哈密尔顿平面图最小平衡二部划分的上界

设$G（V，E）$是一个图，$V_{1}，V_{2}$是$V$的一个二部划分，用$e（V_{1}，V_{2}）$表示一条边的两个端点在不同划分里边的总数目，当$||V_{1}|-|V_{2}||\leq 1$时，称$V_{1}，V_{2}$是$V$的一个平衡二部划分。最小平衡二部划分是指寻找$G（V，E）$的一个平衡二部划分使得$e（V_{1}，V_{2}）$最小。对于哈密尔顿平面图$G（V，E）$，研究了当Perfect-内部三角形最大边函数值与最小边函数值之差为$d$时，$e（V_{1}，V_{2}）$最小值的上界与$d$之间的关系。     

离子液体增塑生物基聚丁内酰胺的热分解机理

采用疏水性1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF₆)和亲水性1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐 ([BMIM]BF₄)两种咪唑类离子液体(IL)增塑聚丁内酰胺(PBL), 探讨了IL对PBL结晶性能及热性能的影响. 研究发现, 两种IL都会削弱PBL分子间氢键, 并抑制PBL晶体在(200)晶面的生长, 降低PBL结晶度. 当IL添加质量分数为5%时, 增塑膜熔点下降7~8 ℃. 与纯PBL膜相比, [BMIM]BF₄增塑PBL膜热稳定性下降, 而[BMIM]PF₆增塑PBL膜的热稳定性提高. [BMIM]PF₆增塑PBL膜热分解过程的热动力学分析结果表明, 其热分解反应活化能为46.68 kJ/mol, 反应级数为1, 热分解最概然机理函数模型符合Mampel单行法则(一级), 即PBL受到热刺激后, 在聚合物和分解产物界面无规律成核, 反应核心具备反应活性, 随后反应逐步扩大, 直至结束.     

基于伴随法逆向设计的硅基分模器

基于伴随优化设计算法逆向设计了一种高集成度硅基分模器。通过优化设计得到横电模TE₀和TE₁双模分模器的尺寸仅为5.5μm×4μm,其可在不改变模阶数的情况下实现模式高效分离。理论结果显示：当输入TE₀模式时,中心波长处的插入损耗和串扰分别为0.14 dB和-23.8 dB;当输入TE₁模式时,插入损耗和串扰分别为0.48 dB和-22.45 dB;工作带宽覆盖150 nm时,TE₀和TE₁模式的插入损耗分别低于0.44 dB和1.16 dB。基于全矢量三维有限时域差分法分析了±15 nm制备容差,两种模式的插入损耗低于0.79 dB,串扰低于-18.37 dB。所提出的紧凑型硅基分模器可应用于片上模分复用系统,为大容量片上光通信和光互联提供可行器件。     

基于随机聚类的复杂背景建模与前景检测算法

为了构建鲁棒的背景模型和提高前景目标检测的准确性, 综合考虑同一位置的像素点在时间上的关联性和与其相邻像素的空间关联性, 基于经典的ViBe算法中的随机聚类思想提出了一种复杂背景建模和前景检测方法. 利用样本一致性原理, 采用前n帧序列图像得到初始化背景, 避免了Ghost现象的发生; 根据实际复杂背景的动态反馈获取自适应聚类阈值和自适应更新阈值进行随机聚类, 从而实现了对动态背景的适应性; 通过全局扰动阈值和局部像素级判断阈值的结合, 实现了对光照缓慢变化、快速变化以及突然变化的免疫性, 准确地分割前景目标. 对多组数据集的测试结果表明, 本文算法较大地提高了背景模型对动态背景、光照变化及相机抖动的复杂背景的适应性和鲁棒性. 算法还能很好地适用于红外图像检测运动目标的场合, 扩展了本算法的应用范围. 在没有进行任何图像预处理和形态学后处理情况下, 得到的原始前景检测精度优于其他对比算法.     

高性能稀土单分子磁体

单分子磁体(SMMs)具有磁性双稳态和慢弛豫机制,在量子计算、超高密度存储材料等领域具有潜在的应用前景.第一例稀土单分子磁体(Ln-SMMs)发现,标志着单分子磁体研究领域新时代的开始.稀土金属离子,特别是镝离子一直被认为是构建用于高性能单分子磁体的优秀候选者,使得Ln-SMMs的翻转能垒和阻塞温度的记录不断被刷新,引起了研究者广泛的关注.本文主要从合成策略,结构和性能方面出发,综述了近年来高性能Ln-SMMs的研究进展,并对今后的发展和面临的问题进行了探讨和展望.     

大肠杆菌氧化还原辅因子代谢工程

NAD⁺、NADP⁺、NADH、NADPH等四类烟酰胺类辅因子也被称为氧化还原辅因子,是维持细胞氧化还原平衡,驱动胞内许多分解与合成反应的重要分子。近年来,辅因子在生物转化系统中的作用受到研究者的重视,氧化还原辅因子更成为人们关注的重点。文章综述了大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）氧化还原辅因子代谢工程研究的最新进展,重点总结最近发展的氧化还原辅因子代谢工程策略,讨论不同代谢工程策略对细胞氧化还原辅因子水平的影响及其在生物合成中的应用,并展望了辅因子代谢工程未来发展方向。     

污泥焚烧过程中Cd的迁移与转化特征

在一维固定燃烧炉上进行了污泥层燃模拟实验,重点研究了不同焚烧温度、停留时间、含水率及不同空气过剩系数条件下Cd的迁移和转化特征,并利用4种固体吸附剂CaO、Al2O3、粉煤灰和高岭土对污泥焚烧过程中Cd的排放进行吸附去除.研究结果表明,随着焚烧温度的升高,底渣中Cd有一定的挥发,并且焚烧底渣中Cd的可氧化态和易还原态会向残渣态转化,有利于降低焚烧底渣中Cd的生物可利用性.随着焚烧时间的延长,对焚烧过程中Cd的挥发影响不大,但可使焚烧底渣中Cd的易还原态和可氧化态向残渣态转化.焚烧过程中含水率对重金属Cd的残留率影响较大,当含水率达超过75%后,底渣中Cd残留率会明显降低,并且随着含水率的增加,底渣中Cd的可氧化态会向易还原态转化,而残渣态的比例变化不大.空气过剩系数在1~1.5之间时,焚烧底渣中Cd的含量、残留率及Cd可氧化态所占的比例变化不大,当从1.5升至2时,底渣中Cd的含量及残留率大幅度降低,并且底渣中Cd基本上以残渣态存在.污泥焚烧过程中4种固体吸附剂的加入有利于Cd的残留并固定在焚烧底渣中,并且随着固体吸附剂添加比例的增多,Cd的残留率也逐渐增加,吸附剂粉煤灰和高岭土要优于CaO和Al2O3.     

聚合物微球固载的催化剂TEMPO在分子氧氧化环己醇过程中的催化特性

醇氧化为羰基化合物是有机合成工业中最重要的化学转变之一,在实验室研究和精细化工生产中都占有非常重要的地位.使用传统的化学计量强氧化剂(如CrO3, KMnO4, MnO2等),不但成本高及反应条件苛刻,还会产生大量污染环境的废弃物.因此,需要大力发展高效、绿色化的醇转变为羰基化合物的氧化途径.以2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(TEMPO)为催化剂,分子氧为氧化剂,可在温和条件下绿色化地实现醇的氧化转变.该催化氧化作用的实质是TEMPO经过单电子氧化过程转化为相应的氮羰基阳离子,该阳离子是一个具有强氧化性的氧化剂,可将伯醇和仲醇分别快速地、高转化率、高选择性地氧化为对应的醛或酮.然而,目前使用的TEMPO大多为均相催化剂,虽然表现出良好的催化活性和选择性,但反应后难以分离回收,不能再循环使用,严重制约着这一催化体系的发展.本文将TEMPO化学键合在聚合物载体上,在非均相催化剂的作用下,以期实现环已醇的分子氧氧化,将其转变为环已酮.首先采用悬浮聚合法,制备了交联聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(CPGMA)微球,该聚合物微球表面含有大量环氧基团,为实现TEMPO的固载化提供了条件.以4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(4-OH-TEMPO)为试剂,使CPGMA微球表面的环氧基团发生开环反应,从而将TEMPO键合于微球表面,制得了固载有TEMPO的聚合物微球TEMPO/CPGMA.将此非均相催化剂与Fe(NO3)3组成共催化体系,应用于分子氧氧化环己醇的催化氧化过程,深入考察了该共催化体系的催化性能,并探索研究了催化氧化机理,考察了主要条件对催化氧化反应的影响.结果表明,共催化体系TEMPO/CPGMA+Fe(NO3)3可以有效地催化分子氧氧化环己醇的氧化过程,将环己醇转化为唯一的产物环己酮,显示出良好的催化选择性.助催化剂Fe(NO3)3化学结构中的Fe3+离子和NO3–离子两种物种均参与催化过程,共同发挥助催化剂的作用,伴随着两种价态铁物种Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的转变以及NO3–与NO2–之间的转变,固载化的氮氧自由基TEMPO不断地转变为氮羰基阳离子,该氧化剂物种使环己醇的氧化反应不断地循环进行.对于共催化体系TEMPO/CPGMA+Fe(NO3)3的使用,适宜的反应条件为TEMPO与Fe(NO3)3的摩尔比为1：1,55°C,通入常压O2.反应35 h,环己酮的转化率可达到44.1%.因此,在温和条件下,使用固载化的TEMPO,有效地实现了环己醇向环己酮的转化.此外,固载化催化剂TEMPO/CPGMA在循环使用过程中表现出良好的重复使用性能.     

飞秒激光在透明介质中诱导光学微腔的实验研究

鉴于飞秒激光脉冲持续时间极短且峰值功率极高，将其紧聚焦到透明介质体内部时，易引发双光子效应、碰撞电离、雪崩击穿等一系列非线性过程，在焦点处产生微爆，从而形成微腔结构。提出采用25fs的激光脉冲在透明介质内部诱导形成微腔结构。分析了微腔的能量阈值。结合三维精密位移台，制备了三维微腔点阵。探讨了超短激光脉冲在透明介质内部形成微腔结构的方法与基本实验参数。试验发现：采用更短脉宽的飞秒脉冲时可以降低微腔形成的能量阈值；通过调整飞秒激光功率、脉冲作用次数和光束聚焦情况等因素，可以有效改变微腔的纵深比；在数值孔径较低时因无法实现紧聚焦，故不能形成微腔。     

用消光系数比表征火灾烟雾的分类特征

提出了一种表征火灾烟雾分类特征的方法,采用两个已知波长的消光系数的比值表征火灾烟雾的本质特征.研究表明:两个已知波长的消光系数比仅与烟雾粒子群的粒径分布、平均粒径和折射率有关,排除了烟雾粒子浓度的影响,通过对火灾烟雾进行简单的光学测量和计算,即可得到火灾烟雾的分类特征 关键词： 消光系数比 火灾烟雾 分类特征