量实体重建钢板、螺钉的几何尺寸数据。在Solidworks中进行绘制,不同规格的零件可以通过修改草图尺寸获得。可对重建钢板进行折弯。
125虚拟内固定在Mimics中加载Solidworks导出的STL格式的钢板、螺钉,通过Reposition命令将钢板移动、转动至预定植入部位,测定钉孔至对侧骨面的3 d长度,确定所需螺钉的规格及长度。观察钢板与骨面、骨折情况的贴合程度及螺钉方向、长度,可以多角度移动、观察,直至满意。
具体过程见图1。
A AO髋臼骨折分类A1型:后壁有骨折块游离;B 三维重建、骨折虚拟复位;C Solidworks绘制钢板零件文件;D虚拟内固定示钢板与骨面贴合
图1髋臼骨折建模、三维重建、虚拟复位内固定过程
126实体植入物内固定将制作髋臼骨折模型成功的18个尸体骨盆标本一一复位,按数字化3 d测量的数据对实体钢板进行折弯,将折弯后的钢板植入预定位置,并紧固螺钉,观察钢板敷贴效果、螺钉位置,并与虚拟内固定进行比较。
2结果
全部尸体骨盆标本均得到良好的髋臼骨折三维重建立体模型,能较好地显示骨盆结构的细节,方便地测量有关的数据;可以进行虚拟复位、内固定术,能沿任意轴旋转,便于全面细致的观察。在骨盆标本上内固定手术验证,均达到满意的预期效果,钢板与骨面贴合,螺钉长度、方向准确。
3讨论
髋臼骨折是创伤骨科领域的一个难题,不仅在于其严重的近、远期并发症,而且治疗上存在重建与活动双重功能的高要求,加上髋臼位置深,显露困难,形态极其不规则,毗邻重要血管神经等因素,所以骨折内固定要求极高。
术前仅依靠想象构建的手术规划存在一些难以克服的困难,首先是CT室医师三维重建出来的模型尚未完成复位,对于骨折线的判断以及重建钢板的植入位置、螺钉的选择,也仅只能通过经验进行判断,而无法进行三维空间的判断,由此制定出来的手术方案质量的高低,往往依赖于医生个体的外科临床经验与技能。往往只能粗略选择内固定钢板及螺钉,具体的尺寸和外形只能根据术中情况临时决定,一定程度上延长了手术时间及扩大手术范围;术中为使钢板适应骨折情况而反复折弯,致其力学强度下降而致隐患[2]。所以,每个髋臼骨折患者的复位、内固定方案都有差异,针对特定患者的个体化、数字化术前规划,更有利于手术质量、有利于患者康复[3]。
对形态结构复杂的髋臼骨折,三维重建、测量和虚拟手术有着不可取代的优势[4]。随着数字化虚拟技术的飞速发展,影像设备扫描精度的提高以及三维图像软件计算的改进,使三维重建模型在复杂人体结构中的应用研究成为现实。可以借助计算机、有关软件进行手术方案的三维设计,合理、定量地制定出手术计划,这对于选择最佳手术路径、减小手术损伤、提高定位精度、减少对邻近组织损伤、提高手术成功率等具有十分重要的意义,而且信息可供整个手术组成员共享,共享手术计划。虽然,虚拟手术环境与真实手术环境有一定差别,如在真实手术环境中,骨块有软组织附着,影响复位,且手术操作空间有限,螺钉的放置也不能轻易地放置在任何方向上,但有关手术设计、培训的数字化软件不断开发[5][6],相信数字化手术设计方法会随着数字化技术的发展而不断前进。
参考文献
[1]吴刚,王光林钢板螺钉置入内固定治疗髋臼骨折的进展及争议中国组织工程研究与康复,2008,12(39):77297733.
[2]Barei D P, O′Mara T J, Taitsman L A, et al Frequency and fracture morphology of the posteromedial fragment in bicondylar tibial plateau fracture patterns J rthop Trauma,2008,22(3):176182.
[3]Marvin Tile, David L, Helfet James FKellam骨盆和髋臼骨折主译:邱贵兴, 2006:389431.
[4]Fatterpekar GM, Doshi AH, Dugar M, et al Role of 3 d CT in the evaluation of the temporal bone Radiographics, 2006,26: S11732.