CeO_2:Eu~(3+)反蛋白石的制备与性质研究

以自组装法制备的面心立方结构的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)蛋白石为模板,采用溶胶凝胶法制备二氧化铈(CeO2)掺杂铕离子(Eu3+)的反蛋白石结构光子晶体.利用XRD,SEM,UV-Vis等测量手段研究了光子禁带特性,样品在低温下的发光特性也被研究.结果表明CeO2:Eu3+反蛋白石的光子禁带是413nm,PMMA蛋白石的光子禁带是612nm,与理论计算结果十分吻合.且随着温度的降低,Eu3+离子所处晶体场的对称性下降.     

应用于光纤陀螺的收发一体模块研究

基于干涉型光纤陀螺的小型化和工程化设计要求,研究了一种新颖的收发一体模块,从对SLD光源进行建模入手,设计了小型化的光学系统。并用Zemax软件进行了仿真。这种收发模块采用全保偏技术,体积小,可靠性高,可以有效地抑制光源与耦合器的串音干扰。与应用较为广泛的混偏技术相比,可以避免温度变化、振动等原因对光纤陀螺系统精度的影响,从而提高光纤陀螺的整体性能。     

量子微波制备方法与实验研究进展

量子微波信号既保留了经典微波信号的空间远距离传播能力,又具有非经典的量子特性,为微波频段量子通信、量子导航及量子雷达等基于大尺度动态空间环境无线传输的量子信息技术提供了可资利用的重要信号源.按照腔量子电动力学系统、超导电路量子电动力学系统和腔–光(电)–力学系统三大类型实验平台,归纳、分析了微波单光子、纠缠微波光子以及压缩微波场和纠缠微波场的产生原理、方法和相关典型实验的进展,并探讨了非经典微波场在量子导航等自由空间传输系统应用中需重点解决的若干关键问题.     

新型磁性限进分子印迹复合材料的制备及富集性能

采用浸渍热解法制备磁性凹凸棒土(MATP), 以磺胺二甲氧嘧啶(SDM)为模板分子, 4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体, 采用反相原子转移自由基聚合(RATRP)法在MATP表面包覆印迹聚合物薄膜, 得到磁性分子印迹聚合物(MATP-MIPs), 最后在MATP-MIPs表面接枝亲水性单体甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA), 得到新型磁性限进分子印迹复合材料(MATP-RAM-MIPs). 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪、 扫描电子显微镜(SEM)、 热重分析(TGA)仪、 振动样品磁强计(VSM)和X射线衍射(XRD)仪对材料进行了表征. 通过静态水接触角和考马斯亮蓝G-250方法证明材料外表面具有良好的亲水性和排阻蛋白的特性; 采用静态和选择性吸附实验证实MATP-RAM-MIPs对SDM具有良好的吸附选择性和较高的吸附容量. 将该材料直接用于牛血清中磺胺类药物的富集分离, 加标回收率为86.2%~100.6%, 相对标准偏差为2.1%~4.2%, 可见该材料在复杂样品前处理中具有良好的实际应用价值.     

α-、β-环糊精对加巴喷丁的包合作用及其稳定性的理论研究

加巴喷丁作为新一代抗癫痫药物的代表,具有口服吸收快、毒副作用小、治疗效果好等诸多优点,但由于其容易脱水缩合形成具有一定毒性的3,3-亚戊基丁内酰胺,导致药物制剂生产受到部分限制.为了减少或抑制副反应的发生,本文采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,研究在真空以及水溶液中α-、β-环糊精包合加巴喷丁药物分子的过程,以及加巴喷丁在环糊精空腔中脱水缩合反应的分子机制及反应势垒.结果表明:在真空以及水溶液中α-、β-环糊精与加巴喷丁都能够形成较为稳定的包合物,但β-环糊精包合效果更优;而且包合后,加巴喷丁在环糊精空腔中的自身缩合势垒显著升高,特别是包合物B-β-CD_s(氨基质子化类型的加巴喷丁的活性基团与β-环糊精小口端结合并且其六元环置于环糊精空腔中),其势垒在真空以及水溶液中分别达到了331.353 kJ/mol、283.538 kJ/mol,远高于包合前的127.86 kJ/mol、137.88 kJ/mol.由此,证明α-、β-环糊精对加巴喷丁的包合作用可以有效抑制加巴喷丁缩合生成内酰胺的副反应.     

基于Sentinel-2A影像的玉米冠层叶绿素含量估算

农作物叶片中的叶绿素通过吸收光能参与光合作用产生化学能,及时、准确地估算叶绿素含量对于农作物长势、养分含量监测、品质评价和产量估算具有重要意义。Sentinel-2卫星的重访周期为5 d,空间分辨率为10 m,具有13个光谱波段,其中包括三个波宽仅为15 nm对叶绿素含量变化敏感的红边波段,是叶绿素含量估算的理想数据源。植被指数是基于农作物在不同波段的反射特性,通过不同波段组合方式刻画长势和叶绿素含量的差异,可用于大区域范围内的玉米冠层叶绿素含量快速、精确估算。以Sentinel-2A影像为数据源,开展基于多种植被指数的玉米冠层叶绿素含量估算方法研究。课题组于2016年8月6-11日在河北省保定市（115°29′-116°14′E,39°5′-39°35′N）进行玉米冠层叶绿素含量的实地测量,并在每个采样位置上采用中绘i80 智能RTK(real-time kinematic)测量系统进行定位。Sentinel-2A影像预处理工作包括几何校正、辐射定标和大气校正,其中大气校正使用Sen2Cor模型和SNAP模型。首先,基于预处理后的Sentinel-2A遥感影像,分别计算CI_green(green chlorophyll index), CI_red-edge(red-edge chlorophyll index), DVI(difference vegetation index), LCI(leaf chlorophyll index), MTCI(MERIS terrestrial chlorophyll index), NAVI(normalized area vegetation index), NDRE(normalized difference red-edge), NDVI(normalized difference vegetation index), RVI(ratio vegetation index), SIPI(structure insensitive pigment index)植被指数。然后,建立样方位置上实测叶绿素含量与各植被指数的统计关系,从而构建玉米冠层叶绿素含量估算模型,并以野外实测玉米冠层叶绿素含量为依据,对基于各植被指数的估算结果进行精度评价。最后,利用筛选出的最优叶绿素含量估算模型,估算研究区内的玉米冠层叶绿素含量。研究的目标为：（1）通过比较分析,构建合适的玉米冠层叶绿素含量估算模型,估算精度以决定系数R2、均方根误差RMSE以及相对误差RE作为评价指标;（2）确定最优波段组合方案：在红边波段中选择与可见光、近红外波段组合效果更优的波段组合方案;（3）确定参与植被指数计算的红边波段的最优数量。精度评价结果表明：（1）选用的植被指数与玉米冠层叶绿素含量呈多项式拟合关系,其中使用红边波段计算的植被指数的估算结果明显优于未使用红边波段的估算结果;红边波段引入后明显提高了可见光、近红外波段对叶绿素含量的拟合的精度,CI_{green(560, 705)}指数比CI_{green(560, 842)}的回归模型R2提高0.516,红边波段参与计算的DVI相对于RVI来说,估算结果更稳定。（2）对于不同的植被指数,参与运算的Sentinel-2A影像的两个红边波段,估算精度的提高程度不同。对于可见光波段参与计算的植被指数来说,在红边波段1（中心波长为705 nm）的估算精度较高,如LCI,CI_green,DVI和RVI等;对于近红外波段参与计算的植被指数来说,在红边波段2（中心波长为740 nm）的估算精度较高,如CI_red-edge,NDRE和NAVI等。（3）对于Sentinel-2A影像来说,两个红边波段共同参与叶绿素含量估算时能取得最高的的估算精度。选用的植被指数中,MTCI_{(665, 705, 740)}指数与玉米冠层叶绿素含量估算精度最高,回归模型拟合精度R2为0.803,模型验证R2为0.665,RMSE为3.185,相对误差RE为4.819%。MTCI_{(665, 705, 740)}指数计算中使用了两个红边波段,突出红边波段反射率差值变化,与玉米冠层叶绿素含量表现出很好的相关性。最后,利用优选出的基于MTCI指数的叶绿素含量估算模型,对研究区范围内的叶绿素含量进行估算并完成空间制图。     

CEST成像不同量化方式在急性帕金森氏病小鼠模型研究中的应用比较

本文通过比较7 T场强下化学交换饱和转移（chemical exchange saturation transfer,CEST）成像技术不同量化方式在急性帕金森氏病小鼠模型研究中的应用效果,探讨了客观无创的帕金森氏病研究方案.使用Bruker PharmaScan 7 T小动物磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging,MRI）扫描仪,对经1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine,MPTP）急性造模前及造模后第3、10天的小鼠黑质、皮层及海马进行扫描,计算弛豫时间T₁、T₂、MTR_asym（magnetization transfer ratio based on asymmetry analysis）、MTR_rex（magnetization transfer ratio yielding Rex）、AREX（apparent exchange-dependent relaxation）及5池拟合后的胺峰面积Area_amine、酰胺峰面积Area_amide.结果显示仅黑质中融合了倒Z谱分析和5池洛仑兹拟合所得的量化指标MTR_rex、AREX及Area_amine在造模后显著减小,与黑质免疫组化结果一致,而T₁、T₂以及基于Z谱非对称性分析的MTR_asym未见统计学差异,这表明此量化方式消除了直接饱和效应及磁化转移效应的影响,准确性上要优于Z谱非对称分析法,更能正确地提示帕金森氏病黑质的变化.     

无人机GPS接收机超宽谱电磁脉冲效应与试验分析

基于无人机GPS接收机干扰容限,分析了GPS超宽谱强电磁脉冲效应机理,开展了高重复频率超宽谱电磁脉冲干扰机对典型微型无人机的效应试验,测试分析了在不同位置、不同高度、不同状态、不同飞行模式下无人机GPS接收机的高重复频率超宽谱电磁脉冲干扰效应。试验结果表明,高重复频率超宽谱电磁脉冲对无人机GPS、图传系统、下视传感器均有不同程度的干扰作用,导致无人机无法正常起飞、失控等异常现象,验证了高重复频率超宽谱电磁脉冲干扰GPS接收机的可行性。     

Nonvolatile Resistive Switching and Physical Mechanism in LaCrO_3 Thin Films

Polycrystalline LaCrO_3(LCO) thin films are deposited on Pt/Ti/SiO_2/Si substrates by pulsed laser deposition and used as the switching material to construct resistive random access memory devices. The unipolar resistive switching(RS) behavior in the Au/LCO/Pt devices exhibits a high resistance ratio of ~104 between the high resistance state(HRS) and low resistance state(LRS) and exhibits excellent endurance/retention characteristics.The conduction mechanism of the HRS in the high voltage range is dominated by the Schottky emission, while the Ohmic conduction dictates the LRS and the low voltage range of HRS. The RS behavior in the Au/LCO/Pt devices can be understood by the formation and rupture of conducting filaments consisting of oxygen vacancies,which is validated by the temperature dependence of resistance and x-ray photoelectron spectroscopy results.Further analysis shows that the reset current I_R and reset power P_R in the reset processes exhibit a scaling law with the resistance in LRS(R_0), which indicates that the Joule heating effect plays an essential role in the RS behavior of the Au/LCO/Pt devices.     

同步与三维荧光光谱法研究日落黄和人血清蛋白的相互作用

日落黄是一种具有潜在危害性的人工合成色素。选用人血清蛋白为研究对象,利用荧光光谱法分析了日落黄对人血清蛋白荧光的猝灭作用,确定了荧光猝灭反应的猝灭常数Ksv,结果表明日落黄对人血清蛋白的荧光猝灭作用类型为静态猝灭。运用同步荧光光谱法分析日落黄与人血清蛋白结合表明：日落黄与人血清蛋白的结合靠近色氨酸附近,引发色氨酸残基趋向伸展状态,人血清蛋白的结构发生改变。此外,在模拟人体生理条件下选用10种不同的金属离子加入到日落黄和人血清蛋白的反应体系中,运用三维荧光法检测金属离子对体系的影响,结果表明Cu2+,Pb2+,Ni2+和Mn2+对猝灭过程有着促进作用,其中Ni2+的影响最大,增幅达 22.6 %;而Fe2+和Zn2+对猝灭过程有着抑制作用,抑制率达14.12%和14.2%。本研究的实验方法适用于研究食品添加剂的毒性,有助于保护食品安全,维护人体健康。