基于有序介孔碳的氯离子选择性电极的制备及其在手持传感系统中的应用

以有序介孔碳(OMC)球为离子-电子转换层,制备了固态氯离子选择性电极,构建了基于离子敏感的场效应晶体管(ISFET)的手持式传感系统,用于检测人体血清中的氯离子。优化了OMC前驱体的碳化温度,探究了OMC形貌结构对电极传感性能的影响;电极柔性化制备后考察了其在手持系统中对氯离子的检测效果。结果表明,最优条件下,电极在5.12×10^-4~1.02 mol/L的浓度范围呈现线性响应,响应斜率为60 mV/decade。该柔性电极在手持传感系统中展现出高灵敏度和重现性,可用于人体血清样品中氯离子的检测,其回收率为96.3%~104.9%。     

曲线距离法的二维光纤光谱弯曲校正

多目标光纤光谱望远镜可以在一次观测中获得大量的不同天体的光谱数据。从天体探测到的光在通过光纤之后，再通过光谱仪狭缝，然后在CCD传感器中成像为二维光谱图；之后经过光纤光谱数据处理系统的一系列软件处理，最终输出可供天文界使用的一维光谱并存储起来。一维光谱是天文学家研究目标天体的主要手段，它是通过处理二维光谱图得到的。以LAMOST为例，望远镜系统在一次观测后首先会得到32幅由250条光纤光谱组成的二维光谱，然后经过一系列的处理得到一维光谱。在这个过程中，会有很多因素影响到最终一维光谱的精确度。比如由于望远镜使用时间的增加，某些元件会产生磨损、老化或变形，使得二维光谱中光纤形状会产生一定程度的弯曲，这种弯曲在二维光谱的两侧表现得尤为明显。在一幅常见的二维光谱中，纵坐标方向代表了抽取的一维光谱的波长方向，横坐标方向代表了抽取的一维光谱的流量方向，这种弯曲形变的产生会影响到之后的波长定标和流量定标，使得抽取的一维谱信息不准确。目前初步的解决办法是通过与定标灯谱的比对来尽量减少其影响。但这样不仅造成了时间和人力的浪费，而且准确率和效率不高。就这一现状，提出了一种基于曲线距离法的思想，将弯曲的二维谱线校直：首先采用灰度重心法将一幅二维光谱中的250条光纤中心轨迹进行定位，将异常点采用稳健的局部回归方法剔除；然后将中心轨迹进行曲线拟合，得到光纤中心轨迹的方程；通过模仿曲线变弯的逆过程，即保持轨迹上两点间的曲线距离不变，再将弯曲的光谱映射到竖直的法线上，完成校直过程。在整个过程中保持各个对应点的灰度值不变，通过边缘处理和插值运算解决产生的像素点稀疏问题。最后采用累加法进行一维谱抽取，并将校直后抽取的一维光谱与未校直抽取的一维光谱进行比对，比对后可发现校直前后在一维光谱的两端差别较大，其差值谱线也说明了这一点。该方法实现了二维光谱的自动校直，大大提高了抽取一维谱的效率和准确性。二维光谱的预处理和校直方法首先在LAMOST数据上进行验证，鉴于多目标光纤光谱望远镜系统原理的相似性，该处理方法也适用于其他的多目标光纤光谱望远镜系统，具有较好的参考和应用价值。     

Ag3PO4溶解热力学函数的晶面效应与温度效应

在室温下制备了立方体{100}、 四面体{111}、 菱形十二面体{110}和块体Ag₃PO₄微晶, 并进行了表征. 测定了其在不同温度下水溶液中的电导率, 结合强电解质溶液和溶解热力学理论, 得到了Ag₃PO₄微晶的溶解热力学函数. 以具有不同晶面的Ag₃PO₄微晶为模型, 研究了纳米材料溶解热力学函数的晶面效应和温度效应. 结果表明, 具有{110}晶面的菱形十二面体Ag₃PO₄的标准摩尔溶解吉布斯自由能()、 标准摩尔溶解焓()和标准摩尔溶解熵()最大, 具有{100}晶面的立方体Ag₃PO₄次之, 具有{111}晶面的四面体Ag₃PO₄最小; 溶解平衡常数(K_{\mathrm{SP}})和随着温度的升高而增大.     

DSA、CTA联合MR影像评估AIS患者脑支循环及预后性关系

探讨数字减影血管成像(DSA)、计算机断层扫描血管成像(CTA)联合磁共振(MR)影像评估急性缺血性卒中(AIS)患者脑支循环及预后性关系。选取60例大脑中动脉M1段急性闭塞所致AIS患者为研究对象,根据DSA、CTA与MR影像对其脑侧支循环评估,比较患者基线资料、结局指标等,并分析预后性。结果发现:基于DSA、CTA与MR影像对AIS患者脑侧支循环评估结果一致性良好;3种影像模式下脑侧支循环良好组与不良组结局资料差异显著(P<0.05);多因素分析显示,FVH-ASPECTS评分、rLMC评分、ASITN/SIR分级量表均为AIS患者神经功能预后的独立影响因素。总之,DSA、CTA、MR影像对AIS患者脑侧支循环评估具有一致性,且FVH-ASPECTS评分、rLMC评分、ASITN/SIR分级量表均为AIS患者神经功能预后的独立影响因素。     

基于回波平移序列的快速三维磁共振温度成像方法

高强度聚焦超声（HIFU）是一种无创的热消融疗法，为保证其安全性和有效性，需要一种精度高、速度快的测温方法在其治疗过程中对温度进行监控.基于质子共振频率位移（PRFS）的磁共振温度成像（MRT）对温度具有较高的灵敏度，且与温度具有良好的线性关系，因此常被用于引导HIFU治疗.然而在实际应用中，HIFU治疗的最大隐患在于可能造成表皮灼伤，并且灼伤区域可能与焦点区域相隔较远.因此MRT的监控范围十分重要.本文基于三维回波平移成像序列，结合可控混叠的空间并行成像技术，实现了时间分辨率为3 s的快速三维温度成像.为了验证该方法的精度，本文首先设计了仿体降温实验，利用光纤温度计验证回波平移序列测温的准确度和精确度.然后在室温条件下扫描离体猪肉组织，对比加速前后的MRT的测温精确度.在HIFU加热条件下扫描离体猪肉组织，对比加速前后的MRT的测温准确度.结果显示，本文提出的方法可以在3 s内完成三维温度精准测量，对于HIFU治疗的安全监控具有重要意义.     

一种基于卷积神经网络的恒星光谱快速分类法

恒星光谱数据的分类是天体光谱自动识别的最基本任务之一，光谱分类的研究能够为恒星的演化提供线索。随着科技的发展，天文数据也向大数据时代迈进，需要处理的恒星光谱数量越来越多，如何对其进行自动而精准地分类成为了天文学家要解决的难题之一。当前恒星光谱自动分类问题的解决方法相对较少，为此本文使用了一种基于卷积神经网络的方法对恒星光谱MK系统进行分类。该网络由数据输入层、四个卷积层、四个池化层、全连接层、输出层构成，与传统网络相比具有局部感知、参数共享等优点实验。在Python3.5的环境下编程，利用Tensorflow构建了一个简单高效的具有四个卷积层的卷积神经网络，并将Dropout作用于全连接层之后以防止过度拟合。Dropout的基本思想：当网络模型进行训练时，把一些神经网络节点按一定的比例丢弃，使其暂时不发挥作用。Dropout可以理解成是一种十分高效的神经网络模型平均方法，由于它不依赖于某些局部特征所以能够让网络模型更加鲁棒。实验中使用的一维恒星光谱图是取自LAMOST DR3数据库，首先进行预处理截取光谱3 600~7 300 Å的部分，均匀采样后使用min-max标准化法对其进行初始化。实验包括两部分：第一部分为依据恒星光谱MK系统对光谱进行分类，每一类的训练样本包含1 000条光谱数据，测试样本为400条光谱数据，首先通过训练样本对CNN网络进行训练，进行3 000次的迭代，用训练后的网络将测试样本进行分类以验证网络的准确性；第二部分为相邻两类的恒星光谱的分类，其中O型星数据集样本为250条光谱，其余类别恒星样本数据集均为4 000条光谱，将数据5等分，每次选取当中的一份当作测试集，其余部分当作训练集，采用5折交叉验证法求得模型准确率，用BP神经网络进行对比实验。选择对网络模型进行评估的指标包括精确率P、召回率R、F-score、准确率A。实验结果显示CNN在对六类恒星光谱进行分类时其准确率都在95%以上，在对相邻类别的恒星进行分类时，由于O型星样本量较少，所以得到的分类结果不太理想，对其余类别的恒星分类准确率都高于98%，以上结果都证明了CNN算法能够很好地解决恒星光谱的分类问题。     

CoP纳米片制备及其电催化产氢性能的研究

高稳定性的催化剂对于规模化电催化产氢起着关键的作用.因此,采用简单的方法合成CoP纳米片,其表现出优越电催化活性和稳定性. CoP纳米片采用水热法和在氩气中磷化法制备的,纳米片的厚度为100～300 nm.CoP纳米片在0.5 M H2SO4的电解质中,表现出良好的电化学产氢性能,起始过电为～75 mV,塔菲尔斜率为～39. 67 mV/decade,当电流密度为10 mA· cm-2,过电压为～125 mV,经过1000次的循环后,保持良好的稳定性能.     

非化学专业无机及分析化学“讲练考”教学模式改革

This article discussed "teaching-practice-test" teaching mode with teaching practical experience and content matching.Results showed that this mode highlighted the proportion of practice and problem-solving in the process of learning; improved students' ability to solve problems using professional and disciplinary knowledge; changed learning styles from cramming way to autonomous learning step by step and trained students' creativity.     

基于离散元法的干湿颗粒系统仿真

介绍了基于离散元法的干湿颗粒系统仿真软件DEMSIM。对于干颗粒系统,DEMSIM可以分析二维和三维颗粒系统的弹性和塑性接触碰撞过程;对于湿颗粒系统,DEMSIM采用传统的液桥模型;对于颗粒-流体系统,DEMSIM采用CFD-DEM细观耦合模型模拟。一系列典型算例的模拟分析,验证了干湿颗粒系统仿真软件DEMSIM的精度和有效性。     

静止轨道高光谱海洋水色仪光学系统设计

设计了由超大口径前置望远系统和超大视场光谱仪组成的超大口径高光谱海洋水色仪.前置望远系统采用同轴三反光学系统结构,口径为4 m,视场为0.64°,焦距为21.6 m,波段范围为400~1 000nm.超大视场光谱仪采用改进的Offner结构,视场为240mm,光谱分辨率为10nm.探测器像元尺寸为15μm×15μm,4片探测器交错拼接实现400km幅宽.超大视场光谱仪在400~1 000nm的宽波段内,点列图半径的均方根值均小于3.9μm,静止轨道高光谱海洋水色仪全系统不同波长的MTF在33.3lp/mm处大于0.52,各项指标均满足应用要求.