聚变等离子体中尘埃杂质的带电和运动特性及温度变化研究

研究了在磁约束聚变环境中不同等离子体参数下尘埃粒子的带电、运动及温度特性.研究表明:电子温度与离子温度比对尘埃带电量有明显的影响;二次电子发射会显著减少尘埃带电量;尘埃充电的弛豫时间比在实验室加工等离子中要短得多.在考虑离子拖曳力作用下,尘埃粒子的速度可达102m·s-1的量级;针对碳材料计算得到粒子的寿命达毫秒量级.这些数值研究结果与实验观测结果相一致.     

室温下金属中电子格林艾森常数的测量

在室温条件下用自己研制的超快电子衍射实验设备精确测量了金属铝的电子格林艾森常数(γ_e).当飞秒脉冲激光瞬间加热铝膜时,电子和晶格对固体热膨胀的作用在时间域上是不同步的,借助于超快电子衍射实验设备的高时间分辨能力,可以摆脱以往测量非磁性金属材料时低温的限制,在室温条件下,实验通过直接观测瞬间加热的铝膜中电子和晶格对热膨胀的不同贡献得到电子的格林艾森常数. 关键词： 格林艾森常数 超快电子衍射 晶格热运动 电子热运动     

一种新的层次粒子滤波的目标跟踪方法

提出一种新的层次粒子滤波算法,选择局部区域特征点和颜色信息建立目标模型,引入粒子的二阶采样过程.算法通过粒子的一阶权重更新获得好的初始分布,二阶权重更新保证粒子的高置信度和高的采样效率,当粒子数目小于一定阈值时进行重要性重采样,利用仿射模型对目标区域精确定位及姿态修正.实验表明:改进算法将目标局部特征分布与目标颜色信息相结合,通过二阶采样过程,保证了局部特征跟踪的稳定性,解决了经典理论中误匹配导致的采样点发散问题,在目标部分遮挡情况下也可以完成实时目标跟踪.     

介孔钛纳米复合团簇应用于光热-光动力疗法

采用水热法合成了一种新型的介孔二氧化钛/碳/亚甲蓝复合纳米团簇(TiO_2@C-MB),并应用于肿瘤细胞的光动力(PDT)和光热治疗(PTT)。系统中介孔二氧化钛作为有效的光敏剂,MB作为重要的光敏添加剂以改善二氧化钛纳米晶的光化学效应,并将其光响应区域拓宽至光动力学疗法的理想治疗窗(650~900 nm)。柠檬酸在水热条件下被还原成碳并裹覆在二氧化钛表面。碳层表现出良好的光热效果,也充当多功能的电子受体以加速生成单线态氧。该纳米团簇不仅可以保持肿瘤细胞内部高浓度的MB和二氧化钛以产生大量的单线态氧杀死肿瘤细胞,而且可以避免MB退化失活。     

功能性共轭多孔聚合物材料

有机多孔聚合物(organic porous polymers,OPPs)材料是一类由强共价键将不同几何构型的有机分子砌块链接而成的多维度的多孔网络骨架材料,近年来成为多孔材料发展的一个新方向.按其结构的有序程度划分,OPPs包括无定型(如CMPs,HCPs,PIMs,PAFs等)和晶态(如COFs,CTFs)多孔聚合物两大类.因具有质轻、较大的比表面积、优异的多孔特性、稳定性好、结构与功能可预先设计和精确调控等优点,OPPs在气体存储/分离,非均相催化,光电转换,化学/生物传感,能量存储与转换等诸多领域有着广泛的应用前景.基于"自下而上"的构筑策略,以一种或多种具有特定功能的有机共轭分子为构筑单元,通过其分子间的自聚或共聚来实现二维、三维共轭高分子网络的可控构筑,发展了一系列具有优异光电、催化性能的功能性有机骨架材料.本文总结了近年来作者所在课题组报道的以功能性共轭有机分子为反应单元,自下而上构筑共轭多孔聚合物材料的战略和方法,主要探索了其结构特征以及在光电转换和非均相催化领域等的初步应用.     

轴承非线性油膜力的一种变分近似解

基于自由边值理论和凸集上的变分方法，提出一种求解当轴颈大扰动时实际轴承瞬态油膜力的近似公式。公式中引入一个参数来模拟油膜破裂自由边界（雷诺边界条件），则凸集上的泛函极值问题就转换为求此参数的代数极值问题。对椭圆轴承在轴颈作大范围扰动情况下的计算结果表明，这一方法达到了很高的精度，可用于转子－轴承系统的非线性动力分析，能大量降低数值计算瞬态油膜力所需的计算量。     

Enhancing stationary entanglement between two optomechanical oscillators by Coulomb interaction with Kerr medium

We theoretically study the stationary entanglement of two charged nanomechanical oscillators coupling via Coulomb interaction in an optomechanical system with an additional Kerr medium. We show that the degree of entanglement between two nanomechanical oscillators is suppressed by Kerr interaction due to photon blockade and enhanced by Coulomb coupling strength. We also show other parameters for adjusting and obtaining entanglement, such as the driving power and the frequencies of the two oscillators, and the entanglement is robust against temperature. Our study proves a way for adjusting stationary entanglement between two optomechanical oscillators by Coulomb interaction and Kerr medium.     

L-脯氨酸衍生物为手性侧链的新型C_2对称型手性固定相

绕轴旋转180°能与自身重合的C_2对称型手性化合物在手性催化和手性分离领域有重要应用。以L-脯氨酸苯基酰胺衍生物为手性源,合成了一类新型的C_2对称型手性固定相,并进行了手性色谱拆分评价。与单侧链取代的刷型固定相进行对比,C_2对称型手性固定相对所评价的31种酸性、中性和碱性分析物表现出更好的手性选择性。考察了固定相末端苯环上的取代基团对手性拆分的影响,综合来看,苯环上无取代基的C_2对称型手性固定相的分离性能最优。对某些手性对映体,C_2对称型手性固定相的分离因子随温度的增高而呈现异常增大的现象,表明了其有别于单侧链取代的固定相的分离机理。该类新型手性固定相的提出对进一步丰富刷型手性固定相的种类和拓展其应用具有重要意义。     

二维纳米材料热传导行为及其界面调控※

二维纳米材料具有独特的二维无限拓展超薄结构, 其声子输运受到维度限制, 从而赋予了二维纳米材料新奇的热传导性质, 是研究微纳尺度热传导的理想材料平台. 界面工程可以引发二维纳米材料中声子振动模式的改变和声子振动的耦合, 导致材料的热传导行为改变, 为实际应用中微纳器件的散热、极端环境的热防护等提供了可能的解决方案. 详细介绍了在经典二维纳米材料中热传导的不同机制及新奇特性, 阐述了界面工程对二维纳米材料热传导的影响, 并进一步展望了原子分子级别界面调控在二维材料热传导领域的研究前景.     

纳米技术在水中病毒灭活中的应用:对新型冠状病毒SARS-CoV-2传播阻断的启示

新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情给人类社会发展和生命健康造成了巨大威胁,由于新型冠状病毒(SARS-CoV-2)在水中的稳定性,城市污水成为该病毒最集中的污染源之一,因此如何杀灭主要水媒介中的病毒也成为了科学领域关注的重要问题。新冠病毒在结构上由具有遗传效应的RNA链和蛋白衣壳组成,可受活性氧物种(ROS)攻击解体而被灭活。生化代谢的阻断和结构的破坏也是新冠病毒灭活的有效方法。纳米材料因其表面和界面效应、独特的微观结构及优异的物化性质,在新冠病毒杀灭中有很好的应用前景。本文在探讨新型冠状病毒结构组成以及其在水环境中的存活及传播特征的基础上,全面综述了纳米材料在光催化、非均相催化高级氧化、离子毒性灭活和结构效应等方面于灭活病毒中的应用,深入探究了病毒灭活行为及机理。基于此,结合新冠病毒的结构组成及传播特征,深入探讨了不同纳米技术的新冠病毒灭活中的潜在应用。该综述可为环境纳米技术应用于水中新冠病毒灭活及其在水媒介中的次生传播阻断提供理论依据和实践参考。