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[期刊] 林业科学
[作者]
余雁 江泽慧 任海青 费本华
对国外管胞细胞壁力学的研究历程和现状作了较为全面、详细的评述 ,重点介绍了管胞主要力学性质的实验测定方法和一些重要的细胞壁力学模型 ,最后对我国木材科学界如何开展管胞胞壁力学研究提出了几点建议
关键词：
单根木材纤维 细胞壁 力学性质
[期刊] 林业科学
[作者]
黄艳辉 费本华 余雁 赵荣军 王小青
采用水溶性低分子质量酚醛树脂处理杉木试样,使用纳米压痕测试技术对其管胞细胞壁的弹性模量和硬度进行测试。结果表明:处理试样管胞细胞壁的平均弹性模量和硬度比对照试样分别增加了32.94%和32.93%。使用紫外显微分光光度计分析得知,处理试样管胞细胞壁的吸光度远高于对照试样,说明低分子质量的酚醛树脂能够扩散进入到纳米级孔隙的杉木管胞细胞壁S2层内,并最终引起细胞壁力学性质的增加。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
金枝 陈倩 代琳心 马建锋
木质纤维细胞壁主要是由纤维素、半纤维素以及具网络结构的木质素交联形成的高度有序的三维立体结构，是植物最基本的力学承载单元。本文首先概述了国内外有关木质纤维细胞壁中纤维素、半纤维素和木质素3种结构大分子的模量、强度等微力学特性，其次就纤维素-半纤维素、纤维素-木质素以及半纤维素-木质素大分子间的交联结构、分子间的有序组装规律进行了总结。在此基础上对比分析了光学显微成像、电子显微成像、原子力显微成像、显微红外光谱、线偏振显微拉曼光谱和频振动光谱以及同步辐射X射线衍射技术在细胞壁大分子取向研究过程中的异同点。重点讨论通过分子光谱化学成像技术揭示的木质纤维原料不同类型细胞以及同一类型细胞不同亚层中3种结构大分子取向排列规律。最后，展望了木质纤维原料大分子取向研究可能的发展趋势：系统表征木质纤维细胞壁纤维素超分子结构、三大组分间连接键类型、纤维素构象对半纤维素糖苷键及木质素芳香环有序组装的影响机制；在纳米尺度揭示木质纤维发育过程中，各类细胞壁中纤维素纤丝聚集体结构、取向及微力学变化规律；在细胞壁水平非破坏性的对木质纤维大分子取向进行三维立体成像和定量研究；基于分子结构表征、分子模拟和三维成像研究结果实现针、阔叶及禾本科植物纤维细胞壁骨架模型构建。
[期刊] 林业科学
[作者]
李安鑫 吕建雄 蒋佳荔
木材流变学主要研究木材在应力/应变、温度、湿度等条件下与时间因素有关的变形规律和机制,以研究木材的黏弹性为主要内容。木材发生形变时,其实质承载结构是细胞壁,细胞壁的壁层构造和化学组分对其黏弹行为有显著影响,深入了解木材细胞壁结构及黏弹性质对于实现木纤维/塑料复合材料和制浆造纸工艺的高效设计具有重要意义。本文围绕木材细胞壁S2层超微构造和细胞壁化学组分2个方面对细胞壁结构进行阐述,归纳S2层微纤丝角和化学组分对木材细胞壁黏弹行为的影响规律,并从分子水平上解释其作用机制,总结动态力学分析技术和纳米压痕技术在研
关键词：
木材 细胞壁结构 黏弹性 流变学
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
马尔妮 王瑜瑶 李京予 仲翔
木材是一种具有多级孔隙结构的天然可再生资源，其孔隙构造尤其是细胞壁孔隙结构至关重要。细胞壁孔隙结构的研究是木材加工的理论基础，对于提高木材综合利用率具有重要的现实意义。本文简要介绍了木材孔隙的种类及其表征技术，在此基础上梳理了水分对木材细胞壁孔隙结构影响的相关研究成果，总结了目前由水分引发的木材细胞壁孔隙结构变化领域仍存在的一些问题与挑战，对未来的发展方向及其前景进行展望，以期为深入揭示木材与水分的相互作用提供参考。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李柬龙 陈胜 李海潮 张逊 许杜鑫 史梦华 许凤
【目的】研究轻木化学组成、纤维细胞壁分层结构和纤维素聚集态结构，探究其对力学性能的影响，为厘清轻木细胞壁超微结构与力学性能之间关系，提高其利用附加值奠定理论基础。【方法】将轻木与我国常见阔叶木树种杨木进行对比研究，采用水解法分析两者的化学组成；用透射电子显微镜、共聚焦拉曼显微镜等表征纤维细胞壁分层结构、微区化学和纤维素聚集态结构特征。【结果】轻木与杨木乙酰基质量分数分别为9.52%和5.61%。轻木纤维细胞壁S3层厚度占细胞壁总厚度的5.49%，比杨木的（3.86%）高。轻木纤维细胞次生壁中微纤丝角最大为30°，比杨木的（40°）小。轻木胞间层、S2层中微纤丝取向排列比杨木相应壁层更加规整。【结论】与杨木相比，轻木木聚糖的乙酰化程度、细胞壁分层结构、纤维素聚集态结构均有明显差异。轻木木聚糖的乙酰化程度更高，纤维细胞壁S3层厚度占细胞壁总厚度的比例更高，S2层中微纤丝角更小，胞间层和S2层中微纤丝排列更加规整。以上发现从化学结构和超微结构方面解释了轻木高强轻质的主要原因，为解译木材细胞壁化学组成和超微结构与力学性能关系以及轻木的高值化利用提供了重要的理论参考。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
刘苍伟 苏明垒 王玉荣 赵荣军
木质素是木材细胞壁的第2大化学组分,对树木新陈代谢和生长发育具有重要作用,但木质素的存在阻碍了木材资源作为木质纤维材料的利用。文章分别详细阐述了木质素基因调控对木材细胞壁组分和组织细胞微观结构两方面影响的研究进展,以期为优质速生人工林的选育和培育提供科学理论依据,并在前人研究成果的基础上进行了展望。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
余雁 费本华 张波 王戈
该文利用原位成像纳米压痕技术研究了针叶材管胞细胞壁不同壁层之间在纵向弹性模量(MOE)和硬度方面的差异.结果表明,当压针从细胞壁的纵向压入时,细胞壁变形机制以塑性变形为主;细胞壁纵向弹性模量和硬度在细胞壁厚方向的分布不均匀.S3层与细胞腔交界处、S1层与复合胞间层(CML)交界处的弹性模量和硬度均明显小于次生壁(SW)S2层.此外,相邻管胞次生壁S2层之间的弹性模量和硬度也存在一定差异.ANOVA分析表明,杉木管胞、马尾松管胞次生壁的弹性模量均显著大于复合胞间层,但两者之间的硬度差异不显著.虽然马尾松成熟材管胞次生壁的纵向弹性模量和硬度均大于幼龄材,但差异的程度不同.弹性模量前者比后者约大40...
关键词：
纳米压痕 原位成像 管胞 弹性模量 硬度
[期刊] 海洋水产研究
[作者]
刘晓云 张学成 朱清华 谭金山
为进行经济海藻枝管藻细胞壁多糖和胞外多糖的超微定位,本文以钌红电镜细胞化学方法制备枝管藻透射电镜样品。结果表明,钌红染色方法不仅比常规电镜制样方法能够更完整地显示海藻细胞壁的超微结构,而且使枝管藻多糖在细胞壁内、外的分布在透射电镜下直观可见:细胞壁内的多糖物质主要呈多层紧密排列的微纤维状,细胞表面的多糖物质则呈松散的网状。本结果为研究海藻细胞壁的超微结构和海藻吸附重金属的作用部位提供了技术支持。
[期刊] 林业科学
[作者]
郭联华 尹佟明 李淑娴 黄敏仁 王明庥
结构蛋白是细胞壁的重要组成成分。最早发现的细胞壁结构蛋白是伸展蛋白,它在初生壁中约占壁干质量的1%～15%。广义的伸展蛋白是一类富含羟脯氨酸的糖蛋白(HRGP),狭义的伸展蛋白则特指具有Ser-Hyp4重复模体的HRGP分子。以往的研究发现伸展蛋白主要功能是控制细胞的正常伸展,增强细胞壁的机械强度。近年来在拟南芥中进行的伸展蛋白基因缺失突变研究结果显示,伸展蛋白也参与细胞壁的初始形成过程,这是不同于以往对细胞伸展蛋白认识的新发现。伸展蛋白翻译后修饰包括脯氨酸残基羟基化、羟脯氨酸与丝氨酸残基糖基化,在过氧化物酶催化下,形成分子间与分子内交联,通过直链和支链连接进行分子组装。由于伸展蛋白是细胞壁结...
关键词：
伸展蛋白 交联作用 糖基化
[期刊] 林业科学
[作者]
吴燕 周定国 王思群 邢成 张洋
利用纳米压痕仪对2种农作物秸秆纤维细胞壁的纳米力学性能进行研究。结果表明:麦秸纤维细胞壁纵向弹性模量高于稻秸纤维细胞壁纵向弹性模量,其数值分别为20.8和19.4GPa;2种秸秆纤维细胞壁硬度数值分别为0.65和0.50GPa。在纳米尺度下,秸秆纤维细胞壁纵向弹性模量低于多数阔叶树材,但高于针叶树材和再生纤维素纤维,其细胞壁硬度的平均值高于木材及再生纤维素纤维。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
韩立亮 宋桂龙
为研究人工边坡立地条件下木本植物根系固土护坡的力学机制，以京承高速（３期）边坡为例，对榆树、紫穗槐、刺槐、胡枝子４种木本植物共３９５个根样进行室内单根拉伸试验，然后按５个根系径级分类并分别测定其半纤维素、纤维素、木质素含量，系统分析植物根系材料的力学性能。结果表明：４种木本植物根系直径为０．９５～５．４２ｍｍ，抗拉强度为７．６６～３６．９４ ｍＰａ，抗拉力为２２．１８～４６４．５０ Ｎ。４种植物之间抗拉力、抗拉强度差异显著，从大到小依次为榆树＞紫穗槐＞胡枝子＞刺槐，根系抗拉力随根系直径增大以幂函数增大，抗拉强度随根系直径增大以逆函数或幂函数减小。４种木本植物５个径级根系半纤维素质量分数为１．３．．．
[期刊] 中国林业科学研究院
[作者]
刘嵘
细胞壁纹孔是植物组织细胞间至关重要的结构通道。竹子茎杆节间细胞均呈纵向排列,纹孔是物质在细胞间横向输导和渗透的核心途径。系统深入地开展竹材细胞壁纹孔特征研究,对促进细胞壁结构和功能的深度诠释,竹资源的高附加值利用,以及仿生结构和材料设计等都具有重要的科学意义。然而,至今竹材纹孔相关研究成果积累十分稀少。本文系统研究竹材细胞壁纹孔的基本特征,为纹孔结构与功能相适性的相关探讨奠定理论基础,研究成果填补目前对竹材纹孔认识的空白。本文以常见经济竹种毛竹(Phyllostachys edulis(Carr.)J.H
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
刘文娟 王滔 赵福泽 林剑
【目的】为探究金佛山方竹细胞构成、形态及其细胞壁层构造特征，揭示其随竹龄、竹秆轴向部位的变化规律以及与环境气候因素的相关性，从而丰富其基础解剖数据，促进金佛山方竹秆材资源的高值化利用。【方法】以1～5年生金佛山方竹天然植株为研究对象，采用传统切片法和富兰克林离析法制得永久横纵切片和离析单根纤维，通过光学显微镜和场发射扫描电镜观察并测量其组织比量、维管束、纤维细胞、基本组织薄壁细胞以及细胞壁壁层结构等特征。【结果】金佛山方竹基本组织占比（体积比）最大，为56.16%～65.92%；纤维组织占比次之，为27.69%～34.18%；输导组织占比最小，为6.40%～9.85%。维管束类型为开放型和半开放型，维管束密度、径向宽度和弦向宽度随竹龄、竹秆轴向变化差异均显著，宽度径弦比几乎一致，介于1.2～1.3之间。纤维细胞长度在1.7～2.1 mm之间，长宽比为110～133，属于长纤维等级。薄壁细胞形态多样，存在显著的竹壁径向差异。纤维细胞次生壁层数为奇数层，最高达9层，呈现出宽窄交替的特征；薄壁细胞次生壁层数也为奇数层，最高达9层，每层厚度近似相等，呈现出松紧相间的特征。竹壁不同位置的细胞壁层数存在差异性，但细胞壁最高层数随竹龄与竹秆轴向部位变化差异不显著。年平均降水量显著影响金佛山方竹的输导组织比量，呈负相关关系；气温显著影响维管束尺寸和薄壁细胞次生壁厚，前者呈负相关关系，后者呈正相关关系。【结论】金佛山方竹显微构造特征在竹龄和竹秆轴向部位两个变化模式下存在一定的构造差异性，但没有明显变化规律，3～4年生金佛山方竹显微构造特征相对趋于稳定。此外，环境气候因素与金佛山方竹解剖构造特征均存在一定的相关性，且与输导组织比量、维管束尺寸和薄壁细胞次生壁厚等存在显著相关性。
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