二氧化氮与水反应的微型实验

利用气体实验微型装置设计了二氧化氮与水反应的一个定量化的微型实验,能够使二氧化氮多次被水吸收转化为硝酸,适宜学生独立实验操作,较好地实现了实验探究活动目标。     

应用于生物发酵在线监测的聚合物pH传感膜

微型生物反应器的成功操作依赖于对培养液pH值的监测和控制,聚合物pH荧光探针可以制成传感膜安装在微型反应器上,具有高通量筛选、非入侵性、容易集成等特征。甲基丙烯酸羟乙酯和N-(2-甲基丙烯酰乙酯基)-4-(N-甲基哌嗪基)-1,8-萘酰亚胺(NI)共聚形成的聚合物,具有良好亲水性、成膜性和生物相容性,并在pH=6~8之间具有良好的响应性能和稳定性。为了进一步提高膜的响应速率,将含有金刚烷的单体引入聚合物中,结果显示随着侧链金刚烷基团的含量增加,共聚物膜的pH响应时间变长;而将强亲水性的聚乙二醇引入共聚合物中,发现共聚物膜的pH响应速率得到了提高。将此pH传感膜应用于酵母发酵液中进行测试,具有良好的pH值在线监测性能。     

玉米蛋白质基底上射频磁控溅射法制备ZnO薄膜

采用射频磁控溅射方法在蛋白质基底上成功地制备了ZnO薄膜,研究了不同靶基距、氩氧比和溅射功率条件对ZnO薄膜性质的影响。结果表明,较小的靶基距有助于ZnO薄膜的c轴择优取向生长。我们还发现,沉积于玉米蛋白质基底的ZnO薄膜存在不同程度的张应力,当Ar/（Ar+O₂）为0.7时,ZnO薄膜内的张应力最小。ZnO近带边发光峰有不同程度的红移,我们认为,这是由于晶界势垒和氧空位V_o造成的。随着溅射功率的增大,薄膜生长速率显著加快,晶粒尺寸增大,ZnO的近带边发光峰位逐渐趋向于理论值。     

重复频率低阻抗紧凑Marx脉冲功率源

为了实现重频脉冲功率源小型化,研制了基于快Marx发生器的紧凑型重频低阻抗脉冲功率源。采用大功率重频高压电源对Marx发生器充电,通过对充电电源和脉冲触发源的同步控制,实现对Marx发生器重频充电;Marx发生器中采用薄膜脉冲电容器、小型化气体开关、电感隔离以及SF₆气体绝缘等设计,以8级紧凑Marx发生器进行验证性研究,在16 Ω阻抗负载上实现了重复频率10 Hz、脉宽150 ns、峰值电压大于400 kV连续多脉冲输出;在此基础上,设计了18级紧凑型Marx发生器,在约18 Ω阻抗负载上输出功率达到33 GW,峰值功率密度大于150 GW/m3,实现重复频率5 Hz、脉宽约160 ns、峰值电压大于600 kV的连续多脉冲输出。为了降低Marx发生器的输出阻抗,采用4台电容器并联作为Marx发生器的一级储能模块,研制了同轴紧凑Marx脉冲功率源,有效减小放电回路电感,实现12 Ω低阻抗负载近似匹配输出,前沿减小至50 ns以下,脉宽约130 ns。     

双复合离散型艾里涡旋加速光的传输特性

利用全息技术,采用二元相位处理后的离散型艾里涡旋相位,制作了一种双复合离散型艾里涡旋加速光.理论模拟和实验探究了该加速光的传输特性,以及线性因子(s)、径向层数(N)和拓扑荷梯度(ΔL)对光场的调控机制.结果表明,双加速光在传输过程中,由于离散和旋转效应,逐渐分离为多个类艾里光;通过调节传输距离及ΔL,可实现二维类艾里光至一维类艾里光之间的演化.此外,N和s可分别调节双加速光的强度分布及其在初始截面(z=0处的x-y平面)中的位置分布;ΔL也可调节分离的类艾里光之间的强度分布.     

基于SCE-UA算法的多模式降雨集成预报技术研究

高精度的降雨预报对于防汛决策具有重要指导意义. 以中国气象局GRAPES_MESO模式、中国气象局T639模式、美国国家环境预报中心GFS模式和上海区域中尺度SMS-WARMS模式为基础, 采用SCE-UA算法估计各预报模式权重系数, 通过加权平均建立多模式降雨集成预报, 并以宁波市2016年8月1日至2016年10月31日和2017年9月1日至2017年11月30日的降雨过程为例, 从均方根误差、相关系数、TS评分等多个方面分析集成预报的预报效果. 结果表明: 基于SCE-UA算法的多模式降雨集成预报的预报效果不仅优于各单一预报模式, 而且优于遗传算法和BP神经网络集成预报, 表现出较好的适用性.     

非等同两原子与光场相互作用系统的腔场谱

研究了两个二能级原子与单模腔场具有不同耦合常量系统的腔场谱,讨论了量子化光场分别处于不同的光子数态时腔场谱结构随相对耦合常量R变化的新特性。发现随着R由0到1的增加,腔场谱各对应峰峰位相对腔场原共振频率ω0对称偏移;真空场（n=0）的峰高在0〈R〈0．3内变化较快,其拉比峰个数按2→6→4规律变化;弱场（n=1）峰高在0〈R〈0．5内变化较快,其峰数量按2→6→12→9→7规律变化;强场（n=8）峰高在0〈R〈0．1内改变迅速,其峰数量按2→8→11→5规律变化,谱结构显得更加复杂;进一步的计算表明,当n〉〉8时。其峰的数量按3→5→3规律变化。同时发现,R=0和R=1时,峰的数量相对较少。各峰峰高之和由最小单调增至最大,这在物理上反映了原子的协作效应。     

双模相干态和压缩真空态光场-非等同两原子体系的腔场谱

研究了两个非等同二能级原子与双模腔场相互作用过程的腔场谱.导出了双模初始光场处于任意量子态时腔场谱的计算公式,给出了光场处于相干态和压缩真空态时的数值结果,讨论了相对耦合常数R=g2/g1和初始场强对腔场谱的影响.发现相干态光场的腔场谱在R很小时为双峰,在R接近于1时为3峰.压缩真空态的腔场谱在弱场条件下表现为复杂的多峰结构,在强场条件下则只有单一经典共振峰或裂距很小的双峰.     

基于顾客低碳行为偏好的选址-路径-库存集成优化模型与算法

针对自愿减排驱动下的顾客低碳行为偏好对选址-路径-库存决策的影响进行研究。首先推导了顾客低碳行为偏好下的市场需求函数和价格函数,并构建了考虑单位产品碳排放量和经济成本的多目标选址-路径-库存优化模型,通过对多目标优化模型的求解可得碳排放量和经济成本间的Pareto解集。在此基础上,定义了碳配额税的概念,可得顾客低碳行为偏好和碳配额税下的总收益函数。最后通过数值分析给出了自愿减排和监管减排两种机制共同作用下的企业减排方案和灵敏度分析。