大鼠冲击性脑创伤的太赫兹波成像检测

冲击波造成的脑创伤是目前较常见的致死致残疾病之一,对冲击性脑损伤的检测与分类具有重要意义。基于连续太赫兹波成像系统,对不同程度冲击波致伤的大鼠脑组织进行了连续太赫兹波衰减全反射成像检测,并采用支持向量机(SVM)分类器对不同创伤程度的脑组织太赫兹波成像结果进行分类识别。结果表明,太赫兹波衰减全反射成像技术可以实现对轻度、中度冲击性脑创伤脑部组织的检测。通过SVM分类器对不同创伤程度的脑部组织成像结果进行分类识别,其分类识别准确率可以达到86.36%。太赫兹波成像技术有望实现对不同程度冲击性脑创伤的早期精确检测与诊断。     

Keggin 型磷钨酸盐修饰碳糊电极传感多巴胺的研究

多金属氧酸盐作为一类阴离子簇合物,由于其结构的多样性和尺寸大小的可调变性,在电化学、催化和药学等领域引起了人们的广泛关注.本文制备了多酸Co(C₁₅N₆H₁₂)₂[PW₁₂O₃₈]·5H₂O（Co[PW₁₂O₃₈]）修饰碳糊电极并通过电化学阻抗谱、循环伏安法以及差分脉冲伏安法对多巴胺的传感性能进行了研究.对其制备条件和检测条件分别进行了优化.在优化条件下,制备的传感器对多巴胺具有良好的选择性和灵敏度的检测能力.多巴胺的线性响应范围为8.0x10^-6 mol·L^-1至3x10^-5 mol·L^-1,灵敏度为0.039 μA·(μmol·L^-1)^-1,检出限（S/N=3）为5.4 x10^-6 mol·L^-1. 制备的多酸修饰碳糊电极用于检测多巴胺表现出良好的稳定性和重现性,并且对抗坏血酸、尿酸等常见的干扰物质,具有良好的抗干扰性. 多酸修饰的碳糊电极制备过程简单方便,成本低,传感性能良好,对应用于电化学传感器检测多巴胺具备潜在的应用前景.      

液相电子显微镜解析高分子动态过程

电子显微镜被广泛用于表征高分子的形态、晶态结构、机械性质及组装行为,其在溶液态高分子的动态过程研究的应用中刚刚起步.近年来,由于在电镜真空腔中能稳定封存液体样品的纳米技术的发展以及对电子束与样品的作用机制的逐渐清晰,液相电镜实验实现了对溶液态高分子的高时空分辨、原位、实时、时空的“分子录影”.单分子原位成像实验提供了新的机遇去探索被传统系综测量掩盖的分子动力学行为.我们总结了液相电镜技术在高分子单链物理性质、单分子反应、组装体与组装行为、相分离等领域的研究进展,阐述了其中实验难点以及核心技术突破,详细讨论了电子束与样品相互作用和单分子成像实验揭示的关于高分子科学的新现象、新问题和新思考.最后,展望了突破目前纳米级空间分辨率和百毫秒时间分辨率可行的方案、面临的挑战和所需的技术支持,以及该目标实现后将给我们带来新的研究机遇.     

二甲基亚砜防冻机理的拉曼光谱分析

采用拉曼光谱对不同体积比的二甲基亚砜(DMSO)水溶液进行测量, 并利用Origin 7.5对水的光谱带进行分峰, 求得拉曼光谱峰面积比值. 应用混合模型对实验结果进行了分析, 分析结果表明, 防冻剂二甲基亚砜与水混合时, 其SO基团与水分子的OH基团形成氢键(SO…H—O), 有效地阻止了四面体结构冰的生成, 并证实了二甲基亚砜与水的体积比为1∶1时, 防冻效果最佳.     

超电容储能电极材料的密度泛函理论研究

由于量子限域效应和态密度的限制,石墨烯、硅烯等二维材料的量子电容在费米能级附近趋近于零.基于密度泛函理论的第一性原理研究发现,掺杂和吸附使石墨烯等二维电极材料的电子结构得以有效的调制,它促进狄拉克点附近局域电子态的形成和/或费米能级的移动,从而使量子电容得到了提高.比较Ti (Au, Ag,Cu, Al)和3-B (N, P, S)掺杂单空位石墨烯(硅烯,锗烯)的量子电容,发现3-N掺杂单空位石墨烯和Ti原子吸附单空位硅烯、锗烯的量子电容明显得到了提升,量子电容分别为118.42μF/cm2, 79.84μF/cm2和76.54μF/cm2.另外还研究了3-N掺杂三种烯类的浓度效应,随掺杂浓度的增加,量子电容呈增加趋势.通过研究各掺杂体系的热力学稳定性问题,发现Ti是最稳定的吸附原子,因为Ti和C原子之间可以形成强键.在B, N, P, S掺杂单空位硅烯和锗烯中, S是最稳定的掺杂原子,而对于石墨烯, N掺杂的形成能最低,量子电容最高.上述二维电极材料的理论模拟计算为超级电容器和场效应晶体管中的实际应用做出了探索性的工作.     

射流扩散火焰闪烁模态及频率特性的实验研究

层流扩散火焰的闪烁是一种经典的火焰不稳定性现象,然而现阶段对其不稳定性模态及频率特性的研究尚不充分.文章利用高速摄影和粒子图像测速同步测量技术,对宽工况下准静态环境中的浮力主控和动量主控圆口射流扩散火焰的不稳定性及其频率进行了实验研究.实验发现,燃料射流流量增大会导致火焰失稳,所引起的闪烁现象可分为varicose模态和sinuous模态.流场测量结果表明,闪烁火焰的主要流动结构表现为分别位于火焰面内外的两个剪切层.火焰外剪切层卷起形成的大尺度环形涡的周期性产生、增长和脱落是导致火焰面周期性形变(即火焰闪烁)的原因.闪烁火焰具有准周期性,其流场具有统一的主频率,且该频率与火焰脉动频率一致,说明闪烁火焰在本质上是种整体流动不稳定性的体现.浮力主控火焰sinuous模态的频率比varicose模态高3 Hz左右,并且在燃料流量较大的工况下存在varicose和sinuous模态间的切换.浮力主控火焰的频率符合经典的1/2标度律,但不同模态对应着不同的标度律系数.动量主控火焰的频率显著偏离1/2标度率,且偏离程度随射流动量增加而增强.研究表明了流动不稳定性模态对于射流扩散火焰频率特性具有不可...     

类普鲁士蓝纳米酶材料的制备及其酶催化反应动力学探究——推荐一个分析化学综合实验

将类普鲁士蓝纳米酶引入本科实验教学，设计了一个探究性的分析化学综合实验，实验内容包括三种类普鲁士蓝纳米酶材料的制备、表征和酶催化反应速率常数的测定，并将这些纳米酶材料应用于过氧化氢(H₂O₂)的分析检测。本实验所用试剂价廉易得、反应条件温和、实验现象直观、时间分配合理，适合本科实验教学，用于提升学生的实验技能和科研创新能力。     

基于太赫兹光谱的大鼠脑缺血早期诊断技术的研究

脑缺血是一种常见的突发性脑外科疾病，具有较高的致死致残率，快速、准确对脑缺血程度进行检测对脑缺血的诊断与治疗工作具有重要意义。基于衰减全反射式太赫兹时域光谱技术，分别对脑缺血时间为0, 0.5, 1, 2, 4, 6和24 h的大鼠脑脊液和血清进行光谱检测，并对不同缺血时间的大鼠脑脊液和血清的吸收系数和折射率随缺血时间的变化规律进行分析。结果表明，与对照组相比，不同缺血时间的大鼠脑脊液和血清的吸收系数和折射率均存在一定的差异。在此基础上，根据不同缺血时间的大鼠脑脊液和血清的吸收系数，采用主成分分析法和机器学习算法对大鼠的脑缺血程度进行自动分类识别。其中，基于脑脊液吸收系数的支持向量机分类模型的识别准确率相对较高，达到了89.3%。该方法为脑缺血的早期诊断提供一种新的检测方法。     

基于Cu2S电阻开关器件的光电记忆效应

硫化亚铜由于其独特的电和光学特性，被广泛应用于电阻开关存储和光伏器件.本文通过脉冲激光沉积/化学气相沉积两步法合成Cu₂S薄膜，该膜由纳米颗粒构成，结晶度高，在近红外区有较好的光吸收特性.蒸镀铜电极构成Cu/Cu₂S/P-Si结构忆阻器件后，器件表现出电子型双极阻变行为，其阻变机制由空间电荷限制电流和肖特基发射机制协同主导.此外，还探究了光对器件阻变行为的响应及机理.结果表明，在光照下，最大电流响应增加至暗态时的5倍.分析认为，光照使Cu/Cu₂S界面处的肖特基势垒减小，在高阻态下，阻变机制由肖特基发射机制转变为空间电荷限制电流机制，并使器件电导率增加.本工作为Cu₂S基光电协同响应忆阻器的研发提供了新思路.