分子间复合物（共5篇）
分子间复合物 篇1
糖尿病血管病变最基本的病理改变就是动脉硬化,是糖尿病的慢性并发症之一,包括大血管病变和微血管病变,是糖尿病患者致残、致死的最主要原因。 血管内皮功能的损伤是动脉硬化的早期表现。 动脉硬化是一种炎症疾病。 糖尿病患者呈低度炎症状态,包括超敏C反应蛋白、肿瘤坏死因子-α 及一些细胞因子的过度表达。 研究表明,细胞间黏附分子-1(ICAM-1) 及血管细胞间黏附分子-1(VCAM-1)的过度表达参与动脉粥样硬化形成的发生和发展[1]。 本研究主要观察三黄片对糖尿病大鼠血管内皮的影响。
1材料与方法
1.1材料与仪器
6周龄, 雄性清洁级SD大鼠40只, 平均体重(220±20)g, 购于河北医科大学实验动物中心( 合格证号:1405034)。 链脲佐菌素(STZ)、柠檬酸钠:美国Sigma公司; 内皮素-1 (ET-1) 及一氧化氮(NO) 试剂盒:武汉博士德生物工程有限公司;兔抗鼠多克隆ICAM-1(货号:PB0054)及VCAM-1抗体(货号:BA3840): 武汉博士德公司;血糖仪(罗康全活力型):德国罗氏公司;日立7600-010全自动生化分析仪:日本日立公司;多功能真彩色细胞图像分析管理:美国Media Cybernetics公司。
1.2方法
1.2.1动物模型建立适应性饲养1周,随机抽取30只按文献[2,3]方法略作改进, 一次性腹腔注射STZ 60 mg/kg,72 h后尾静脉取血,测血糖≥ 16.7 mmol/L, 血糖平稳1周后,确定为糖尿病大鼠。 剩余10只大鼠设为正常组,腹腔注射等量的柠檬酸钠缓冲液。
1.2.2分组与给药糖尿病大鼠随机抽分为模型对照组10只及三黄片组(哈药集团三精制药有限公司) 10只,其余弃去不用。 实验期间大鼠自由进食水,喂食标准饲料,每天更换垫料。 三黄片组给予生药10 g/kg体重灌胃,三黄片每天临时配制,其余两组每日给予同等剂量生理盐水灌胃。
1.2.3采血与血管免疫组化持续给药8周后,隔夜禁食12 h,不禁水。 以3%戊巴比妥(80 mg/kg)腹腔注射麻醉,腹主动脉采血测定血脂、NO及ET-1。同时留取胸主动脉,制备病理切片,SP免疫组化染色,应用图像分析软件分析大鼠胸主动脉组织中ICAM-1及VCAM-1阳性表达。
1.3统计学方法
采用SPSS 13.0统计软件对数据进行分析和处理,计量资料以均数±标准差(±s)表示,自身前后对照比较采用配对t检验, 多组间比较采用方差分析组间多重比较采用Dunnett′s t检验,以P < 0.05为差异有统计学意义。
2结果
模型对照组1只死于继发性腹部感染(可能为腹部注射STZ导致),三黄片组死亡1只,死因不详。
2.1三组给药前后血糖水平比较
三组给药前后血糖水平分别比较,差异无统计学意义(P > 0.05﹚;模型对照组及三黄片组给药前、给药后的血糖水平高于正常组(P < 0.05﹚,但模型对照组与三黄片组比较差异无统计学意义(P > 0.05﹚。 见表1
注:与正常组比较,*P < 0.05
2.2三组血脂水平比较
三组总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇及低密度脂蛋白胆固醇组间比较差异无统计学意义(P > 0.05﹚ 模型对照组及三黄片组三酰甘油高于正常组(P < 0.05),但模型对照组与三黄片组比较差异无统计学意义(P > 0.05﹚。 见表2。
注:与正常组比较,*P < 0.05
2.3三组ET-1及NO水平比较
模型对照组及三黄片组ET-1水平较正常组升高(P < 0.05),三黄片组ET-1水平较模型对照组下降(P < 0.05);模型对照组及三黄片组NO水平较正常组降低(P < 0.05),三黄片组NO水平较模型对照组升高(P < 0.05)。 见表3。
注:与正常组比较,*P < 0.05; 与模型对照组比较,▲P < 0.05;ET-1:内皮素-1;NO:一氧化氮
2.4三组ICAM-1及VCAM-1比较
模型对照组及三黄片组ICAM-1及VCAM-1阳性表达明显高于正常组(P < 0.01),三黄片组ICAM-1及VCAM-1阳性表达明显低于模型对照组(P < 0.01)。 见表4。 正常组可见少量ICAM-1(棕黄色颗粒样)表达(图1A),模型对照组及三黄片组可见大量的ICAM-1表达(图1B、1C);正常组可见少量VCAM-1 (棕黄色颗粒样)表达(图2A),模型对照组及三黄片组可见大量的VCAM-1表达(图2B、2C)。
注:与正常组比较,*P < 0.01;与模型对照组比较,▲P < 0.01;ICAM-1:细胞间黏附分子-1;VCAM-1:血管细胞间黏附分子-1
A:正常组(微弱表达);B:模型对照组(强表达);C:三黄片组(中等表达)
A:正常组(微弱表达);B:模型对照组(强表达);C:三黄片组(中等表达)
3讨论
糖尿病合并血管病变早期特征即动脉粥样硬化糖尿病动脉硬化是糖尿病大多数慢性并发症的共同病理基础,血管内皮细胞功能的受损是动脉硬化的启动因素。 高血糖导致氧化应激的增加及一些炎性因子的过度激活,使血管内皮功能紊乱,导致ET-1分泌增加及NO分泌减少,进而引起血流动力学紊乱,血流动力学失衡又会加重血管内皮损伤,其损伤是糖尿病动脉硬化的共同病理表现及重要原因[4,5]。 慢性炎症是动脉粥样硬化形成与进展的重要的独立危险因素[6]多种炎性因子如C反应蛋白、白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-α 等介导的炎性反应与2型糖尿病血管并发症的关系密切,在糖尿病血管病变的发病机制中发挥重要作用。 大量证据显示,炎症导致细胞黏附分子异常、白细胞附壁等,最终引发内皮细胞功能异常,甚至凋亡。 ICAM-1及VCAM-1属于免疫球蛋白超家族成员,主要表达于血管内皮细胞、淋巴细胞、单核细胞等。 VCAM-1可引起表面效应细胞活化,免疫反应被启动,介导淋巴细胞等与血管内皮细胞黏附,损伤血管内皮,导致血管功能障碍[7]。 研究表明,动脉硬化的发生和发展与VCAM-1等黏附因子的过度表达相关[8]郑永强等[9]研究表明,抑制ICAM-1及VCAM-1的表达,可以防治糖尿病性动脉粥样硬化。
三黄片的主要成分为大黄、黄芩、盐酸小檗碱,有较多研究表明, 其组分具有抑制炎性因子表达的作用。 研究表明,大黄具有降低大鼠ET-1及升高NO的作用, 能够保护糖尿病大鼠内皮依赖的血管舒张功能,且能抑制ICAM-1及VCAM-1的表达,具有抗动脉硬化作用[10]。 小檗碱能降低肾脏血管内皮生长因子的表达,并能改善糖尿病肾病大鼠发病过程中的生化指标和肾脏病理损伤[11];小檗碱可减少白细胞介素-6及肿瘤坏死因子-α 的分泌, 减轻内脂素诱导的人脐静脉内皮细胞损伤[12];陶婷婷等[13]研究表明,在高胰岛素条件下, 人脐静脉内皮细胞分泌前列环素2(PGI2) 减少、ET-1增多;0.50、5.00 g/m L的小檗碱可提高人脐静脉内皮细胞对PGI2的分泌水平,减少ET-1的分泌,呈反向调节作用;朱凌波等[14]研究表明,小檗碱可显著降低高脂饮食兔血清总胆固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白胆固醇水平,显著降低血清氧化低密度脂蛋白、脂蛋白相关磷脂酶A2、 单核细胞趋化蛋白-1、 基质金属蛋白酶-9水平, 升高血清基质金属蛋白酶抑制物-1水平, 可显著改善动脉硬化病变程度及稳定斑块,其机制可能与小檗碱能显著降低血清各项炎症标志物水平等作用有关。 李淼等[15]发现,三黄方及方中大黄、黄芩、黄柏在浓度范围100~1.5625 mg/L对小鼠巨噬细胞RAW264.7细胞无显著毒性,三黄方通过抑制细胞因子NO、白细胞介素-1β、前列腺素E2、 肿瘤坏死因子-1α 释放发挥其抗炎作用。
卢聪等[16]研究表明,大黄素抑制血管平滑肌细胞增殖。 大黄酸能改善过氧化氢(H2O2)诱导损伤的血管内皮细胞形态,促进其增殖,抑制其凋亡,提升NO、一氧化氮合酶(NOS)的含量和超氧化物歧化酶(SOD)的活力,对血管内皮细胞有一定的保护作用[17]; 大黄酸能抑制白细胞介素-6诱导的血管平滑肌的促增殖作用和表型转换, 可能与调节基质金属蛋白酶-3/基质金属蛋白酶抑制剂1比值及增殖细胞核抗原的表达[18]。 景浩然等[19]研究表明,大黄酚可以在不影响小胶质细胞的细胞活性情况下,显著抑制内毒素(LPS)诱导的小胶质细胞炎性因子NO、肿瘤坏死因子-α 的表达。 李岩等[20]研究表明,黄芩苷能减少炎性因子肿瘤坏死因子-α 的过度表达, 其作用机制可能与黄芩苷抑制LPS引起的巨噬细胞CD36表达有关,从抗炎角度初步探讨了黄芩苷抗动脉粥样硬化的作用机制。 黄芩苷还可能部分通过上调NOS活性,增加NO含量, 从而实现抑制血管平滑肌细胞增殖的作用[21]。
本研究结果显示,复方清热类中药三黄片对糖尿病大鼠血糖及血脂无影响。 三黄片具有明显抑制ET-1升高、抑制NO降低的作用,但不能到达正常水平,推断其对血管内皮具有保护作用。 糖尿病大鼠胸主动脉ICAM-1及VCAM-1表达上调,表明其在糖尿病血管病变的发生、发展中起作用,而三黄片可以明显抑制血管ICAM-1及VCAM-1的表达。 本研究发现,三黄片具有改善血管内皮功能,同时抑制糖尿病大鼠早期ICAM-1及VCAM-1的过度表达,具有防治糖尿病血管病变的作用。
综上所述,三黄片对糖尿病大鼠血糖、血脂没有影响,其对糖尿病血管的保护作用不是通过降低血糖实现,可能是通过多环节、多靶点实现。
分子间复合物 篇2
【教学目的】
1、知道分子间同时存在引力和斥力，实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力
2、知道分子力的引力、斥力和合力随间距变化的规律
3、知道合力为零时的特殊值r0的数量级，知道合力趣于零时的分子间距是10 r0
4、能用分子力的规律解释某些简单的现象 【教学重点】
分子力的引力、斥力和合力随间距变化的规律；用分子力规律解释一些简单的现象 【教学难点】
分子间同时存在引力和斥力的理解 【教具】
铅块、小刀 【教学过程】
○、引入
学生答问：
1、扩散现象能够说明什么样的问题？
2、大的布朗微粒和小的布朗微粒谁受到的分子撞击力的合力较大？
前面介绍了分子动理论的两个观点，今天继续学习第三个——
一、分子间存在相互作用力
理论论证：间隙→力的约束。
实验证明：演示——两块铅能够被压迫后粘在一起。学生上台体验…
正面介绍其它素材„（粉笔的笔迹能留在黑板上；胶水„）过渡：分子间的作用力的实质是什么？
二、分子间同时存在引力和斥力
探讨1：是不是由万有引力引起？
相距4×10-10 m的两个氦分子，万有引力是7×10-42 N，但测量表明，其间的分子力是6×10-23 N，他们相差1019倍！
探讨2：是不是弹力？
学生进行…
正面介绍：分子间的相互作用力是一种极其复杂的力，但从性质（产生的根源）上来讲，并不是一种基本力。它们是由组成一分子的电子及原子核与另一分子的电子及原子核相互作用而产生的。虽然每一个分子整体显现电中性，但当它们距离很近时，分子之间的电荷相互作用力会使每个分子的正电、负电物质的分布发生微妙的变化（可以理解为正电荷的“重心”和负电荷的“重心”不再重合；而且，距离越近，这种偏离就越严重），致使整体的合力不为零。计算表明，这种分析是合理。所以，分子力的实质是电磁力。
分子力的复杂性不仅仅体现在实质分析较难，还体现在另一个重要的事实：那就是，分子力同时存在引力和斥力。而我们通常感觉到的分子力则是引力和斥力的合力。
这一事实是怎么被检测和发现的呢？这里我们不便介绍。现在先介绍一下这两种力、以及它们的合力的变化规律——
三、分子力跟分子间距的关系
板图：教材P75图11-6
1、引力图象介绍；
2、斥力图象介绍；
提问：这个图象表明，引力函数和斥力函数各自是增函数还是减函数（提示：对于矢量，这里只能谈大小的增减）？
学生：均为减函数。（补充介绍：它们是一个比较复杂的幂函数。）提问：除了方向外，这两条图线还有什么区别？ 学生：减小的幅度不同。（补充介绍：幂次方不同。）
3、合力图象介绍。描点；特殊点的位置描述（标示在图上：r0的数量级为10-10）„
提问：我们又该怎样描述合力函数的增减性？ 学生：先减后增再减。（补充描述、板书：当r→10r0时，合力趣于零。）提问：方向变化若何？ 学生：排斥变为吸引。
这个合力的变化情况显然比较复杂，但我们如果和一些相关的事实联系起来理解，就会发现这个规律的正确性——
事实1：固体或液体在常态下，既不会自发膨胀，也不会自发收缩… 事实2：当我们压缩固体或液体时，会感到非常吃力… 事实3：当我们拉伸物体时，会感到吃力… 事实4：被拉断的物体一般很难接上…
思考启示：从某种程度来讲，分子力合力的这种变化规律，有点象什么力的变化
学生：弹簧弹力。（说明：定量规律当然复杂得多。）
四、小结
本节我们学习了分子力、分子力的变化规律。通过学习，我们知道了分子力是一种极其特殊的力，象这样性质相同又会同时施加两种作用的情形我们过去还没有遇到过。而且，人们宏观上的感受，必然只能感到分子力合力的效果。这就使得我们要记住分子力的特征很不容易。
五、作业布置
阅读教材；
教材P76第（1）（2）（3）（4）上作业本；
《优化设计》P61“夯实基础”部分，做在书上。【板书设计】
注意“教学过程”的灰色部分，即是板书计划。【教后感】
好，真的很好，一堂如此“边缘”的物理课能够上出这样的感觉，非常不易。充分的准备是关键。对“变化规律”的挖掘程度很合适，事实的调用方面，分量也很恰当。学生能积极地反映，和谐地完成教与学的合作，整个课堂活跃、融洽。
板书很少，但是少得有理、少得有力。
导电高分子复合材料 篇3
关键词：导电高分子复合材料；导电性；应用
中图分类号：TQ 316 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）06（a）-0000-00
导电高分子材料就是在高分子材料的基础上，根据使用的要求，加入了相应的导电体，经过多重技术的处理之后，使其具有了较高的导电能力。而由于这种材料在制造的过程中，使用对材料的要求不高，使用的技术加工手段简单，使用的生产成本较低，导电性能较好等原因，受到了社会各界的广泛重视。因此，为了使导电高分子复合材料在当前阶段中更好的应用，在当前的科学研究中，加强对其进行研究成为了必然趋势。
1导电高分子复合材料的导电理论
1.1 统计渗滤模型
在高分子复合材料的导电理论中，首先就是统计渗滤模型，这一模型通常是几何模型为基础上建立的，就是将复合材料中基本物质使用一定技术将其抽象化，使其存在一定形状的分散体系，然后根据一定的机理要求，将其进行重新的排列，使其重新组合成一个整体，使高分子材料中的基本物质成为了连续相，而加入的导电体材料根据其功能的不同，有些成为了连续相，有些成为了分散相，这些有效的分散相以及连续相，就在导电高分子复合材料中构造出了导电通道。在这一模型的基础上，对导电高分子复合材料的电阻率与导电体进行深层次的分析，在两者之间建立相应的联系。最具有代表性的就是在建立统计渗滤模型时，根据不同的需求，将基本物质抽象为形状、大小不同的球型、规则的多面体等，同时将导电体抽象成连续性的珠串等[1]。这种模型有效的将高分子材料的导电理论进行了阐述，但是其也具有一定的缺点，就是其只能使用在较为简单的复合材料中，复合材料中只能有一种基本物质以及导电体材料，对于具有多种基本物质或者导电体材料的复合材料时，虽然也能建立相应的模型，但得到的理论与实际之间会存在较大的差异。
1.2热力学模型
随着统计渗滤模型的使用，人们逐渐的发现其有一些缺点，例如在构建模型时，往往忽略了基本物质与导电体之间的作用关系，使得到的结果具有一定的偏差，不满足当前社会发展的需求，在这种情况下，就研究出了热力学模型来对导电高分子复合材料导电理论进行了阐述，使结果得到了很大的改进。这一理论是以热力学原理的基础上建立的，在这项理论中，认为构建导电通道的过程中，导电体处于临界状态的体积与模型中多余的自由能具有一定的联系，当模型中多余的自由能达到一定的程度后，就会在模型的内部自动的构建出导电通道。并且，高分子材料中基本物质的熔融粘度较大，更好的阻止了平衡相的分离；导电体粒子的直径较小，更好的帮助平衡相分离。使用这种模型来对导电高分子复合材料进行阐述与实际更加接近[2]。
2导电高分子复合材料的特殊效应理论
导电高分子材料的性能往往不是一成不变的，在特定的环境中，其性能也会逐渐的在变化着。例如一些导电高分子复合材料在拉力或压力的作用下，就会出现一些特别的效应，例如压敏效应、拉敏效应等，可以根据这些特殊的效应来对地导电高分子复合材料进行阐述。
在压敏、拉敏效应理论中，可以利用通道理论对其进行阐述。在不同的高分子材料，所中具有的临界范围不同，在压敏的情况下，材料中的导电体相对就不是很多，使得导电体的分布不是很好，无法直接构造出导电通道，如果在这时向复合材料施压，压力不是很高时，没有达到材料的最大临界值，复合材料仍然具有高阻态；当所施加的压力过高时，超过了最大临界值，就会使复合材料发生一定的形变，使其内部构建出了导电通道，从而使其具有了导电性。在拉敏的情况下，材料含有大量的导电体，其内部具有一定的导电通道，这时在对其使用拉力时，当垃圾过大，超过最大临界值时，复合材料就会发生形变，致使其全本具有的导电通道遭受了损坏，从而使复合材料不在具有导电性[3]。
3导电高分子复合材料的应用以及发展趋势
3.1导电高分子复合材料的应用
导电高分子的原材料一般为聚合物或者具有导电效果较强的填充物，随着科学技术的不断发展，目前已经成功研制出了具有良好导电性的高分子复合材料，且随着高分子复合材料的广泛应用，也增加了抗静电、电磁波屏蔽等功能，使得导电高分子材料获得了巨大的技术突破，目前，根据导电高分子材料的性能不同，可以将其分为半导体材料、高导电体材料、热敏导体材料等，其材料成分不仅有金属材料，如铜、铝等，同时也含有碳系聚合物，大大增加了导电高分子复合材料的稳定性，同时降低了制作成本。另外，由于导电高分子复合材料的优点，使得基于传统的工作方式有了极大程度的改善，如在开关元件生产过程，传统的导电材料的在开关中虽然能够保证电流的有效传输，但是金属材质会产生无用功率，同时导体过热还会引发安全事故，因此，在开关元件的生产中应用高分子复合材料，能够有效的保护用电安全，同时，利用高分子复合材料的热效应，能够制作出热敏传感器，提高能源的利用率，另外，导电高分子复合材料也在航电器的制作、煤电系统、建筑施工中有着广泛的应用[4]。
3.2 导电高分子复合材料的研究进展
由于高分子复合材料具有非常良好的应用前景，因此，我国重视并鼓励高分子复合材料研究的创新和发展，但是高分子复合材料具有较强的不稳定性，其性能容易受到制作工艺、制作环境等外在因素的影响，近年来，先进的导电理论指出寻研制能与复合材料稳定结合的导点模型是未来高分子复合材料的研究发展方向。随着科学技术的不断发展，目前已经得出复合体系的构建是建立导线模型的前提要素，利用拓扑学方法能够有效的对复合材料的参数进行测量，同时能够有效的观测出不同添加剂对导电高分子复合材料的影响。由于高分子复合材料必须具有实用性，因此，导电高分子复合材料的研究上也偏向于增加其稳定性、轻便型、降低制作工艺与成本，同时使导电高分子复合材料能够适应不同的温度及湿度，扩大导电高分子复合材料的应用范围，尽管在理论研究上存在诸多的困难，但是在应用方面已经取得了巨大的突破[5]。
4 总结
综上所述，在现阶段的发展中，导电高分子复合材料占据重要的作用，有效的对其进行使用，可以更好地促进社会的发展。并且随着不断对其进行研究，相关的理论知识已经得到了一定的发展，处在了一个瓶颈阶段，很难在使其继续发展。因此，在当前阶段对导电高分子复合材料进行研究时，就要向着应用方面进行研究，使其在实际中起到更大的作用，有效的促进我国社会的发展。
参考文献
[1]陆昶，胡小宁，赫玉欣等.特殊形态结构导电高分子复合材料的电学性能[J].材料研究学报，2012，07（01）：37.
[2]屈莹莹，赵帅国，代坤等.各向异性导电高分子复合材料的研究进展[J].塑料工业，2012，06（05）：22.
[3]徐晓英，王世安，王辉.复合导电高分子材料微观网络结构及导电行为仿真分析[J].高电压技术，2012，10（09）：2221.
[4]许向彬.通过微观形态控制降低导电高分子复合材料逾渗值的研究进展[J].高分子通报，2009，09（07）：36.
高中物理分子间的作用力教案 篇4
设计理念 1.《高中物理新课程标准》的课程理念和课程目标。
2.科学探究的教学理念：创设问题情境→作出假设→实验→作出结论→运用。 教学目标 知识与技能 1、知道分子之间存在间隙。
2、知道分子间同时存在引力和斥力，实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力。
3、知道分子间的作用力随分子间距离变化而变化的定性规律。
4、理解分子动理论的内容。 过程与方法 1、培养学生的观察能力和对知识的迁移能力。
2、培养学生建立物理模型，并类比思考的学习方法。 情感态度和价值观 1、理解分子间的作用力在科学技术，生活中的应用，感受物理与现实的相关性。
2、激发学生兴趣，扩宽学生视野，体验科学精神和态度在科学探究中的重要作用。 教学重点 1、分子之间存在着引力，斥力。
2、分子力的引力、斥力和合力随间距变化的规律。 教学难点 理解分子间作用力跟分子间距离关系的曲线及物理意义。 教学方法 建立宏观模型，启发思考，演示实验，讨论交流的思想方法。 教 具
学 具
多媒体课件，水，酒精，200ML量筒，烧杯，铅块，米粒等。
教学过程 教学活动 设计意图 创设情境
引入新课 经过之前的学习我们知道，物质是由大量的分子组成的，那么同学们有没有想过，许许多多微小的分子是以怎样的形式结合成我们所看到的所看到的宏观的物质的呢?今天我们就来学习分子间的作用力。
运用分子间的作用力，可以解释很多生活中常见的现象，比如在拔河比赛中使用的绳子，虽然两端承受着很大的压力，但是绳子却不容易断裂，比如我们压缩固体时，会发现比较困难，另外，这部分的知识还广泛的运用到了科学领域，特别是精密的光学仪器制造方面，所以大家要认真的学好这堂课。
提出疑问引发学生思考，激发学习兴趣，并联系生活与科学技术，强调所学内容的重要性。
新课教学
一、分子之间有间隙
建模：既然物质是由大量的分子组成的，我们知道，分子很小，不容易观察，为了方便大家的理解，老师用米粒来代替分子，假设这个物块就是由许许多多的米粒组成的。
设问引导：大家看，由于米粒有自身的形状和大小，米粒之间存在着间隙，那么组成物质的分子之间是否也存在着这样的间隙呢?带着这个问题，我们来做一个实验。
演示：展示盛有100ml水的量筒，并让学生自己读数，再向烧杯中注入100ml酒精，让学生读数并通过闻味确定是酒精这种物质。将水与酒精混合，观察混合液体总体积。
图(1) 分子之间有间隙
引导学生分析实验现象得出结论：水和酒精都是由分子组成的，如果分子之间很紧密，没有间隙的话，100ML的水和100ML的酒精混合，应该能得到200ML的混合液体。而实际结果小于200ML，证明了分子之间有间隙。
建模：这就好比向米粒中掺入细沙，由于沙子很细小，会渗入到米粒的间隙中去，这样，我们得到的沙子和米粒的总体积就会小于原来二者的体积之和。
联系实际：举出一些能够说明气体或者固体也存在间隙的例子。
总结：无论是固体，气体，还是液体，分子之间都存在着间隙。
二、分子之间有引力
建模并设问：我们继续用米粒模型进行研究，可以看到，米粒很松散，没有固定的形状和大小，而我们日常生活中看到的宏观物体是有固定的形状和大小的，同学们想一想，如果我要使这些松散的米粒形成固定的形状，我可以怎么做呢?
总结学生回答：学生想法有一个共同点，就是当米粒之间有粘粘的力的作用的时候，他们就可以形成固定的形状了。那么由此我们又可以猜想，组成物质的分子之间是否也会存在着这种粘粘的或者说吸引的力的作用呢?
讲解课本实验：课本上有一幅照片，这是将两个表面很平整的铅块用力压合到一起，然后再在挂上一个勾码拍下的照片。
引导学生分析实验现象得出结论：对下面的铅块进行受力分析，可以知道，铅块收到自身的重力和砝码的拉力，这两个力的方向都是向下的，如果铅块要能静止的话必须受到一个向上的力的作用。这实际上就验证了我们的猜想，正是由于断面间的分子有引力的作用，下面的铅块才不会掉落下来。通过这个实验，我们知道了，分子之间的确存在着引力。
三、分子间引力大小与距离的关系
设问：请看大屏幕，屏幕上是一面破碎的镜子，我们知道破镜是难以重圆的，那么我们既然可以用分子间的引力使两个铅块压合到一起，为什么我们却不能用同样的方法是破镜重圆呢?
学生思考讨论：请同学们带着这个问题阅读课本第8页的图7.3-2，自己寻找答案，在屏幕上老师给出了4点提示，大家可以根据提示寻找答案。
1、图像描述的是哪两个物理量间的关系?
2、随着r变大，f如何改变?
3、r增大到r’时，f大小怎样?
4、破镜的断面是否平整?
教师总结：图像描述的是分子间的引力随分子间距离的变化关系，可以看到，随着分子间距离的增大，曲线离横轴越来越近，也就是说，引力越来越小，当分子间的引力减小到某个值的时候。分子间的引力就很小，可以忽略了，这个位置约是10-9次方米。由此我们就可以知道，分子间的引力是一个短程力。这也就是破镜难以重圆的原因，由于镜子的质地比较坚硬，而且镜子的断面比较粗糙，我们很难使分子间的引力达到作用范围内，所以破镜难以重圆。而我们实验中使用的铅块，质地比较软，而且表面光滑，所以实验可以成功，但仍需要很大的外力压合。
联系实际：虽然我破镜难以重圆，但是随着科技的发展，人们已经可以是破镜重圆了，大家看大屏幕，相机和棱镜都是比较精密的光学仪器，在制作这些光学仪器的时候，我们需要将两块折射率不同的玻璃压合到一起，如果我们使用胶水的话会引入第三种物质，使得镜片的质量下降，这时我们就可以将玻璃表面磨平，然后均匀的施加一个很大的压力，这样，镜片就利用分子间的引力压合到一起，得到高质量的镜片了。
四、分子之间有斥力
设问：刚才我们学习了分子间的引力，那么同学们思考一下，既然物质分子间都存在引力，那么为什么老师想把这些米粒压缩到一起仍然比较困难呢?
总结：固体和液体很难被压缩，用力压缩固体时，物体内会产生反抗压缩的弹力。这些事实都是分子之间存在斥力的表现。
运用反证法推理，如果分子之间只存在着引力，分子之间又存在着空隙，那么物体内部分子都吸引到一起，造成所有物体都是很紧密的物质。但事实不是这样的，说明必然还有斥力存在着。
五、分子间引力，斥力及合力的大小跟分子间距离的关系
(1)经过研究发现分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图1中两条虚线所示。
(2)由于分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。在图1图象中实线曲线表示引力和斥力的合力随距离变化的情况
(3)当r=r0距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，r0的数量级为10-10m，相当于r0位置叫做平衡位置。
当r
当r>r0时，引力和斥力都随距离的增大而减小，但是斥力减小的更快，因而分子间的作用力表现为引力，但它也随距离增大而迅速减小，当分子距离的数量级大于10-9m时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不计了。
六、分子动理论
前面三课时内学习的内容是对初中物理已学过的分子动理论的加深和扩展。总结起来，分子动理论内容是：物体是由大量分子组成的，分子做永不停息的无规则热运动，分子之间存在着引力和斥力。分子动理论是建立在大量实验事实基础上的，是解释、分析热现象的基本理论。
建立物理模型，帮助学生将微观概念想象成宏观物质。
分子间复合物 篇5
摘 要：随着高分子复合材料技术的不断发展，加强绝缘和双重绝缘的直流接触网势必会成为一种新兴的技术策略，由于高分子复合材料具有多种颜色可选择，可以和车站的建筑风格色调相协调，因此在城市景观效果上也比较突出，而高分子复合材料制品则不存在该类问题。
关键词：接触轨；复合材料；绝缘子
接触轨是安装在车辆限界外侧轨道旁的绝缘装置上的刚性导线，它在正常运行中可进行电力传输，并防止人员有意或无意接触。接触轨系统作为地铁供电系统的末端，是向电力机车输送牵引电能的唯一且没有备用的设备，其安装的可靠性直接影响到地铁供电系统甚至整个地铁系统的安全运营。根据受流位置不同，分为上部受流、下部受流和侧部受流3种安装形式，而不管哪一种安装方式，都涉及到接触轨的支撑、防护两大件非金属绝缘件，因此采用合适的非金属绝缘材料来保证接触轨安装的可靠、安全显得尤为重要。
1.接触网的运行现状分析
当前，凡在建地铁项目，只要是隧道内采用架空接触网都毫无例外地选择刚性接触网悬挂。从理论上讲，相对于柔性接触网，刚性接触 网具有净空要求低、维护工作量小、无下锚等优势。但是近年据运营单位反映：刚性悬挂接触线磨耗比柔性接触 网要大很多，受电弓滑板的更换周期也缩短了，其维护工作量并不比柔性接触网少，在实际应用中其优势仅仅体现在无下锚方面，因此刚性悬挂除适用于长大区间隧道外，在其他方面与柔性悬挂相比并无明显优势。柔性悬挂方案中的接触网，其绝缘子对隧道壁的空气绝缘距离是接触网安装悬挂的制约因素，如采用绝缘腕臂的弓形结构，其净空要求将降到最低，甚至低于刚性接触网的净空要求。所以在非长大区间内采用弓形绝缘腕臂将改善刚性悬挂条件下的弓网关系，减少接触线磨耗，延长受电弓的使用寿命。此外，在接触网零件中，零件的种类约200300种，而且95%以上都是由金属材料制成的，金属用量极大，若采用玻璃钢等树脂材料来作为零件，则可以大大节约金属特别是有色金属的需求量，有益于保护环境资源。
2.高分子复合材料的特性分析
2.1结构形状无限制
热固性复合材料的成型工艺与钢材和木材等传统材料不同。利用热固性复合材料的树脂改性技术和加工工艺，即可设计出耐高温性能、防火性能优异的复合材料与满足结构性能的构件。一般工业与民用领域中常见的热塑性复合材料所采用的树脂遇热软化或熔融而处于可塑性状态、冷却后又变坚硬，而且这一过程可以反复进行。因此，热塑性树脂虽然具有很多优点，但也存在强度、硬度、耐热性、尺寸精度等较低，力学性能受温度影响较大，耐负荷变形大等缺点，所以较难在重要的工程领域中应用。热固性复合材料除具有密度低、导热系数低、良好的绝缘性及物理力学性能等基本性能外，还具有其他材料所不具有的特性。
2.2性能的可设计性
常规材料由于有固定的物质成份，因此就有相对固定的性能，而热固性复合材料没有特定的物质成份，所以也就没有固定的性能。实际应用中往往根据使用对象对材料性能和形状的要求来选择其基体材料、增强材料和成型工艺。也就是说，复合材料的性能是可设计的。由于复合材料的性能可设计，使其应用范围很广，例如，可以根据使用环境条件的要求设计出防腐、保温、透光等材料，也可根据使用功能要求设计出轻质、高强、绝缘、导电、透波、吸波及耐磨等材料，以及可对外界环境变化做出反应的“机敏”复合材料。
3.地铁的热固性复合材料
3.1提高热固性复合材料性能
通过研究树脂基体的改性、玻璃纤维增强材料的敷设方式，以及依靠制作工艺的改进来提高热固性复合材料的性能，使其性能和造价均能满足地铁工程的要求。通过调整树脂的分子结构及材料组成获得具有较好防火性能及耐热性能的复合材料。合理设计增强纤维的用量及铺设形式，获得理想的力学性能并降低生产成本。改善成型工艺，获得理想的制品并提高生产效率。
3.2提高热固性复合材料性能
复合材料一般由基体材料和增强材料两大组分构成，各组分材料之间具有明显的界面，宏观上呈现出“各向异性”的特征。复合材料按其基体材料的性质可分为金属基复合材料、无机非金属基复合材料和有机（树脂基）基复合材料三大类。提高热固性复合材料性能的主要成果经多次试验与配制，课题组所研制的热固性复合材料具有良好的防火性能、机械性能及耐高温等性能，可称为高性能的热固性复合材料。
3.3提高地铁工程的延展性能
从地铁工程需要出发，采用所研发的高性能热固性复合材料分别制造了各类电缆支架、疏散平台、DCl500V供电轨支座及防护装置等构件。特别是电缆支架与疏散平台一体化构件，有利于减少隧道的作业工序、减少各类支架平台安装对隧道结构的损伤，也有利于今后运营对电缆的维护与检修。由于热固性复合材料的结构形状可设计性强，可按各类工法施工所构筑的隧道形态制造各种类型的电缆支架。例如，适用于明挖区间隧道直形墙体的支架、圆型及马蹄形隧道墙体安装的弧形支架，适用于电缆数量有一定变化的区段安装的多层支架等。供电轨的支座与防护装置需在高电压条件下工作，材料的绝缘强度是必须保证的指标，供电方式尚需延伸到地下线路，因此其防火性能也类同于电缆支架。此外，为保证列车的受电靴与供电轨之间具有良好的动态接触关系，还需具备机械强度和抗冲击能力。目前试制的DCl500V供电轨的支座与防护构件除防火性能较好、力学性能指标均达到设计要求外，其主要的电气性能可达到：绝缘电阻2.9×1013Ω；体积电阻率1.1×1013Ω·m；电气强度20kV、mm。防护罩成型工艺采用密封拉挤成型，制品精度高、外观更好。
4.结束语
高分子复合材料在地铁工程中的应用，不仅能够填补国内材料应用领域的空白，而且还能有效地解决长期困扰地铁界的一些技术难题、降低地铁工程的全寿命周期成本，同时为地铁领域的技术进步提供了必备的条件。我们相信，随着材料科学的进一步发展和应用空间的拓展，地铁工程材料应用技术将面临一场革命性的进步。
参考文献：
[1]陈绍杰.先进复合材料的民用研究与发展[J].材料导报，2014