粗糙床面物质交换特性及其主导机制实验研究

粗糙底床泥-水界面区域的物质交换过程不仅与水动力作用有关,还涉及到底床物理特性和床面形态的影响.为研究粗糙底床渗透率和床面微地形对泥-水界面物质交换过程的综合影响,通过实验室环形水槽实验,测量得到不同砂质平整底床和存在离散粗糙元床面条件下,泥-水界面物质交换通量和有效扩散系数的定量数据和变化特征,并采用参数化方法分析无量纲控制参数变化范围内界面物质交换特性的主导机制.实验结果表明,粗糙底床渗透率和床面微地形共同对泥-水界面物质交换过程起重要作用.与平整底床相比,离散粗糙元局部绕流结构驱动的附加泵吸交换不同程度增大了界面物质交换通量,其增强效应与底床渗透率和床面粗糙度的变化密切相关.随底床渗透率和床面粗糙度的增大,有效扩散系数总体呈增大趋势,湍流渗透对界面物质交换的影响趋于增强,而泵吸交换的相对贡献趋于减弱.因此,分析存在床面微地形粗糙底床的主导界面物质交换机制,需要考虑底床渗透率和床面粗糙度的综合影响.     

新型核素~(64)Cu标记硝基咪唑类肿瘤乏氧显像剂及正电子发射断层扫描显像研究

采用新型核素64Cu标记了含丙烯胺肟[Pn AO(3,3,9,9-Tetramethyl-4,8-diazaundecane-2,10-dione Dioxime)]结构的硝基咪唑类乏氧显像剂Pn AO-1-(2-nitroimidazole)[BMS181321],通过优化反应条件,于室温下反应10 min后即得到高放化纯度和高比活度的标记化合物64Cu-BMS181321.目标产物经放射性高效液相色谱检测验证和体外稳定性实验确认后,通过尾静脉注射到人源胰腺癌(PANC-1细胞系)裸鼠体内,分别于注射显像剂4和8 h后进行小动物正电子发射断层扫描显像(Micro-PET).结果表明,4 h左右肿瘤乏氧区域有良好的放射性浓聚.64Cu-BMS181321的合成及其分子显像研究开创了64Cu标记硝基咪唑类乏氧显像剂进行乏氧显像的先例,经进一步药物临床实验评价后,64Cu-BMS181321有望成为具有良好前景的PET乏氧显像药物.     

18F标记吲哚苯醌衍生物分子探针的合成及正电子发射型计算机断层显像

基于2-苯基萘型结构,以2-甲基吲哚和四氯苯醌、1-二甲基胺-2-丙炔和碘甲基硼酸频哪醇酯分别作为起始底物,经5步反应合成了一种吲哚苯醌类分子探针的前体。其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和HR-MS(ESI)表征。对该前体进行放射性标记,再经高效液相色谱分析纯化,最后将探针注入小鼠体内进行正电子发射型计算机断层显像（PET）。结果表明：探针分子进入小鼠体内后,在膀胱、胆和肠道聚集,随后经肠道和膀胱代谢排出体外。     

Micro-CT参数对骨质疏松性椎体压缩性骨折术后复发的预测价值

本研究探讨Micro-CT参数对骨质疏松性椎体压缩性骨折(OVCF)患者术后复发的预测价值。选取OVCF患者127例,根据术后6个月骨折复发情况分为复发组(n=41)与未复发组(n=86)。患者均接受Micro-CT检查,对比两组Micro-CT参数,即骨体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁间隙(Tb.Sp)、结构模型指数(SMI),以及骨密度(BMD)、骨矿含量(BMC),分析各参数与BMD、BMC及术后复发相关性,并评价各参数对术后复发的预测价值。结果显示,复发组骨体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)低于未复发组,骨小梁间隙(Tb.Sp)、结构模型指数(SMI)高于未复发组(P<0.05);BV/TV、Tb.Th与骨密度(BMD)、骨矿含量(BMC)呈正相关,Tb.Sp、SMI与BMD、BMC呈负相关(P<0.05);将年龄、BMD、BMC等其他因素控制后,BV/TV、Tb.Sp、Tb.Th、SMI与OVCF术后骨折复发显著相关(P<0.05);BV/TV、Tb.Sp、Tb.Th、SMI联合预测OVCF术后骨折复发的曲线下面积(AUC)最大,为0.888(P<0.05)。提示Micro-CT参数在OVCF患者中呈异常表达,采用Micro-CT检查可为临床预测OVCF术后骨折复发提供科学指导。     

透射电镜三维重构确定杂化嵌段共聚物两相空间分布

多金属氧酸盐(POM)簇-聚合物杂化物是一类兼有无机材料催化性能和聚合物可加工性的,具有优异应用前景的杂化材料。POM簇-聚合物杂化物中两相的空间分布对材料的性能有至关重要的影响。但该材料纳米尺度的3D两相空间形貌和结构无法用常规的透射电镜观察和表征。本文利用透射电镜的三维重构技术,选择合适的参数和方法进行二维图像的采集、图像匹配对中及重构,并完成立体模型的构建,从而通过构建的模型对三种杂化共聚物的两相空间分布进行了确认和分析。     

双即插即用能谱计算机断层重建算法

为降低X射线辐射剂量和提高成像效率,开发准确和高效的多能谱成像方法,提出一种具有双即插即用（PnP）框架的图像重建方法。该方法引入两个PnP正则化能量函数,分别对多通道图像内蕴低秩性与通道内图像稀疏性进行度量。首先以多通道图像间的相似块构造高维张量,然后引入张量加权核范数对张量低秩性进行刻画,并结合图像梯度域L0（伪）范数对通道内图像稀疏性进行刻画,最后设计基于交替方向乘子法的高效求解算法。为验证算法的可行性,开展模拟多通道光子计数采样图像重建实验。实验结果表明：与现有代表性方法相比,所提方法的峰值信噪比提升0.067 dB～1.89 dB,时间消耗约为代表性方法的25%;所提方法具有抑制伪影干扰和改善图像质量的优势,并且计算效率得到显著提升。     

石墨烯嵌锂的拉曼成像

锂离子电池由于具有高能量密度,高循环寿命,低自放电率的优势,成为当前使用最为广泛的储能器件。层状材料是极为常用的负极材料,其微观嵌锂行为的研究对提高电池的能量密度和循环寿命有重要意义。本工作发展了一种新的平板微电池结构,可用于研究锂离子在各类二维层状纳米材料中的嵌锂行为。我们用机械剥离的单片少层石墨烯为正极,热蒸镀的锂金属为负极,构成石墨烯电池,用恒电压放电的方法进行嵌锂测试。采用拉曼成像技术收集石墨烯G峰信号的空间分布,实现对锂的嵌入过程的显微观测。发现了锂在石墨烯中沿层间扩散迁移,以及石墨烯断层对锂扩散的阻碍作用。这些结果有助于理解放电时锂在石墨烯电极中扩散过程,并且这项研究开发的平板微电池结构可用于多种材料的电化学过程中的微观过程表征,同时可实现与光学、电学、电子显微学等多种表征手段的兼容,具有较好的应用前景。     

核电工程地质（二）

核电工程地质（二）古迅（中国科学院地质研究所北京100029）3能动断层及其调查与评价3.1关于活动断层断层活动是现代地壳活动最为强烈的一种构造作用,因此,活动断层作为说明地壳的现代活动性的一个重要的地质标志。     

断层活动性评价中关于测年资料的引用

断层活动性评价是研究区域构造稳定性的基础,它直接影响到水工建筑物本身的抗震安全。目前,对于断层活动性评价较常用的方法就是有关断层样品的年龄测试,这是比较直观的定量方法之一。但由于测年方法有多种,同一样品用不同的测年方法测得的结果有时偏差很大,哪种结果更为可靠始终是众多学者所关心的问题。本文对在水利水电工程断层活动性评价中关于断层年龄引用方面存在的一些问题进行探讨,并结合溪洛渡工程对研究区的马边—盐津断裂、莲峰断裂和金阳断裂进行了断裂活动性分析与评价。     

Simulation for surface self-nanocrystallization under shot peening

Driven by high frequency and multi-directional shot peens, dislocations of various orientations proliferate into the metal, and accumulate in high density in the surface layer of a shallow depth. Migration, generation and annihilation of dislocations dictate the evolution of mobile dislocation density. Simulation for the experiment of pure iron under repeated shot peen flux of 800 times per square millimeter is carried out, and a dislocation density up to 2.17×10¹¹ mm⁻² is achieved. Dislocations of such density in the surface layer are shown to be capable of forming nano-grains whose size is about 10 nm. Molecular dynamics simulation verifies the formation of nano-grained metals at such dislocation density level. The dislocations are first regrouped to form subcrystallites, then combined to form stable nanocrystallized grains after sufficiently long time of relaxation. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (10121202)