摘要：随着16SrRNA序列资源的不断丰富,以及寡核苷酸微阵列基因芯片技术的不断进步,检测复杂微生物菌落中的微生物种群构成成为可能.现有的序列特异性探针设计算法缺乏足够的覆盖度、灵活性以及效率,不能满足大规模细菌检测基因芯片的设计要求.很多组特异性探针设计算法的思路多局限于针对某个目标序列组设计唯一的组特异性探针.在很多应用场合,设计单个探针检测组内所有目标序列的目标是很难达到的.因此,设计多个探针通过组合方式进行检测是很有必要的.每个探针能特异性地检测组内一部分目标序列,通过组合就能提高覆盖率.然而,在所有可能的探针组合中找到一个优化的探针组合是很耗时的.提出了一个可行的基于相对熵和遗传算法的组合探针设计算法.

摘要：固相材料的浸润性(包括亲水性、疏水性、亲油性和疏油性)已经成为设计与合成多相催化材料中必须要考虑的因素.总结近年来的实验结果发现,催化材料的浸润性对分子的扩散有显著影响,适宜的浸润性与活性中心的协同是增强催化性能的关键,这可以通过(i)有效富集反应物、(ii)快速扩散产物、(iii)促进形成反应中间体、(iv)避免副反应和(v)提高催化材料结构等因素来提升多相催化材料的活性、选择性和反应寿命,这为设计与制备高效多相催化材料提供了新机遇.

摘要：研究了基于超磁致伸缩材料实现对光纤布拉格光栅的动态调谐这一方案理论上可获得的最大调谐范围.利用超磁致伸缩换能器的输出特性,进行了超磁致伸缩换能器用于光纤布拉格光栅调谐的实验研究.分析了实验中影响可获得调谐范围的各种因素,如实际可获得的超磁致伸缩材料的特性、光纤布拉格光栅的特性以及换能器结构的设计.进一步讨论了在理论界限的前提下改进该方案可获得调谐范围的措施,并以施加预应力为例进行了实验验证.结果表明,通过给予超磁致伸缩材料合适的预应力,可以较明显地改善最大调谐范围.

摘要：提出了一种在150～165 THz区域内的具有单峰吸收特性的高性能超材料吸收器。设计的吸波器包含两个阵列:双金属颗粒阵列和双空气孔阵列。金属层的阻尼常数在模拟中被优化。发现在模拟中使用2. 3倍的阻尼常数时,可以获得最大吸收率96%。吸收峰由局域表面等离子体(LSP)模式共振激发。为了揭示共振电磁机理,进行了两组模拟,研究结构参数变化对共振吸收峰的影响。发现随着垂直距离V的增加,吸收峰被增强,当V=160 nm时,获得新的吸收带。在第二次模拟中,对于水平距离H的增加,吸收峰也增强,并且当H=190 nm时获得另一个新的吸收带。电场强度分布结果表明LSP模式的激发和LSP模式之间的耦合效应导致吸收峰增强现象。

摘要：目的:多孔结构植入体在骨科修复领域具有极大的应用前景.本研究提出了一种在结构与力学性能方面更贴近人体骨组织的多孔Ti6Al4V植入体.创新点:针对骨组织的结构特点,提出了"分层设计"理念,以期更好地模拟皮质骨和松质骨的结构.除了结构相似以外,这种植入体在力学性能和结构稳定性方面同样具有优势.方法:将传统多孔植入体三维晶胞设计方法转化为二维设计理念,设计出一种分层杆连接多孔结构,并利用选择性激光熔融(SLM)技术打印出样品;然后通过光学显微镜评测打印效果,利用单轴压缩试验研究分析样品的力学性能;最后利用有限元方法分析多孔结构的结构稳定性.结论:本研究所设计的新型分层杆连接结构可以通过SLM实现高质量的打印,且尺寸合理,力学性能与骨组织相接近,结构稳定性优于传统多孔结构.这种新型多孔结构植入体在骨缺损修复领域具有较好的潜在应用前景.

摘要：介绍了基于DMD红外动态场景投射器的红外捕获跟踪设备辐射式仿真试验系统。分析了DMD场景投射器成像原理,研究了其与被测系统光学匹配条件及调整方法。分析了DMD场景投射器灰度等级调制原理,研究了其与被测系统信号同步条件及调整方法,并对信号同步过程中可能出现的现象进行了分析。分析了影响DMD场景投射器至被测系统探测器能量传输的主要因素,研究了DMD场景投射器辐射特性定标方法、及与被测系统能量匹配方法。利用所设计的仿真试验系统及试验方法,针对某型红外捕获跟踪设备开展了辐射式仿真实验,对被测系统部分性能指标进行了初步的考核。

摘要：非富勒烯电子受体由于其吸收强,能级可调,稳定性好等优点,近年来受到研究者的广泛关注,并且光电转换效率已突破14%。在本研究中,我们设计并合成了一种结构简单,易于合成的非稠环结构的非富勒烯电子受体ICTP。通过合理的结构设计,利用分子内的非共价作用力,实现了高的空间平面性。其在长波长区域宽且强的吸收和合适的能级水平,使得ICTP适合与许多聚合物给体材料搭配,制备太阳能电池。基于PBDB-T:ICTP的聚合物太阳能电池取得了4.43%的光电转换效率和0.97 V的开路电压。

摘要：natural materials are formed with integral *** on the achievements of our predecessors,the microstructures of some natural materials were decoded,and the configurations of integrated structures were interpreted with graded,porous,fractal and composite *** composition and spatial gradients of multiple kinds of physical parameters,which included elastic modulus,hardness,surface tension,stiffness,damping factor,density,heat conduction,electrical resistance factor,magnetic conductive factor,light penetration factor etc,are *** 2-D and 3-D porous structures were analyzed,which had different types of voids and *** the fractal and gradient fractal rules were described with leaf ***,the particulate and fibrous composite structures were developed with the combination of graded,porous and fractal ***,complex bionic design based on nets of blood vessels and nerves were proposed,which could be applied in structure design of mechanical parts.

摘要：设计合成了3-芳基-2-腈基丙烯酰胺类有机发光小分子2-氰基-3-(3,4-二甲氧基苯基)-2-丙烯酰胺(CDMPA)。经研究发现,CDMPA化合物具有明显的压致变色和酸致变色现象。在外力刺激下,化合物CDMPA荧光最大发射峰发生20 nm的红移,经过加热或蒸汽处理后可恢复初始状态。对样品研磨前后粉末的X射线衍射图谱及荧光寿命衰减曲线进行测试分析得出,CDMPA压致变色现象归因于分子构型由晶态到无定形态的转化。另外,在酸刺激下CDMPA发光颜色由蓝光红移至黄光,最大发射波长红移33 nm。经过二甲基甲酰胺(DMF)处理后可恢复到初始状态。由测试得到的红外光谱及分子轨道理论计算推测,酸致变色现象是由氨基取代基的质子化影响了CDMPA前线分子轨道引起的。本研究可使人们深入了解这种类型材料的多刺激响应发光机制,且显著的颜色变化性能使CDMPA在传感器和检测装置方面具有潜在的应用前景。

摘要：半导体光催化还原Cr(VI)为Cr(III)被认为是一种能够解决环境和能源问题的绿色技术.典型光催化剂ZnO和TiO2在还原重金属离子和二氧化碳,降解有机污染物,分解水等领域均已被证明是一种有潜力的光催化剂.但是,它们窄的太阳能吸收范围和快的光生载流子复合限制了其实际应用.因此,探索能够响应可见光的高效光催化剂是非常急切的课题.研究表明,引入窄带半导体构筑异质结复合光催化剂是一种提高ZnO和TiO2可见光催化活性的有效途径.随着二维石墨烯研究的热潮,具有类石墨烯结构的材料,如过渡金属硫化物MX2(M=Mo,W,Nb,Ta,Zr;X=S,Se)以其独特的“三明治夹心”层状结构受到了研究者的高度重视.在这些MX2材料中,MoS2是间接带隙半导体,能带为1.2 eV,并且随着层数的减小,能带增加到1.8 eV,因此,它对可见光具有很好的吸收能力.MoS2具有比表面积大、吸附能力强、反应活性高等优异的物理和化学性能,被广泛应用于光催化、制氢反应、太阳能电池及锂离子电池等领域.类似于MoS2,MoSe2也应该是一种具有潜力的窄带光催化剂.不幸的是,对于MoSe2在光催化还原Cr(VI)中的应用,还鲜有报道.本文基于ZnO,ZnSe和MoSe2构筑复合光催化剂,由于它们存在阶梯型的能级结构,使得此复合物能够展现优异的可见光催化性能,这是一种提高ZnO可见光催化活性的有效方法.扫描电子和高分辨透射电子显微镜结果显示,ZnO和ZnSe纳米颗粒分散在二维MoSe2片周围,形成很好的界面接触,有利于光生电子-空穴对的快速转移和分离,促进光催化反应的进行.紫外可见吸收光谱结果表明,MoSe2/ZnO/ZnSe(ZM)复合物在可见光区域展现了很好的吸收.电化学阻抗谱和光电流响应曲线结果表明,ZM复合物中光生载流子复合被有效抑制,延长了其寿命.光催化还原Cr(VI)的实验结果发现,与纯ZnO相比,ZM复合物展现了优异的光催化活性.在可见光照射180 min后,ZM复合物对Cr(VI)的还原率达到100%.优异的光催化活性归因于其优异的可见光吸收、阶梯型能级结构和光生载流子的有效转移.光催化重复性实验和X射线衍射图结果表明,在光催化反应之后ZM复合物的结构没有发生变化,具有良好的稳定性.本工作可为进一步设计具有理想功能的二维复合光催化剂提供有价值的信息.