脉冲电场对新鲜干红葡萄酒酚类物质和色泽影响的研究

以新鲜干红葡萄酒为研究对象,采用高效液相色谱(HPLC)法测定分析了脉冲电场(PEF)处理前后葡萄酒中黄烷-3-醇(flavan-3-ols)和酚酸(phenolic acids)２种酚类物质的含量变化以及葡萄酒色度与色调值的变化。实验所采用的高压脉冲电场设备为清华大学自行研制,其输出波形为指数衰减波;PEF处理系统所采用的处理室为平板处理室,电极板间距为5 mm,并且在实验过程中进行了电场参数优化。经实验研究发现,脉冲电场(电场能量密度： 24.5,40.5,60.5 J·mL-1)处理后大部分酚类物质的含量都发生了显著变化,葡萄酒色度与色调值也有显著的提高,并且当注入电场能量密度为60.5 J·mL-1时处理效果最显著。     

柔性热电器件的制备与性能研究

介绍了有机/无机复合热电材料的柔性器件, 按照柔性器件的组装制备方式, 以串联型、 堆砌型和折叠型3种类型, 详细地总结了其制备过程与器件热电性能, 探讨该领域的研究进展, 并对其发展前景进行展望.     

水合物研制、结构与性能及其在能源环境中的应用

天然气水合物是与能源和环境相关的物质,可以进行甲烷等能源气体的存储和提取,也可以用于对二氧化碳等废气的封存.天然气水合物主要分为三种结构:sI, sII和sH,在本文中对其稳定性、水笼类型和大小以及可俘获气体进行了论述.中子衍射技术是研究水合物的重要手段之一,有着独特的优势.如中子的穿透性可以研究在高压状态下压力腔体内的大块样品;中子对于轻元素的敏感性可以很好地确定水合物当中的碳、氢、氧元素.通过中子衍射和非弹散射可以得到水合物中H/D原子的位置、各向异性振动因子、不同温度压力下的客体分子的水笼占据率、客体分子在水笼中的无序分布、原子核密度分布(通过最大熵方法);通过时间分辨中子,可以检测水合物形成及分解过程的热力学和动力学过程.而利用非弹中子可以得到气体分子平移和旋转振动模式以及分子的量子态转变.通过二氧化碳气体注入对天然气水合物的开采可以实现能源气体甲烷的开采和废气二氧化碳的水合物封存,在减小地质灾害和开采成本上有着独特的优势.     

飞秒时间分辨的能谱分析光电子显微镜：异质结超快载流子动力学测量

本文成功搭建了一套集成了能谱分析功能的时间分辨光电子显微镜系统(TR-PEEM),能够对电子密度分布进行时间分辨和能量分辨的成像.这套4D显微镜在空间、时间、能量多维度获取电子动力学信息提供了前所未有的手段.本文使用184 fs的时间分辨、150 meV的能量分辨和优于150 nm的空间分辨对半导体进行了测量,在Si(111)表面的Pb岛上获得了微区光电子能谱和能量分辨的TR-PEEM图像.实验结果表明,这套系统是进行异质结载流子动力学观察的有力工具,有助于在亚微米/纳米空间尺度和超快时间尺度上加深对半导体性质的理解.     

无损检测组织氧饱和度的近红外光学传感器的优化设计研究

基于空间分辨的近红外光谱(NIRS)技术可实现人体组织氧饱和度(rSO₂)的无损、实时检测。已研制出基于该原理的NIRS仪器,为推广其临床应用,必须保证并尽可能提高其测得rSO₂的准确度。文章主要研究传感器上多个检测器的间距以及光源发光波长离散性对rSO₂准确度的影响,结果指出：(1)为准确得到rSO₂,应当使用两个检测器,其间距应在5～20 mm,并且与光源的距离均应当不小于20 mm; (2)双波长光源的发光波长,特别是短波波长的离散性可导致测得的rSO₂出现明显误差(＞10%),为避免这一误差,必须准确测出实际的发光波长,并使用该波长对应的消光系数。上述结论可指导传感器的优化设计,所研制成的NIRS仪器实现了这一点。     

基于级联人工神经网络的生物表面光谱识别方法

提出了一种利用多级级联人工神经网络对生物表面微区的可见光光谱进行识别与分类的方法。该方法利用自组装光纤探头式光谱仪对苹果表面微区500～730 nm范围内的可见光光谱进行测量,光谱间隔5 nm, 记录光谱测量数据并依据光谱测量数据建立由三个单隐层、四十七个输入、单输出的人工神经网络级联而成的光谱识别系统。实验表明该级联系统可以对苹果的烂痕、疤痕、碰痕的反射光谱进行准确识别,在5％和15％的噪声影响下其识别准确率分别能达到97％和85％以上,克服了单级人工神经网络识别准确率不高、抗噪声能力差等缺点。最后文章提出了一种识别结果的隶属度表示法,该方法借鉴模糊数学中隶属度的概念,可以实现对识别结果客观、准确的表征。     

光学自由曲面飞刀加工刀位轨迹的生成算法

基于双三次B样条曲面对光学自由曲面的描述,采用参数变化量控制法进行刀具轨迹的计算。通过分析飞刀加工的特点,推导出单晶金刚石飞刀加工光学自由曲面的刀位点的计算方法,编程实现了该算法。根据走刀路径规划和刀位轨迹计算方法可以生成飞刀加工的数控程序,成功地应用该算法进行了光学自由曲面的加工。     

借助于Excel对物理实验数据的线性回归分析

利用Excel的强大功能,对物理实验数据进行处理、分析,对实验过种及实验结果进行监控,加强学生的计算机应用能力。本文主要应用其线性回归功能。     

二维机械准直器准直光束的衍射

把入射光作为从不同方向入射的空间光,应用傅里叶光学的方法分析了通过机械准直器中一组不同间距的栅格挡光片的物理过程。建立了准直光束的理论计算公式,给出了采用数值方法精确计算准直光束的主要步骤和计算中应注意的问题,计算了空间频率分布。对于从各方向入射的光辐射,证明了机械准直器的准直性能,对于平行光入射,计算了通过机械准直器的光辐射衍射,衍射超出了准直器的几何阴影区,得到了准直光束空间频率的二维分布图形。与国外一维的方法相比,该方法更准确、快捷,计算结果与实验数据比较,更接近实验结果。     

基于3种非天然糖代谢标记的分泌蛋白质组分析性能对比

分泌蛋白质是调控细胞间信号转导的重要生物大分子。由于分泌蛋白的丰度相比于胞内蛋白以及培养基添加剂更低,因此分泌蛋白的高通量鉴定是目前蛋白质组学界研究的热点和难点。目前,基于生物质谱的分泌蛋白质组学分析一般均需要从无血清的条件培养基中获得分泌蛋白质,再对其进行富集和分析。该流程操作步骤繁琐,易造成分泌蛋白质的损失和降解。本工作采用基于生物正交化学生物学技术实现对分泌蛋白质的高选择性标记和高效富集。通过结合点击化学技术,综合评估了分泌蛋白质分析中用于代谢标记的不同糖类似物。采用3种最常用的商品化糖类似物,N-叠氮乙酰甘露糖胺(ManNAz)、N-叠氮乙酰半乳糖胺(GalNAz)和N-叠氮乙酰葡萄糖胺(GlcNAz)分别对HeLa细胞进行代谢标记,之后通过炔基生物素探针对条件培养基中的分泌蛋白进行富集,结合质谱分析来对比3种糖类似物对分泌蛋白的标记效率。最后通过无标定量蛋白质组学分析,系统评估了3种糖类似物用于分泌蛋白质组分析的性能。结果表明,基于ManNAz的分泌蛋白标记方法鉴定到了282个分泌蛋白、224个细胞质膜蛋白以及846个N-糖基化位点;对分泌蛋白的富集效率分别较GalNAz和GlcNAz提高了130%和67.2%;对细胞质膜蛋白的富集效率较GalNAz和GlcNAz分别提高了273.3%和148.7%,体现出了明显的优势。本研究的实验结果为分泌蛋白高选择性富集和系统分析提供了有益的对比分析和新技术策略。