一维棒状烟草花叶病毒的自组装及其应用

烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus, TMV)是人类最早发现的一种植物病毒。由于其独特的一维棒状结构、在纳米尺度下的单分散特性、良好的生物相容性、易于基因修饰和化学修饰等特点,近年来,TMV在自组装以及制备生物纳米复合材料等领域受到越来越多的关注。本文主要对TMV的结构特点、在自组装领域的研究进展以及在制备生物纳米复合材料的研究现状进行详细介绍并展望了其发展前景。     

考虑底充胶固化过程的InSb面阵探测器结构分析模型

液氮冲击中In Sb面阵探测器的易碎裂特性制约着探测器的成品率,建立适用于面阵探测器全工艺流程的结构模型是分析、优化探测器结构的有效手段.本文提出了用底充胶体积收缩率来描述底充胶在恒温固化中的体积收缩现象,同时忽略固化中底充胶弹性模量的变化来建立底充胶固化模型,给出了底充胶在恒温固化中生成的热应力/应变上限值.借鉴前期提出的等效建模思路,结合底充胶固化后的自然冷却过程和随后的液氮冲击实验,建立了适用于In Sb面阵探测器全工艺流程的结构分析模型.探测器历经底充胶固化、自然冷却至室温后的模拟结果与室温下拍摄的探测器形变分布照片高度符合.随后模拟液氮冲击实验,得到面阵探测器中累积的热应力/应变随温度的演变规律,热应力/应变值极值出现的温度区间与液氮冲击实验结果相符合.这表明所建模型适用于预测不同工艺阶段中面阵探测器的形变分布及演变规律.     

GaN晶体在飞秒紫外波段激发下的可变非线性吸收效应和光动力学过程研究

采用Z扫描和泵浦-探测技术研究了GaN薄膜在370 nm时的非线性光学效应和非线性光动力学过程。首先,基于GaN薄膜的透射光谱,结合线性光学理论分析得到了其在370 nm的线性折射率n₀、线性吸收系数α₀、光学带隙E_g等线性光学性质。采用飞秒激光Z扫描技术,得到了不同光强激发下的Z扫描实验响应结果,结合非线性光学理论提取出GaN薄膜可变的光学非线性吸收效应。在激发光子能量接近GaN带隙情况下,低光强时材料表现为饱和吸收而高光强时为反饱和吸收,这是因为低光强下单光子吸收占主导而高光强下以单光子感应自由载流子吸收为主。闭孔Z扫描测量得到了GaN薄膜的三阶非线性折射系数为n₂=-(1.0±0.1)×10-3 cm2·GW-1,它几乎比传统非线性介质的高出一个数量级。为了探究上述非线性过程的动力学弛豫时间以及进一步探究GaN薄膜非线性光动力学过程的深层物理机制,采用了交叉偏振飞秒退相泵浦探测技术观察GaN薄膜的光激发载流子动力学弛豫过程。实验结果表明,在低光强下,饱和吸收效应来源于瞬态单光子吸收,高光强下单光子感应自由载流子吸收为非瞬态光动力学过程,其自由载流子弛豫时间约为17 ps。该工作将为GaN薄膜在紫外非线性纳米器件应用以及GaN薄膜非线性过程的机制分析理解提供新的思路。     

具备重构能力的三模冗余器载计算机研究

器载计算机是航天器电气系统的重要组成部分,需要冗余技术来满足其高可靠性运行要求。为了保证航天器上计算机在出现异常故障时仍能正常工作,对传统三模容错结构、具有降级功能的三模容余结构的体系结构、算法原理、关键技术等内容进行了研究。综合使用多种检测机制确保可靠锁定故障机,基于故障机无法修复时再逐步降级使用的策略,以正常工作的当班机为基础,通过故障机在每个流程的开始读取刷新后的当班机指针和重要状态参数并在流程的结束向当班机发送同步请求的方式,提出了一种具备重构能力的三模冗余器载计算机设计方案,设计了三模冗余重构流程,使故障机具备自修复的能力。实践表明,该重构方法能有效地提高器载计算机系统的可靠性,对高可靠器载计算机设计与实现具有较好的工程参考意义。     

基于自抗扰算法的“动中通”系统控制策略

动中通”(SOTM)伺服控制系统通常采用三闭环PID控制策略进行控制器的设计;然而,由于系统扰动和系统时变性参数的存在,传统PID算法难以保证“动中通”系统稳定、可靠地工作;针对传统控制策略的弊端,建立了“动中通”系统数学模型,并提出了一种基于自抗扰(ADRC)算法的双闭环控制策略;仿真实验表明,基于ADRC的双闭环控制策略不仅具有更快的响应速度和更高的控制精度,还有更强的鲁棒性,能有效地弱化系统扰动的影响,满足“动中通”系统的功能需求。     

Adsorption/Desorption Behaviors and SERS Chemical Enhancement of 6-Mercaptopurine on a Nanostructured Gold Surface: The Au20 Cluster Model

Computational approaches are employed to elucidate the binding mechanism and the SERS phenomenon of 6-mercaptopurine (6MP) adsorbed on the tetrahedral Au₂₀ cluster as a simple model for a nanostructured gold surface. Computations are carried out in both vacuum and aqueous environments using a continuum model. In the gaseous phase and neutral conditions, interaction of 6MP with the gold cluster is mostly dominated by a covalent Au−S bond and partially stabilized by the Au⋅⋅⋅H−N coupling. However, in acidic solution, the nonconventional Au⋅⋅⋅H−S hydrogen-bond becomes the most favorable binding mode. The 6MP affinity for gold clusters decreases in the order of vacuum > neutral solution > acidic medium. During the adsorption, the energy gap of Au₂₀ substantially declines, leading to an increase in its electrical conductivity, which can be converted to an electrical noise. Moreover, such interaction is likely a reversible process and triggered by either the low pH in sick tissues or the presence of cysteine residues in protein matrices. While N−H bending and stretching vibrations play major roles in the SERS phenomenon of 6MP on gold surfaces in neutral solution, the strongest enhancement in acidic environment is mostly due to an Au⋅⋅⋅H−S coupling, rather than an aromatic ring-gold surface π overlap as previously proposed.     

钛酸钡掺杂磺化聚醚酮质子膜的制备与性能

将纳米钛酸钡(BT)在环己烷中超声分散制得均匀的悬浊液后,与磺化聚醚酮的二甲亚砜溶液均匀混合,然后采用流延法制备了掺杂质子交换膜。 通过环镜扫描电子显微镜表征发现BT在膜中分散均匀,通过吸水率、溶剂吸收率、尺寸变化、电导率、甲醇透过率、力学性能及稳定性等测试发现掺杂膜虽然电导率有所下降,但是其抗溶胀性、稳定性和力学性能显著提高。     

利用DOAS技术同时反演气溶胶和大气痕量气体方法研究

针对我国大气污染严重和气溶胶多的特点,文章开展基于差分吸收光谱(DOAS)同时反演大气痕量气体和气溶胶特性方法研究。从DOAS系统获得的总大气消光信息中,解析多种痕量气体浓度的同时,获得大气气溶胶质粒导致的光谱消光;并基于气溶胶消光信息,通过查表法反演气溶胶的平均直径、总个数和总比表面积等物理特性。实验结果表明该方法可以在获取痕量气体浓度同时,并能精确反演气溶胶物理特性。     

利用多轴差分吸收光谱技术反演对流层NO2

介绍了基于多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)反演对流层NO2的方法.利用差分吸收光谱技术(DOAS),扣除太阳夫琅和费结构及Ring效应的影响,拟合得到了大气中NO2的差分斜柱浓度dSCD,结合不同观测方向的测最结果分析得到了对流层大气中NO2的差分斜柱浓度(△SCID),结合辐射传输模型SCIATRAN计算得到了大气质量因子(AMF),并进一步计算得到了对流层NO2的垂直柱浓度(VCD)信息.为确保数据的准确性和可比性,将计算结果与长光程差分吸收光谱仪(LP-DOAS)的测量结果进行对比,二者具有较好的一致性,其相关系数R2分别为0.940 27和0.969 24.     

CeO_2:Eu~(3+)反蛋白石的制备与性质研究

以自组装法制备的面心立方结构的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)蛋白石为模板,采用溶胶凝胶法制备二氧化铈(CeO2)掺杂铕离子(Eu3+)的反蛋白石结构光子晶体.利用XRD,SEM,UV-Vis等测量手段研究了光子禁带特性,样品在低温下的发光特性也被研究.结果表明CeO2:Eu3+反蛋白石的光子禁带是413nm,PMMA蛋白石的光子禁带是612nm,与理论计算结果十分吻合.且随着温度的降低,Eu3+离子所处晶体场的对称性下降.