远红外全角度光子晶体反射镜的鲁棒性分析

鉴于在制备过程中存在介质层的随机扰动,计算并分析了远红外全角度光子晶体反射镜厚度和折射率的鲁棒性。结果表明,不论是厚度还是折射率的随机扰动,当随机度小于0.05时,全反射镜带隙变化不大;当随机度大于0.1时,随着厚度和折射率的随机扰动逐渐增大,反射镜的全向带隙和带隙率都逐渐减小。当随机度达到0.5时,光子晶体的全向带隙完全消失。本文的研究对远红外全角度光子晶体反射镜的设计和制备提供了有价值的参考。     

土壤碱解氮含量可见/近红外光谱预测模型优化

可见/近红外光谱技术是土壤成分检测的有效工具。波长筛选对可见/近红外模型土壤属性的预测精度有重要影响。以宁夏吴忠地区75个水稻土样为研究对象,利用可见/近红外光谱技术采集土壤样品光谱,采用SPXY （Sample set partitioning based on joint X-Y distance）方法选取了校正集和预测集样本,比较了分别采用Savitzky Golay平滑（SG smoothing）、多元散射校正（Multiple scatter correction,MSC）、标准正态变量变换（Standard normal variate,SNV）3种预处理方法对光谱数据处理后建立土壤碱解氮偏最小二乘法模型和原始光谱数据建模的效果。在此基础上,分别采用遗传算法（Genetic gorithms,GA）、连续投影算法（Successive projections algorithm,SPA）、竞争性自适应重加权算法（Competitive adaptive reweighted Sampling,CARS）、随机蛙跳（Random frog,RF）进行波长筛选,最后应用偏最小二乘法建立基于不同波长筛选方法的土壤碱解氮含量预测模型。研究表明,由于仪器性能稳定,样品的颗粒度比较小和均匀,本次实验原始光谱数据建模效果最好;各种波长筛选方法均可有效减少参与建模的波长数,且连续投影算法优于全谱建模,所选波长数仅为全谱波长数的1%,其预测决定系数（R²）、预测均方根误差和相对分析误差值分别为0.726,3.616,1.906。这表明连续投影算法可以有效筛选水稻土碱解氮敏感波段,为土壤碱解氮传感器开发提供技术支持。     

官能团化聚丙烯对Mg(OH)2/PP结晶与熔融行为的影响

制备了官能团化聚丙烯改性Mg(OH)2/PP复合材料，并用DSC研究了改性PP，Mg(OH)2/PP和改性Mg/(OH)2/PP中PP的结晶与熔融行为，官能团化PP（FPP），丙烯酸（AA）和Mg(OH)2都能提高PP的结晶温度，归结于异相成核作用，AA和FPP加入进一步使Mg(OH)/PP中PP结晶温度提高，但AA用量增加对PP结晶温度无影响。     

细菌纤维素(BC)增强PVA/PVP复合水凝胶的制备及性能表征

通过冷冻-熔融法制备了细菌纤维素/聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮(BC/PVA/PVP)双网络复合水凝胶,并采用X射线衍射,红外光谱,扫描电镜,力学性能测试等手段对凝胶的结构和性能进行表征.研究发现PVA、PVP通过氢键作用均匀地吸附于纤维微丝周围,将BC纤维有效地分开,因而干燥后的复合凝胶在热水中浸泡后仍可恢复原状;X射线...     

细菌纤维素/聚丙烯酰胺水凝胶的制备及性能表征

通过自由基聚合在细菌纤维素(BC)网络中引入聚丙烯酰胺(PAM),制备了细菌纤维素/聚丙烯酰胺(BC/PAM)复合水凝胶,并采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(IR)、热失重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)和力学测试等手段对复合凝胶的结构和性能进行了研究.研究结果显示在复合水凝胶中,虽然PAM自身没有交联,但由...     

波长优选对土壤有机质含量可见光/近红外光谱模型的优化

可见光/近红外光谱模型是土壤属性预测的有效工具。波长优选在光谱建模过程中起着重要作用。文中首先利用从安徽省涡阳县采集的130个砂姜黑土土壤样本获得可见光/近红外光谱,然后利用平滑与多重散射校正联合的光谱预处理方式消除光谱中的无关变量和冗余信息以提高模型预测结果的相关性,再利用SPXY方法挑选建模集样本,分别利用连续投影算法和遗传算法进行波长优选,最后利用留一法进行交互验证建立有机质含量的主成分回归模型。研究结果显示：连续投影算法和遗传算法都可以有效地减少参与建模的波长数并提高模型的准确度,尤其是遗传算法能够更好地提高土壤有机质含量预测精度,其相关系数、预测均方根误差和相对分析误差分别达到0.9316,0.2142和2.3195。通过合适的特征波长选取,不仅计算量可以大大减少,预测精度也会有效提高。     

入射角度对远红外与激光兼容伪装光子晶体特性的影响研究

利用薄膜光学理论中的特征矩阵法计算了所设计的光子晶体薄膜的反射光谱,利用镀膜法制备了光子晶体薄膜.同时进行了样品光谱曲线的测试,并对其在远红外波段的发射率进行了测试.测试结果表明,制备的光子晶体在10.6μm激光波长处的反射率较低,并且在除缺陷处的远红外波段的反射率较高,因此,可以实现远红外与10.6 μm激光兼容.但当入射角度的增加时,激光波长处的反射率有所上升,并向短波方向偏移;在除激光波长处的远红外波段的反射率也降低较多.因此,入射角度的增加对光子晶体兼容效果的影响逐渐增大.     

季鏻阳离子柱撑磷酸锆的热稳定性及抗菌活性

采用离子交换法将不同含量的十二烷基三丁基溴化鏻(DDTB)插入层状磷酸锆得到一种耐高温且具有优良抗菌性能季鏻阳离子柱撑磷酸锆(DDTB-ZrPs)。通过热重分析(TGA)、红外分析(FTIR)、X射线衍射法(XRD)和透射电镜(TEM)对DDTB-ZrPs的结构进行了表征,并测定了DDTB-ZrPs的最低抑菌浓度。结果表明,季鏻盐已经成功插入层状α-鏻酸锆的层间,DDTB-ZrPs的层间距随着季鏻盐含量的增加而增加。DDTB-ZrP-1(DDTB含量为5.61wt%)的热稳定性最好,有机物失重5%时温度可达320℃,最大热分解率温度达384℃。DDTB-ZrP-6(DDTB含量为26.46wt%)显示出良好的长效抗菌活性,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度分别为80和15 mg·L-1。进一步的研究表明,随着DDTB含量的增加,DDTB-ZrPs的热稳定性降低而抗菌活性增强。     

远红外窄带滤光片厚度的鲁棒性分析

鉴于在制备过程中存在介质层厚度的随机扰动,计算了远红外窄带滤光片厚度的鲁棒性。结果表明:当随机度小于0.05时,窄带滤光片全向带隙和带隙率变化不大,但缺陷层的透射率只有原来的1/3左右;当随机度大于0.1时,随着厚度的随机扰动逐渐增大,窄带滤光片的全向带隙和带隙率都逐渐减小;当随机度达到0.2时,窄带滤光片的第一个全向带隙消失,第二个全向带隙向短波方向偏移明显,缺陷层的透射率也只有原来的1/3左右;当随机度达到0.5时,窄带滤光片的两个全向带隙全部消失。制备了一种远红外窄带滤光片,其结果较好地验证了厚度的随机扰动对滤光片的影响。     

红外伪装涂料发射率的季节性要求

为了研究伪装涂料8～14 μm波段的平均发射率在不同季节的取值范围,结合太阳辐射,植被温度以及气温的一日变化,建立目标及单一植被背景在晴朗天气情况下不同季节的一日辐射温度变化模型.以合肥地区为例,分别以春分、夏至、秋分、冬至四个节气的日气候状况代表春夏秋冬四季的气候特征,采集该地区在四个节气近五年的日值气侯数据,对覆盖不同发射率伪装涂料的目标以及植被背景在四个节气中从6时到22时的辐射温度变化进行模拟.获得目标和植被背景的日辐射温度变化数据,计算不同覆盖发射率值的伪装涂层时的目标和背景的欧氏距离和伪装效率.利用欧氏距离和伪装效率对目标的伪装效果进行分析.当欧氏距离最小时目标与植被背景红外特征最接近,春夏秋冬欧氏距离最小时的发射率值依次为0.58、0.33、0.41、0.86;以参考目标与背景的辐射温度差控制在4K以内为实现隐身的标准,春夏秋冬伪装效率最高时的发射率值依次为0.6、0.3、0.4、0.9.