物理化学教学中安全工程教育的融合与内化实例*

如何强化安全工程教育是化学化工类专业高等教育的一个重要课题。通过对蒸汽锅炉爆炸、火灾爆燃事故以及锈蚀危害等3个实例的详细讲述,指出在物理化学的教学中,若适时融入相关的安全工程教育,可以使学生深刻理解安全事故发生及防范所依赖的物理化学原理,从而起到安全意识的内化作用。教学中现代教育技术的引入可以增强这一效果。     

Towards a spin-ensemble quantum memory for superconducting qubits

This article reviews efforts to build a new type of quantum device, which combines an ensemble of electronic spins with long coherence times, and a small-scale superconducting quantum processor. The goal is to store over long times arbitrary qubit states in orthogonal collective modes of the spin-ensemble, and to retrieve them on-demand. We first present the protocol devised for such a multi-mode quantum memory. We then describe a series of experimental results using NV (as in nitrogen vacancy) center spins in diamond, which demonstrate its main building blocks: the transfer of arbitrary quantum states from a qubit into the spin ensemble, and the multi-mode retrieval of classical microwave pulses down to the single-photon level with a Hahn-echo like sequence. A reset of the spin memory is implemented in-between two successive sequences using optical repumping of the spins.     

色谱在药物-机体复杂巨系统研究中的应用进展

色谱是一门以分离分析为主,旨在追求复杂事物纯而净的分析化学的重要分支学科。其经过百余年的发展,理论与技术日臻完善,集科学、技术与艺术于一体。近年来,色谱及其与质谱、核磁共振波谱、原子发射光谱等联用技术极大推动了环境、食品、石油化工、生物医药等领域中所涉及复杂体系的研究进展。作为我国传统文化的核心代表,中医药为中国乃至世界人民的健康服务逾千年,从古至今历经上千年临床考验,疗效经久不衰。近年来,中国政府强调继承与创新,加大推进中医药的现代化与国际化。然而中药自身的多成分协同起效复杂性及其与机体时刻新陈代谢变化的复杂性往往相互作用,由此形成了药物-机体复杂巨系统。该复杂巨系统的分析研究是中医药现代化进程的关键瓶颈。色谱的优势在于复杂成分的分离与分析,此恰能为上述复杂巨系统提供技术支撑,色谱及其联用技术已成为推动中医药分子化、数字化、信息化乃至现代化的主流技术。该文综述了色谱及其联用技术在中药复杂体系、复杂生命过程及药物-机体复杂巨系统中的应用进展,介绍了笔者研究团队对中医药现代化的认识、研究思路和研究工作,最后笔者结合对于百年色谱与千年中医药文化之现代化交织的感悟,对色谱技术在此领域的前景做出了展望。     

原位合成H2O2在水处理技术中的应用研究进展

从过氧化氢(H₂O₂)的原位生成技术角度总结了近年来利用原位合成H₂O₂处理水中污染物的研究,分析了当前可充当氢源材料的种类及不同的氢源材料对于提高H₂O₂产率的影响,以及不同的催化剂材料和催化反应环境提高H₂O₂利用率对污染处理效果的影响因素,并对原位合成H₂O₂在水处理领域中面临的挑战和发展前景做了展望,从而为该技术的大规模应用提供指导和借鉴。     

飞行试验大数据技术及展望

现代航空武器装备综合化和信息化程度越来越高,飞行试验测试数据的种类增多,测试数据量剧增,飞行试验进入了大数据时代。试飞大数据的来临,对试验数据的获取、记录、传输和处理等传统技术及模式产生了强大的冲击,也提出了严峻的挑战。本文在简要介绍大数据概念及国外研究应用现状的基础上,通过总结分析飞行试验数据的新特征、新需求,提出了“试飞大数据”的概念,得出飞行试验数据是典型大数据的结论;按照试飞测试流程和大数据技术范畴,重点分析了试飞大数据技术中的数据获取、交换、记录、传输、监控、处理、存储等关键技术,最后,对试飞大数据技术的应用前景进行了展望。     

冗余技术提高PLC控制系统可靠性的研究

针对工业现场对PLC控制系统可靠性提出更高的要求,提出利用冗余技术提高其可靠性。分析了硬件冗余和软件冗余在PLC控制系统中的应用,详细阐述了PLC控制器、输入输出口、通讯网络和电源各自的冗余方法,并着重以西门子300/400系列PLC为例进行了软硬件冗余的架构和原理分析。最后对冗余控制系统的可靠性进行分析,结果表明,使用冗余技术可使PLC控制系统的可靠性得到明显提高。     

基于AltiVec技术的PowerPC处理器矢量运算性能测试

基于AltiVec技术的PowerPC处理器,在很多嵌入式信号处理领域已经取代传统的DSP处理器成为信号处理器件的首选。为了评估基于AltiVec技术的PowerPC处理器的矢量运算性能和信号处理能力,选取MPC8641D处理器为硬件测试平台,采用符合VSIPL标准的VSI/Pro Core矢量库和ixlibsav矢量库,通过测试复乘和FFT典型算法不同类型的运算时间,对AltiVec处理单元的矢量运算性能进行了测试评估。通过对测试结果的分析,基于AltiVec技术的PowerPC处理器具备强大的矢量运算处理性能,可以满足嵌入式数字信号处理技术对高性能处理器的需求。     

地面积水与装甲目标毫米波被动探测信号差异研究

以往毫米波被动探测中以平面金属目标代替立体金属目标(如装甲目标),而平面金属目标的探测信号又和地面积水的探测信号非常相似,所以导致这三种目标难以分辨。针对这一问题,从毫米波被动探测平面金属、积水、装甲目标探测信号的基本理论出发,通过建立目标模型、推导天线温度计算模型,仿真得到了这三种目标的探测信号,查找信号差异并分析总结了造成差异的根源。仿真结果证实了分析的正确性和有效性,为地面装甲目标识别算法的研究提供了必要的理论支撑和分析依据。     

稀有气体卤化物准分子激光器工作气体实时补给技术

为延长稀有气体卤化物准分子激光器工作气体使用寿命,在原有供气设备基础上增加了工作气体实时补给技术.该技术采用FPGA控制系统将逐步提高放电电压、补充卤素气体和更换部分混合气体等操作有效组合起来.随着激光脉冲能量的下降,逐步提高放电电压;当放电电压达到最大值时,开始补充卤素气体,并恢复放电电压;当补充卤素气体效果不明显时,更换部分混合工作气体.将该技术应用于医用型ArF准分子激光器中进行实验研究,结果表明:在没有使用工作气体实时补给技术的情况下,激光器累计工作14.38 h后,输出单脉冲激光能量下降了17.2％;采用工作气体实时补给技术后,激光器输出能量下降速率明显降低,累计工作14.38 h,其单脉冲能量下降率能控制在3％范围内.因此,采用该技术可延长激光器工作气体的使用寿命、提高输出激光能量稳定性、减少停机次数并降低运行成本.     

污染土壤的物化修复治理技术研究

污染土壤的修复治理过程中,物化技术以其快速高效的特点成为国内外研究的热点。本文通过对工程措施、玻璃化技术、热修复、电动力修复、光化学降解、化学淋洗、化学固定/稳定化、化学氧化以及联合修复等常见土壤物化治理技术进行了分析,探讨了各种工艺技术的性能及优缺点,旨在为我国土壤污染修复治理技术的选择提供参考。