数字式超声内窥成像系统

介绍了一种采用前置微型电机的新型推拉式超声内窥镜的研制方法.在该内镜系统中,采用FPGA实现成像处理功能,运用编码激励技术以提高系统的信噪比和探测深度,使用了微型前置探头取代了目前商用超声内镜中所采用的钢丝连接以驱动换能器进行旋转扫描.该仪器在300 h的连续工作测试中能够正常运行.相较模拟成像系统,数字系统将模数转换置于信号处理的最前端,从而能够保留回声的更多信息.这使得编码激励、数字式正交解调系统获得更高的成像质量.将电机前置于探头附近,能够较外部导线牵引旋转方式获得更大的旋转稳定性、更高的超声图像质量和更长的使用寿命.     

Growth of Pb S nanoclusters on specific sites of programmed oligodeoxynucleotides

We develope a method to synthesize Pb S nanoclusters(NCs)using guanine-containing oligodeoxynucleotides(ODNs)as templates.The NCs on the ODNs are ultra small(ranging from～0.5 nm to 2.1 nm)and luminescent in the visible region.They are characterized by photoluminescence(PL)spectra,transmission electron microscopy(TEM),and X-ray powder diffraction(XRD).The ODN–NC complexes can be used as customer-designed fluorophores which do not have the problem of multiple conjugations.The same method enables us to fabricate Pb S quantum dot molecules and connect them into nanowires,expanding their potential applications in molecule electronics and quantum computing.     

波阻抗梯度材料加强型Whipple结构撞击极限研究

为研究一种改进型的波阻抗梯度材料防护结构Ti/Al/Mg结构的撞击极限,采 用 二 级 轻 气 炮 以3.0～8.0 km/s的速度对Ti/Al/Mg结构、Al/Mg结构和2A12结构开展了超高速撞击实验,建立了Ti/Al/Mg结构的撞击极限曲线。结果表明:高阻抗的钛合金表层能产生更高的冲击压力和温升,使弹丸充分破碎;在面密度相同的条件下,与Al/Mg结构和2A12结构相比,Ti/Al/Mg结构具有更强的防护性能。通过理论计算得到Ti/Al/Mg结构撞击极限曲线的区间转变速度小于7.0 km/s,但其实验撞击极限曲线上并未出现明显的区间转变,在实验速度范围内,撞击极限随着撞击速度的提升而增大,这与典型Whipple结构撞击极限曲线存在差异。     

磁镊结合DNA发夹的方法在RecA蛋白介导的同源重组机制研究中的潜在应用

同源序列识别与链交换过程是同源重组领域的重要研究方向.RecA蛋白作为重组酶家族的重要成员而一直被广泛研究.利用smFRET以及传统磁镊、光镊等技术,人们对同源重组过程的分子机制有了较深入的了解,然而,这些技术无法同时兼顾大量程与高精度的需求.本文提出一种传统磁镊结合DNA发夹结构的研究方案,并以大肠杆菌中的RecA介导的同源重组过程为例来阐述该方法的优点.使用本实验方案,我们实时观察到以下过程:1)RecA介导的链交换平均速度与已有结果一致,但并非匀速,而是以台阶式的跳变进行;2)直接观察到RecA第二结合位点与被置换链的动态相互作用过程,测量到第二结合位点与被置换链之间的结合力为3.0 pN,与光镊结合磁镊测量出的结果相符;3)能够区分链交换的方向性并观察到按照不同方向进行链交换的反应细节.本文提供了一个可以兼顾精度和测量范围的实验方法,并以RecA蛋白为例设计实验验证了其可靠性.磁镊结合DNA发夹结构的方法具备用于研究RecA或其他同源重组蛋白工作机理的潜质.因此,本文的工作有望成为单分子生物学领域研究同源重组过程的一个重要方法.     

三组分“一锅煮”合成4,5-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶

以芳香醛、5-氨基-1H-吡唑和丙二腈为原料, 三组分“一锅煮”合成4,5-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶类化合物. 所有化合物均经IR, ¹H NMR和元素分析检测. 该法是一种操作简单, 产率较高的方法.     

超高速撞击下波阻抗梯度防护结构碎片云特性研究

碎片云特性是影响空间碎片防护结构防护性能的重要因素。通过实验对比了相同面密度波阻抗梯度材料、铝合金材料的碎片云特性,并借助数值模拟进行了更深入的研究,结果表明,当弹丸分别撞击波阻抗梯度材料、铝合金材料时,碎片云结构中弹丸的破碎特征明显不同。撞击波阻抗梯度材料时,弹丸头部破碎更加充分,弹丸侧向扩展程度提高;在高速段（6.5 km/s）,受阻抗梯度及材料熔化效应的共同作用,波阻抗梯度材料碎片云头部出现分层现象。研究结果表明,超高速撞击波阻抗梯度材料碎片云特性的变化是其防护性能优于相同面密度铝合金的重要因素之一。     

改进的堆栈稀疏自编码矿物高光谱端元识别研究

自然界中岩石一般是由多种矿物集合而成的紧致混合物,由于高光谱传感器低空间分辨率的特征,获得的高光谱数据多为矿物组分的综合反映。受噪声干扰以及矿物复杂的混合机理等因素影响,高光谱端元识别和定量分析成为目前研究的热点与难点。基于深度学习理论,对原始自编码结构进行改进,提出了一种改进的堆栈稀疏自编码的矿物高光谱端元识别方法（stacked sparse autoencoders,SSAE）,为高光谱解混提供新的思路。首先,根据矿物混合光谱的特点,对原始自编码结构进行三点改进：第一,去掉自编码神经网络的偏置项（bias）;第二,在隐藏层激活函数之前添加批归一化（batch normalization,BN）层,最后一层输出层使用Relu激活函数;第三,用光谱角函数（Ｌ_SAD）代替均方误差（Ｌ_MSE）作为目标函数。SSAE法通过梯度下降方式对目标函数进行优化求解获取神经网络参数。然后,利用Hapke模型建立不同矿物组合和不同质量分数的两个模拟数据集,数据集共包括高岭石、叶腊石、蒙脱石、绿泥石、白云母、方解石、赤铁矿、白云石、钾长石和褐铁矿10种常见矿物光谱。最后,利用SSAE方法对模拟数据集进行端元提取测试,测试结果与网络结构改进过程中产生的6种情况以及顶点成分分析法（VCA）和基于最小体积的变元切分增量拉格朗日单形体识别算法（SISAL）提取结果进行比较。实验证明,本研究提供的是一种盲端元识别方法,改进后的SSAE神经网络端元提取精度比未完成改进前有明显提升。SSAE法可以成功识别两个模拟数据集所有的端元,光谱角距离（spectral angle distance, SAD）的平均误差分别为0.0597和0.0344,与VCA法提取精度差异较小,均优于SISAL法的识别结果。SSAE法为矿物高光谱解混提供了新的方向,对高光谱遥感的地质应用和高光谱遥感定量分析研究具有较好的促进作用。     

可见光变焦镜头结构优化设计

针对某变焦光学镜头在宽工作温度（-40～＋55℃）下光轴与安装基面的平行度变化容限小（≤0.2 mrad）的特点,利用UG软件的高级仿真模块设计了主镜筒及其支架的安装方式,得到了不同情况下主镜筒的变形分布图。提出了一种光轴变化量的估算方法,间接估算出其光轴变化量,从而优化得到了合理的镜头结构方式。实物镜头的光学传递函数检测及振动试验结果显示,调制传递函数值高于0.2,结构基频为117 Hz。结果表明：系统成像稳定清晰,变焦镜头结构优化设计合理。     

C3H2环丙烯基自由基与O(3P)反应机理的理论研究

本文用量子化学密度泛函方法对C3H2 (环丙烯基自由基)与O(3P)反应的机理进行了理论研究。在B3LYP/6-311++G**计算水平上优化了各驻点（过渡态,中间体,产物）的几何结构,在QCISD(T)/6-311++G**水平下计算了各物质的单点能量,在两种水平下计算了298K和600K时的能量。计算结果表明：C3H2 + O(3P) 反应可以生成P1 (C2H +HCO),P2 (C2H2 + CO) 和P3 (HC3O+H)三种产物。生成P1反应通道的能垒最低,即P1为主要产物,与实验的结果一致。产物P1可以通过路径：R→ IM1→ IM2→ P1获得。本文详细地讨论了C3H2 + O(3P) 的反应机理,并从理论上对实验结果进行了验证。研究结果有助于深入理解C3H2 + O(3P)反应机理以及C3H2在大气中的燃烧过程。     

新型圆角式高压碳化钨硬质合金顶锤的有限元分析

基于有限元法, 对新型圆角式高压碳化钨硬质合金顶锤进行了分析与研究.研究结果表明: 新型圆角式高压碳化钨硬质合金顶锤在不降低顶锤的传压效率的前提下, 能够将顶锤的使用寿命延长3.05%—16.75 %; 新型圆角式高压碳化钨硬质合金顶锤获得的极限腔体压力值可增加至6.09 GPa, 较传统顶锤(5.80 GPa)提高5%, 从而扩宽高压下功能材料的合成区间.新型圆角式高压碳化钨硬质合金顶锤的使用, 将降低六面顶液压机的使用成本, 促进高压技术和材料科学等学科的发展.