太赫兹波谱技术在食品掺假检测中的研究进展

近年来食品掺假事件频繁发生,对食品安全领域产生巨大挑战,食品掺假问题已成为人们关注的焦点和讨论的热点,因此实现食品掺假的快速、准确以及无损检测对保障食品质量和安全具有重要意义。随着新食品原料、新添加剂以及新型食品加工技术不断涌现,使得食品掺假问题呈现技术化、隐形化、多样化等特征,食品中掺假对象的鉴别技术面临更严峻的挑战。目前一些现代检测技术可针对食品掺假问题进行有效检测,如高效液相色谱法、稳定碳同位素比值法等,然而由于需对样品进行复杂预处理、检测仪器操作技术要求较高等原因,使其针对现有的食品掺假检测存在一定的局限性,因此寻求一种新型的、灵敏度高的以及具有指纹特性的无损检测技术进行现有食品掺假检测成为关键。太赫兹（Terahertz,THz）波谱是指频率在0.1~10 THz之间的电磁波,具有微波和红外双重特性,其中包括指纹特性、相干性、安全性等。由于物质中大部分有机大分子之间弱相互作用、骨架振动、偶极子的旋转和振动跃迁频率与太赫兹波谱相对应,使得太赫兹技术在食品掺假检测应用领域蕴含着巨大的潜力。首先阐述了太赫兹波谱技术用于物质检测的原理;重点综述了太赫兹波谱技术在食品掺假检测方面的最新研究进展,具体以转基因食品鉴别、食品原产地鉴别、乳制品掺假检测、蜂蜜掺假检测及其他食品掺假检测进行综述;其次分析了目前太赫兹波谱技术在食品掺假检测方面所存在的问题,如水分吸收、散射效应等影响;最后展望了太赫兹波谱技术在食品掺假检测方面的应用前景,如开发低成本的太赫兹源和探测器以促进太赫兹技术普及应用、将机器学习算法用于太赫兹波谱建模分析以提高模型精度和分析速度、与其他现代检测技术结合使用以实现检测技术间优势互补等;以期为开展太赫兹波谱技术在食品掺假检测方面研究提供参考和指导。     

冬小麦条锈病严重度不同估算方法对比研究

为了提高遥感监测小麦条锈病病害严重度的准确性,寻找小麦病害的较优反演模型,在国家精准农业示范研究基地基于野外定位调查小麦病情指数及冠层光谱数据,利用与小麦病害发生呈显著关系且有效反映植被生理生长状况的7种高光谱植被指数,尝试分别采用PLS(偏最小二乘回归)、BP神经网络和植被指数经验法三种方法建立小麦条锈病病情反演模型,并进行比较分析。结果表明：三种方法病害严重度预测值与实测值间的R2分别为0.936,0.918,0.767。采用偏最小二乘回归方法监测小麦病情指数效果更好,为探寻不同种类植被指数对模型的贡献,尝试用代表植被绿度的NDVI, GNDVI, MSR和代表水分含量的NDWI和MSI植被指数分别作为PLS模型的输入变量,建立病害反演模型。结果表明：小麦条锈病中,叶片叶绿素含量的变化比冠层水含量的变化对病情指数更为敏感,对病害有更好的解释作用。然而,两模型精度都低于七种植被指数全部参与时的预测结果,即输入变量中采用多种植被指数比用单类指数模拟准确度高。     

多级柱面炸药内爆磁通量压缩技术研究

柱面内爆磁通量压缩发生器是利用炸药内爆压缩其内部磁通量至轴线附近小体积内从而实现超高磁场,传统的单级装置因受到金属套筒内爆失稳等影响性能指标受限。开展了多级内爆磁压缩技术研究,突破多项关键技术,包括研制特殊结构的密绕螺线管、脉冲功率源及大电流放电开关等,具备在直径135 mm套筒空间内实现20 T以上初始磁场产生能力,并建立了动态磁光测量系统。利用磁流体力学编码SSS-MHD开展多级装置设计,计算显示,设计的多级装置能够将约42%的初始磁通量压缩至轴线附近直径7 mm的空间内。最终研制成功多级内爆磁压缩装置CJ-150,在亚立方厘米以上空间实现轴向峰值磁场强度906 T,数据不确定度5.35%。10余发动态考核实验显示,CJ-150装置工作稳定,能够满足物理实验需要。利用经实验验证的磁流体模型计算显示,CJ-150具备1 000 T以上超强磁场产生能力,能够对大尺寸样品实现500 GPa以上的准等熵加载。     

基于波形构型分析的脉冲电路设计方法研究

在脉冲电路设计中,需要根据实际应用的波形要求和负载特性选择、设计其电路构型。工程设计中常用的时域波形叠加和参数扫描等波形构型设计方法存在较大局限性,难以形成对脉冲波形构型的物理本质、脉冲电路结构对负载的适应性等方面的系统认识。从分析影响脉冲波形构型的基本要素入手,从时域和频域角度对脉冲波形构型及其电路实现方法进行系统的分析和归纳,给出时域和频域的电路构型设计方法及相应的电路参数解算方法,使设计人员可采用解析分析方法判断电路中元器件参数的调整方向,同时推动电路设计创新。     

特种电源技术研究进展概述

特种电源技术是电源技术研究领域中极为活跃的研究方向,与存在广泛市场需求的通用电源技术相比,其与物理、化学、材料科学与工程、环保、生物医学、高新装备、航空航天等科研、军事、工程领域的发展关系更为紧密。近年来,在大科学工程、高新装备等的需求推动下,特种电源技术研究综合应用电工、电子、材料和计算机技术等多个学科的科技成果取得显著技术进步,研发投入和产业规模迅速增长。本文结合流体物理研究所特种电源研究成果,对特种电源近年来的研究进展作简要分析。     

N-乙基丙酰胺在高浓度盐溶液中的超快二维红外光谱

β-多肽是由β-氨基酸组成的一类非天然多肽,具有丰富的二级结构。N-乙基丙酰胺(NEPA)是研究β-多肽骨架结构动力学的重要模型分子。解析NEPA在不同溶液环境下的超快结构变化,对研究β-多肽在不同条件下的结构分布及动态结构变化过程有着重要意义。我们选取酰胺-Ⅰ带为探针,利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱和超快二维红外(2DIR)光谱手段,研究了NEPA分别与高浓度(4.5mol·L~(-1))下的CaCl_2和MgCl_2之间的作用机制。本研究旨在阐明离子与NEPA酰胺单元的相互作用,为解释β-多肽在复杂溶液环境中的结构动力学提供实验依据。     

5kV四路充电控制触发系统

介绍一种适用于爆轰实验脉冲光源驱动的5kV四路充电控制触发系统的工作原理和方法。系统的四路各自独立,即可单独工作又可同时启动。采用晶闸管移相调压方式,将电容电压反馈信号与预值充电电压比较形成闭环负反馈自动控制系统,实现了充电电压的高精度控制,使系统的稳定性和使用寿命得到提高。设计了较为完备的自动保护功能,过压时,系统自动切断主充电回路。     

晶种面织构对溶液化学法生长ZnO纳米棒的影响

采用化学沉积法，在ZnO晶种面上研究了纳米棒于70 ℃过饱和硝酸锌/氢氧化钠溶液中的定向生长。通过sol-gel法在玻璃基底上引入了ZnO的晶种面，通过热处理温度、冷却方式和拉膜速度改变其织构，重点考察其对ZnO纳米棒生长形态的影响。采用XRD和SEM分析了不同晶种面以及相应棒晶的生长形态。结果表明，随热处理温度的提高，晶种长大，相应的棒晶直径从25 nm增加到50 nm，1.5 h的生长棒长达约800 nm。300～400 ℃热处理、急冷或低的拉膜速度条件下制备的晶种面具有更高的晶体取向和较少的表面缺陷。从而导致生长面高的成核密度，使得ZnO纳米棒能够在垂直于基底的方向上择优生长。     

Quantum and quasiclassical dynamics of C($^{3} P$) + H$_{2}(^{1} \varSigma_{\text{g}}^+)\rightarrow H(^{2} S)$ + CH($^{2} \varPi$) reaction: Coriolis coupling effects and stereodynamics

The dynamics of ${\rm C}+{\rm H_2}\rightarrow {\rm H}+{\rm CH}$ reaction is theoretically studied using the quasiclassical trajectory and quantum mechanical wave packet methods. The analysis of reaction probabilities, integral cross sections, and rate coefficients reveal the essential Coriolis coupling effects in the quantum mechanical wave packet calculations.The calculated polarization-dependent differential cross section, $P$($\theta_r$) and $P$($\phi_r$) show that the $\bm j'$ of product rotational angular momentum is not only aligned along the $y$ axis and the direction of the vector $\bm x+\bm z$, but also strongly oriented along the positive $y$ axis.     

二羰基茂铁二聚体光反应产物的二维红外光谱

利用二维红外光谱研究了二羰基茂铁二聚体([CpFe(CO)₂]₂)在非极性溶剂CCl4中的平衡态光反应产物．时间分辨的二维红外光谱结果证实了一种可能的可见光驱动的光反应路径,其光反应产物为CpFe(CO)₂Cl,存在两个相互耦合的羰基基团,即对称和反对称羰基伸缩振动．这是主要的光产物,其光反应路径包括自由基形成以及氯加成过程．量化计算支持上述实验结果,结果表明,二维红外光谱方法可用来原位地检测凝聚相反应的化学物种的结构及其动力学