高精度双斜坡辅助式混沌布里渊光纤动态应变传感

近年来,基于受激布里渊散射的分布式光纤传感技术已广泛应用于土木结构健康监测、灾害预警、国防安全等诸多领域,振动等动态参量的实时传感和精准检测已成为备受瞩目的研究热点.本文提出一种基于增益开关调制和双斜坡辅助的混沌布里渊光相关域分析传感技术,实现高精度、大范围动态应变监测.首先,理论分析了单斜坡辅助系统中混沌激光固有的时延特征和功率随机波动特性对测量精度的影响和限制;然后,利用增益开关调制产生48.6 d B的高消光比脉冲,使得混沌信号时延旁瓣和非零基底诱发的噪声场被大幅抑制,仿真结果表明声波场信噪比提升3.31 d B,实验测得混沌布里渊增益谱信号背景噪声比提升1倍,动态应变测量精度由±40.2μe提高至±23.1μe;最后,利用双斜坡辅助技术,消除混沌激光固有功率波动的影响,动态应变测量精度进一步提升至±8.1μe,系统稳定性良好,且动态范围仍保持800μe,为现代传感网络的高精度、大范围动态应变监测提供了一种新的解决方案.     

氢氧化镁-硼酸锌复合阻燃剂辅助制备产率高和电容性能优异的煤焦油沥青基多孔碳

以煤焦油沥青为前驱体,氢氧化镁-硼酸锌复合阻燃剂为助剂,直接在空气条件下高温碳化制备了煤沥青基多孔碳,并探究其电化学性能。得益于阻燃剂的阻燃协同其活化、掺杂功能化作用,得到了高产率(55.1%)、多原子(N、B、O)掺杂且具有分级多孔结构的多孔碳。将其作为超级电容器电极材料,在三电极体系中0.5 A·g^-1电流密度下比电容可达344 F·g^-1。此外,以制备的多孔碳和壳聚糖基氨基酸质子盐凝胶电解质组装的柔性对称电容器具有29.3 Wh·kg^-1的高能量密度,在50 000次循环后电容保持率为96.9%,且在-25~75℃温度区间内可正常工作,显示出宽的温度使用范围。     

含苯并噻唑的4-氨基喹唑啉衍生物的合成及抗肿瘤活性研究（英文）

为了寻找高效低毒的抗肿瘤药物,设计并合成了一系列新型的含苯并噻唑结构的4-氨基喹唑啉类衍生物,并采用噻唑蓝(MTT)法测定了目标化合物对人乳腺癌细胞系(MCF-7)、人胃癌细胞系(MGC-803)、人前列腺癌细胞系(PC-3)和人高度分化的胃癌细胞系(HGC-27)四种肿瘤细胞的抗增殖活性.结果显示大部分化合物具有较好的抗肿瘤活性,其中2-((苯并[d]噻唑-2-基甲基)硫亚基)-N-(3-氯-4-氟苯基)-喹唑啉-4-胺(13n)对MCF-7、MGC-803、PC-3和HGC-27四种细胞显示出最好的抗增殖活性, IC₅₀值分别为(6.01±0.54),(7.63±0.48),(6.16±0.34)和(7.59±0.62)μmol·L^-1,其活性均优于阳性对照物吉非替尼.分子对接结果显示化合物13n能与表皮生长因子受体(EGFR)很好地结合,为抗肿瘤药物的研究提供了线索.     

铋系化合物改性的新型三元弛豫铁电体的性能研究

钛酸钡(BaTiO₃)陶瓷作为传统的介质电容器材料,其强铁电性会导致储能密度低下,但通过掺杂可以削弱铁电性来获得弛豫铁电体,提高储能性能。利用铋系化合物可增强弛豫特性,本文设计了BiScO₃和(Sr_0.7Bi_0.2)TiO₃取代改性的BaTiO₃基三元陶瓷材料: (0.99-x)Ba(Zr_0.1Ti_0.9)O₃-x(Sr_0.7Bi_0.2)TiO₃-0.01BiScO₃(缩写为BZT-xSBT-BS)。采用传统固相法制备的BZT-xSBT-BS陶瓷,相结构没有因为掺杂发生改变,在室温下均为纯的三方相钙钛矿结构。介电和铁电的测试与分析表明,BZT-xSBT-BS陶瓷具有典型的弛豫铁电特性。由于不等价离子Sr²⁺、Bi³⁺的掺杂导致界面松弛极化,可以增大BZT-xSBT-BS陶瓷的介电常数,但是受制于其慢的响应速度,陶瓷的介电损耗也显著增加。适量(Sr_0.7Bi_0.2)TiO₃可以提升BZT-xSBT-BS陶瓷的介电、铁电、应变和储能性能,x=0.015时的BZT-xSBT-BS陶瓷的综合性能较优:ε_r~10 372,tanδ~0.019,P_max=16.42 μC/cm²,E_c=1.41 kV/cm,S⁺_max=0.12%(@40 kV/cm),W_D=0.181 J/cm³,η=80.4%(@60 kV/cm)。     

Performance improvement in double-ended RDTS by suppressing the local external physics perturbation and intermodal dispersion

We propose and experimentally demonstrate a novel Raman-based distributed fiber-optics temperature sensor(RDTS) for improving the temperature measurement accuracy and engineering applicability. The proposed method is based on double-ended demodulation with a reference temperature and dynamic dispersion difference compensation method, which can suppress the effect of local external physics perturbation and intermodal dispersion on temperature demodulation results. Moreover, the system can omit the pre-calibration process by using the reference temperature before the temperature measurement. The experimental results of dispersion compensation indicate that the temperature accuracy optimizes from 5.6°C to 1.2°C, and the temperature uncertainty decreases from 16.8°C to 2.4°C. Moreover, the double-ended configuration can automatically compensate the local external physics perturbation of the sensing fiber, which exhibits a distinctive improvement.     

基于改进反向搜索算法的广义二型模糊集质心计算

随着广义二型模糊集的α-平面表达理论被提出,广义二型模糊集及其模糊逻辑系统在近年来成为学术界热点研究问题。计算广义二型模糊集的质心(也称降型)在广义二型模糊逻辑系统中起着到关重要的作用。本文介绍了广义二型模糊集相关理论,扩展了求区间二型模糊集质心的改进反向搜索(enhanced opposite direction searching,EODS)算法计算完成广义二型模糊集质心。在计算两种具有非对称足迹不确定性的广义二型模糊集质心降型集和解模糊糊化值时,EODS算法可在不损失计算精度的前提下取得比最常用的Karnik-Mendel算法更快的计算速度,这给二型模糊集设计及应用提供了潜在的价值。     

斯特林制冷机气动腔弹簧疲劳强度跑合设备研究

斯特林制冷机膨胀机圆柱弹簧是决定斯特林制冷机冷量的关键件,其设计制造过程中产生的微小材料缺陷会使得弹簧在使用寿命内发生断裂造成制冷机故障。为了在圆柱弹簧应用前筛除残次件,提高产品可靠性,开展了一种精密圆柱弹簧跑合设备的设计与研究,并制备了设备样机。结果表明,提出的弹簧疲劳跑合设备具有较好的精度与跑合效果。     

Continuous-variable quantum key distribution based on continuous random basis choice

Gaussian-modulated coherent state quantum key distribution is gradually moving towards practical application. Generally, the involved scheme is based on the binary random basis choice. To improve the performance and security, we present a scheme based on a continuous random basis choice. The results show that our scheme obviously improves the performance, such as the secure communication distance. Our scheme avoids comparing the measurement basis and discarding the key bits, and it can be easily implemented with current technology. Moreover, the imperfection of the basis choice can be well removed by the known phase compensation algorithm.     

2-(3-巯基-2-吡啶基)苯并咪唑分子内质子转移及溶剂化效应

在B3LYP/6-31G(d,p)和TD B3LYP/6-31++G(d,p)//CIS/6-31G(d,p)水平上,研究了2-(3-巯基-2-吡啶基)苯并咪唑(MPyBI)在气相和七种溶剂(环己烷、苯、三氯甲烷、乙醇、乙腈、二甲亚砜和水)中基态和激发态的分子内质子转移(GSIPT和ESIPT)过程.在基态势能面的研究中发现,该化合物存在分子内双质子转移,其中分步的双质子转移在动力学上具有优势.同时对激发态质子转移势能面及激发态转移过程中的光物理现象进行了研究,结果表明该化合物存在快速的无能垒的激发态分子内质子转移,随着溶剂极性的增强,可以降低基态过渡态的能垒,改变硫醇式与硫酮式互变异构体的比例,从而灵敏地控制荧光的强度.     

功能化有序介孔碳对重金属离子Cu(II)、Cr(VI)的选择性吸附行为

以三嵌段共聚物F127为模板剂, 酚醛树脂为碳源, 正硅酸乙酯为硅源, 三组分共组装合成介孔碳?氧化 硅纳米复合物, 再经HF去除氧化硅, 得到有序介孔碳(OMC). X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、低温 N2吸脱附(BET)等测试表明, 所得样品具有高度有序的介孔结构, 比表面积和孔容分别为1330 m²·g^-1和2.13 cm³·g^-1, 平均孔径6.4 nm. 对其先氧化、后氯化、再胺化, 得到不同胺基接枝量的胺化介孔碳(C-NH₂(m), m为加入的乙二胺的质量(g)). 傅里叶变换红外(FT-IR)光谱表征结果证实, 胺基官能团成功接枝到有序介孔碳表面.TEM测试表明介孔碳的有序孔道结构得到了较好的保持. 以有序介孔碳、胺化介孔碳作吸附剂对Cu(II)、Cr(VI)进行选择性吸附研究. 结果表明: 功能化修饰前, 样品对Cu(II)、Cr(VI)饱和吸附量分别为213.33、241.55 mg·g^-1; 修饰后饱和吸附量可分别达到495.05、68.21 mg·g^-1. 功能化介孔碳表现了较强的选择性吸附Cu(II)的能力.