卷积神经网络用于近红外光谱古筝面板木材分级

目前,我国乐器制作行业在古筝面板用木材等级的筛选上主要依赖于技师主观评判,但此法缺少科学理论的依据,效率低,客观性及出材率的提高等方面受到限制,无法满足乐器市场的大量需求。实现古筝面板用木材快速、智能化的分级工作是一个急需解决的课题。近红外光谱非常适用于测量含氢的有机物质。古筝面板木材主要化学成分的化学键均由含氢基团组成,不同等级板材的化学成分存在差异,这些差异反映在近红外光谱中,为判断木材等级提供了可能。同时卷积神经网络对非线性数据具有较强的特征提取能力,所以提出一种应用卷积神经网络模型对光谱数据进行分析的方法,进而判别木材的等级。应用了Savitzky Golay一阶、二阶微分两种预处理方法和核主成分分析、连续投影算法两种数据压缩方法,通过所设计的卷积神经网络模型以样本识别准确率和模型构建过程中的损失值作为判定指标选出最佳预处理和数据压缩方法。为了提高模型提取分析光谱数据的能力和避免过拟合现象,应用了多通道卷积核、批量归一化和early stopping策略,将通过两层卷积层提取的特征信息送入全连接层,从而充分提取剩余信息,通过Softmax函数获得板材的最终预测等级,从而确定了最终模型。最终Savitzky Golay一阶微分和核主成分分析为最佳数据处理方法,同时得出用于区分不同等级的古筝面板用木材的主要关键谱带,分别为1 163~1 243, 1 346~1 375和1 525~1 584 nm。将该模型应用于测试集样本,古筝面板用木材的等级识别准确率为95.5%。实验结果表明所提出的方法可以高效地处理光谱数据,有效识别区分不同等级的古筝面板用木材的关键特征,从而为广阔的乐器市场提供一定的技术支持。     

色素类胆结石难溶原因的分析

本文采用不同的溶剂对溶解前后的胆色素类结石进行了主要元素的控制，同时对特征色素类结石进行了有机元素分析，通过比较溶解前后超微结构和各种元素含量的变化，认为胆红素与金属离子，尤其是钙及其后二阶金属离子，形成了胆色素盐或配位络合物，并与糖蛋白等螯合成了大分子复合物。这是胆色素类结石难溶的主要原因。     

Recoil spectrometry: Ion accelerator based elemental characterisation of surface layers

Recoil Spectrometry covers a group of techniques that are very similar to the well known Rutherford backscattering Spectrometry technique, but with the important difference that one measures the recoiling target atom rather than the projectile ion. This makes it possible to determine both the identity of the recoil and its depth of origin from its energy and velocity, using a suitable detector system. The incident ion is typically high-energy (30–100MeV)³⁵C1,⁸¹Br or¹²⁷I. Low concentrations of light elements such as C, O and N can be profiled in a heavy matrix such as Fe or GaAs. Here we present an overview of mass and energy dispersive recoil Spectrometry and illustrate its successful use in some typical applications.     

Two‐Step Oxidation Synthesis of Sulfur with a Red Aggregation‐Induced Emission

Sulfur is not normally considered a light‐emitting material, even though there have been reports of a dim luminescence of this compound in the blue‐to‐green spectral region. Now, it is shown how to make red‐emissive sulfur by a two‐step oxidation approach using elemental sulfur and Na₂S as starting materials, with a high photoluminescence quantum yield of 7.2 %. Polysulfide is formed first and is partially transformed into Na₂S₂O₃ in the first step, and then turns back to elemental S in the second step. The elevated temperature and relatively oxygen‐deficient environment during the second step transforms Na₂S₂O₃ into Na₂SO₃ incorporated with oxygen vacancies, thus resulting in the formation of a solid‐state powder consisting of elemental S embedded in Na₂SO₃. It shows aggregation‐induced emission properties, attributed to the influence of oxygen vacancies on the emission dynamics of sulfur by providing additional lower energy states that facilitate the radiative relaxation of excitons.     

显微共聚焦拉曼光谱结合群分析的黑色直液笔墨迹鉴别研究

黑色直液笔是一种新型书写工具,目前对该种笔墨迹的相关研究较少。为给文件检验工作中墨迹的分析提供新的参考依据,本实验使用显微共聚焦拉曼光谱技术,采集了30支不同品牌、型号的黑色直液笔墨迹光谱数据,进行Savitzky-Golay卷积平滑处理后,依据光谱图的拉曼位移及拉曼谱峰差异对墨迹进行初步分析。设置聚类方法为组间联接,区间距离测量方式为平方欧式距离,对采集的光谱数据进行群分析,将30支黑色直液笔墨迹样本分成了3类,并与品牌建立了相关联系;同时通过主成分分析验证了群分析的可靠性和准确性。研究表明,显微共聚焦拉曼光谱技术结合群分析方法可实现对黑色直液笔墨迹的无损分析及有效鉴别,该方法操作简便、结果准确,适用于法庭科学文件检验。     

“元素化学实验”中的“异常”现象(一)--Mn元素化学实验中的“异常”现象及其探析

大一学生在“元素化学实验”教学过程中,对反应条件如温度、催化剂、酸度、浓度或试剂用量等因素的影响考虑不周,可能出现某些实验现象和预想的或理论分析的结果不一致的“异常”现象。本文就学生在Mn元素化学实验过程中遇到的一些“异常”现象进行分析和总结,借助生动直观的演示实验,引导学生探究“异常”现象产生的可能原因和直观认识反应条件对反应结果的影响,培养学生的观察、分析、判断、归纳、推理和解决实际问题的能力。     

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法结合化学计量学分析比较6种松针中无机元素的含量

为研究甘肃地区松针中无机元素的含量,探究不同品种松针中无机元素的差异,采用HNO₃(65%)对松针样品进行微波消解,电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定甘肃两地区6种松针中28种无机元素的含量,结合主成分分析以及偏最小二乘判别分析对松针地区差异进行判别;结果显示松针中无机元素含量丰富,其中Na、Mg、Al、K、Ca、Fe、Zn、Mn、Sr等元素在不同品种松针中均有较高含量,主成分分析结果显示共有7个主成分,累积贡献率达到92.58%,偏最小二乘判别分析显示两地区6种松针在地区上可被明显分开,其中Mg、Fe、Zn、Mn、Sr、K 6种元素为造成地区差异的主要元素。实验结果表明松针中元素种类丰富,人体必需微量元素含量较高,且不同地区松针在地区上具有一定的一致性和特异性。     

温和条件下元素对M~(2+)/Fe~(2+)/Fe~(3+)-LDHs转化成尖晶石铁氧体过程的影响(英文)

研究了二价金属离子在温和条件下(低于100℃,暴露于空气中)从水滑石M2+/Fe2+/Fe3+-LDHs(M=Co,Ni,Mn,Zn)转化成尖晶石铁氧体的过程中所起的作用。结果表明,该转化过程不仅与晶化温度有关,还与M2+在元素周期表中所处的位置有关。当这些二价金属离子处于同一周期并且相邻较近时,M2+的半径越大,水滑石微晶向尖晶石铁氧体的转化就越容易。此外,Fe2+在转化过程中起着至关重要的作用,如果没有Fe2+的参与,在此条件下的转化将无法进行。     

低场核磁共振结合化学计量学方法快速检测掺假核桃油

以掺假核桃油样品为低场核磁共振检测对象,利用主成分分析法(PCA)和偏最小二乘回归法(PLSR)分析处理Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)序列的核磁共振弛豫数据,旨在探求一种能快速检测核桃油品质的新方法。对几种常见掺假形式(掺入大豆油、玉米油、葵花油)的核桃油样品和纯核桃油样品进行检测和评价。实验结果表明:纯核桃油和掺入不同种类食用油的掺假核桃油在主成分得分图上可以得到很好的区分,且掺假样品随掺假比例在图中呈规律性分布;采用PLSR法对CPMG数据和实际掺假率进行回归,可实现对核桃油掺假水平的准确定量测定。方法快速、无损、准确,在食用油制品的品质控制及评价方面具有很大的应用潜力。     

氮氧化硅反相色谱固定相材料的制备及色谱分离性能评价

硅胶是目前高效液相色谱(HPLC)固定相中应用最为广泛的基质材料,其流动相的最佳使用范围为pH 2～8。在高pH(pH＞8)的流动相条件下,流动相中的氢氧根会进攻硅胶基质表面残余的硅醇基,导致硅胶基质固定相骨架溶解。在前期的研究中,我们将高温氨气处理多孔硅胶微球得到的氮氧化硅材料用作HPLC固定相,氮氧化硅在高pH流动相条件下表现出了较硅胶更高的稳定性。本文利用元素分析对氮氧化硅材料的氮化程度及含氮量进行系统的表征,并考察了氮氧化硅材料在不同pH条件下的静态稳定性。利用十八烷基二甲基氯硅烷试剂对氮氧化硅材料表面进行疏水性修饰,并以元素分析和核磁共振波谱对表面键合氮氧化硅材料进行了表征。考察了不同碳链的烷基苯、酸性化合物、碱性化合物在疏水改性的C₁₈氮氧化硅反相色谱固定相上的色谱分离性能。进一步分别以酸、碱和中性化合物为分析对象,比较了C₁₈-SiON1050(10)与C₁₈-SiO₂色谱保留的差异。