高分子动力学的单链模型

高分子单链模型是高分子稀溶液理论研究的基本模型.对其进行深入地分析,不仅有助于解决高分子稀溶液体系中溶液黏度和分子链扩散等基本问题,而且能够增进人们对高分子链结构与溶液性质间关联性的理解.虽然基于经典连续性介质力学的流体动力学理论可以定性,甚至半定量地获得稀溶液的一些重要性质,但是,随着科学技术的发展,人们从分子水平上建立了许多描述高分子稀溶液性质的模型和理论,期望能够定量地描述高分子稀溶液的性质.本文以高分子稀溶液中3个典型的单链模型为例(包括:不含流体力学相互作用的Rouse模型、含二体流体力学相互作用的Zimm模型和含多体流体力学相互作用的部分穿透球模型),综述高分子稀溶液的重要性质,并详细地给出其动力学方程的推导过程及其重要的研究进展.特别是,对于Rouse模型,本文还将其预言结果拓展到了短链高分子流体体系;此外,还介绍了这一领域的关键科学问题、发展前景和研究方向.     

含预制单裂隙石膏裂纹孕育与能量演化的应变率效应研究

基于高速相机和MTS万能试验机对含预制裂纹石膏样品进行了单轴压缩应变率效应试验研究,在应变率10~(-5)/s～10~(-3)/s之间选取6种应变率进行单轴压缩试验,对应力应变曲线、裂纹扩展路径、起裂应力、起裂角、弹性模量、峰值强度等与裂纹扩展相关的信息进行了应变率效应分析,并基于岩石材料破坏能量演化原理对其进行解释。试验表明:应变率在10~(-5)/s～2×10~(-4)/s范围时,石膏样品应力应变曲线台阶式上升或回落,波动较多,翼型裂纹发展充分,起裂应力、弹性模量、峰值强度等相差不大,裂纹起裂角82°左右,验证了最小应变能密度因子理论;应变率在5×10~(-4)/s、 10~(-3)/s时,石膏样品应力应变曲线峰前斜率较大,峰后跌落快,表现出岩石类材料典型的脆性特征,起裂应力、弹性模量、峰值强度等力学参数明显增大,起裂角为105°,此时应变能密度因子理论不再适用。     

光催化/光电催化5-羟甲基糠醛的研究进展

储量丰富的生物质作为一种可再生的有机资源,可通过化学反应转化为高附加值的化学品或燃料,有助于降低对化石能源的依赖. 5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural, HMF)是一种关键的生物质平台分子,其含有醛基、羟甲基和呋喃环,具有优越的化学性能,可通过氧化、加氢、开环水解、醚化和聚合等化学反应转化为一系列高价值的衍生物,可应用于医药、材料、化工、生物燃料等领域.近年来,光催化作为一种经济有效的绿色化学方法不仅克服了传统热催化的缺点,还应用于生物质转化.本文系统地综述了近年来光催化/光电催化HMF的研究进展.同时,本文重点关注了光催化氧化过程中活性物种对HMF选择性的影响和用HMF氧化取代动力学迟缓的水氧化以促进光解水产氢.最后,还对未来的研究方向进行了展望,包括探索多步骤反应策略以提高2,5-呋喃二羧酸(FDCA)的产率,深入研究光催化HMF氧化反应动力学和催化活性位点以全面理解HMF的光催化氧化机制,以及优化光催化剂实现高效选择性的HMF转化,为可持续能源、生物质转化和液体生物燃料领域提供新的创新解决方案.     

基于光学调制的离焦探测技术

通过对常用离焦检测技术的分析,提出了一种基于空间光学调制的离焦探测新方法。该方法利用压电陶瓷驱动变形镜对会聚光束进行调制,在准焦位置放置针孔（或狭缝）,通过针孔（或狭缝）的调制光束被光电探测器接收,经相关检波后获得离焦信息。测得的离焦信息包含离焦量和离焦方向,且离焦信号电压与离焦量呈线性关系。搭建了实验装置,利用100 Hz的正弦信号对光束进行调制,检波后得到了焦前4 mm到焦后2 mm范围内的电压信号,结果与理论推导相符。该技术适用于圆对称光束及非圆对称光束的离焦检测,尤其适于具有柱面镜光路结构、需要快速、准确测量x和y方向离焦量的强激光领域。     

Al和MgF2多层滤光膜光谱及其环境稳定性

采用真空热蒸发和电子束蒸发方法,制备了Al和MgF2 多层滤光膜,并在100,150,200, 300 ℃的真空环境中进行了热处理,考察了真空热处理温度对多层滤光膜光谱、形貌和环境稳定特性的影响。结果表明,经过真空热处理后,滤光膜表面粗糙度降低,峰值透射率升高,半宽度增大。随着在实验室干燥环境中放置时间的增加,未热处理以及300 ℃热处理样品的透射率峰位向长波方向有较大的移动,峰值透射率降低,可见光抑制特性减弱。而150, 200 ℃热处理样品的透射率峰位移动很小,峰值透射率及可见光抑制特性基本保持不变,具有很好的环境稳定性。     

云南阳宗海砷污染水平、变化趋势及风险评估

云南阳宗海砷污染事件引起社会广泛关注.为了解事件发生后阳宗海砷污染水平及变化趋势,分别于2008年12月、2009年2月、5月及9月四次采样,研究了阳宗海湖水、底泥、周边井水、土壤、农作物及水生生物中的砷含量及其变化趋势.研究结果显示:湖水平均砷浓度分别为176.9、147.3、159.3和161.1μg/L(算术平均),底泥平均浓度分别为32.87、62.41、62.99和46.96μg/g(算术平均).阳宗海湖水砷浓度经历了先升后降再到平稳的变化过程,底泥砷含量迅速升高后缓慢下降,湖水和底泥间砷交换还在进行.阳宗海附近土壤中砷最高浓度为23.33μg/g,未超过国家土壤环境质量三级标准.大米、玉米、花椰菜、小油菜等农作物可食用部分中砷的最高值为0.35μg/g,均未超过国家无公害食品标准.水生植物中砷水平大多在100～200μg/g之间,最高为苦草,砷含量超过300μg/g,说明该植物对砷有一定的富集能力.虾、鱼类等可食用水生动物砷浓度范围为1.52～11.4μg/g.     

一种尺度自适应调整的高斯滤波器设计方法

固定尺度参数的经典高斯滤波器往往在滤除噪声的同时造成图像的模糊,为此设计了一种尺度可变的自适应高斯滤波器。通过计算滤波器各滤波窗口内像素点灰度值的均值,以及该均值与当前像素点灰度值的差值,确定滤波窗口的平滑度,并将其作为高斯函数尺度的大小,从而实现滤波器尺度参数的自适应调整。实验结果表明,该滤波器在有效滤除噪声的同时能够尽可能的保持图像原有信息不受影响,且计算简单,适于工程应用。     

纳米TiO_2粒径、孔径对酸性紫43吸附动力学与热力学行为的影响

探究锐钛型纳米TiO2粒径(5-10、25、40、60、100nm)及孔径(96,120,134,143,52)对染料废水(酸性紫43)吸附动力学与热力学行为的影响。假二级方程和准一级方程分别能准确描述TiO2粒径≤100nm吸附动力学过程。经Weber-Morris和Dumwald-Wagner扩散模型分析,吸附速率由膜扩散和内扩散共同控制并受粒径影响。吸附热力学符合Langmuir等温吸附方程,最大吸附量(Qmax)与孔径正相关,与粒径无关,60nm TiO2孔径最大,吸附效果最好,Qm可达104.17mg/g;参数40kJ/mol△H0,吉布斯自由能△G0,受温度影响不大,说明吸附过程是自发的吸热反应,以物理吸附为主。     

高压下ErNi2B2C弹性性质、电子结构和热力学性质的第一性原理研究

采用密度泛函理论中的赝势平面波方法研究了高压下超导材料 ErNi₂B₂C 的弹性性质、电子结构和热力学性质.分析表明, 弹性常数、体弹模量、剪切模量、杨氏模量和弹性各向异性因子的外压力效应明显. 电子态密度(DOS)的计算结果显示, 在费米能级(E_F)处的 DOS 峰随外界压强的增大显著降低, 由于 ErNi₂B₂C 相对较高的超导温度(T_c)起因于E_F处的 DOS 峰, 因此推测压强增大可能会降低 ErNi₂B₂C 的 T_c.类似的现象在超导材料 MgB₂和 SrAlSi 中已被发现.此外, 基于准谐德拜模型, 对 ErNi₂B₂C 在高温高压下的热力学性质的研究表明, 在一定范围内, 温度和压强将对其热膨胀系数和热容产生明显的影响. 关键词： 高压 弹性性质 电子结构 热力学性质     

用于炮兵测地车的米级天文定位系统研究

结合炮兵测地车对位置和航向信息的需求,在简要分析炮兵测地车应用米级天文定位系统必要性的基础上,结合国外现有产品成果和目前国内技术基础,给出了天文定位系统的组成和基本工作原理。对多星体同步敏感单元的光轴指向测量误差、方位旋转单元水平姿态测量误差、时间测量误差等影响天文定位系统的三种主要误差源进行分析,认为天文定位系统可以达到炮兵测地车对位置和航向信息的需求。