智能控释纳米农药

传统农药制剂较低的实际利用率造成生态环境污染,农产品中农药残留,最终对人类公共健康构成严重威胁.传统农药制剂低效使用的关键问题是脱靶损失.为了减少农药用量,提高农药药效,水基纳米农药制剂有望替代传统农药制剂,解决传统农药制剂面临的主要难题.本文主要介绍了本课题组在智能(刺激响应)控释纳米农药领域的前沿研究工作.针对病虫害等有害生物和作物叶面的多级次靶标,综合考虑有害生物、作物和环境(如太阳光)的多维度刺激,研制智能纳米农药,实现农药控制释放,达到农药减施增效的目的.最后对智能纳米农药的未来挑战和发展前景进行进一步展望.     

新型亲核NO供体Diazeniumdiolate及其靶向性控释材料

新型亲核NO供体diazeniumdiolate独特的化学结构和性质,使其成为目前NO供体研究的一个热点.要使其成为更有效的药物,它的靶向性和控释性能是当前研究的重点,减小亲核试剂(多胺)的细胞毒性和亚硝胺的生成是研究的难点.本文对增强靶向性释放所采取的三个措施(聚合物控释、特定酶代谢释放和光降解释放)的近十几年国外的研究情况进行了综述.     

三种氨基酸从水到DMSO水溶液的迁移焓研究

用微量量热法测定甘氨酸、L-丙氨酸、L-丝氨酸在二甲基亚砜(DMSO)水溶液中的溶解焓, 计算得到三种氨基酸从水到DMSO水溶液的迁移焓, 根据共球交盖模型对氨基酸与DMSO在水溶液中的相互作用进行讨论, 并与前期的氨基酸在尿素水溶液体系中的迁移焓进行比较. 结果显示, 氨基酸与共溶剂分子之间产生的静电相互作用以及亲水-亲水相互作用对氨基酸迁移焓有负贡献, 而亲水-疏水、疏水-疏水相互作用对氨基酸迁移焓有正贡献. 与尿素水溶液中氨基酸迁移焓的绝对值随尿素浓度的增加而增加, 并规律性地出现多个变化点的情况不同, 氨基酸从水到DMSO水溶液的迁移焓随DMSO浓度的增加而线性增加. 这种差异反映了尿素与DMSO及其水溶液结构的不同, 为认识尿素在水溶液中的缔合作用提供了对比依据.     

5-卤代1,2,3,-三唑互变异构的密度泛函理论研究

用密度泛函B3LYP/6-311 G**方法,对气相和水相中的1,2,3三,-唑及5-卤(-F、C l和-B r)代1,2,3,-三唑互变异构体进行了几何构型全自由度优化,获得了它们在气相和水相中的几何结构和电子结构。计算结果显示,在气相和水相中1,2,3三-唑和5-卤代1,2,3三-唑的N2-H型要比对应的N1-H型和N3-H型稳定。讨论了不同的取代基团和溶剂化效应对互变异构体的几何结构、能量和电荷分布以及互变异构反应活化能的影响带。并进一步研究了N1-H、N2-H和N3-H型三唑之间的互变异构机理:(a)分子内质子转移;(b)水助质子转移。计算结果表明,途径(b)所需要的活化能较小,为120.06KJ/mol,途径(a)为204.12KJ/mol。     

电可通纳米尺度孔边均布多裂纹的电弹断裂分析

解析研究了面内电载荷和反平面机械载荷作用下压电体中纳米尺度圆孔边均布电可通多裂纹问题的断裂性能。基于Gurtin-Murdoch表面弹性理论,利用保角映射方法和复变弹性理论给出了裂纹尖端电弹场分布、电弹场强度因子及能量释放率的解析结果。阐述了无量纲电弹场强度因子、无量纲能量释放率的尺寸依赖效应,讨论了裂纹数量和缺陷几何参数对无量纲场强度因子和无量纲能量释放率的影响。结果表明：无量纲电弹场强度因子和无量纲能量释放率具有显著的尺寸依赖效应;考虑表面效应,孔径和裂纹长度相当时,电弹场强度因子达到最大;裂纹/孔径比对电弹场强度因子随裂纹数量变化的制约会随着裂纹数量的增加而逐渐消失;过大或过小的裂纹孔径比会削弱裂纹长度对能量释放率的影响。     

漂移管工作温度对离子迁移率谱的影响

离子迁移率、反应物离子的种类和产量与漂移管工作温度有很大的关系。本研究在不同温度下进行了离子迁移率实验,结果表明,离子迁移率随温度的升高而增大,而提高工作温度可以减少水分子对产物离子的影响,有利于改善系统检测的分辨率;选择合适漂移管工作温度,能有效地增加反应物离子的产量,从而提高系统检测的灵敏度和选择性。     

PVT法氮化铝晶体铝面、氮面生长对比分析

在氮气环境下用PVT方法生长氮化铝过程中,氮面和铝面由于表面化学性质不同,生长的主要化学反应速度存在差异。原子在生长表面的迁移能力不同造成单晶表面生长方式差异较大。在基本相同条件下(生长温度、生长温差、生长气压、类似的籽晶、同一台生长设备)进行了铝、氮面氮化铝单晶晶体生长。为了更明显地表现铝氮面的差异,将同一片籽晶分为两半,翻转其中一半让铝氮面同时生长。铝面生长较好的区域形成了明显的晶畴,而氮面生长时生长较好的部分出现了明显的生长台阶,并出现了晶畴边界被生长台阶湮灭的生长现象,进一步通过AFM观测到铝面生长台阶平整但被缺陷所阻隔,晶畴发育明显为各晶畴独立生长。氮面生长台阶没有铝面规则但连续性较强,在原来晶畴边界位置也出现了连续的生长台阶(或台阶簇)。所以籽晶质量不高时氮面生长更容易提高晶体质量,后续的XRD测量结果也证明了氮面生长后的晶体质量明显高于铝面生长的晶体质量。     

复杂流动中的智能颗粒游动策略研究进展

智能颗粒定义为可以根据环境的变化而主动调整自身在流场中运动的颗粒, 一般用于描述微小的游动物体, 如微生物、浮游生物和微纳机器人. 由于颗粒运动学特性和流场环境的复杂性, 探索智能颗粒的运动策略是一项具有现实意义与挑战性的研究. 近期强化学习算法被应用于智能颗粒的运动策略研究, 并取得一定进展. 本文将讨论强化学习在智能颗粒研究中的应用, 并介绍浮游生物运动策略的相关研究进展, 包括适用于海洋浮游生物的游动颗粒模型, 以及强化学习的基本原理和此类问题的研究框架. 海洋浮游生物的昼夜垂直迁移对其生存和繁衍至关重要, 生物学研究表明某些浮游生物可感知周围的流场信息, 但能否利用这些信息提高垂直方向游动效率仍是一个未知的问题. 基于这一背景, 相关研究考虑了重力沉降和颗粒形状对浮游生物垂直游动策略的影响. 研究发现细长的颗粒能够更加高效地垂直向上运动, 而重力沉降则导致智能游动策略发生较大变化. 在此基础上, 后续研究进一步考虑了局部流体信号的作用, 并讨论了基于局部信息在全局坐标系中定向运动的可能性. 当颗粒只能感受到局部流体信号时, 必须破坏动力学系统的对称性, 否则颗粒无法学到有效的垂向游动策略. 此外, 研究还发现强化学习能够利用流体信号背后的机制, 得到颗粒在二维定常流动和三维非定常湍流中高效垂直运动的策略. 这些智能游动策略依赖于本质的物理规律, 因此这些策略在更加复杂或真实的流动中也可能有优秀的表现.      

建模抓本质迁移速解题

模型的建立对高中物理题目的求解至关重要;而学习迁移是指一种学习对另一种学习的影响,也是利用已有的知识经验不断地获得新知识和技能的过程.新知识技能的获得能不断地使已有的知识经验得到扩充和丰富,这就是我们常说的“举一反三”“触类旁通”[1].我们在求解物理问题时往往是将实际问题进行简化,抽象成一个容易求解的物理题解模型,熟练地运用题解模型可以大幅度提高解题效率.我们将在这篇文章中用求解物理习题的方式,对怎样更好地运用物理题解模型解题,以及知识的迁移,总结规律,提升解题速度做进一步的探究.     

基于迁移学习的原子力显微镜成像恢复方法

受限于探针针尖结构尺寸,用原子力显微镜进行微纳测量时会产生图像边缘失真.提出了一种基于迁移学习的原子力显微镜成像恢复方法,通过迁移学习训练源模型和靶模型实现一维栅格成像恢复.该方法采用数学形态法中的腐蚀算法生成栅格点云数据,通过U-Net网络源模型从点云中提取针尖卷积效应的特征向量,将权重参数迁移至U-Net网络靶模型,靶模型在自适应正则化方法下进行监督学习.实验结果表明,该方法能有效恢复一维栅格的原子力显微镜测量图像,提高横向分辨力,可用于纳米栅格的线宽检测上.