电感耦合等离子体质谱法研究乌梁素海上覆水-沉积物-植物-鱼体系中重金属的分布和评价

重金属污染已经成为全球性问题,由于其毒性、持久性和在食物链中的生物富集特点,对水生环境构成严重威胁。本研究选取乌梁素海为研究区域,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定、分析了该湖泊中上覆水、沉积物、龙须眼子菜、芦苇和四种鱼类样品中重金属的含量,以探究其空间分布、富集特征、风险评估和可能的来源。结果表明：(1) Cr,Ni,Cu,Mn,Pb和Zn的平均含量大小顺序为：沉积物>龙须眼子菜（沉水植物）>芦苇（挺水植物）>鱼类>上覆水;但是上覆水中As的浓度高于芦苇和鱼类。芦苇中Cd的含量几乎是普通植物的50倍,且鱼类中Cd的含量是中国允许标准阈值的3.3倍。因此,推测Cd可能通过食物链生物累积对鱼类和人类的健康造成潜在危害。(2) 在沉积物中,As和Cd属于中度严重的富集程度。龙须眼子菜具有较高的生物富集因子(BCF)和较低的生物-沉积物积累因子(BASF),表明该物种更有可能从上覆水中积累重金属,并可以作为超积累植物去除乌梁素海的重金属。(3) 沉积物中的Er_i和R_I值表明,Cd具有相当高的生态风险,可能对周围环境产生高风险。由于湖泊的入口、出口处及西北部重金属污染程度较高,因此应被当作金属污染监测和管理的优先区域。(4) 重金属源解析结果表明,Zn和Cd是来自采矿和工业废水,而As与农业的面源污染有关。本研究结果可为改善水环境质量、减少重金属污染对乌梁素海和黄河水质管理带来的风险提供重要信息。     

脆性材料动态断裂的介观格子模型

岩石、陶瓷、玻璃、固体炸药等脆性材料在爆炸与冲击施加的强动载荷作用下易发生迅速的裂纹扩展和灾难性的断裂破碎,造成材料、器件、装置的功能失效和事故危害。理解脆性断裂过程中介观裂纹网络演化与宏观动态响应的关联是提升脆性材料可靠性和安全性的关键,但同时也是计算建模与数值模拟研究面临的难点。为了解决爆炸与冲击加载下脆性材料中裂纹网络随机萌生、裂纹面挤压摩擦、大量裂纹交错扩展等复杂过程带来的算法困难,一种无网格/粒子方法——"格子模型"得到了持续的关注和长足的发展。本文综述了格子模型的原理和方法,介绍了运用格子模型开展脆性断裂研究的代表性成果,分析了格子模型存在的不足与改进的方向。     

基于环糊精的分子印迹技术

基于环糊精的分子印迹技术综合了超分子化学、高分子化学、分析化学等多学科优势,对人为可控的大型超分子主体化合物的合成有着指导意义,对具有多位点识别人工酶的实现也有巨大的推动作用。本文综述了近年来基于环糊精的分子印迹技术的研究进展：首先介绍了不同种类的基于环糊精的分子印迹产物的合成,包括合成思路、步骤、方法以及识别机理探讨;然后着重叙述了该体系的应用研究进展,包括其在分子识别、色谱分离、电化学传感器以及生物学控制等领域的应用;最后指出目前研究工作存在的不足,并对其发展前景进行了展望。     

ZnO的改性及其光催化性能的研究进展

氧化锌(ZnO)是一种重要的半导体光催化剂，具有光催化活性高、价格低廉、化学稳定性好和无毒无害等优点.但是其自身存在一定的缺陷，国内外学者曾采用多种方法对其修饰改性.本文主要综述了ZnO修饰改性的方法，包括掺杂金属与非金属、贵金属沉积、构建异质结及耦合碳材料.其次，综述了复合材料的光催化性能，最后对ZnO在光催化方面的发展前景进行了展望.     

St-DVB基质阳离子交换固相萃取填料的研制及应用

以玉米淀粉为分散剂,偶氮二异丁腈 (AIBN)为引发剂,二乙烯基苯(DVB)为交联剂,在在氮气保护下,用悬浮聚合法制备了交联苯乙烯-二乙烯苯(St-DVB )高分子微球,用浓硫酸进行磺化,制成了以St-DVB为基质的阳离子交换固相萃取填料.考察了搅拌速度对交联聚苯乙烯微球粒径大小及分布的影响.分别用TEM,SEM/ED...     

PbLa（ZrSnTi）O3弛豫反铁电单晶的畴结构与成畴机制

使用助熔剂法生长了PbLa(ZrSnTi)O3弛豫反铁电单晶,使用偏光显微镜对单晶中的畴进行了观察。结果表明,在(001)面上,PbLa(ZrSnTi)O3单晶中存在[110]走向和[110]走向的畴,以及[100]走向和[010]走向的亚畴。对PbLa(ZrSnTi)O3单晶的成畴机制进行了分析,引入微区应力成畴机制解释了单晶中[110]走向和[110]走向的畴结构,而对[100]走向和[010]走向的亚畴结构则要同时考虑极性微区中自发极化的影响。     

Moisture-sensitive torsional cotton artificial muscle and textile

Developing moisture-sensitive artificial muscles from industrialized natural fibers with large abundance is highly desired for smart textiles that can respond to humidity or temperature change.However,currently most of fiber artificial muscles are based on non-common industrial textile materials or of a small portion of global textile fiber market.In this paper,we developed moisture-sensitive torsional artificial muscles and textiles based on cotton yarns.It was prepared by twisting the cotton yarn followed by folding in the middle point to form a self-balanced structure.The cotton yarn muscle showed a torsional stroke of 42.55°/mm and a rotational speed of 720 rpm upon exposure to water moisture.Good reversibility and retention of stroke during cyclic exposure and removal of water moisture were obtained.A moisturesensitive smart window that can close when it rains was demonstrated based on the torsional cotton yarn muscles.This twist-based technique combining natural textile fibers provides a new insight for construction of smart textile materials.     

纳米花型酶-无机杂化固定化酶研究进展

酶是一种绿色高效的生物催化剂,被广泛地应用于工业生产中,为了更好的提升游离酶的性能,酶固定化技术应运而生。然而,与游离酶相比,固定化酶活性下降以及传质受限一直是酶固定化技术亟待解决的关键问题。作为一种新型酶固定化技术,纳米花型酶-无机杂化固定化酶因具有高比表面积、高酶活性和高催化效率,且制备简单,绿色无污染受到广泛关注。本文综述了近年来纳米花型酶-无机杂化固定化酶的研究进展,根据纳米花型酶-无机杂化固定化酶的形成特点,将其分为单酶纳米花、双酶纳米花和负载型纳米花。阐述了纳米花型酶-无机杂化固定化酶的制备过程和形成机理并对纳米花型酶-无机杂化固定化酶在食品工业和检测领域的应用进展做出总结。最后,对纳米花型酶-无机杂化固定化酶的发展前景做出展望。     

云环境下的高效K-Medoids并行算法

传统聚类算法K-Medoids对初始点的选择具有随机性,容易产生局部最优解;替换聚类中心时采用的全局顺序替换策略降低了算法的执行效率;同时难以适应海量数据的运算。针对上述问题,提出了一种云环境下的改进K-Medoids算法,该改进算法结合密度法和最大最小原则得到优化的聚类中心,并在Canopy区域内对中心点进行替换,再采用优化的准则函数,最后利用顺序组合MapReduce编程模型的思想实现了算法的并行化扩展。实验结果表明,该改进算法与传统算法相比对初始中心的依赖降低,提高了聚类的准确性,减少了聚类的迭代次数,降低了聚类的时间。     

具有单相单向换能器的水平剪切声表面波压力传感器插入损耗特性

为实现水平剪切声表面波压力传感器低损耗设计,系统研究了均匀叉指换能器(IDT)和单相单向换能器(SPUDT)器件的声波能量损耗性能。在确定最优反射系数的SPUDT结构的基础上,建立3D周期性有限元仿真模型,计算器件表面振动位移和双向输出电压瞬态响应。通过对电压信号进行傅里叶变换获得器件模型的插入损耗,并制备两种不同换能器的声学传感器,测试其频率特性和灵敏度。与均匀IDT相比,基于SPUDT器件插入损耗的仿真和实验结果分别降低了5.2 dB和5.6 dB,SPUDT器件灵敏度约为均匀IDT器件的两倍。结果表明,SPUDT能有效降低SH-SAW压力传感器声波能量的单向损耗,提高检测灵敏度,且构建的3D周期性有限元仿真模型有助于声学传感器的声波损耗分析,实现高精度和小型化的声学测量系统。