浅谈新课程下高中物理模型教学的障碍及突破

高中物理模型教学是新课程改革的需要，它既能够使学生构建物理基础知识，也能够在建立和应用物理模型的过程中培养学生的科学素养和思维品质。对当前高中物理模型教学的现状进行分析后发现物理模型教学中存在着一些障碍，对这些障碍进行有效的突破，是提高学生学习效率、保证整体教学质量的关键。     

面向空间引力波探测的低噪声稳频激光器

基于未来卫星间激光干涉任务的需求,介绍了一种基于迈克耳孙光纤干涉仪稳频的1064 nm激光稳频系统,该系统采用全光纤器件,结构紧凑、体积小、可靠性强。通过拍频测试,得到该系统的频率噪声在30 mHz～1 Hz范围内小于30 Hz/Hz1/2,频率稳定度在积分时间为1 s和1000 s时分别为1.2×10-14和3×10-13。该系统的性能满足LISA任务对稳频激光的需求,有望应用于未来的空间引力波探测任务。     

原子力显微镜纳米压痕技术用于评估纳米药物功效

具有靶向性药物递送和可控释放双重优势的纳米药物是抗肿瘤药物的研究热点。在纳米药物应用中,药效评估是非常重要的方面。本研究利用基于原子力显微镜(AFM)的纳米压痕技术,通过分析纳米药物作用后细胞力学性质(杨氏模量和粘弹性等)的改变,评估其药效。结果表明,与游离的阿霉素(DOX)相比, DOX及喜树碱(CPT)脂质体纳米药物对宫颈癌(HeLa)细胞的药效作用更明显。进一步检测DOX和CPT不同摩尔比(4∶1和1∶4)混合的脂质体纳米药物对HeLa细胞的药效差异,发现在DOX和CPT的摩尔比为4∶1条件下,两种药物的协同作用增强了药效。对纳米药物作用后的HeLa细胞进行粘弹性评估,发现随着纳米药物作用时间的延长,细胞粘弹性随之降低。本研究提供了一种简单有效的筛选纳米药物的方法。     

基于多模式切换的高精度电磁炮系统

电磁炮作为近代科技的研究热门,其军事用途十分广泛.本实验通过利用通电线圈来产生磁场,使线圈内的导体小球受磁动力加速获得出射速度;通过二维舵机炮台系统,实现装置系统的三维转动;通过STM32单片机控制二维舵机炮台和OpenMV4-H7摄像头,使电磁炮能够满足对目标颜色的识别击打和定点坐标的准确击打,满足新兴军事技术对电磁炮自动性和自主性的要求.该装置有易于实现、自动化程度高、击打精度高的优点.     

非晶丝端部磁场效应的模拟

实验表明,不同长度的非晶丝以及非晶丝端部不同的位置都具有不同的磁特性.为了研究这种端部磁场效应,基于磁荷分布的假设,采用数值计算方法获得了非晶丝端部的磁场分布.然后,基于数值计算结果,采用拟合方法获得非晶丝内部磁场分布的一般性计算形式.由于非晶丝内部磁场强度不可能超出外磁场强度,提出由中间的均匀磁区以及两端的入磁区和出磁区所构成的非晶丝三磁区模型,并由此获得端部磁场效应的临界长度计算公式.该理论模型对端部磁场效应的模拟计算结果与已有实验现象能够符合很好.     

基于DMP氧化和HWE反应的半乳糖修饰

为更好地将前沿新知识、新理论、新技术和新方法应用于高年级本科综合实验教学环节,设计了基于DessMartin (DMP)氧化和Horner-Wadsworth-Emmons (HWE)反应的双丙酮半乳糖的修饰实验。通过调研醇的氧化和醛的烯基化的方法设计实践方案,通过过氧硫酸氢钾复合盐(oxone)氧化邻碘苯甲酸制备2-碘酰基苯甲酸(IBX),在乙酸和乙酸酐作用下将其转化为DMP,再利用DMP实现双丙酮半乳糖的氧化,最后通过HWE反应实现可差向异构醛的烯基化。运用多种显色方法的薄层色谱分析(TLC)技术对反应进程进行监测,利用Schlenk技术实现无水无氧操作,通过柱层析技术分离纯化目标产物,化合物的结构和纯度通过红外光谱、核磁共振波谱和高分辨率质谱得到了表征。DMP氧化具有条件温和、操作简单、产率和选择性高以及低毒性等优点。设计方案的实践内容比较丰富,具有较强的设计性和综合性,有利于实现学生知识、能力和素质的有机融合,培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。     

环己烯可控选择性催化氧化的最新进展（英文）

环己烯是一种价格低廉易得的大宗化工原料,通常由苯选择性加氢来合成.该化合物虽然分子结构简单,但却有两个不同的反应位点.随着反应所发生的位点与反应深度的不同,环己烯的氧化反应可生成一系列不同氧化程度与官能团的产物的混合物.环己烯双键的氧化反应,可生成环氧环己烷,而环氧环己烷进一步水解,则生成1,2-环己二醇,其中,随着使用不同催化剂导致的反应机理差异,产物可分别为顺式或反式结构.在强氧化剂作用下,环己烯双键充分氧化,可生成己二酸.环己烯烯丙基C-H键氧化,则可随着反应深度的不同分别生成2-环己烯醇与2-环己烯酮.上述环己烯氧化产物都是重要的有机化工中间体.其中,环氧环己烷是农药杀螨剂的主要原料,也用作合成表面活性剂、橡胶助剂等有用产品;1,2-环己二醇可用于合成化工中间体邻苯二酚;环己烯醇与环己烯酮是生产除草剂、香水、药物的原料;己二酸则是合成重要产品尼龙-6,6的原料.因此,随着市场需求的变化,对环己烯氧化反应进行选择性控制,提高其中某种产物的选择性,是重要的化工合成技术,有着巨大的应用潜力;从而控制反应历程与深度是有机化工合成工艺研究中最具有挑战性的研究课题之一,有很好的科学意义.目前,人们对环己烯的选择性控制氧化反应已进行了广泛的研究.该反应可使用金属催化剂,包括铁、钴、镍、锰、铬、钒、钨、铜、钛、金、银、铋、锇、钼、镉等;也可以使用无金属催化剂如磺酸、2,2,2-三氟苯乙酮、类石墨相碳化氮(g-C3N4)等.反应可使用化学氧化剂,如间氯过氧苯甲酸、醋酸碘苯、过氧叔丁醇等,也可使用更加清洁的过氧化氢、分子氧.研究表明,催化剂的种类、用量,以及反应溶剂、温度、氧化剂等一系列外在条件,可以影响环己烯氧化反应的选择性.本文以反应所使用的氧化剂归类,总结了该课题的最新研究进展,以期对从事环己烯可控选择性氧化的学术与工业研究人员有所帮助.