基于核酸框架的分子机器

分子机器是一种由分子构建的微型设备,在受到适当的刺激如光、温度、pH或电磁场时,它能够在分子水平上执行类似宏观机器的机械运动.然而,分子机器的研究仍面临着许多技术挑战,包括如何精确控制分子机器的运动,如何构建大规模的分子机器系统等.作为有潜力的分子自组装技术,利用DNA纳米技术可以构建复杂的刺激响应纳米机器并精确调控其在分子水平的运动.本文中,我们简单介绍了DNA纳米技术的组装原理,综述了响应DNA链置换、光、热、pH和电场等不同类型刺激的核酸框架分子机器,并探讨了它们在药物递送、构建三维等离子体光学器件以及作为生物分子标尺等方面的应用.     

原位聚合聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的结晶行为

用DSC研究了HDPE与MMT负载的催化剂熔融共混和原位聚合得到的两种纳米复合材料的熔融、 结晶行为和等温结晶动力学.  结果表明, HDPE与熔融共混样品的结晶度、 平衡熔点、 球晶生长速率和结晶能力大体相同; 原位聚合得到的HDPE/MMT纳米复合材料的结晶度和平衡熔点高于纯HDPE; 在相同过冷度条件下熔融结晶速率和结晶能力低于纯HDPE, 而在相同结晶温度Tc下, 熔融结晶速率和结晶能力则高于纯HDPE.  纯HDPE的晶体生长侧向单位面积表面自由能最小, 其次是熔融共混样品, 原位聚合样品最大, 且随ＭＭＴ含量的增加逐渐升高.     

基于UML的制冷空调系统仿真建模研究

仿真建模是仿真系统开发过程中最重要的环节,面向对象建模技术应用在仿真建模中有着无可比拟的优点.该文把面向对象建模技术应用在制冷空调仿真系统的建模过程中,使用可视化的统一建模语言UML对该系统进行了详细的分析和设计,提高了仿真建模的效率及制冷空调仿真软件的可重用性和通用性.     

常温高压下水的拉曼谱峰标定压力的研究

 利用金刚石压腔测定了26 ℃高压下水的O—H伸缩振动拉曼谱峰的变化,并对其进行分峰处理,初步确定了水的拉曼拟合峰ν_{3 244}的峰位置与体系压力的关系,且论证了利用水的拉曼拟合峰ν_{3 244}的变化标定金刚石压腔压力的优点以及应用上的局限性。实验结果表明：26 ℃时,在实验的压力范围内,由水的拉曼谱峰拟合得到的ν_{3 244}峰位置随着体系压力的增加呈线性减小。其关系式为p (MPa)=32.9(ν_p)_{3 244}+200.7（3 215 cm^-1< ν_{3 244}<3 244 cm^-1）。     

重离子治癌加速器束诊探测器运动控制系统设计

重离子医疗装置（HIMM）中需要束流诊断探测器来测量加速器束流参数,其中大部分探测器属于拦截式探测器,拦截式探测器在测量束流参数时需要将探测器探头插入束流管道中心,测试完成后将探测器拉出。另外,部分探测器需要联动控制,针对上述需求,设计了基于EtherCAT协议的拦截式探测器的运动控制系统架构,并且开发了基于OPC UA （OLE for Process Control Unified Architecture）协议的客户端/服务器软件系统,所有拦截式探测器已通过CFDA （China Food and Drug Administration）验证,自2017年起在束运行至今。使用结果表明,该系统具有较高的稳定性以及可移植性,控制精度以及控制模式均可完全满足现场应用要求。     

基于扫描白光干涉法的LCOS芯片像素级相位分析

提出了一种扫描白光干涉法,用于获取LCOS芯片的相位调制特性曲线并对其进行相位校准,而且实现了对LCOS芯片建立的相位光栅的像素级相位分析.将补偿玻璃平板紧贴于参考镜处,克服了白光短相干长度的限制,提高了干涉条纹间的对比度.利用Morlet小波变换法求取白光干涉信号包络曲线的峰值点进行相位值重构,实现了0.01π的相位测量精度,同时保证了横向分辨率为0.79μm.利用Logistics函数对相位调制幅度为2π的二元光栅相位轮廓进行拟合,得到其相位回程区宽度为11.49μm.小像素LCOS芯片构建的闪耀光栅存在相位线性增长区和相位回程区.周期为40μm的闪耀光栅相位回程区宽度为8.81μm,其衍射效率为71.9%.对不同周期的闪耀光栅的相位轮廓进行分析,结果表明:闪耀光栅的周期越小,相位回程区相对宽度越大,衍射效率降低.     

基于聚二甲基硅氧烷的曲线型光纤锥温度传感结构

基于简单的熔融拉锥技术提出了一种涂覆聚二甲基硅氧烷的曲线型光纤锥温度传感结构。单模光纤锥的长为1.5mm,腰径25μm。涂覆聚二甲基硅氧烷后光纤锥的腰径为100μm。实验给出了曲线型光纤锥的温度响应特性,其温度灵敏度达到了-191.41pm/℃。此外,聚二甲基硅氧烷具有很好的疏水性,这结构可有效避免温度测量中的湿度串扰问题,同时,这结构的制备过程简单、成本低、灵敏度高,机械强度好,在工业自动化、航空航天、生物医疗等领域有着重要的应用前景。     

多孔碳负载纳米TiO2光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法在多孔碳表面负载纳米TiO2光催化剂.探讨了不同浸泡时间、热处理温度和热处理时间对样品光催化性能的影响.采用XRD、SEM和紫外-可见光分光光度测试手段对所制备的材料进行表征,并分析各因素对光催化性能的影响.SEM的分析结果表明TiO2是以颗粒或者层的形式覆盖到多孔碳的孔道结构上的,且负载情况良好;光催化正交优化实验得到了各因素对多孔碳负载TiO2光催化性能影响的主次顺序:浸泡时间＞热处理温度＞热处理时间;优化后的实验工艺方案为:浸泡时间60 min、热处理温度700℃、热处理时间60 min.     

nc-Si:H/c-Si硅异质结太阳电池中本征硅薄膜钝化层的优化

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)法在低温、低功率的条件下制备了一系列本征硅薄膜, 研究了硅烷浓度(C_S)对薄膜微结构、光电特性及表面钝化性能的影响. 将本征硅薄膜作为钝化层应用到氢化纳米晶硅/晶硅(nc-Si:H/c-Si)硅异质结(SHJ)太阳电池中, 研究了硅烷浓度和薄膜厚度对电池性能的影响. 实验发现: 随着硅烷浓度的降低, 本征硅薄膜的晶化率、氢含量、结构因子、光学带隙和光敏性等都在过渡区急剧变化; 本征硅薄膜的钝化性能由薄膜的氢含量及氢的成键方式决定. 靠近过渡区的薄膜具有较好的致密性和光敏性, 氢含量最高, 带隙态密度低, 且主要以SiH 形式成键, 对硅片表现出优异的钝化性能, 使电池的开路电压大幅提高. 但是, 当薄膜的厚度过小时, 会严重影响其钝化质量. 本实验中, 沉积本征硅薄膜的最优硅烷浓度为6% (摩尔分数), 且当薄膜厚度为~8 nm时, 所制备电池的性能最好. 实验最终获得了开路电压为672 mV, 短路电流密度为35.1 mA·cm^-2, 填充因子为0.73, 效率为17.3%的nc-Si:H/c-Si SHJ太阳电池     

超声辅助固相萃取分离/ICP-AES测定食品包装铝材中砷的研究

原子光谱法直接测定纯铝材中的砷,受到铝基体的干扰。实验表明,当被测试液中Al的质量浓度大于等于As的5 000倍时,测量误差大于5%。为了降低被测试液中铝的浓度以消除干扰,利用对Al3+吸附作用强的强酸型阳离子交换纤维作为固相萃取剂,通过对萃取剂用量、萃取温度、pH值等条件的研究,得到以下方法：0.900 0 g强酸型阳离子交换纤维在55 ℃,pH 2.0的试液中,对Al3+进行超声辅助萃取5 min,此时以砷酸形式存在的砷不被萃取而留在试液中供测定。结果表明,10.00 mL含砷1.00 μg,铝20.0 mg的试液经过分离后,其中砷未见损失,而残留铝质量浓度约为砷的2 000倍,已不干扰ICP-AES测定As。方法检出限(3 s)为0.027 μg·mL-1,方法定量下限(10 s)为0.091 μg·mL-1。本方法已用于合成样、铝制饮料易拉罐和烘烤食品用铝箔等样品中As的测定,标准加入的回收率98.3%~105%;RSD(n=3) 0.1％~4.3％;结果显示,在本实验所测的铝易拉罐和烘烤用铝箔样品中,砷的含量均低于国家标准(GB/T 3190—2008)的限定值。