微/纳米CVD金刚石涂层沉积工艺参数优化

通过正交实验设计工艺参数,利用热丝化学气相沉积法(HFCVD)制备金刚石涂层,采用扫描电镜、洛氏硬度计、X射线衍射仪等对金刚石涂层进行性能表征,同时进行切削试验,从而确定微米层和纳米层最佳的碳源浓度、沉积气压、热丝与基体间距.结果表明:最优微米金刚石涂层沉积工艺参数为碳源浓度2;,沉积气压3 kPa,热丝/基体间距5 mm.最优纳米金刚石涂层沉积工艺参数为碳源浓度5;,沉积气压5 kPa,热丝/基体间距8 mm.     

盐浓度与海藻酸钠/磷虾蛋白复合体系性能的相关性

采用湿法纺丝技术制备了海藻酸钠/磷虾蛋白(SA/AKP)复合纤维, 通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了SA/AKP复合体系的氢键相互作用, 用X射线衍射仪、 流变仪及SEM研究了盐(NaCl)浓度对复合体系的结晶、 流动性和形态结构的影响. 结果表明, SA/AKP复合体系中存在分子内和分子间氢键, 分子间氢键的强度随复合材料中盐浓度的增加而增强. 盐浓度的增加导致SA/AKP复合材料的结晶度增加, 流动黏度先降低后增加, 力学性能先增加后降低. SA/AKP纤维的SEM照片显示结晶的盐与纤维分离, 并且复合纤维表面沟槽结构逐渐减少, 表面更加致密光滑. AKP在SA/AKP复合体系中呈完全取向状态.     

碳酸氢钠溶液中微粒浓度大小的研究

对碳酸氢钠溶液中微粒浓度作了定性分析,发现了碳酸氢钠溶液浓度的3个临界点,预测溶液中微粒浓度大小顺序。通过定量计算求得碳酸氢钠3个临界点的溶液浓度,3个临界点将碳酸氢钠溶液浓度分成4个范围,得出在每个浓度范围内相应的微粒浓度大小顺序。     

关于溶液浓度换算问题的思考

针对学生掌握不好溶液的物质的量浓度和质量分数之间的换算,讨论了其中涉及的物理量的单位和不同的解题方法,通过问卷调查了解学生对不同解法的态度,并提出了一些教学建议。     

常州市典型区域大气 PM10、PM2．5质量浓度分布

采集常州市3个典型区域2011～2012年的大气样品并进行了测定,质量浓度作微分模式处理并分析。结果表明,可吸入颗粒物（PM10）分布呈明显的双峰型,峰值出现在13～3．9μm 和1．3～0．51μm,表明了常州市至少存在2种不同类型的污染源。质量密度分布预测曲线与实测曲线变化趋势基本相似,均在6．95～10．65μm 和1．04～0．64μm 这2个范围内出现峰值,表明4次多项式函数能较好地描述常州市可吸入颗粒物质量浓度双峰型分布特征。PM13占 PM30平均比重为82．86％,PM2．5占可吸入颗粒物平均比重为51．52％,表明可吸入颗粒物及细颗粒仍然是当前环境空气主要污染物。     

基于多模二极管激光吸收光谱的氧气浓度测量

可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)具有高灵敏度、高选择性和快速响应等特点,被广泛应用于环境监测、工业生产监控和生物医疗等众多领域。为克服传统TDLAS技术成本高以及长时间工作过程中由于中心波长偏移造成的稳定性差等问题,提出了利用多模二极管激光关联光谱和谐波检测技术实现氧气浓度在线监测的研究。以Fabry-Perot(FP)激光器为光源,通过对760 nm附近氧气分子的多条吸收谱线的探测,实现了对氧气浓度的测量。输出光束被分光系统分成两路信号,分别经过样品池和测量池,双路接收采集含有气体浓度信息的光信号送后级处理,通过测量信号和参考信号之间的相关性及比例关系对氧气浓度进行反演,其中关联光谱技术和谐波检测技术被用于提高系统稳定性和信噪比。结果表明,在1个大气压条件下,系统的探测极限为280 ppm·m,对同一样品在30 min内的30次连续测量的标准偏差为0.056%,表明了系统良好的稳定性。该系统在软、硬件上的设计可以满足氧气的在线监测,且系统稳定性高、装置简单、易用,便于复杂环境应用。     

L-M非线性拟合的TDLAS氧气测量研究

氧气浓度是工业生产过程中重要监测参数,采用可调谐二极管激光吸收光谱法(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS),结合波长调制技术,可以实现对现场氧气浓度的高精度在线监测,利用氧气位于760 nm处的特征吸收峰进行了氧气浓度的测量。由于激光具有很强的相干性,所以TDLAS技术的检测灵敏度受到光学干涉噪声的严重制约,特别在低浓度时,光学干涉引起的基线起伏使得提取吸收峰波形信号时出现较大误差,影响了TDLAS分析仪的监测灵敏度。针对这一情况,采用了Levenberg-Marquardt非线性拟合算法,并且利用了吸收谱线线型——洛伦兹线型的导数形式对波长调制后获得的二次谐波波形信号进行拟合,提取波形信息。另一方面Levenberg-Marquardt非线性拟合方法需要有大量的计算,为了使研制的TDLAS分析仪能够实现现场的实时监测,采用了支持浮点运算的DSP的C28系列芯片进行数据处理,实现仪器在现场实时监测的功能。实验结果表明,该算法能够有效提取二次谐波信号的吸收峰特征值、克服背景噪声影响,由算法反演得到的氧气浓度与实际浓度的线性比值为1.01,浓度测量的线性误差为1.18%。     

细胞生理溶液中不同离子浓度对近红外光谱测温的影响

膜片钳测量过程中实时监测离体细胞生存环境温度,控制生理溶液温度值对提高测量的准确性,消除温度不确定性具有重要的意义。采用近红外光谱结合化学计量学法来研究生理溶液中不同离子不同浓度对温度模型精度的影响。通过配制CaCl₂,KCl和NaCl各四种浓度的12份溶液样本,分别采集不同溶液样本在20~40 ℃温度范围内的光谱,波数范围为9 615~5 714 cm-1,并将每种溶液不同温度光谱数据按照三种方式划分训练集和预测集,采用间隔偏最小二乘方法选择有效波段,并建立与温度数值之间的定量校正模型。实验结果显示,浓度为0.25 g·mL-1的CaCl₂溶液模型的RMSEP最大,三次实验结果为0.386 3,0.303 7和0.337 2 ℃,浓度为0.005 g·mL-1的NaCl溶液模型的RMSEP最小,实验结果分别为0.220 8,0.155 3和0.145 2 ℃。总体实验结果表明细胞生理溶液中Ca2+对建立温度模型的精度影响最大,K+其次,Na+最小,当三种离子浓度均增大时,各离子对模型精度影响均为增大。因此在建立细胞生理溶液的温度模型时,有必要在合理范围内改变细胞生理溶液中三种主要离子的配比,来校正不同离子浓度对测量生理溶液温度的影响,从而提高近红外光谱温度测量的精度。     

基于腔衰荡技术的光纤双环路一氧化碳浓度监测系统研究

对光纤环形腔技术的传感原理进行了理论推导,并设计了一种双环路一氧化碳浓度测量系统.分析了掺铒光纤放大器在系统中的作用及其增益波动对系统的影响,通过对掺铒光纤放大器的增益进行反馈控制,进一步了提高了测量系统的稳定性和精确性.通过实验,得出了不同浓度的一氧化碳所对应的衰荡曲线.分析了不同浓度的气体对光的吸收特性及衰荡时间与浓度的关系,为实现气体浓度的高准确度在线测量提供了重要的依据.     

Stochastic Four-State Mechanochemical Model of F1-ATPase

F1-ATPase, a part of ATP synthase, can synthesize and hydrolyze ATP moleculars in which the central γ-subunit rotates inside the α3β3 cylinder. A stochastic four-state mechanochemical coupling model of F1-ATPase is studied with the aid of the master equation. In this model, the ATP hydrolysis and synthesis are dependent on ATP, ADP, and Pi concentrations. The effects of ATP concentration, ADP concentration, and the external torque on the occupation probability of binding-state, the rotation rate and the diffusion coefficient of F1-ATPase are investigated. Moreover, the results from this model are compared with experiments. The mechanochemical mechanism F1-ATPase is qualitatively explained by the model.