四种同构镧系金属有机框架的合成、结构和荧光传感Fe3+和盐酸环丙沙星

采用溶剂热法,以含氮四羧酸3,5-二(3'',5''-二羧苯)-1H-1,2,4-三唑(H₄BDT)为配体,成功合成了4种同构镧系金属有机框架(Ln-MOFs)：{[La₃(BDT)₂(HCOO)(H₂O)₅]·0.5H₂O·3DMF}_n(1)、{[Ce₃(BDT)₂(HCOO)(H₂O)₅]·3DMF}_n(2)、{[Pr₃(BDT)₂(HCOO)(H₂O)₅]·3DMF}_n(3)和{[Nd₃(BDT)₂(HCOO)(H₂O)₅]·3DMF}_n(4),并采用单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、元素分析、热重、傅里叶换红外光谱、N₂吸附实验和荧光光谱对其进行表征。结果表明,这些Ln-MOFs均为单斜C2/m空间群晶体,是双核为无机建筑单元的三维介孔结构。其中2可选择性荧光检测Fe³⁺离子和盐酸环丙沙星药物分子,检测限分别为4.59和0.77 μmol·L^-1。     

基于4-(2，4-二羧基苯氧基)邻苯二甲酸配体的锌配位聚合物的合成、结构及其荧光传感性能

基于H₄dpa和bpy (H₄dpa=4-(2,4-二羧基苯氧基)邻苯二甲酸,bpy=4,4''-联吡啶)为配体,在水热条件下设计、合成了金属锌配位聚合物(Zn-CP)[Zn(H₂dpa)(bpy)_1.5]_n (1),并用元素分析、红外光谱、X射线单晶衍射等对其进行了结构表征。在1中相邻Zn²⁺与H₂dpa^2-离子和bpy配位形成一维双链结构,相邻的一维双链通过氢键作用扩展形成三维超分子网结构。荧光研究表明：1是一种灵敏度高、选择性好、多响应的荧光传感器,可用于农药和硝基爆炸物的检测。有趣的是,2,4,6-三硝基苯(TNP)和嘧霉胺(Pth)对1的荧光发射显示出明显的猝灭效果,而抑霉唑(Ima)对1有荧光增强效果。此外,通过紫外可见吸收光谱、荧光寿命以及X射线光电子能谱探究了1的荧光传感机理。     

氮掺杂荧光碳点用于Co2+的超灵敏检测及细胞成像

首次以金银花和乙二胺为原料,通过水热法合成出性能优异的氮掺杂碳点(N-CDs)。制备的N-CDs具有丰富的官能团、良好的水溶性、低细胞毒性、高的荧光稳定性和良好的生物相容性。在最佳条件下,N-CDs能够高选择性地检出Co²⁺,N-CDs的荧光强度在0.5～3.6 nmol·L^-1范围内被Co²⁺线性猝灭,检出限低至1.38 nmol·L^-1,其猝灭机制属于内滤效应和静态猝灭。该方法也已成功应用于实际样品的精确分析。此外,N-CDs还可用于细胞成像及细胞内Co²⁺传感。     

A Hyper-Chaotically Encrypted Robust Digital Image Watermarking Method with Large Capacity Using Compress Sensing on a Hybrid Domain

The digital watermarking technique is a quite promising technique for both image copyright protection and secure transmission. However, many existing techniques are not as one might have expected for robustness and capacity simultaneously. In this paper, we propose a robust semi-blind image watermarking scheme with a high capacity. Firstly, we perform a discrete wavelet transformation (DWT) transformation on the carrier image. Then, the watermark images are compressed via a compressive sampling technique for saving storage space. Thirdly, a Combination of One and Two-Dimensional Chaotic Map based on the Tent and Logistic map (TL-COTDCM) is used to scramble the compressed watermark image with high security and dramatically reduce the false positive problem (FPP). Finally, a singular value decomposition (SVD) component is used to embed into the decomposed carrier image to finish the embedding process. With this scheme, eight 256×256 grayscale watermark images are perfectly embedded into a 512×512 carrier image, the capacity of which is eight times over that of the existing watermark techniques on average. The scheme has been tested through several common attacks on high strength, and the experiment results show the superiority of our method via the two most used evaluation indicators, normalized correlation coefficient (NCC) values and the peak signal-to-noise ratio (PSNR). Our method outperforms the state-of-the-art in the aspects of robustness, security, and capacity of digital watermarking, which exhibits great potential in multimedia application in the immediate future.     

从太空探测万里长城

2004年5月11日,欧空局网站发布了题为“从太空看长城”的公告,引起广泛关注和热烈争论.争论焦点涉及如何正确认识人眼视觉原理,如何准确理解卫星遥感应用潜力等问题.文章从人眼结构、产生光觉、视觉和形觉的基本条件以及眼睛分辨率等基本概念入手,判定肉眼从太空不可能看到长城.同时通过理论分析与实验,揭示了空间分辨率达到米级的SPOT-5全色图像能够清楚地展现北京密云水库北面的各段野长城.在分辨率为10m和20m的多光谱图像上,无法辨别出长城.而在全色（2.5m,5m）与多光谱进行融合处理的图像上,各段野长城及其周围背景都能十分清晰地显示出来.     

初中化学教材中铁钉锈蚀实验的数字化改进

针对沪教版九年级化学上册教材中的“铁钉锈蚀实验”存在反应时间长、课堂操作难、可视化程度低、控制变量难等问题,结合数字化传感技术对该实验进行一系列的探究与改进,设计了2组对比实验,通过定量测定还原铁粉在生锈过程中的耗氧量,探究钢铁锈蚀的条件以及影响钢铁锈蚀速率的因素.     

乐甫波结冰状态监测的响应机理分析

提出了将冰层进行多孔介质等效方法,对冰层、液体/波导层/压电基底多层乐甫(Love)波导结构建立分层介质模型,利用部分波理论和边界条件精确推导,分析不同状态下的传感响应,求解结冰过程Love波速度及声波衰减的变化,获得结冰过程中的声学传感机制。为了验证理论分析,实验制作了200 MHz的36°LiTaO₃/SiO₂波导结构的Love波器件,并构建模拟环境的试验系统对研制器件进行了实验测试。实验结果表明,利用Love波的工作频率以及插入损耗瞬变这一特征可以实现对结冰状态的准确监测。     

过渡金属掺杂的g-GaN吸附Cl2和CO气体分子的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算,系统研究了类石墨烯氮化镓(g-GaN)和掺杂过渡金属原子(TM)的g-GaN对Cl₂和CO气体分子的吸附行为。结果表明,Cl₂和CO在本征g-GaN上的吸附均为物理吸附,2个体系的吸附能均为正值,表明体系不稳定。相反,Cl₂和CO在Fe和Co掺杂的g-GaN上吸附时的吸附能为负值,且吸附能较小,表明吸附体系稳定。通过分析态密度、电荷密度差和能带结构等性质,可以得出结论：过渡金属原子的引入能有效增强气体分子与g-GaN之间的相互作用。     

光纤网络的新机遇——时间频率同步和信息感知

光纤网络是人类最大的基础设施之一,它支撑着人类社会信息传输与交互的需求。在通信这一本征功能之外,进一步挖掘光纤网络在精密测量、信息感知等领域的功能,实现通感算测控一体化,将带来光纤网络的新机遇。文章简要介绍了光纤时间频率同步的基本原理、研究进展,以及在国际大科学工程——平方公里阵列(SKA)等射电阵列上的应用。同时,还介绍了光网络振动信息感知的研究进展,特别是在提升振动定位精度和交通信息感知方面的工作。     

光纤声传感反正切解调的采样率与信号幅度关系

针对光纤光栅声传感系统反正切解调算法中采样率与声场幅度相关这一现象,计算分析了正弦声信号、高斯脉冲声信号在3种不同反正切算法下幅度与采样率的关系,用脉冲声信号进行了实验验证,并从相位展开方式的判据出发予以机理解释,以期望在应用前可根据声场、传感器灵敏度等选择恰当的采样率。数值计算和实验结果表明,这3种方式需要的采样率均与信号幅度呈线性关系,分别需要一个声周期内采样点数为信号幅度的8倍、4倍和2倍。此外,还将3种方式与微分-交叉相乘算法在软件计算时的实时性和计算精度进行了比较,在满足采样率要求时三者均较微分-交叉相乘算法的表现更佳。