太赫兹时域光谱技术在化学领域中应用的新进展

随着超快激光技术的发展及其人们对太赫兹(THz)电磁波波段及与脉冲光源认识的进一步深入,太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术作为一种新的、快速发展的光谱分析方法在许多领域备受关注。尤其在化学领域,THz-TDS技术已得到了广泛的应用,并显示出了广阔的应用前景。本文介绍了THz技术的特点、THz辐射的产生、探测及其信号处理;讨论了该技术在化学及其相关领域中的应用;初步探讨了该技术在化学领域应用中一些亟待解决的问题及今后发展的方向。     

太赫兹技术融合人工智能在中药质量控制中的应用和展望北大核心CSCD

中药是中华民族的瑰宝,中药的质量控制对于确保中药安全性和有效性至关重要。传统的中药质量控制方法费时费力,需要对样品进行复杂的前处理。太赫兹技术是一种新兴的无损检测技术,具有高分辨率、非接触、非破坏等优点,与人工智能算法结合,能够实现对中药生产全过程的质量控制。该文首先介绍了太赫兹技术的原理、太赫兹光谱预处理方法、特征数据提取方法、人工智能算法建模以及模型的评估与优化;并在此基础上,对近年来太赫兹技术在中药鉴别、含量测定和制药生产过程质量控制中的应用进行了综述。最后,对太赫兹技术的发展趋势及其在中药智能制造中的应用进行了展望。     

高性能和强扩展性的太赫兹时域光谱仪的研制

太赫兹波具有低能、宽带和独特的时域脉冲特性等特点,使其在材料物质科学领域具有着重要的应用价值.自主搭建了一套基于光电导天线的太赫兹时域光谱仪.从介绍光电导天线产生和探测太赫兹波的原理出发,重点阐述了太赫兹时域光谱仪的光路设计优化、搭建调试、功能拓展和应用实例分析,为自主研制高性能太赫兹时域光谱仪提供了方法和经验.     

20种α-氨基酸的太赫兹光谱及其分子结构的相关性

应用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术, 在室温下对构成蛋白质的20种基本氨基酸的多晶粉末压片样品进行了光谱测试分析. 结果表明, 所有氨基酸对THz波反应非常灵敏, 在0.2-3.0 THz的有效频谱范围内, 表现出各自特征吸收峰, 故而利用THz光谱可以有效地区别不同种类的氨基酸. 我们以新数据验证和补充了前人的研究结果, 建立了以氨基酸分子结构及其THz光谱特征为基础的分类方案, 讨论并揭示了氨基酸分子的结构差异与其THz吸收光谱之间的相关性. 认知这些相关性将有助于鉴定氨基酸分子, 促进THz光谱学的理论研究以及在生物医学领域的推广应用.     

元素成像技术在安检领域的研究进展

元素成像作为一种快速、直观的无损检测技术,在核工业、航空航天、新能源、地质、考古、先进制造等多个领域得到广泛应用。其中的X射线凭借较强的穿透物体的能力,太赫兹和毫米波凭借对人体无接触、低损害的特点,在安检领域得到了广泛应用。本文对这三种成像技术的数据集和近几年的图像处理技术进行了总结和归纳,为该领域的进一步深入应用提供了有力的技术支撑。     

基于多特征算法选择的太赫兹时域光谱用于水稻种子掺假研究

该文提出了一种基于太赫兹时域光谱的水稻种子模式识别方法。实验以10种不同品牌混合掺假的水稻种子为样本,基于采集的样本太赫兹时域光谱数据,通过建立Relief、随机森林（RF）、支持向量机递归特征消除（SVM-RFE）和最大相关最小冗余（mRMR）模型分别对样本光谱波长进行特征选择,最后设计分类器对4种特征选择方法处理后的样本进行分类识别。结果表明,基于布谷鸟算法（CS）优化的极限学习机模型对经RF特征选择算法提取后的样本光谱数据具有最佳识别效果,其准确率可达100%,实验对于法庭科学领域内种子的掺假鉴定具有一定的借鉴意义。     

萘醌及其衍生物的太赫兹时域光谱研究

用太赫兹(THz)时域光谱技术研究了室温条件下的萘醌及其衍生物1,2-萘醌、1,2-萘醌-4-磺酸钠、甲萘醌、白花丹素、胡桃醌的光谱特征,得到了各自的吸收谱和折射率。结果表明,萘醌及其衍生物在此波段有不同的吸收特征,利用太赫兹时域光谱能够鉴别分子结构存在微小差别的化合物。在对样品的吸收谱进行比较的基础上,讨论了分子结构和分子间晶格振动与THz光谱特征吸收的关系。     

含硫氨基酸的太赫兹光谱

利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术研究室温条件下多晶含硫氨基酸L-蛋氨酸(Met)和L-半胱氨酸(Cys)的光谱特性, 得到相应的吸收谱和折射率谱, 表明含硫氨基酸在THz波段具有区别于其它氨基酸的显著特征. 在实验测量的有效光谱范围0.2～2.8 THz内, L-蛋氨酸的THz吸收峰分别位于1.06, 1.88和2.70 THz; L-半胱氨酸的吸收峰分别位于1.40, 1.70, 2.33和2.61 THz, 两种氨基酸的平均折射率均为1.44. 利用GAUSSIAN 03软件包中的Hartree-Fock理论计算了蛋氨酸双分子的低频振动谱, 表明了与蛋氨酸各吸收峰对应的分子微观振动模式, 并对实验光谱进行了解析讨论.     

不同地区及仿真和田玉太赫兹光谱分析

利用太赫兹时域光谱技术对不同地区和田玉及其仿真品进行测量与分析,为不同地区的和田玉及真伪鉴别提供技术支撑。实验选取了新疆、韩国和青海三个不同产地的和田玉样品,同时选取了三种仿和田玉样品,在0.1~2.5THz频段进行太赫兹光谱数据采集。不同地区和田玉在太赫兹频段具有不同的特征吸收峰,并且每个样品在相对高频和低频的吸收量不同,随频率的增加,样品在相对低频处的折射率呈增加趋势,在高频处呈缓慢下降趋势,不同样品的变化趋势不同。仿真样品与和田玉在0.1~2.5 THz波段的吸收系数、折射率、相对介电常数相差很大。实验结果初步表明,用太赫兹波段的吸收系数和折射率来鉴别和田玉及仿真品是可行的,能够区分不同地区和田玉及仿真样品,该方法快速、便捷,能为市场监管提供有力技术支撑。     

太赫兹隐身及屏蔽材料研究进展

阐述了太赫兹隐身和屏蔽性能分析的计算模型, 并对几种典型的太赫兹隐身和屏蔽材料进行了综述和介绍, 指出了当前研究存在的问题以及今后的发展方向.     

Terahertz time-domain spectroscopy of some pentoses

1 Introduction Terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS) is a new spectral technique based on femto-second laser technology developed since the 1980s[1]. Terahertz (THz) waves lie between the infrared and microwave bands in the electromagnetic spectrum covering the frequency range from 100 GHz to 10 THz. Despite great scientific interest, the THz frequency range re- mains one of the least tapped regions of the electro- magnetic spectrum because there are neither conven- ient high-power…     

铜L-色氨酸配合物的合成与表征

利用液相反应合成法制得了铜(Ⅱ)和L-色氨酸的配合物,结合元素分析、差示扫描量热与热重分析联用、粉末X射线衍射法以及红外光谱实验手段对该配合物进行表征。结果表明,1个铜离子能够与2个L-色氨酸分子通过侧链氨基上的氮原子和羧基上的氧原子配合,形成稳定的配合物。利用太赫兹时域光谱法获得了室温条件下铜-L-色氨酸配合物在低频波段的光谱特征,并结合密度泛函理论计算对太赫兹光谱进行分析。该配合物在太赫兹波段的吸收对应于分子整体的振动,涉及吲哚环和侧链的扭曲振动。研究结果有助于深入了解铜离子与氨基酸的相互作用,以及铜离子在复杂生物体中所起的作用。     

Terahertz time-domain spectroscopic investigation on quinones

Well resolved far-infrared spectra of 1,4-benzoquinone, 1,4-naphthoquinone, and 9, 10-anthraquinonme in polycrystalline form have been measured with terahertz time domain spectroscopy at room tem- perature. The characterizations of power absorption and index of refraction in the frequency range 0.3 -2.0 THz are presented. Theoretical calculation is applied to assist the analysis and assignment of individual THz absorption spectra of the p-quinones with semiempirical AM1, Hartree-Fock (HF), and density functional theory (DFT) method. Observed THz responses are assigned to the translational and torsional vibrations of p-quinone dimer held together by weak hydrogen bonds.     

Visco-elastic properties of reentrant nematic liquid crystalline mixtures

The visco-elastic properties for binary mixtures of 4-n -hexyloxy-4′-cyanobiphenyl (6OCB) and 4-n-octyloxy-4′-cyanobiphenyl (8OCB) are investigated in detail by a light scattering technique. The mixtures exhibit a reentrant nematic (RN) phase between the smectic A (SmA) and crystal phases in the range 22.0–29.5 wt % of 6OCB. The viscosity and the elastic constant increase with cooling in both the nematic and reentrant nematic phases. It is also found that the mixtures exhibit anomalously large values of viscosity and elastic constant near the phase transition, i.e. a pretransitional phenomenon can be observed. The activation energy for viscosity is smaller in the RN phase than in the ordinary nematic phase appearing at higher temperatures, while the normalized elastic constant (defined as the ratio of the elastic constant to the square of the dielectric anisotropy) is larger. Moreover, the visco-elastic behaviour depends on the specific time during which the sample has been kept in the SmA phase. These results confirm that the SmA phase has a strong influence on the formation of molecular aggregates, which plays an important role in the reentrant phenomenon of these systems.     

The synthesis of liquid crystalline lanthanide complexes of Schiff's base ligands: N -(4- n -alkoxysalicylidene)-4′- n -alkylanilines

The reaction of N-(4-n-alkoxysalicylidene)-4′-n-alkylanilines with freshly prepared lanthanide salts leads to mesomorphic terbium and dysprosium complexes exhibiting the smectic A phase.     

Gels from a semifluorinated n-alkane in fluorinated solvents as a probe for intermolecular interactions

Diblock semifluorinated n-alkanes can form aggregates and gels in fluorinated solvents. We have investigated the thermal behavior of binary mixtures comprising F(CF₂)₈(CH₂)₁₆H and fluorinated solvents. The solvents were perfluorohexane, perfluoroheptane, perfluorooctane, perfluorooctyl bromide, perfluorodecalin, and perfluorotributylamine. The phase diagrams were used to calculate the activity coefficients of the two components and the main excess thermodynamic functions. The solubility and self-assembly behavior of F₈H₁₆ in the fluorinated solvents are related to the different solute–solvent dispersion interactions that depend on the polarizabilities and ionization potentials of the interacting species, and on the structural properties of the solvent.     

HCOO在Cu(110)、Ag(110)和Au(110)表面的吸附

采用密度泛函理论(DFT)以及广义梯度近似方法(GGA)计算了甲酸根(HCOO)在Cu(110)、Ag(110)和Au(110)表面的吸附. 计算结果表明, 短桥位是最稳定的吸附位置, 计算的几何参数与以前的实验和计算结果吻合. 吸附热顺序为Cu(110)(-116 kJ·mol-1)>Ag(110)(-57 kJ·mol-1)>Au(110)(-27 kJ·mol-1), 与实验上甲酸根的分解温度相一致. 电子态密度分析表明, 吸附热顺序可以用吸附分子与金属d-带之间的Pauli 排斥来关联, 即排斥作用越大, 吸附越弱. 另外还从计算的吸附热数据以及实验上HCOO的分解温度估算了反应CO2+1/2H2→HCOO的活化能, 其大小顺序为Au(110)>Ag(110)>Cu(110).     

PMDA-BPDA-HAB聚苯并噁唑的合成及耐热性

PMDA-BPDA-HAB聚苯并噁唑的合成及耐热性;均苯四甲酸二酐;联苯四羧酸二酐;二羟基联苯胺;聚酰亚胺;聚苯并噁唑;耐热性     

Studies on the Formation of Catalytically Active PGM Nanoparticles from Model Solutions as a Basis for the Recycling of Spent Catalysts

The paper presents basic studies on the precipitation of platinum, palladium, rhodium, and ruthenium nanoparticles from model acidic solutions using sodium borohydride, ascorbic acid, and sodium formate as reducing agents and polyvinylpyrrolidone as a stabilizing agent. The size of the obtained PGM particles after precipitation with NaBH₄ solution does not exceed 55 nm. NaBH₄ is an efficient reducer; the precipitation yields for Pt, Pd, Ru, Rh are 75, 90, 65 and 85%, respectively. By precipitation with ascorbic acid, it is possible to efficiently separate Pt, Rh, and Ru from Pd from the two-component mixtures. The obtained Pt, Pd, and Rh precipitates have the catalytic ability of the catalytic reaction of p-nitrophenol to p-aminophenol. The morphological characteristic of the PGM precipitates was analyzed by AFM, SEM-EDS, and TEM.