数字微流控技术及其在生物分析中的应用

数字微流控技术是一种基于微电极阵列来实现离散液滴精确控制的新型液滴操纵技术。这种基于介电润湿现象实现的液滴电操纵体系,相比于传统微流控芯片具有自动化、可寻址、可动态配置、易集成等特点。该文介绍了数字微流控技术液滴驱动原理,总结了芯片的结构和常用的制作方法,举例阐述了现阶段该技术在生物分析化学领域的应用,并对其应用前景做了展望。     

燃料电池膜电极衰减机制及其抗老化策略北大核心CSCD

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有高能量效率和高能量密度、低温快速启动、结构紧凑、无污染、低噪声等优点,在氢能汽车、固定式电站、水下潜艇和通讯电源等方面具有广泛的应用前景.目前影响燃料电池商用化的主要问题是成本和寿命,特别是在工况下急剧的启停、干湿、温度等变化,以及随之带来的机械及电化学老化,严重影响了燃料电池核心部件膜电极的耐久性和稳定性,导致燃料电池寿命大幅度下降.动态负载下燃料电池的寿命较短,距离燃料电池汽车商业化目标寿命仍有较大距离.因此,开发快速有效的膜电极加速老化测试程序,研究膜电极的耐久性,揭示燃料电池失效机理,寻找解决措施,对提高燃料电池使用寿命,推动燃料电池技术商业化,实现国民经济可持续发展具有重大意义.本文通过对比研究膜电极老化测试,从催化材料、质子交换膜以及启停控制策略应用等方面,分析电极、质子交换膜等关键材料的衰减物化机理,从材料科学领域深入探讨提升关键材料耐久性的方法及机理.为燃料电池的各部件制备与设计完善评价体系,推进燃料电池商用化发展.     

铜(I)催化的非末端烯酰胺的三氟甲基化反应:N-(3,3,3-三氟-2-芳基-1-丙烯基)取代苯甲酰胺的合成

以非末端烯酰胺N-芳基乙烯基取代苯甲酰胺和Togni试剂为原料,以二氯乙烷为溶剂,在碘化亚铜等铜盐催化和磷酸氢二钠存在下,90℃反应,简单有效的合成了N-(3,3,3-三氟-2-芳基-1-丙烯基)取代的苯甲酰胺.通过控制实验对反应机理进行了研究,结果表明反应先通过一价铜催化Togni试剂产生三氟甲基自由基,然后三氟甲基自由基选择性地加成到烯酰胺碳碳双键的β位上.     

基于空间态势感知的学生异常行为预警方法

大学生心理健康问题已经渐渐成为社会关注的焦点,本文以空间态势感知的行为轨迹分析技术为基础,设计出对具有心理疾病的人员进行及时定位的分析系统——迹忆,该系统利用基于空间态势的行为轨迹分析,运用离群偏离度的计算方法,能够实现对异常情况的及时预警,同时还能保护用户的隐私.     

基于物联网的食品安全信息追溯系统

在当今经济日益繁荣的时代,人们的生活水平稳步上升,对生活的质量也愈发重视.而作为生活中必不可少的食物,却也随即出现了各种安全问题.因此食品的监管迫在眉睫.研究构想了一个基于物联网的食品安全信息追溯系统的模型,希望可以通过RFID标签和传感器,对食品的整个生产流程、销售等环节以及生产环境进行有效的信息采集,消费者可以通过网页查询到该食品的全方位记录以及生产厂家的情况.     

可调谐VCSEL的低应力MEMS悬臂结构设计

针对GaAs基和InP基材料的波长可调谐垂直腔面发射激光器（VCSEL）中微机电系统（MEMS）应力集中引起结构损坏的问题开展研究。设计了蝴蝶结状MEMS悬臂结构,在保证最大位移不变的情况下,降低了悬臂固定端所受的米塞斯应力,提高了器件的可靠性。采用COMSOL软件对蝴蝶结状悬臂结构的各项参数对力学特性的影响进行了优化与分析。结果表明:优化后的蝴蝶结状MEMS悬臂结构固定端的最大米塞斯应力相比于等截面状悬臂结构最大降低了64%,对于GaAs基材料的蝴蝶结状MEMS波长可调谐VCSEL自由光谱范围可达45 nm。     

一种基于分步线性最优估计的全球中低纬区域电离层foF2重构方法

电离层F₂层临界频率f_oF₂是短波通信、探测和电子对抗等领域最为重要的应用参数之一. 针对全球范围内电离层测高仪分布较为稀疏的特点,基于全球电离层无线电观测站（Global Ionospheric Radio Observatory,GIRO）的测高仪实测数据,采用分步线性最优估计方法对电离层CCIR/URSI系数进行调整,实现了全球中低纬区域电离层f_oF₂的重构. 对2010—2016年的电离层f_oF₂重构结果进行分析,结果表明:在纬度变化上,中纬区域重构误差要低于低纬区域;在年变化上,重构的绝对误差和均方根误差有随太阳活动强度增强而增大的趋势,重构的相对误差无明显年变化;在季节变化上,夏季重构误差最小,其他三个季节相差不大;在地方时变化上,白天的重构误差低于夜间. 总体而言,相比于国际参考电离层(international reference ionosphere,IRI)模型,电离层f_oF₂重构的绝对误差和均方根误差分别下降了约38%和34%,验证了本文方法的有效性和可靠性.     

新工科背景下“电磁场理论”课程的教学与实践

"电磁场理论"是电子信息工程专业本科生的一门重要的专业方向课,如何在新工科背景下提高"电磁场理论"的教学质量、培养学生独立思考、学习和创新能力显得尤为重要。而这门课程所讲授的内容较难,学生学习比较吃力,导致学生对该门课程的学习兴趣不高。因此,讲解难易适度的教学内容、采用适当的教学方法、手段和考核方式能有效调动学生学习的主动性,增强学生的适应能力和创新意识。文章对新工科背景下"电磁场理论"课程的教学与实践进行了研究。