氧化铈在生物分析与传感检测中的应用研究进展

铈是镧系元素中活性最高的一种稀土元素,氧化铈已广泛应用于抛光剂、脱色剂、催化剂、发光增强剂等领域。Ce3+/Ce4+之间自发的氧化还原循环可在氧化铈晶面上产生许多氧空位（V?）,加快反应中的电荷转移,使氧化铈具有很高的催化活性和储放氧能力。混合价态自发的氧化还原循环以及由此产生的氧空位对氧化铈的性质有着重大影响,使其表现出独特的抗菌、抗炎、抗肿瘤和模拟酶等生物医学活性,可用于多种疾病的诊疗。此外,氧化铈还可单独使用或与其他材料掺杂、复合来构建灵敏的传感材料,应用于多种物质的分析与检测,并已成为国内外研究的热点。该文首先阐明了氧化铈作为传感材料的理论基础,然后分别从电化学传感、比色传感、荧光传感和化学发光传感四个方面对国内外氧化铈传感检测领域的应用进展进行了归纳,最后对氧化铈传感器的研发现状进行总结并对未来发展进行了展望,为高性能传感器的研发提供了参考。     

基于数值原子轨道基组的第一性原理计算软件ABACUS

随着超级计算机硬件和数值算法迅速发展, 使得目前利用密度泛函理论研究上千个原子体系的电子能带和结构等性质变得可行. 数值原子轨道基组由于其基组较小和局域等特性, 可以很好地与电子结构计算中的线性标度算法等的新算法结合, 用来研究较大尺寸的物理体系. 本文详细介绍了一款中国科学技术大学量子信息重点 实验室自主开发的基于数值原子轨道基组的第一性原理计算软件 Atomic-orbital Based Ab-initio Computation at UStc. 大量的测试结果表明: 该软件具有很好的准确性和较高的并行效率, 可以用于包含1000个原子左右的系统的电子结构和原子结构的研究以及分子动力学模拟计算.     

几种建筑材料的氡射气系数研究

通过天然γ能谱测量方法测定建材样品中的镭含量,计算理论上衰变产生的氡密度,以及用硫化锌闪烁法测定由样品释放到空气中的氡密度的方法来计算氡的射气系数。通过改变样品的颗粒度大小,以及改变样品的灼烧温度等条件,来研究氡射气系数的变化规律。结果表明,土坯砖射气系数在8.5%~29.4%,红砖射气系数在0.031%~3.5%之间,瓷砖射气系数在0.74%~4.5%之间;建筑材料的氡射气系数随着其自身颗粒度的增大而减小,随加工(灼烧)温度升高而减小。     

惯性约束聚变中环孔编码图像恢复的改进维纳滤波方法

针对惯性约束聚变(ICF)中环形孔径编码图像的恢复问题提出了一种改进的维纳滤波方法。在传统的维纳滤波方法中,由于原图像和噪声是未知的,故通常是用某一待定常量来代替其中的噪声与信号的谱密度之比。这种近似忽视了信号与噪声本身的信息,从而造成丢失某些关键的细节,难以达到高质量的图像复原效果。在改进的方法中,首先采用传统维纳滤波方法求得初始估值,然后利用该初始值求得原图像及噪声的谱密度估值,进而利用这些新获得的信息构成改进的维纳滤波器对退化图像进行第二次滤波。实验表明,这种改进方法可以克服原方法的不足,突出图像的一些关键细节,提高图像的整体质量。在仿真实验中,恢复图像的均方误差降低了15％以上;在实际惯性约束聚变图像的解码恢复实验中,图像恢复效果亦有显著改善。该方法还可以推广到其他图像恢复的应用中。     

引入Si掺杂层调控InGaAs/GaAs表面量子点的光学特性

在InGaAs/GaAs表面量子点(SQDs)的GaAs势垒层中引入Si掺杂层,以研究Si掺杂对InGaAs/GaAs SQDs光学特性的影响。荧光发光谱(PL)测量结果显示,InGaAs/GaAs SQDs的发光强烈依赖于Si掺杂浓度。随着掺杂浓度的增加, SQDs的PL峰值位置先红移后蓝移; PL峰值能量与激光激发强度的立方根依赖关系由线性向非线性转变;通过组态交互作用方法发现SQDs的PL峰位蓝移减弱;时间分辨荧光光谱显示了从非线性衰减到线性衰减的转变。以上结果说明Si掺杂能够填充InGaAs SQDs的表面态,并且改变表面费米能级钉扎效应和SQDs的荧光辐射特性。本研究为深入理解与InGaAs SQDs的表面敏感特性关联的物理机制和载流子动力学过程,以及扩大InGaAs/GaAs SQDs传感器的应用提供了实验依据。     

一类二阶中立型差分方程正解的渐近稳定性

研究了下列二阶中立型差分方程Δ2[x(n)-px(n-τ)]+q(n)x(g(n))=0,n n0正解渐近趋向于零的充分条件.     

1-烯丙基-3-甲基咪唑离子液体单体与丙烯腈共聚行为的研究

以1-烯丙基-3-甲基咪唑盐酸盐([AMIM]Cl)作为离子液体单体,偶氮二异丁腈作为引发剂,二甲基亚砜为溶剂,实现了与丙烯腈(AN)在不同反应条件下的自由基共聚合.研究了AN/[AMIM]Cl二元共聚合的动力学,得到了相应的竞聚率数据(rAN=8.11,r[AMIM]Cl=0).用1H-NMR、GPC、DSC、TGA等手段对共聚物进行了表征.通过对AN/[AMIM]Cl二元共聚及AN/IA/[AMIM]Cl三元共聚的研究发现,[AMIM]Cl在与丙烯腈共聚时具有双重作用,一部分离子单体进入到共聚物的分子链中调节其亲水性及可纺性,剩下的大部分留在纺丝液中可显著降低纺丝液的黏度,从而使高分子量高固含量纺丝液的纺制成为可能,有望得到高性能的碳纤维原丝.     

ICAR ATRP of acrylonitrile utilizing a moderate temperature radical initiator

Initiators for continuous activator regeneration atom transfer radical polymerization （ICAR ATRP） of acrylonitrile was first conducted at various ambient temperatures （30-45 ℃）. The key to success is ascribed to the usage of an appropriate low temperature radical initiator （2,2＇-azobis（2,4-dimethylvaleronitrile）） and a high reactivity catalytic system （CuBr2/Me6TREN）. The molar ratio of Cu catalyst tO AN as low as 1：20000 wa.s used to prepare well-defined polyacrylonitrile with controlled molecular weight and a narrow polydispersity index range of 1.08-1.30, while the monomer conversion was up to ca. 98%. The apparent activation energy of the polymerization was calculated to be 128.45 kJ/mol, suggesting that the polymerization strongly depended on reaction temperature. The very high chain-end functionality of the resultant polymer was confirmed by ^1H-NMR and GPC analyses as well as chain extension reaction.     

基于红外被动探测遥传的地面遥感侦察

利用被动的红外探测方式，通过无线电扩展红外系统的作用距离，提供了一种地面侦察的手段．实验证明，该系统精确度高，实用性强，并可作为大学物理演示实验．     

噪声对数字图像相关法计算结果的影响研究

不同的散斑场会显示出不同的灰度分布特征,并对数字图像相关方法的计算结果有着重要影响。使用计算机模拟生成一系列单向拉伸图像和双向拉伸图像,并在生成的图像中添加噪声,从而获得一系列含噪声单向拉伸图像和含噪声双向拉伸图像。使用数字图像相关方法对无噪声图像和含噪声图像分别进行相关计算,并分析研究图像应变量与相关计算结果正确率间的关系,研究结果表明发现当图像的应变量在一定范围内时,数字图像相关方法计算结果的正确率较高。同时发现,当图像的应变量较小时,噪声对相关计算结果的影响较大,随着图像应变量的增大,噪声对相关计算结果的影响逐渐减小,当图像的应变量到达一定程度时,噪声对相关计算的影响就不明显了。