饲料中粗脂肪和粗纤维含量的近红外光谱快速分析

采用近红外光谱(NIRS)结合偏最小二乘(PLS)方法,实现对饲料中粗脂肪和粗纤维的快速定量分析。采用Norris-Williams平滑求导(NW)和多元散射校正(MSC)方法对光谱进行预处理;蒙特卡罗无信息变量消除法(MCUVE)、变量组合集群分析法(VCPA)和区间变量迭代空间收缩法(iVISSA)用于光谱变量选择和优化; PLS用于光谱校正模型的建立,采用校正集相关系数(R_c)、交互验证均方根误差(RMSECV)、预测集相关系数(R_p)和预测集均方根误差(RMSEP)评价模型。光谱预处理中经MSC处理后的光谱模型优于其他预处理方法,其RMSECV和RMSEP值都减小,R_c和R_p值都增大。脂肪定量分析中,原始光谱模型的RMSECV和R_c为0.21和0.87, RMSEP和R_p为0.20和0.88,变量数(V_n)为1 501;经MCUVE方法选择变量后建立的定量模型,其RMSECV和R_c为0.17和0.92, RMSEP和R_p为0.19和0.89,V_n为400个;经VCPA选择变量建立PLS定量模型,其RMSECV和R_c为0.21和0.87, RMSEP和R_p为0.25和0.81,V_n为12;经iVISSA选择变量后的模型,其RMSECV和R_c为0.21和0.86, RMSEP和R_p为0.20和0.87,V_n为20。粗纤维定量分析中,原始模型的RMSECV和R_c为0.28和0.91, RMSEP和R_p为0.25和0.95,V_n为1 501;经MCUVE选择后的模型,其RMSECV和R_c为0.23和0.95, RMSEP和R_p为0.23和0.94,V_n为740;经VCPA选择变量后的模型,其RMSECV和R_c为0.27和0.91, RMSEP和R_p为0.30和0.91,V_n为11;经iVISSA选择后变量的模型,其RMSECV和R_c为0.29和0.90, RMSEP和R_p为0.27和0.93,V_n为20。结果表明, MSC方法可以有效提高光谱质量,消除光谱平移误差; MCUVE变量选择方法可以简化模型提高模型精度和稳定性,建立最优模型。在粗脂肪的定量分析模型中, MSC处理后的光谱经过MCUVE选择后剩余400个变量,R_c和R_p相较于全谱模型提高了0.05和0.01, RMSECV和RMSEP分别降低到了0.17和0.19;经VCPA和iVISSA选择变量的模型其结果与全谱模型相似,但其变量分别只有12和20个。在粗纤维模型中,经MCUVE选择后740个变量用于建立PLS模型,其R_c和R_p为0.95和0.94, RMSECV和RMSEP分别为0.23和0.23; VCPA和iVISSA分别运用11和12个变量建立回归模型,但结果都比MCUVE模型差。利用饲料近红外光谱建立MSC-MCUVE-PLS模型可以有效对饲料粗脂肪和粗纤维进行定量分析。     

微光夜视技术的进展与展望

微光夜视技术作为主要为夜战服务的军用光电子高新技术，其在现代高新技术局部战争和夜战中的作用和地位变得更加突出和重要。随着微光夜视技术的快速发展和器件、系统性能水平的不断提高，微光夜视技术在未来高新技术战争和信息化战争中将具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。在对国外超二代、三代和四代微光像增强器技术发展思路、管型特点和关键技术进行深入分析的基础上，介绍了国内外微光夜视技术的发展现状和最新进展。结合我国目前的设备条件、元器件性能和技术水平的现状，对我国微光夜视技术的发展方向和重要的关键技术进行了阐述，提出了自己的一些建议和展望。     

光磁共振实验中扫场的作用和影响

讨论了方波和三角波扫场对光抽运信号和磁共振信号的作用和影响,阐明了应如何选择方波和三角波扫场信号的大小和方向,才能得到理想的光抽运信号和磁共振信号的方法．     

电场对非对称量子点中强耦合极化子基态和第一激发态的影响

采用Pekar类型变分方法研究非对称量子点中强耦合极化子基态和激发态,得出极化子的基态和激发态能量随电场和横向和纵向有效受限长度的变化关系.结果发现基态和激发态能量是电场的减函数,基态和激发态能量随横向和纵向有效受限长度的增加而减少     

GaN基半导体新热点:从半导体照明到功率电子器件

Ⅲ族氮化物(又称GaN基)宽禁带半导体属于新兴的第三代半导体体系,在短波长光电子器件和功率电子器件领域具有重大应用价值。过去10多年,以蓝光和白光LED为核心的半导体照明技术和产业飞速发展,形成了对国家经济和人民生活产生显著影响的高技术产业。近年来GaN基功率电子器件受到了学术界和产业界的高度重视,形成了新的研发和产业化热点。首先介绍了半导体照明技术和产业的发展历程和现状,分析了当前GaN基LED芯片技术面临的关键科学和技术问题;然后重点介绍了GaN基微波功率器件和电力电子器件的发展历程和动态,包括微波功率器件已经取得的突破性进展和产业化现状,电力电子器件相对Si和SiC同类器件的优势和劣势,并对GaN基功率电子器件当前面临的关键科学和技术挑战进行了较详细的分析。     

现代物理学及其应用

 现代科学技术是生产力的一个重要因素,而现代物理学则是现代科学技术的基础.19世纪中期电磁感应现象的发现和电磁理论的发展,为电能的开发应用和电气化奠定了基础;19世纪末电磁波和电子的发现和研究,开创了无线电电子学的新时代;20世纪初期量子论、相对论量子力学和原子核物理的创立和发展,不但引起了物理学自身的革命,开始了微观、高速和高能领域的研究,而且也为半导体、激光和原子核能等新技术的开发应用提供了启迪的根据和明确的途径.物理学为什么具有这样的作用呢?物理学的现状和未来又是怎样和将会怎样发展呢?     

平面波与线性粘弹海底的反射和折射

采用基于广义标准线性体Boltzmann叠加原理的固体流变模型来描述粘弹性海底底质结构,分析了沉积层和基岩的纵、横波速度频散和衰减的特点,计算了海水沉积层界面和沉积层基岩界面位移势反射和折射系数和能量反射和折射系数。结果表明,采取本模型的粘弹性海底的速度频散、衰减和已有文献的实验数据符合较好,能准确的描述海底底质的主要性质,反射和折射系数和声波的频率有关。      

电子间的吸引与排斥

 吸引和排斥作为特定的哲学范畴,专指无机界事物相互作用中两种相反因素的对立统一关系,是对接近和分离、收缩和膨胀、化合和化分、吸收和发射、引力和斥力、聚合和裂变等特殊矛盾运动所作的科学概括。显然吸引和排斥不是单一的、不变的;它是作为无机界的基本矛盾来把握的。     

变物性条件下基于(火积)理论的圆柱体热源构形研究

建立了导热基座上的三维圆柱体热源层流散热模型,考虑空气的变热物性,研究了热源半径、强度和位置以及热源和基座的热导率对当量热阻和最大热阻的影响。结果表明:当给定热源强度和热导率时,存在一个临界半径使得当量热阻和最大热阻取最大值;当量热阻和最大热阻均随热源位置从入口处向出口处移动而增加。当给定热源半径和位置时,提高热源和基座的热导率,当量热阻和最大热阻均减小;热源强度不影响当量热阻和最大热阻随半径的变化趋势。     

p,p在北京谱仪(Ⅱ)中的行为研究

从Monte Calor模拟和北京谱仪(BESⅡ)所取的实验数据入手,分析了p和p产生次级带电径迹和中性径迹的几率以及好径迹选择条件对这些次级径迹的去除情况、p在探测器中的能量损失和p的湮没、p和p在桶部簇射计数器中沉积能量的分布以及3种不同的粒子鉴别方法的优劣.给出了BES目前可以正确重建出的p和p的动量的最小值和利用TOF和dE?dx的联合信息鉴别p和p的优越性.     

Ruby Crystal for Demonstrating Time- and Frequency-Domain Methods of Fluorescence Lifetime Measurements

We present experiments that are convenient and educational for measuring fluorescence lifetimes with both time- and frequency-domain methods. The sample is ruby crystal, which has a lifetime of about 3.5 milliseconds, and is easy to use as a class-room demonstration. The experiments and methods of data analysis are used in the lab section of a class on optical spectroscopy, where we go through the theory and applications of fluorescence. Because the fluorescence decay time of ruby is in the millisecond region, the instrumentation for this experiment can be constructed easily and inexpensively compared to the nanosecond-resolved instrumentation required for most fluorescent compounds, which have nanosecond fluorescence lifetimes. The methods are applicable to other luminescent compounds with decay constants from microseconds and longer, such as transition metal and lanthanide complexes and phosphorescent samples. The experiments, which clearly demonstrate the theory and methods of measuring temporally resolved fluorescence, are instructive and demonstrate what the students have learned in the lectures without the distraction of highly sophisticated instrumentation.     

基于THz-TDS技术的培氟沙星和氟罗沙星抗生素定性定量检测研究

作为两种常用的喹诺酮类抗生素,培氟沙星和氟罗沙星残留问题引起人们的高度关注,研发快速、高效的检测手段成为一种需求。采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对鱼粉基质中的培氟沙星、氟罗沙星进行了研究。制备培氟沙星、氟罗沙星、聚乙烯和鱼粉纯净物质以及培氟沙星-鱼粉和氟罗沙星-鱼粉17种不同浓度二元混合物的压片样品,共106个;对所有压片样品进行太赫兹光谱测量和分析;利用连续投影算法(SPA)结合支持向量机(SVM)和反向传播神经网络(BPNN)建立定性判别模型,对培氟沙星-鱼粉和氟罗沙星-鱼粉这两种混合物进行分类判别;利用特征频率处吸收系数建立偏最小二乘回归(PLSR)、BPNN、多元线性回归(MLR)定量预测模型,分别对两种混合物进行定量预测。结果表明：纯净培氟沙星在0.775和0.988 THz存在明显吸收峰,纯净氟罗沙星在0.919和1.088 THz存在明显吸收峰,聚乙烯对太赫兹波基本没有吸收,鱼粉无吸收峰,两种抗生素与鱼粉混合后的峰值出现在纯净抗生素的吸收峰附近;在定性判别中,SVM判别结果最佳,预测集判别准确率、精确率、召回率、F1得分分别为97.06%,97.22%,97.06%和97.06%;定量回归中,SPA-BPNN 模型用于预测培氟沙星-鱼粉结果最佳,预测集相关系数(R_p)、预测集均方根误差(RMSEP)分别为0.984 9和0.009 5,SPA-MLR模型用于预测氟罗沙星-鱼粉结果最佳,R_p和RMSEP分别为0.982 7和0.040 6。研究表明THz-TDS技术对鱼粉基质中培氟沙星、氟罗沙星进行定性定量检测是可行的,为畜禽行业中培氟沙星和氟罗沙星实际检测提供理论和技术参考。     

高光谱成像技术在果蔬品质与安全无损检测中的原理及应用

水果和蔬菜的品质与安全是消费者最为关心的问题。传统的化学检测方法是一种费时费力的破坏性检测技术。随着成像和光谱技术的快速发展,高光谱成像技术已经广泛应用于农产品品质与安全的快速无损检测中。高光谱成像技术融合了传统的成像和光谱技术的优点,可以同时获取被检测物体的空间信息和光谱信息,因此该技术既可以像检测物体的外部品质,又可以像光谱技术一样检测物体的内部品质和品质安全。目前,已经有大量的基于高光谱成像技术检测水果和蔬菜品质与安全的研究性论文发表,为了深入了解高光谱成像技术的检测原理并跟踪国内外最新的研究进展,综述了高光谱成像技术在水果和蔬菜外部品质、内部品质和品质安全检测中的原理、发展和应用。另外,还简要介绍和讨论了高光谱成像系统的构成、常用的数据分析方法、发展趋势及面临的挑战。     

火焰原子吸收光谱法测定磁化杯中铅、镉和铁

本文研究了火焰原子吸收光谱法测定磁化杯陶瓷内胆中Ｐｈ、Ｃｄ和Ｆｅ含量的方法。样品经粉碎，用硝酸－高氯酸混合液进行消解后测定。本法灵敏度高，干扰少，简单，快速，具有良好的精密度和准确度，其相对标准偏差分别为Ｐｂ３．９９％，Ｃｄ１０．７％，Ｆｅ０．９％。回收率Ｐｂ１００．６１％，Ｃｄ１０１．１８％，Ｆｅ１０２．４％。     

光谱及成像技术在果蔬损伤检测研究中的应用现状与展望

果蔬在收获、运输、贮藏、分拣、包装和销售过程中均会遭受不同程度的挤压、碰撞或摩擦,从而造成果蔬损伤,如挤伤、开裂、擦伤等外部损伤,同时,在生长过程中会产生黑心、水心、褐腐、霉心等内部损伤。果蔬损伤初期特征不明显,外观与正常果实基本无异,然而随着时间的推移,损伤组织恶化扩散,最终导致整个果实腐烂变质,又进而接触感染其他果实,造成周边甚至整箱果蔬病变,对果蔬产业造成巨大的经济损失。果蔬采后损伤检测方法多种多样,其中人工检测最为简单常用,但是该方法不仅耗时耗力,容易造成错判和漏判现象,而且无法实现肉眼不可见的皮下或内部损伤检测。近年来,随着计算机技术的快速发展,越来越多的无损检测技术被广泛应用于果蔬损伤检测,其中最为常用的当属光谱和成像技术。光谱成像技术通常结合图像处理、光谱分析、化学计量学方法、统计分析等手段,利用损伤果蔬和正常果蔬的图谱信号差异实现损伤检测,具有无损、快速等优点,能解决人工检测耗时耗力且准确率低的问题。在此主要概述了8种光谱及成像技术（近红外光谱、拉曼光谱、荧光光谱、高光谱成像、空间频域成像、核磁成像、X射线成像和热成像）在果蔬损伤检测的最新研究进展,包括检测原理及其技术特点,总结分析了各技术在果蔬损伤检测方面的应用情况,并展望未来发展趋势,以期为果蔬损伤无损检测提供借鉴与参考。     

Effect of trabecular bone material properties on ultrasonic backscattering signals

In this study, ultrasonic backscattering signals in cancellous bones were obtained by finite difference time domain （FDTD） simulations, and the effect of trabecular material properties on these signals was analyzed. The backscatter coefficient （BSC） and integrated backscatter coefficient （IBC） were numerically investigated for varying trabecular bone material properties, including density, Lame coefficients, viscosities, and resistance coefficients. The results show that the BSC is a complex function of trabecular bone density, and the IBC increases as density increases. The BSC and IBC increase with the first and second Lame coefficients. While not very sensitive to the second viscosity of the trabeculae, the BSC and IBC decrease as the first viscosity and resistance coefficients increase. The results demonstrate that, in addition to bone mineral density （BMD） and microarchitecture, trabecular material properties significantly influence ultrasonic backseattering signals in cancellous bones. This research furthers the understanding of ultrasonic backscattering in cancellous bones and the characterization of cancellous bone status.     

镧和铕与邻菲罗啉谷氨酸配合物的NMR和IR研究

合成了稀土镧和铕与谷氨酸，邻菲罗啉形成的二元及三元配合物，经元素分析确定该配合物的组成为Ｌｎ（ｐｈｅｎ）（Ｇｌｕ）３．７Ｈ２Ｏ（Ｌｎ＝Ｌａ，Ｅｕ）；Ｅｕ（Ｇｌｕ）３；１２Ｈ２Ｏ。用核磁共振和红外光谱研究与配体与稀土离子的配位方式，讨论了稀土离子的顺磁性及屏蔽效应对配合物的ＮＭＲ谱图的影响。     

Stabilization of biosolids with nanoscale zero-valent iron (nZVI)

Biosolids are the treated organic residuals, also known as sludge, that are generated from domestic wastewater treatment plants. According to the USEPA, over 7 millions tons (dry weight) of biosolids are generated every year in the US by more than the 16,000 wastewater treatment plants and a large portion of these biosolids is disposed on land. Nuisance odors, the potential of pathogen transmission, and presence of toxic and persistent organic chemicals and metals in biosolids have for the most part limited the use of land applications. This paper presents zero-valent iron nanoparticles (1–100 nm) for the treatment and stabilization of biosolids. Iron nanoparticles have been shown to form stable and nonvolatile surface complexes with malodorous sulfur compounds such as hydrogen sulfide and methyl sulfides, degrade persistent organic pollutants such as PCBs and chlorinated pesticides, and sequestrate toxic metal ions such as mercury and lead. The end products from the nanoparticle reactions are iron oxides and oxyhydroxides, similar to the ubiquitous iron minerals in the environment. Due to the large surface area and high surface reactivity, only a relatively low dose (<0.1% wt) of iron nanoparticles is needed for effective biosolids stabilization. The iron nanoparticle technology may thus offer an economically and environmentally sustainable and unique solution to one of the most vexing environmental problems.     

Stability of elliptic vortex solitons in anisotropic nonlocal media

Elliptic vortex solitons are investigated in anisotropic nonlocal media with more general formulations. We address the existence and dynamics of such solitons analytically and numerically. The solution of elliptic vortex solitons depends on the eccentricity of both the input beam and nonlocal response function. With different degrees of nonlocality, we numerically investigate the evolution of the elliptic vortex solitons, and find that, typically, the elliptic vortex solitons with single and double charges collapse into spiraling dipole- and tripolelike soliton clusters, respectively.     

Human Synchronization Maps—The Hybrid Consciousness of the Embodied Mind

We examine the theoretical implications of empirical studies developed over recent years. These experiments have explored the biosemiotic nature of communication streams from emotional neuroscience and embodied mind perspectives. Information combinatorics analysis enabled a deeper understanding of the coupling and decoupling dynamics of biosemiotics streams. We investigated intraindividual and interpersonal relations as coevolution dynamics of hybrid couplings, synchronizations, and desynchronizations. Cluster analysis and Markov chains produced evidence of chimaera states and phase transitions. A probabilistic and nondeterministic approach clarified the properties of these hybrid dynamics. Thus, multidimensional theoretical models can represent the hybrid nature of human interactions.