二维胶体玻璃中玻色峰与结构无序度的关联

本文从实验上研究了胶体玻璃在相同面密度下随着体系结构无序程度的增加, 振动态密度和玻色峰的变化规律. 通过调制两种不同粒径的温敏性水凝胶的数量比来改变体系的无序程度. 通过分析无序体系的声子模式得到体系的振动特性. 研究发现, 随着无序度的增加, 态密度在低频区域增强、玻色峰增高、玻色峰的峰值向低频区域移动. 不同无序程度的样品引起玻色峰的低频声子模式都表现出准局域的特点, 且低频准局域声子模式与样品中无序结构存在关联.     

双层相变蓄能地板辐射供冷暖末端系统实验对比研究北大核心

提出了一种双层相变蓄能地板辐射末端系统,该系统上下叠放蓄热层和蓄冷层,每层都内嵌毛细管网,通过蓄能和放能,实现夏季辐射供冷、冬季辐射供暖。该系统采用电驱动热泵系统为冷热源,可以实现"移峰填谷"缓解电网压力,同时提高空调的舒适性。作者搭建了两个模拟测试房间:A房间蓄冷层在上,B房间蓄热层在上。进行了供暖和供冷实验,分别测量了在蓄能和放能过程中,末端系统各结构层温度、房间内各高度室温随时间变化的情况。结果表明:当冷热源给水温度分别为40℃和15℃时,供暖时室内温度可保持在16.5℃以上;供冷时室内温度能保持27℃以下;室内垂直温差控制在3℃以内,能满足室内环境温度和热舒适性温差要求,同时还保证热泵机组工作在良好的工况范围。实验数据对比发现蓄热层在上、蓄冷层在下的结构方案(B房间)相对更加合理,该方案辐射供暖效果好,而且能降低辐射供冷时地表温度过低引起凝露的风险。     

双层相变蓄能地板辐射供冷暖末端系统实验对比研究

提出了一种双层相变蓄能地板辐射末端系统,该系统上下叠放蓄热层和蓄冷层,每层都内嵌毛细管网,通过蓄能和放能,实现夏季辐射供冷、冬季辐射供暖。该系统采用电驱动热泵系统为冷热源,可以实现"移峰填谷"缓解电网压力,同时提高空调的舒适性。作者搭建了两个模拟测试房间:A房间蓄冷层在上,B房间蓄热层在上。进行了供暖和供冷实验,分别测量了在蓄能和放能过程中,末端系统各结构层温度、房间内各高度室温随时间变化的情况。结果表明:当冷热源给水温度分别为40℃和15℃时,供暖时室内温度可保持在16.5℃以上;供冷时室内温度能保持27℃以下;室内垂直温差控制在3℃以内,能满足室内环境温度和热舒适性温差要求,同时还保证热泵机组工作在良好的工况范围。实验数据对比发现蓄热层在上、蓄冷层在下的结构方案(B房间)相对更加合理,该方案辐射供暖效果好,而且能降低辐射供冷时地表温度过低引起凝露的风险。     

油菜叶片的光谱特征与叶绿素含量之间的关系研究

叶绿素是作物生长中的重要因素,是植物营养胁迫、光合作用能力和生长状况的良好指示剂。实时、可靠的作物营养诊断是进行科学施肥管理的基础,也是实践精细农业的关键技术之一。采用便携式可见-近红外光谱仪,在室外自然光照条件下对不同氮肥水平下油菜叶片的光谱特性进行了研究,并根据作物特有的光谱特征,采用逐步回归分析方法建立了油菜叶片的叶绿素含量与红边位置和绿峰位置之间的定量分析模型。结果表明,将红边位置、绿峰位置二者作为自变量时,建立的模型效果优于采用单一的红边位置为自变量时建立的模型效果。其相关系数分别为0.863和0.848;校正标准偏差SEC分别为5.273和5.459, 说明采用红边位置和绿峰位置这两个参数更能很好地预测叶片的叶绿素含量。     

氢对GaAs薄膜的钝化作用

报导了射频磁控溅射与沉积气氛掺氢相结合制备单层(13~20 nm厚)高质量GaAs多晶态纳米薄膜的方法,研究了氢钝化对薄膜微观结构及光学性质的影响.对GaAs薄膜进行了X射线衍射、原子力显微镜、吸收光谱、光致荧光谱的研究分析.结果表明,衬底温度500℃的掺氢薄膜和520℃的薄膜呈面心立方闪锌矿结构,薄膜的晶团尺寸较大,微观表面较为粗糙,其吸收光谱出现了吸收边蓝移和明显的激子峰,带隙光致荧光峰强明显增加,说明氢在衬底温度500℃~520℃下对薄膜有重要的钝化作用.     

氨基酸官能团的太赫兹振动模式研究

对比于氨基酸的红外分析法,太赫兹波的电子能量更低,可实现无损检测。氨基酸分子内原子振动、分子间氢键的作用、以及晶体中晶格的低频振动均处于太赫兹波段,使其在太赫兹波段具有吸收峰,且不同的氨基酸分子太赫兹吸收峰不同,故可用氨基酸在太赫兹波段的这种“指纹特性”实现氨基酸类物质的定性分析。量子化学分析方法可以应用量子力学的基本原理和方法,研究稳定和不稳定分子的结构、性能及其之间的关系,还可以针对分子与分子间的相互作用、相互碰撞及相互反应等问题进行研究。通过量子化学计算方法计算氨基酸分子的太赫兹吸收谱,可以为氨基酸分子的太赫兹吸收峰匹配分子振动模式,对氨基酸定性分析有一定参考性与指向性,并为实验获取的样品太赫兹时域光谱提供理论支撑,在实验获得太赫兹吸收谱的基础上进行量子化学计算,还能为实验结果进行验证。首先利用太赫兹时域光谱技术获取了谷氨酰胺、苏氨酸、组氨酸的太赫兹吸收谱,分别构建这三种氨基酸样品在实物中以两性离子形式存在的单分子构型,利用量子化学计算方法在完成结构优化后进行太赫兹吸收谱模拟计算。计算结果表明三种氨基酸单分子的太赫兹吸收谱计算结果与实验获取的太赫兹吸收谱差异较大,但在高频段吸收峰峰位基本吻合。通过GaussView分别查看了这三种氨基酸分子在太赫兹段内的吸收峰对应频率处的振转情况,发现在高频段内三种氨基酸分子官能团均只发生转动而未见振动,并且转动模式基本一致。通过对氨基酸官能团的太赫兹吸收谱进行量子化学计算,将官能团在高频段内吸收峰对应频率处的振转模式与三种氨基酸分子在该段内吸收峰对应频率处的振转模式做了对比。研究表明,在氨基酸单分子构型下由量子化学方法计算所得的太赫兹吸收谱中,高频段内计算得出的模拟吸收峰与实验获取的太赫兹吸收峰基本吻合;振转模式分析发现,谷氨酰胺、苏氨酸、组氨酸在太赫兹高频段内的氨基酸官能团振转模式相同,三种氨基酸分子在高频段内的吸收峰主要来源于氨基酸官能团。因此,结合量子化学计算与太赫兹吸收谱可以实现氨基酸类物质的定性分析。     

吸收峰混叠的太赫兹光谱区间组合特征提取算法

太赫兹光谱是物质识别的前沿方法之一。由于不同物质的分子组成或结构各异,许多物质的太赫兹吸收谱会在特定频率上出现吸收峰,可以作为混合物成分检测的重要特征。有效准确地提取这些吸收峰的参数,是提高识别率的关键。多峰拟合算法将光谱曲线拟合成若干个标准峰函数之和,能够同时提取到吸收峰的频率、峰高、峰宽等信息。但是该算法以寻峰算法结果为基础确定吸收峰的大致位置和数量,寻峰结果不一定是最优的拟合结果,而且很难准确识别定位混叠状态的吸收峰。为了提高混叠光谱中吸收峰的识别定位精度,提出以大幅度平滑后的曲线波谷为分界点,将预处理后的光谱分成若干个子区间。然后将子区间组合起来进行多峰拟合,通过遗传算法得到最优的拟合子区间组合和吸收峰频率近似值,拟合时每个子区间中通过峰数递增最优化方法确定拟合的吸收峰数,最后微调优化得到最优的吸收峰频率、峰高值。为了实现物质的识别,通过密度聚类算法得到同一类纯净物在多次测量中的共同吸收峰,以此作为标准数据,通过提出的基于吸收峰特征的光谱匹配算法实现了纯净物和不同含量混合物的快速识别。对10类纯净物的实际光谱数据进行拟合聚类,得到其吸收峰参数,结果与太赫兹光谱数据库一致。通过识别算法对纯净物测试集进行识别的识别率为100%,证明了特征提取和物质识别算法的有效性。对于含有混叠峰的混合物光谱,二阶导数法对葡萄糖-乳糖混合物光谱中被掩盖吸收峰(1.280 THz)的识别率仅为70%,提取到的频率平均值为1.316 THz;而该算法提高识别率至95%,频率平均值为1.281 THz,该算法提高了对混叠峰的分辨能力,能够精确定位混叠峰。对10类纯净物构成的6类不同程度混叠的二元混合物前二、三识别率分别达到90.8%和98.3%,提取到的特征能够有效应用于混合物的成分检测。该算法能够以纯净物数据为标准数据实现成分各异的混合物成分检测,对于太赫兹光谱混合物成分检测有重要意义。     

应用人工神经网络鉴定高效液相色谱峰纯度

首次应用人工神经网络（ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ,简称ＡＮＮ）鉴定色谱峰纯度,根据判定指标,采用改良反向传播算法对系统进行描述和预报,结果正确,收敛较快,具有一定的理论和实用价值。     

城市污水处理过程中有机污染物三维荧光特性的变化规律

采用三维荧光光谱法研究了城市污水处理过程中溶解性有机物的三维荧光特性变化规律。研究结果表明,生活污水中荧光类溶解性有机物主要以类蛋白有机物、UV腐殖质和可见腐殖质为主;污水生物处理前后特征荧光峰中心位置和强度均发生明显的改变,表明污水中有机物的相对组成和含量随生物处理过程而变化。三维特征荧光参数可以反映污水处理过程中污染物的种类、性质和含量变化等丰富信息。其测定迅速简便、灵敏度高,可用于污水处理效果的定性分析、定量评价,易于实现污水处理过程的实时在线监测,指导污水处理工艺的设计、运行、管理和控制。