石墨烯基生物分子传感器件的第一性原理研究

基于第一性原理模拟, 我们构建了一种具有石墨烯电极的纳米间隙生物分子传感器件的理论模型. 研究发现,当碱基分子胞嘧啶、甲基化胞嘧啶和羟甲基化胞嘧啶分别通过器件时, 器件横向电流的大小差异约有1个数量级, 器件对此类分子具有一定的分辨能力. 分子之间的区分度大小受单链脱氧核糖核酸(DNA)中相邻碱基分子间的相互作用及碱基分子构型的影响. 研究工作表明, 此类石墨烯基分子传感器可准确高效地区分具有不同结构的碱基分子, 为准确定位DNA链中的变异碱基分子提出了一种新的思路.     

添加CaSO4·2H2O为晶种制备磷石膏半水硫酸钙晶须

以固体废弃物磷石膏为原料,在传统常压醇水热法的基础上添加CaSO₄·2H₂O为晶种制备半水硫酸钙晶须。采用单因素试验法探究了晶种含量、丙三醇含量和磷石膏质量分数对晶须结构和形貌的影响,确定晶须的最佳制备工艺条件。采用SEM和XRD对样品进行表征分析,实验结果表明:添加CaSO₄·2H₂O晶种制备晶须的长径比(49.29)比只添加丙三醇的样品的长径比(30.99)提高了近60%;当丙三醇与水的体积比(V)为1、晶种含量为1%、磷石膏质量分数为5%时制备的晶须的平均直径为0.65 μm,长径比达到了62.15,晶须的尺寸均匀。这说明添加1%CaSO₄·2H₂O晶种、V为1的丙三醇和质量分数为5%的磷石膏在常压下能制备出高长径比和尺寸均匀的半水硫酸钙晶须。     

小麦花粉植株的诱导及其后代的观察

用补加生长素、加或不加激动索的Ms培养基培养普通小麦(Triticum aestivum)的花药,成功地诱导小麦花粉通过形成愈伤组织发育为完整植株。研究表明:处于单核中期阶段的花粉最适合于诱导形成愈伤组织;补加水解乳蛋白和适当提高蔗糖浓度,对促进花粉形成愈伤组织有一定效果。用不同材料(品种或杂交组合)的花药进行培养,结果有较大差异。杂种花粉植株的种子后代表现整齐一致,没有分离,说明将这种方法用于育种是有希望的。     

小麦花药诱导单倍体植株的减数分裂分析

本文研究了由花药诱导的72株小麦单倍体的减数分裂过程。阐述了减数分裂各期染色体的行为,特别是二价体和单价体在中期Ⅰ和中期Ⅱ的分布。根据单倍体花粉母细胞减数分裂染色体行为的特点,讨论了同源染色体间的交换、染色体向赤道面排列的机制和次级联会的原因等问题。     

小麦花粉植株花粉母细胞染色体的变异

本文对72个当代花粉植株(H_1)花粉母细胞的染色体变异情况进行了研究,并探讨了其染色体的稳定性问题.根据染色体倍性情况,72个小麦花粉植株可分为:3X,6X,8X.6X-2(缺体)和混倍体等五类. 在72个花粉植株中,87.5％为单倍体和二倍体.这和文献[1]的结果十分相近.同时观察到二倍体的染色体构型稳定,因此,花药培养方法可直接应用于育种工作. 在获得的近10％的异倍体和非整倍体植株中,缺体、八倍体以及混倍体等植株有的结了种子.文中还讨论了这些异倍体和非整倍体的产生和利用问题,认为花药培养方法可能获得染色体发生变异的新类型.     

孔洞石墨烯纳米带的电子输运性质

基于密度泛函理论的计算模拟, 对含有孔洞的zigzag型石墨烯纳米带(N=17, N为碳链数目)结构进行优化, 进一步计算得到体系存在不同孔洞时的电子输运性质. 研究结果表明: 当存在单个孔洞时, 体系的导电性不仅与量子限域效应有关, 还受到孔洞对称性的束缚, 且斜向对称比纵向对称受到的束缚更大; 对于双孔洞的情况, 由于孔洞间的耦合作用, 体系的导电性在较大距离范围内大体上随孔洞间距的增大而增强, 同时会出现一些量子现象, 这可用一维对称双势垒模型来解释.     

倾斜光纤光栅溶液折射率传感器的实验研究

根据倾斜光纤光栅(TFBG)和表面镀金的TFBG传感器测量折射率的基本原理,通过OptiGrating软件模拟了不同浓度溶液下TFBG的透射谱和芯层模与某阶包层模耦合引起的谐振峰,初步得出了TFBG各阶包层模随着外界折射率的增大而向右偏移、在一定的传感范围内中心波长与外界折射率呈线性关系的结论。用小型离子溅射仪对TFBG镀45 nm厚度左右的金膜,并用扫描电镜在微观上观察镀膜效果。通过不同浓度下的NaCl溶液、MgCl₂溶液、CaCl₂溶液实验,对比研究了裸TFBG和镀金TFBG传感器对溶液折射率的传感特性。从而验证了模拟仿真得出的结论并定量分析得知：镀金后具有表面等离子体共振的TFBG溶液折射率灵敏度大于500 nm·RIU-1,而裸TFBG为2 nm·RIU-1左右,大约提高了200～300倍,且在一定范围内中心波长与溶液折射率的线性拟合度都在0.99以上。     

基于BP神经网络的车牌字符识别算法研究

车牌字符识别是车牌识别系统中的关键环节。采用图像处理和神经网络相结合的方法设计新的车牌字符识别算法,先对分割出的车牌字符进行归一化处理,然后进行SOBEI．边缘检测和角点特征提取,最后输入BP神经网络进行训练、识别,其中BP神经网络模型属于改进型神经网络。通过一系列神经网络训练和仿真实验,车牌识别速度和正确率得到了明显的提高。     

超临界流体干燥技术制备超细Ce-Mn气凝胶

以化学纯Ce2(CO3)3·6H2O和Mn(NO3)2为主要原料,采用溶胶-凝胶法结合超临界流体干燥技术制备出铈锰气凝胶,经850℃煅烧后获得纳米粉体.通过TG-DTA,XRD,TEM,FT-IR等方法对样品进行表征,重点考察制备工艺及温度对气凝胶晶态、形貌、尺寸的影响,并通过反应"NO+CO"来检测其催化活性.结果显示该法能制备出具有较好疏松性、分散性的棕褐色粉末,晶粒呈球状,球径约为10 nm.经850℃煅烧后,物质的主要成分为CeO2和Mn2O3,由于高温烧结,晶粒尺寸明显长大,约为20～30 nm.铈锰气凝胶对反应"NO+CO"有一定的催化作用,但催化效果不够理想.     

一种基于工业级CCD器件的高性能制冷CCD成像组件

随着CCD器件的发展,采用工业级CCD器件研制高性能制冷CCD成像系统成为一个重要的发展方向。从高性能CCD成像和高性能微光ICCD成像应用需求出发,研制了一种基于工业级CCD器件的高性能制冷型数字视频CCD成像组件;介绍了成像组件在高性能大面阵CCD器件、低噪声驱动电路、小型化低功耗制冷技术以及特殊的制冷腔结构等方面的设计特点,指出成像组件对进一步发展高性能CCD成像系统具有积极的促进作用,在军事、工业、生物医学和科学研究领域具有广泛的应用前景。