溶剂交换法广泛应用于水泥基材料的干燥和终止水化中。本文综述了溶剂交换对水泥浆体显微结构的影响。阐述了交换参数(样品尺寸、液-固比、交换时间和去除方法)的选取原则。重点论述了常见交换溶剂(异丙醇、丙酮、甲醇和乙醇)与水泥水化产物(氢氧化钙、水化硅酸钙和钙矾石)之间存在的物理化学反应。在交换参数和溶剂的影响下，对比分析了水泥基材料的孔结构参数(孔隙率和孔径分布)。最后提出了溶剂交换方法目前存在的问题及研究展望。

随着社会经济水平的不断提高，糖尿病患者的数量和比例正在迅速增加。目前糖尿病人的血糖浓度监测都是通过血糖仪实现，这种有创的方法不仅繁琐，还会给病人造成负担和痛苦，不适合作为糖尿病患者血糖浓度的长期监测手段。呼吸气体中的丙酮浓度可以反映人体的血糖浓度，因此，可以用无创的方式，通过测量呼吸气体中丙酮的浓度来达到对糖尿病人血糖浓度监测的目的。通过飞秒激光诱导的双光子聚合技术，在单模光纤端面制备了聚合物微柱，设计了一种用于丙酮气体浓度检测的新型光纤传感器。当构成微柱的聚合物材料吸收丙酮气体后，由微柱结构与光纤端面构成的法布里-珀罗干涉仪的反射光谱会发生相应的漂移。传感器对丙酮气体浓度的检测范围为1×10^－9～1×10^－3，检测下限达到1×10^－9，传感器具备对呼吸气体中低浓度丙酮气体检测的能力。该传感器具有高灵敏度、高集成度、简单易用等特点，有望通过无创的呼吸检测方式，成为糖尿病人血糖浓度检测的新手段。

通过检测人体呼出气体中的微量丙酮可以筛查出早期的糖尿病患者, 因此寻找能进行微量丙酮气体灵敏探测的材料是一个研究热点。本文计算4d金属杂质Mo、Ru、Rh、Ag掺杂金红石相SnO2(110)表面吸附丙酮分子后的表面电荷布居(氧化还原性能)、态密度、光学性质以及吸附稳定性, 讨论了4d金属杂质掺杂对金红石相SnO2(110)表面光学气敏传感特性的影响。研究结果发现: 各金属杂质对表面的氧化还原性能都有着不同程度的影响; 4d电子在费米能级附近形成杂质峰, 其中Ru-4d电子引入的杂质峰最大, 离费米能级最近, 对SnO2的禁带宽度改善最大; Ru掺杂对于金红石相SnO2(110)表面在可见光范围内(400~760 nm)的光学性质的改善相对于Mo、Rh、Ag掺杂也有着较大的优势; 所有的掺杂表面都能自发吸附丙酮分子, 吸附后稳定性为: Ru＞Rh＞Ag＞Mo。结论表明, Ru掺杂的SnO2作为较为有效的丙酮光学气敏探测材料, 有望通过探测人体呼出气体中的丙酮从而达到改善糖尿病的早期发现和诊断的效率。

采用激光共焦拉曼光谱法, 检测了丙酮/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)涂层液固化过程中溶剂的浓度分布。分别测定了丙酮、PMMA以及不同质量浓度的丙酮/PMMA涂层夜的拉曼光谱, 利用最小二乘法建立了PMMA、丙酮的峰强比与二者质量浓度比的关系。试验结果表明, 校准曲线的线性相关系数达99.9%以上, 通过实时测定得到的光谱可以获得PMMA与丙酮的峰强度比, 进而可以获得该时刻溶剂的浓度。

发射光谱(OES)是对等离子体过程进行检测和诊断最常用的方法，利用等离子体发射光谱，在甲烷/H2/Ar 和丙酮/H2/Ar 两种碳源体系下，对热丝化学气相沉积(HFCVD)金刚石薄膜过程进行了等离子体原位在线测量，研究了两种碳源下等离子体内部各基团种类、强度的差异，以及气压对丙酮体系中各种基团的强度影响。结果表明，两种碳源下主要的基团种类基本相同，但基团谱线差异非常明显。丙酮体系中CH 谱线最尖锐，并且无H2谱线，Ha随气压的增加而减小，其他基团均在3.5 kPa 附近出现最大值；CH4 体系中Ha 谱线强度最大，出现H2 谱线；Ar 基团在两个体系中出现谱峰所对应波长不一样，其中在丙酮系统中为433.36 nm，在CH4体系中为794.8 nm。

设计并构造了一种用于反光电子能谱实验的窄带通真空紫外光子探测器, 可以对能量在9.7 eV附近的光子进行计数.利用丙酮工作气体高通滤波与氟化锶窗口低能截止两种作用的叠加实现窄带通的效果.它的几何结构类似于一种特殊的盖革米勒型计数管, 内部填充低气压丙酮和氩气混合气体, 混合比例为1∶20.氟化锶作为入口窗, 阻止大于9.7 eV的光子进入, 而丙酮气用于捕获光子, 使低能光子不能产生信号.利用氘灯光栅单色系统对窗口温度同带宽的关系进行了精确校定, 使得探测器的光子能量带通宽度低于100 meV, 并可以通过变化氟化锶窗的温度, 使其可以被连续调整下降.温度控制系统的准确度可以达到±0.2 K.

为了在微流控芯片上形成封闭的微通道等功能单元,克服热压键合中微流控结构的塌陷和热压所致芯片微翘曲对后续键合的影响,提出了一种适用于硬质聚合物微流控芯片的黏接筋与溶剂协同辅助的键合方法.以聚碳酸酯(PC)微流控芯片为研究对象,通过热压法在PC微流控芯片上的微通道两侧制作凸起的黏接筋,通过化学溶剂丙酮微溶PC圆片的表面,然后将PC圆片与带有黏接筋的PC微流控芯片贴合、加压、加热,从而实现微流控芯片的键合.分析了键合机理,并对键合工艺参数进行了优化.实验结果表明:键合质量受丙酮溶剂溶解PC圆片的时间和键合温度的影响,能够保证键合质量的最佳键合温度为80~90°,溶解时间为35~45 s,芯片的键合总耗时为3 min.与已有键合工艺相比,所提出的黏接筋与溶剂辅助键合工艺有效提高了键合效率.该键合方法不仅适用于具有不同宽度尺寸微通道的微流控芯片,还可扩展用于不同材料的硬质聚合物微流控芯片.

本实验室分别选用无水乙醇和丙酮溶液为溶剂制成两种类型的辐射变色膜, 并对这两种辐射变色膜进行了60Co γ射线与紫外线辐照, 研究不同溶剂对辐射变色膜吸收剂量的影响。实验发现, 60Co γ射线与紫外线辐照后, 使用丙酮作溶剂的辐射变色膜变色效果比无水乙醇的更加明显。在相同的辐照剂量下, 使用丙酮作为溶剂的变色膜比用无水乙醇的光谱吸收峰(680 nm)值平均高65.5%。γ射线辐照时, 用丙酮作为溶剂的辐射变色膜变色的辐照剂量下限为0.5 Gy, 而用无水乙醇做为溶剂的为1 Gy; 紫外辐照时, 用丙酮为溶剂的辐射变色膜吸收峰处吸收剂量的线性响应区间为0～6×100 μJ/cm2, 而用无水乙醇做为溶剂的为0～36×100 μJ/cm2。

目前, 等离子体发射光谱应用于中频丙酮等离子体的研究鲜有报道。自建大气压氩∕丙酮喷射中频交流放电等离子体装置, 采用HR2000光纤光栅光谱仪对放电光谱进行记录, 并对实验中的光谱信号进行分析诊断。研究结果说明, 对大气压环境下, 使用氩气为“载气”, 对可挥发有机溶剂进行等离子发射光谱分析是一种可行的技术; 大气压下丙酮等离子体的活性成分和真空环境下丙酮等离子体产生的活性成分有很大区别, 氧元素对两种气压下等离子体活性成分有很大改变; 这种诊断方法对大气压下挥发性有机试剂的等离子体化学反应原理的研究, 有重要的指导意义。此外, 文中展示了大气压下丙酮沉积膜在两种光源下的形貌图, 结果说明在一定实验条件下得到了连续的沉积膜。