计算电容中Fabry-Perot干涉仪测量位移的相位修正方法

计算电容是复现电学阻抗单位的基准装置, 利用计算电容值和量子霍尔电阻值可以准确计算出精细结构常数α. 计算电容的本质是通过高准确度地测量屏蔽电极的位移, 实现对电容量值的测量. 因此, 基于Fabry-Perot干涉仪的精密电极位移测量系统是计算电容装置中最为核心和关键的部分. 在Fabry-Perot干涉仪测位移过程中, 由于高斯激光束存在轴向Gouy相位, 该附加相位将会引起相邻干涉条纹对应位移的变化(大于或者小于λ/2), 导致位移的测量值与实际值存在偏差. 本文阐述了高斯激光场的传播特性, 利用高斯激光束在自由空间和透过薄透镜复振幅的变换关系, 建立了计算电容装置中Fabry-Perot干涉仪透射光束的传输模型; 通过对不同腔长的Fabry-Perot干涉仪透射光场相位的分析, 获得了高斯激光束轴向Gouy相位修正与传输距离的关系. 结果表明, 当腔长从111.3 mm移动至316.3 mm时, 在接收距离为560 mm的情况下, 高斯光束轴向Gouy 相位引起的位移修正的绝对值最小为0.7 nm, 其相对相位修正量|δL|/|ΔL| = 3.4×10^-9.     

物理学史中的库仑定律——纪念库仑诞辰280周年、逝世210周年

正学习物理学的知识时,一些物理学概念和规律的了解应该结合物理学史讲清理论的来龙去脉,使学习者能获得一个动态的和积极的学习过程,消除对物理知识的神秘感,这样可以增强思维的灵活性。通过对物理学史的学习,了解物理学家的成败得失,我们还可以增强对物理的兴趣,增强"细推物理"的信心。本文以库仑定律为例,结合物理学史,使"库仑"还     

苯海拉明的拉曼光谱和红外光谱研究

测量并分析了盐酸苯海拉明的红外光谱和拉曼光谱。在Raman光谱中, 1001 cm-1出现一个极强峰, 在1030 cm-1和618 cm-1各有一个中等峰,此外,在红外光谱中, 714 cm-1和757 cm-1附近出现极强的吸收峰,认定这个化合物中存在单取代苯。C-N的对称伸缩振动出现在837 cm-1, 1433 cm-1和1470 cm-1分别为CH2和CH3的变形振动, 在红外光谱中, 1020 cm-1处明显的吸收峰属于C-O-C反对称伸缩振动。此外, 测量得到含量为25 mg苯海拉明药片的拉曼光谱与纯苯海拉明的拉曼峰比较一致, 可作为无损快速检测该药物的手段。     

基于全反射的发光二极管-照明光纤耦合器的设计与研制

光纤照明由于具有成本低、安全性高、便携性好和装饰性强等优势,已经逐渐进入了人们的视野。然而,现阶段的光源[特别是发光二极管(LED)]由于辐射发散角大,与照明光纤的耦合效率普遍较低。为了解决这个问题,根据全反射原理,设计并制作了一种LED-照明光纤耦合器。经过实验验证,该耦合器具有聚光性强、耦合效率高、体积小、制备简便和成本低等优点,是一种能够有效提升LED-光纤耦合效率的方式。     

高活性和高稳定性的核壳结构PtPx@Pt/C催化氧还原

在质子交换膜燃料电池中,金属铂是最高效的阴极氧还原催化剂之一,但是铂昂贵的价格严重阻碍了其在燃料电池领域中的大规模商业化应用.通过铂与3d过渡金属(Fe、Co和Ni)合金化可以有效提高催化剂的氧还原活性,然而在实际的高腐蚀性、高电压和高温的燃料电池运行环境中,铂合金纳米粒子易发生溶解、迁移和团聚,从而导致催化剂耐久性差.同时过渡金属离子的溶出会影响质子交换膜的质子传导,并且一些过渡金属离子会催化芬顿反应,产生高腐蚀性?OH自由基,加快Nafion和催化剂的劣化.与过渡金属掺杂相比,非金属掺杂具有明显优势:一方面,非金属溶出产生的阴离子不会取代Nafion中的质子,也不会催化芬顿反应;另一方面,与3d过渡金属相比,非金属具有更高的电负性,其掺杂很容易调节Pt的电子结构.因此,本文通过非金属磷掺杂合成具有优异稳定性的核壳结构PtPx@Pt/C氧还原催化剂.通过热处理磷化商业碳载铂形成磷化铂(PtP2),经由酸洗处理产生富铂壳层,即PtPx@Pt/C.X射线粉末多晶衍射结果证明了PtP2相的存在,并且进一步通过电子能量损失谱对纳米粒子进行微区面扫描分析以及X射线光电子能谱分析证实了富铂壳层的存在,壳层厚度约1 nm.得益于核壳结构及磷掺杂引起的电子结构效应,PtP1.4@Pt/C催化剂在0.90 V(RHE)时的面积活性(0.62 mA cm–2)与质量活性(0.31 mAμgPt–1)分别是商业Pt/C的2.8倍和2.1倍.更重要的是,在加速耐久性测试中,PtP1.4@Pt/C催化剂在30000圈电位循环后质量活性仅衰减6％,在90000圈电位循环后仅衰减25％;而商业Pt/C催化剂在30000圈电位循环后就衰减46％.PtP1.4@Pt/C催化剂高活性与高稳定性主要归功于核壳结构、磷掺杂引起的电子结构效应以及磷掺杂增加了碳载体对催化剂粒子的锚定作用进而阻止了其迁移团聚.综上所述,本文为设计同时具有优异活性与稳定性非金属掺杂Pt基氧还原催化剂提供新的思路.     

交联壳聚糖水凝胶填充层状微胶囊的制备与性能

在甲基丙烯酸和乳酸接枝修饰的水溶性壳聚糖(CML)存在下, 合成了尺寸均匀的球形CML杂化碳酸钙微粒. 通过层层组装(LBL)技术在该微粒表面形成了聚苯乙烯磺酸钠(PSS)/聚烯丙基胺盐酸盐(PAH)多层膜, 去除碳酸钙微粒后得到内部含有CML的聚电解质微胶囊. 进一步采用紫外光引发CML聚合, 将CML转化为CML微凝胶, 得到内部填充凝胶的微胶囊. 通过扫描电镜、光学显微镜和透射电镜等技术表征了微胶囊的结构. 与传统的LBL微胶囊不同, 凝胶填充的微胶囊干燥时尺寸收缩, 但仍可保持球形; 再次水化后, 能够膨胀恢复其原有尺寸和形态. 各种具有不同电荷性质、分子量和亲疏水性的染料分子及蛋白质均可有效地装载到微胶囊内.     

生物材料表面性能调控骨髓间充质干细胞分化

结合细胞和生物可降解支架的组织工程和再生医学技术为组织、器官的修复和再生提供了一种新途径。骨髓间充质干细胞(BMSCs)具有多向分化潜能,因其取材简单、来源广泛、增殖能力强,无伦理争议,免疫排斥反应小而备受关注。BMSCs在特定区域定向分化成为靶细胞是干细胞治疗的一个重要前提,尤其受到生物材料表面正负电荷、亲疏水和不同的拓扑结构的影响。材料表面涂层蛋白或接枝多肽能够促进BMSCs的分化能力,而生物材料不同的机械性能、几何形状也会影响BMSCs的分化方向。本文综述了近期生物材料调控BMSCs分化的研究结果,为基于BMSCs的组织工程和再生医学材料的设计提供借鉴和指导。     

形状记忆型聚氨酯干法黏结剂的研究

本文分别以一乙醇胺、乙二醇、1.4-丁二醇及1.6-己二醇为扩链剂,制备出形状记忆性聚氨酯干法黏结剂。再将其应用于聚氨酯合成革中。通过在合成革表面滴加一滴丁酮,观察其表面形成的鼓包大小、细密程度及消失时间等,判定制备的聚氨酯黏结剂形状记忆功能的优劣。对比实验结果得出,以一乙醇胺为扩链剂时制备的黏结剂具有最佳的形状记忆功能。     

高指数晶面纳米催化剂的电化学制备及应用

催化剂的性能与其表面结构及组成密切相关,高指数晶面纳米晶的表面含有高密度的台阶原子等活性位点而表现出较高的催化活性. 本文综述了电化学方波电位方法用于Pt、Pd、Rh等贵金属高指数晶面结构纳米晶催化剂的制备、形成机理及其电催化性能的研究. 针对贵金属利用率问题,还着重介绍了具有较高质量活性的小粒径Pt二十四面体的制备. 在此基础上,还介绍了电化学方波电位方法用于低共熔溶剂中制备高指数晶面纳米晶,以及高指数晶面纳米催化剂的表面修饰及应用;最后对高指数晶面纳米催化剂的发展做出了展望.