Optical switching based on the manipulation of microparticles in a colloidal liquid using strong scattering force

This paper demonstrates the realization of an optical switch by optically manipulating a large number of polystyrene spheres contained in a capillary.The strong scattering force exerted on polystyrene spheres with a large diameter of 4.3 μm is employed to realize the switching operation.A transparent window is opened for the signal light when the polystyrene spheres originally located at the beam centre are driven out of the beam region by the strong scattering force induced by the control light.The switching dynamics under different incident powers is investigated and compared with that observed in the optical switch based on the formation of optical matter.It is found that a large extinction ratio of ～ 30 dB and fast switching-on and switching-off times can be achieved in this type of switch.     

对流占优的Sobolev方程的投影稳定化有限元方法

对于对流占优的Sobolev方程,提出了一种新的投影稳定化有限元方法,建立了半离散和全离散的投影稳定化格式,给出了解的稳定性和收敛性分析.该方法能够有效克服对流占优,与内罚方法相比,投影格式更简单,计算量更小,且得到的C—N格式是无条件稳定的,时间精度达到了二阶.最后,通过实验证明,数值结果与理论结果完全一致.     

邻苯二甲酸二甲酯系材料中α-弛豫的降温介电谱测量与分析

对邻苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate)、邻苯二甲酸二乙酯(diethyl phthalate)、邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate)和邻苯二甲酸二异辛酯 (dioctyl phthalate)系列材料中, α-弛豫的降温介电谱进行了测量, 得出了相应材料α-弛豫的平均弛豫时间τ_α^a 随温度T的变化关系. 通过τ_α^a 的实验结果与经验的Vogel-Fulcher-Tammann)定律τ_α^a = τ_α⁰ exp (A/(T-T₀))的拟合, 获得了上述系列材料的τ_α⁰, A和T₀. 分析发现, 随邻苯二甲酸二甲酯系列分子侧链中碳原子数目n的变化, 材料的τ_α⁰, A, T₀ 和T_g 表现出一定的规律性, 具体为随n的增加, 即分子内部自由度的增多, A和T_g 都表现出近乎相同的先减后再增的趋势, 而1/τ_α⁰ 和T₀ 则表现出基本相同的先快速减小, 然后保持基本上不变的趋势. 关键词： 玻璃化转变 介电谱 α-弛豫')" href="#">α-弛豫 邻苯二甲酸二甲酯系列材料     

基于全光谱分析的水质化学耗氧量在线监测技术

针对水体中化学需氧量在线监测的迫切需求,设计了一种基于全光谱分析的水质化学耗氧量监测系统.该系统通过测量已知化学耗氧量的水质吸收光谱,利用最小二乘法建立吸光度与化学耗氧量的传输方程;针对待测水样,通过已建立的传输方程来反演水体化学耗氧量的浓度.通过模拟复杂水样进行化学耗氧量值测量,并将测量值与实验室结果进行比较,验证了该系统的可靠性.结果表明,该全光谱法水质监测系统不需要消耗任何试剂,无二次污染,测量准确度高、速度快,可广泛应用于水质化学耗氧量的实时、现场监测分析.     

随机分布黑碳-硅酸盐混合凝聚粒子的消光特性研究

基于分形理论,采用蒙特卡罗方法对随机分布的混合凝聚粒子的空间结构进行了仿真模拟。利用Bruggeman有效介质理论得到了占有不同体积份额黑碳的内混合凝聚粒子的等效复折射率。采用离散偶极子近似方法对随机分布混合凝聚粒子在内外混合状态下的吸收、散射和消光效率因子等消光特性参量进行了数值计算,深入探讨了混合方式、容积含量、入射波长以及基本粒子粒径和数量对混合凝聚粒子消光特性的影响规律。通过将所得数值结果与T矩阵方法的数值结果进行比较发现,两种数值方法计算的结果非常相近。结果表明,随机分布混合凝聚粒子的散射效率因子对混合方式非常敏感,消光效率因子对混合方式较敏感,而吸收效率因子对混合方式不敏感。随着凝聚粒子尺度参数的增大,混合方式对散射和消光效率因子的影响逐渐显著。内外混合方式下,随着黑碳体积比的增大随机分布混合凝聚粒子的吸收、散射和消光效率因子均近似线性增大,并且增大的幅度随着粒子尺度参数的增大而增大。     

1α-羟基去氢表雄酮的合成

本文以1,4-雄烯二酮为起始原料,经羰基保护、溴代、异构化、羰基还原、环氧化、开环及脱保护7步反应以28.3%的总收率合成1α-羟基去氢表雄酮。该方法具有高效经济、技术可行、安全环保等优点,为1α-羟基去氢表雄酮的规模生产及维生素D类药物合成研究奠定理论基础。     

1α-羟基去氢表雄酮的合成方法改进

以1,4-雄烯二酮为起始原料,经羰基保护、溴代消除、氧化、不完全氢化及脱保护等6步反应,以29%的总收率合成1α-羟基去氢表雄酮。该方法具有经济、技术可行、安全环保等优点,为1α-羟基去氢表雄酮的规模化生产及维生素D类药物合成研究奠定理论基础。     

超临界CO_2萃取花椰菜种子油工艺优化及脂肪酸组成分析

研究超临界CO_2流体萃取花椰菜种子油,利用响应面法优化油脂萃取工艺,并分析花椰菜种子油脂肪酸构成。采用Plackett-Burman试验设计,从7个因素中筛选得到影响超临界CO_2萃取花椰菜种子油提取率的3个主要因素,分别是萃取压强、萃取温度、萃取时间。基于最陡爬坡试验设计,得到工艺参数最佳值区域。通过Box-Behnken试验开展响应面分析,得到提取率数学模型,方差分析表明该回归模型有效、可靠。确定最佳萃取条件是:萃取压强为34 MPa、萃取温度为44℃、萃取时间为91 min,预测提取率为92.17%,实际提取率为92.08±0.71%。采用GC-MS分析花椰菜种子油脂肪酸组成,结果表明其脂肪酸种类与萝卜种子油、菜籽油极为相似,但含量存在显著差异。该油品中不饱和脂肪酸含量为93.81%,单不饱和脂肪酸含量为84.65%。     

基于荧光素硫代酰肼类Hg~(2+)荧光探针的合成及在生物成像中的应用

利用希夫碱反应,在荧光素硫代酰肼中引入对羟基苯甲醛、吡咯甲醛等醛基化合物,制得了能特异检测汞离子的3种荧光染料探针TFP3,TFP4及TFP5.研究发现,当加入7.5μmol/L的Hg~(2+)后,TFP3,TFP4和TFP5的荧光光谱530 nm处均出现了约高于30倍的荧光增强,其检出限分别为7.22×10~(-8),1.03×10~(-7)和1.28×10~(-8)mol/L.另外,细胞成像实验结果表明,该探针具有良好的生物相容性和低毒性,在生物体系中具有实际应用价值.     

固态反应制备纳米钙钛矿型物质及其反应机理

以TiCl₄和碱土金属氢氧化物为原料, 采用低温固态反应合成了钙钛矿纳米晶. 首先, TiCl₄水解制备高活性TiO₂•H₂O (H₂TiO₃), 再分别与碱土金属氢氧化物按物质的量比1∶1均匀混合研磨1 h后, 在一定温度下反应. XRD分析显示产物均为钙钛矿型物质. TEM形貌观察, 粒子均匀, 分散性较好, 平均粒径小于80 nm. 通过对不同反应温度和反应时间产物的XRD分析推断出了化学反应为该低温固态反应速度控制步骤, 并分析了影响反应温度的可能因素.