• 当期目录
  • 过刊浏览
  • 点击排行
  • 下载排行
    数学
    • 相场晶体方程的一个高精度能量稳定数值格式

      李贵川, 赖倩, 胡劲松

      2022,59(3):031004

      摘要:

      针对具有周期边界条件的相场晶体方程, 本文提出一个具有能量稳定性的高精度数值格式. 该格式基于方程的能量泛函的结构, 在空间上采用Fourier拟谱逼近, 在时间上进行三阶精度的后向差分离散,并在格式中增加Douglas-Dupont正则项, 以保证格式的能量稳定性, 本文证明了数值解的存在唯一性及数值格式的能量稳定性. 数值算例验证了算法的高精度和稳定性.

    • 一类非齐次Choquard方程的解整体存在与爆破的条件

      何巧玲, 黄娟

      2022,59(3):031005

      摘要:

      本文研究了一类非齐次Choquard方程在初值质能高于其基态质能情形下的解的整体存在与爆破条件. 本文利用Gagliardo-Nirenberg不等式及Virial恒等式构造了一个辅助函数,并由该函数的凸性获得了初值质能高于基态质能的等价刻画,进而得到了Choquard方程的解整体存在与爆破的条件. 此外,本文还根据Cauchy-Schwartz不等式和不确定原理,借助一个粒子在具有势垒场中运动的力学分析,得到了一个新的解爆破存在的充分条件.

    计算机科学
    • 联合分布算法对区块链分片的稳定性分析优化研究

      刘云, 朱鹏俊, 陈路遥, 宋凯

      2022,59(3):032001

      摘要:

      在基于 Hyperledger Fabric 架构的区块链网络中,可以通过分片来提高吞吐量.在分片之前,需要预先评估每个委员会的失败概率,以获得更稳定的分片方案.本文提出了一种联合分布(JD)算法.首先,对于预分片方案中的节点,根据预分片方案中的委员会数量进行随机抽样,然后得到每个委员会中节点的超几何分布;其次,根据节点的超几何分布计算每个委员会中恶意节点的概率,并根据这些概率构建所有委员会的联合分布函数;最后,根据各委员会的联合分布函数,计算整个分片方案的失败概率和失败年数,实现区块链分片的稳定性评估.仿真结果表明,通过计算Wilson置信区间验证了计算失败概率的准确性,与RapidChain的分片稳定性分析算法和Hoeffding边界算法相比,联合分布(JD)算法可以更好地估计区块链分片的稳定性.

    • 基于损失函数的单元测试用例自动化生成算法研究与实现

      傅瑞华, 李凡, 王俊峰

      2022,59(3):032002

      摘要:

      软件测试是软件开发过程中最为耗时的阶段之一.通过自动执行大量的测试用例,可以高效、及时地发现软件程序中潜在的错误,这是提高大中型软件开发质量的重要技术发展趋势.目前较多的元启发式优化算法已经能够实现测试用例的自动生成,但测试效率较低且开销较大,所以如何使得生成的测试用例在数量较少的情况下覆盖尽可能多的目标,就成为自动化测试用例生成中的核心技术问题.本文提出一种基于损失函数的单元测试用例自动化生成算法(LFGA),在遗传算法的执行过程中,根据测试用例种群的路径覆盖情况,动态改变后续种群的分布,保证整体数据分布的平衡性.并利用分支信息优化自适应交叉变异算子,自动生成规模尽可能小且高覆盖的有效测试用例集.实验结果表明,相比于已有的自动生成测试用例方法,较好地解决了传统模型中初值依赖、收敛早熟、局部寻优能力滞后等缺陷,保证了生成的测试用例平均覆盖率达到95%,提升了搜索效率及数据使用效率.

    • 基于触觉传感器和强化学习内在奖励的机械臂抓取方法

      宋相兵, 季玉龙, 俎文强, 何扬, 杨红雨

      2022,59(3):032003

      摘要:

      触觉在机器人抓取过程中扮演着重要的角色,但在大多数强化学习任务中,触觉仅被用于拓展状态空间,其提供的位置和压力等信息很少被完全利用.针对该问题,同时受内在奖励机制启发,首先设计了一种“倒T”形传感器阵列布局;然后基于这种传感器阵列提出了新的内在激励方法,该方法根据机械臂末端与物体接触位置的不同,给予不同的重视程度,鼓励智能体以更有效的姿态来夹取物体;最后将该方法在仿真环境中进行测试,结果表明该方法在夹取椭球和圆球物体任务中收敛速度比最新的基准方法平均提高了约20%.

    • 基于生物信息的未知二进制协议聚类方法

      丛培鑫, 李晓慧, 王俊峰

      2022,59(3):032004

      摘要:

      协议聚类是协议逆向工程技术中非常重要的一步,针对二进制协议更加透明且满足的协议种类更加广泛的特点,提出了一种基于基因和蛋白质生物信息的二进制协议聚类方法,能够从原始序列角度对大量协议直接进行聚类.本文方法首先将原始二进制报文转化成四进制基因形式,使用快速聚类方法计算碱基两两组合的k seed值生成距离矩阵,并用UPGMA计算最小距离生成树得到初始分簇;其次,将每一簇四进制协议报文转化成十六进制蛋白质链,得到序列更有语义的方式并采用基于改进mBed算法的聚类方法将其进行高精度聚类.通过对已知和未知协议单纯和混合场景下的测试表明,该方法能够对二进制协议实现高效并且高准确率的聚类,具有较高的应用价值.

    电子信息科学
    • 机械臂目标区域跟踪防撞控制

      杨沁林, 张 劲

      2022,59(3):033001

      摘要:

      针对医疗护理机械臂在轨迹跟踪过程中的人机交互与防碰撞问题,本文提出了一种基于目标区域跟踪以及碰撞预测的机械臂控制方法.本文根据Lyapunov函数,结合人工势能场,设计保证系统稳定性的控制器,实现在目标区域内人机交互的柔顺性;采用会遇距离与会遇时间构造防撞预测模型,建立障碍物作用半径与防撞安全指数的关联模型,实现障碍物作用半径实时可变.实验结果验证了本文所提方法对目标区域跟踪的有效性,人机交互的柔顺性,以及障碍物规避过程的高效,平滑.

    • 套袋机热封刀拓扑分析及结构优化

      马靖, 魏上云, 胡晓兵, 罗庆怡

      2022,59(3):033002

      摘要:

      为了降低热封刀的加热等待时间,同时将加热管产生的能量集中到热封膜接触面上,本文对包装机中热封刀结构进行改进.首先。我们建立热封刀温度场模型,并检验模型的准确性;然后,利用Ansys Workbench中目标驱动优化工具对热封刀特定尺寸进行优化;其次,利用Ansys Workbench中Genesis模块对热封刀结构进行拓扑分析并优化;在两者优化的基础上利用试凑法进行仿真实验,逐步调整热封刀尺寸.最终在封膜质量得到保证以及热封刀安装尺寸不变的情况下,加热管产生的能量大部分集中到封膜接触面上,且封膜接触面的最高温度从160.25 ℃提高至330.11 ℃.结果表明借助Ansys Workbench仿真软件对热封刀结构进行改进,可以达到降低热封刀的加热等待时间,同时将加热管产生的能量集中到热封膜接触面上的目的.

    • 基于特征偏移的人脸图像质量评价及影响因素研究

      彭悦, 杨红雨, 刘艳丽

      2022,59(3):033003

      摘要:

      针对低质量人脸图像阻碍识别系统性能提升的问题,本文提出了一种无参考的人脸图像质量评价方法,并使用该方法评估了不同类型的图像退化对人脸图像质量的影响程度。该方法使用一种集群卷积网络结构,模拟人脸图像退化过程中的特征偏移,根据特征偏移量和图像信息量之间的相关性,完成人脸图像质量分数计算。使用遗传算法对构成集群网络的网络单元进行筛选,可使用更小网络规模实现同等性能。以质量评价算法为工具进行实验,研究评估了不同图像退化类型对人脸识别的影响,为指导今后人脸质量相关研究得出了有益结论。在主流人脸数据集上进行的实验证明,通过筛选数据库中低质量分数的人脸图像,可以进一步提升现有人脸识别系统的性能,且识别率提升表现出良好稳定性。该方法复杂度低,无需训练,与FaceQNet等最新方法相比,在FNMR和EER指标上显示出明显优势。

    物理学
    • 氯化胆碱类低共熔溶剂结构与性质的分子动力学研究

      聂文洁, 王剑飞, 赵贯甲, 尹建国, 马素霞

      2022,59(3):034001

      摘要:

      低共熔溶剂是一种类离子液体的绿色溶剂,具有低饱和蒸汽压、低熔点、无毒、可降解以及价格廉价等优势,被广泛应用于科学研究和工程应用,其理化性质,如密度、黏度以及晶格结构等是开发具有特定功能溶剂及其应用的基础. 本文采用分子动力学模拟的方法,利用GAFF力场计算了氯化胆碱类低共熔溶剂在293.15~353.15 K下的密度和黏度,与文献实验值的平均绝对偏差分别为0.30%和6.19%,显示出较好的一致性. 同时在分子水平上,本文利用径向分布函数分析了不同体系内的结构分布以及氢键网络的形成,发现了低共熔溶剂中存在的大量氢键网络主要由Cl原子和羟基上的H原子相互作用形成的,且他们间的相互作用随着温度的升高而减弱,随着氢键供体烷基链长度的增加而增强. 这些微观上的认识,有助于进一步研究低共熔溶剂的组成、结构与其物理性质间的作用机制.

    • 液体气溶胶粒子间相互作用的仿真研究

      胡卉, 崔洋, 徐震, 关甜, 马骊溟

      2022,59(3):034002

      摘要:

      针对气溶胶在大规模场地试验会耗费大量的人力物力成本的问题,同时气溶胶本身具有的有害影响不可控,为了提高试验的效率和保证试验的安全可靠性,本文采用CFD软件对气溶胶形成及扩散过程进行计算机仿真研究. 本文首先对气溶胶混合气形成的过程进行数值模拟研究,搭建物理和数学模型模拟液态气溶胶生成过程,通过加入气溶胶注入器数目模拟多个气溶胶来源之间的相互影响;再将气溶胶连续注射到房间大小的模型中,分散气溶胶的浓度被允许自然衰减一段时间.结果如下:当液态气溶胶进入到环境中时,随着时间的推移液态气溶胶在环境中扩散,并且在中下部聚集;当环境压强增加时,扩散速率会有减少. 分析仿真结果得出,液态气溶胶模型可以作为一种有效的工具,用于合理分析实际工作场所中液态气溶胶扩散所造成的影响.

    • 新疆尉犁金云母表生风化的实验模拟研究

      张奇, 彭同江, 孙红娟, 罗利明, 周灿, 张玉

      2022,59(3):034003

      摘要:

      本文在常压条件下模拟金云母蛭石化的地表风化环境,探讨金云母晶层向蛭石晶层转变的过程,研究不同氯化钠浓度下的混合溶液对金云母向蛭石转变过程的影响规律. 本文采用XRD、XRF、ICP、SEM研究转化过程中物相、结构、化学成分和微观形貌的变化,利用TG-DSC研究转化前后样品的热学性质的变化,并测定了样品的阳离子交换容量(CEC). 研究结果表明,金云母经模拟环境溶液处理后,发生了金云母晶层向蛭石晶层转化的现象,转化过程表现为金云母结构中K+含量明显降低,结构中引入水化钠离子,层电荷数降低,CEC提高. 本文的研究结果对于新疆尉犁蛭石矿床中低利用率的金云母矿物的开发利用具有一定意义.

    • H2+核间距对单阶谐波增强的影响

      徐翠艳, 冯立强

      2022,59(3):034004

      摘要:

      本文理论研究了在特定激光波形下, H2+核间距对单阶谐波增强的影响. 研究结果表明, 当特定激光波形驱动原子时, 谐波光谱可以呈现单阶谐波强度增强; 但是, 当用相同激光波形驱动H2+时, 单阶谐波强度增强的现象与H2+核间距离有关. 具体来说, 当H2+在平衡位置时, H2+谐波光谱呈现单阶谐波增强现象; 当H2+核间距在3~7 a.u.变化时, 单阶谐波增强现象消失; 当H2+核间距大于8 a.u.时, 单阶谐波增强会再次出现. 理论分析表明, 多通道谐波干涉是导致H2+单阶谐波强度变化的原因.

    化学与材料科学
    • 二茂铁基吡喃酮并喹啉化合物的高效合成及其抗氧化性能

      张晓平, 金桂勇, 马胜涛, 王二彬, 赵学斌, 陈芝飞, 李倬, 楚文娟, 赵旭, 席高磊

      2022,59(3):035001

      摘要:

      本文采用Ce(OTf)3和Sc(OTf)3复合催化4-甲基-7-氨基苯并吡喃酮、芳香醛和二茂铁基乙炔发生Povarov三组分反应(Povarov-3CR),高效合成了15种已知二茂铁基吡喃酮并喹啉化合物,产率为40.0%~66.8%; 采用1H NMR、13C NMR和HR-MS(ESI)表征产物分子结构,通过抑制HO·和还原型谷胱甘肽自由基(GS·)引发DNA氧化反应测试比较化合物抗氧化活性,探究取代基种类、位置和数目对二茂铁基吡喃酮并喹啉抗氧化性能的影响. 结果表明:抑制HO·引发DNA氧化反应测试显示,15个目标化合物相对空白硫代巴比妥酸活性物质吸光度百分数(TBARS百分数)为36.6%~83.3%;抑制GS·引发DNA氧化反应体系测试显示,15个目标化合物TBARS百分数达22.9%~67.2%;在分子中引入推电子基团(-N(CH3)2、-OCH3和-OH)均能提升目标化合物的抗氧化能力,而吸电子基团(-Cl)有降低抗氧化能力作用;二茂铁基吡喃酮并喹啉化合物的抗氧化性能优于二茂铁基喹啉化合物,是一类潜在的强抗氧化剂.

    生物学
    • 簸箕柳R2R3-MYB转录因子家族全基因组分析

      王岚春, 沈方圆, 欧阳丹, 李校

      2022,59(3):036001

      摘要:

      为研究簸箕柳中R2R3-MYB转录因子家族成员的分类和进化,以及在抗重力刺激中可能具有的功能,本研究使用全基因组鉴定策略和其它生物信息学手段对簸箕柳相关家族成员进行详细的分析.结果表明,在簸箕柳中共鉴定出158个R2R3-MYB蛋白,这些成员进一步被分为23个亚组.基因结构和基序组成分析表明,在同一亚组中的基因通常具有相似的内含子-外显子结构和相似的基序组成,进一步支持了系统发育分析的结果.通过共线性分析了SsMYB家族的进化,85对SsMYB基因被预测来自串联或者片段复制事件,这在SsMYB家族的扩展中起着重要作用.此外,本研究利用RNA-seq数据分析重力刺激下SsMYB基因的表达情况,筛选出20个潜在的MYB抗重力刺激蛋白.

    • 蚕沙叶绿素不皂化物化学成分研究

      毕敬豆, 穆怡含, 张钰瑶, 李灵, 邓小宽, 高平, 周鹏程, 蒋学瑛, 蒋小红, 刘竞, 陈海琼

      2022,59(3):036002

      摘要:

      叶绿素不皂化物为蚕沙生产叶绿素过程中产量较大的副产物.为进一步提升蚕沙的综合利用价值,本文重点研究蚕沙叶绿素不皂化物中的化学成分.通过硅胶柱色谱、C18中压柱色谱、高压制备柱色谱等方法对叶绿素不皂化物进行分离纯化,并依据波谱数据和理化性质对得到化合物进行结构鉴定.此次共分离鉴定出11个化合物,分别为植物醇(1)、5-Glutinen-3-ol(2)、羽扇豆醇(3)、豆甾醇(4)、菜油甾醇(5)、β-谷甾醇(6)、α-生育酚(7)、γ-生育酚(8)、(2E,6E,10E,14E,18E,22E) 3,7,11,15,19,23-hexamethyl-2,6,10,14,18,22-tetracosahexaen-1-ol(9)、(13,14,17,20R)-lanosta-7,24-diene-3-ol(10)、棕榈酸(11).从结果可知,蚕沙叶绿素不皂化物中富含甾醇类物质,且化合物2, 9, 10为首次从蚕沙中分离得到.

    • 不同根肿病抗性油菜根系分泌物的代谢组研究

      陈宇红, 蒋学飞, 苏滢, 王茂林

      2022,59(3):036003

      摘要:

      为了探究寄主根系分泌物中对根肿菌休眠孢子萌发具有重要作用的代谢物,本研究首先测试了甘蓝型油菜不同根肿病抗性材料的根系分泌物对休眠孢子萌发的诱导能力,发现易感材料根系分泌物处理组的萌发率显著高于抗性材料处理组.进一步采用非靶向液相色谱 质谱联用代谢物分析法检测了抗病材料和易感材料的根系分泌物,在负离子(ESI-)模式下鉴定出次级代谢产物1079个,在正离子(ESI+)模式下鉴定出次级代谢产物1257个,其中差异代谢物分别为662和722个. 选取部分差异较大的代谢物进行验证,结果表明,胸腺嘧啶,2′-脱氧尿苷,L-异亮氨酸,葫芦巴碱,磷酸吡哆醛,香豆素,D-来苏糖和穗花杉双黄酮等对休眠孢子萌发具有显著促进作用,继而影响根肿病的发生.

    • 东方蜜蜂微孢子虫胁迫下意大利蜜蜂工蜂的piRNA差异表达谱及潜在功能

      许雅静, 孙明会, 刘佳美, 郭意龙, 胡颖, 张佳欣, 赵萧, 张凯遥, 熊翠玲, 陈大福, 郭睿

      2022,59(3):036004

      摘要:

      为探究东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)胁迫下意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,简称意蜂)工蜂的piRNA差异表达表达谱及潜在功能,本研究利用前期获得的东方蜜蜂微孢子虫接种7 d和10 d的意蜂工蜂中肠(AmT1组和AmT2组)及未接种工蜂中肠(AmCK1组和AmCK2组)转录组数据筛选出宿主响应胁迫的差异表达piRNA(Differentially expressed piRNA, DEpiRNA),并通过相关软件预测和分析DEpiRNA的靶mRNA,进而利用Stem-loop RT-PCR和qPCR对随机选取的DEpiRNA进行验证. 结果显示在AmCK1 vs AmT1和AmCK2 vs AmT2比较组分别筛选出50和207个DEpiRNA;上述两个比较组共有的DEpiRNA为10个,特有的DEpiRNA分别为40和197个;共有的DEpiRNA piR-ame-1128833可靶向3021条mRNA;Stem-loop RT-PCR验证结果显示4个DEpiRNA均真实表达;qPCR结果显示4个DEpiRNA的表达趋势与测序数据中的表达趋势一致. 研究结果揭示了东方蜜蜂微孢子虫胁迫引起意蜂工蜂中肠piRNA表达谱的改变;DEpiRNA可通过靶向相关mRNA潜在调控宿主对东方蜜蜂微孢子虫胁迫的响应.

    学科交叉
    • 基于 XGBoost 的房价预测优化

      陶然

      2022,59(3):037001

      摘要:

      观来说,房价受到诸多因素的制约,正因如此,房价预测仍然是数据分析中一个非常经典且具有挑战性的问题.本文针对房价数据冗余,在实际场景中很难确定重要特征,提出了一种创新的数据预处理方式,并通过双模型迭代拟合的方式进行数据预测.首先从数据意义、数据形式和数据关联性三个方面进行初始数据预处理,然后根据数据选择适合的模型进行训练.在传统机器学习中,Random Forest和 XGBoost是两种常用的方法.RF 模型通过其 Bagging 过程,能够准确地评判“冗余”特征,而 XGB 模型在提高预测效果的同时,也囿于其泛化能力下降,无法稳定地反映特征重要性.因此,本文利用 RF 模型处理冗余数据,并使用XGB模型对新数据集进行拟合提高预测效果.本文在Kaggle竞赛的数据集("House Prices Advanced Regression Techniques")上进行了实验,测试结果显示,XGB回归模型最终的回归精度R2为87%,而单独的RF模型或XGB模型的R2分别为79.2%和78.7%.实验证明,该数据预测方法能够明显提高房价预测效果.同时,为充分体现模型拟合效果和预测能力,将“房价”改为具有“高”和“低”两类的离散变量,最终预测结果的精确度为93%,召回率为93%.

    • 寡头企业两周期以旧换新均衡模型及定价策略

      李辉中, 尹译稀, 庞琪, 吴鹏

      2022,59(3):037002

      摘要:

      以旧换新是当下市场常见的营销方式,它的出现使得企业在市场竞争中面临着新的挑战.本研究通过设定两周期双寡头竞争下的差异化产品生产商并加入以旧换新,探究企业在决策以旧换新定价时的利润最大化均衡及相应的结果分析.研究表明:(1)当两企业产品差异较大,折旧系数适中时,该模型存在唯一均衡及市场划分;(2)高质量产品企业得益于其自身产品质量水准,其不参与以旧换新市场的竞争力在折旧系数较大时较强;(3)消费者在以旧换新存在的条件下会更加注重企业的市场定位,因为这涉及第二周期的以旧换新决策,因此企业在以旧换新策略前应提前考虑到外部因素.

    计算机科学
    • 基于自适应DBSCAN的雷达目标跟踪算法

      张巧,杨红雨,刘洪,刘宇,闫震

      2021,58(1):012001

      摘要:

      直接对三坐标航管一次雷达点迹录取器中录取到的点迹进行航迹起始、跟踪等处理后,会形成大量虚警,运算量大.进行目标跟踪时,候选点迹集合数量庞大是造成目标跟踪过程运算量大的主要原因.文中基于动态自适应 DBSCAN 聚类算法,结合经典卡尔曼滤波跟踪算法,提出了动态自适应DBSCAN 聚类跟踪混合算法,来减少候选点迹集合数量.实验结果证明,本文提出的算法实现了无效点迹数的减少、航迹质量的提高以及运算时间的下降.通过动态自适应DBSCAN 聚类跟踪混合算法,能迅速跟踪到三坐标航管一次雷达探测到的目标并形成目标航迹,可以及时发现黑飞目标,将对正常民航飞机飞行的干扰降到最低.

    • 基于有理数阶偏微分的图像增强新模型

      蒋伟, 李小龙, 刘亚威

      2016,53(1):47-53

      摘要:

      为了在锐化图像边缘的同时增强纹理细节特征,将分数阶微积分与整数阶微积分理论有效结合,推导出有理数阶微分的差分表达式,构建了基于空间有理数阶偏微分的图像增强模型,并利用有理数阶偏微分掩模算子实现增强模型的数值计算。实验结果表明,该方法对图像可以得到连续变化的增强效果,不仅图像纹理得到很好的增强,图像边缘增强效果也比分数阶微分方法有所提高。客观上,采用了信息熵和平均梯度等图像边缘纹理特征评价参数做定量分析和实验验证,结果显示明新模型融合了整数阶微分与分数阶微分各自的优点,弥补了各自的不足,很好地达到了图像增强的目的。

    • 图像内部Move-Copy篡改盲取证算法研究

      李若晨, 琚生根, 周刚, 邵寿平

      2016,53(1):67-72

      摘要:

      针对一般Move-Copy图像篡改取证算法低鲁棒性特点,提出新算法。首先利用颜色不变量检测特征点位置,提高特点的数量和取证结果的召回率;其次用RGB颜色通道扩充Surf描述子向量维数,提高特征向量的健壮性和鲁棒性;然后定义噪声敏感系数判断图像噪声点并对之进行预处理;接着利用序贯相似性检测算法对特征点进行配准以提高配准速度;最后利用肯德尔系数和四条假设对取证结果进行约束,得到最后结果。实验结果表明,本文算法取证准确率较高,鲁棒性强,具有较强的取证说服力。

    • 自动生成美观的信息墙

      陈锐, 谢应涛, 华礼娴, 陈渝, 林涛

      2016,53(1):61-66

      摘要:

      信息墙是一种由包含各类信息的矩形单元格平铺而成的图形化交互界面。目前信息墙的设计和实现大多采用人工方式,效率低且最终产品的风格缺少变化。本文基于遗传编程算法实现了一个文本信息墙自动生成工具。本文还提出一个文本信息墙视觉美感评价模型,并将其与算法整合以美化所生成的文本信息墙的外观。实验表明,该工具能够高效地自动生成风格各异且较美观的文本信息墙。通过该工具,设计人员可直接基于自动生成的文本信息墙进行加工创作,提高了生产力。

    • 中国空域国内航班飞行拓扑分析

      吴珂, 王俊峰, 罗琴

      2016,53(1):73-78

      摘要:

      基于中国空域航班飞行拓扑研究航空自组网将有利于满足未来航班对空中管制、信息共享等方面的需求,但现有研究未根据中国空域的具体情况对航班飞行拓扑进行分析.本文通过搜集真实的中国空域国内航班数据,把中国空域划分为东西部以及飞行情报区,同时借助NS2仿真,直观地分析比较中国空域一天以及每小时航班飞行拓扑.结果表明中国空域国内航班分布有很大差异,而航班数量与人口和第三产值呈现出较高的线性相关性.

    • 基于假分数阶激光混沌的数字图像加密研究

      赵建峰, 王淑英, 李险峰, 张理涛

      2016,53(1):79-86

      摘要:

      为提高信息加密的安全性,设计了一种基于假分数阶激光混沌系统的加密算法,密钥空间由系统的初始状态变量、参数和分数阶次构成,把所有明文像素值代入密钥,从而提高算法的抗破解能力。数值模拟中对Lena灰度图和Couple彩色图等数字图像进行加密。理论分析和数值仿真表明,该算法的加密空间大,可以有效抵抗密文攻击、差分攻击、选择明文攻击和统计攻击,在多媒体数据的安全通信中具有发展潜力。

    • 类脑计算的基础元件:从忆阻元到分忆抗元

      蒲亦非, 余波, 袁晓

      2020,57(1):49-58

      摘要:

      讨论一种新颖的类脑计算的基础元件:分忆抗元(分数阶忆阻元).忆阻元的概念从经典的整数阶推广到分数阶忆阻元,即分忆抗元.分忆抗元是分数阶忆阻元的一个合成词.分忆抗值是分忆抗元的分数阶阻抗.因此,可以很自然地想到一系列具有挑战性的理论难题:分忆抗元和传统的分抗元以及著名的忆阻元的关系是什么;关于介于忆阻元和电容元或电导元之间的内插特性是什么;以及关于分忆抗元在蔡氏电路周期表中的位置在哪里;任意阶理想的容性分忆抗元和感性分忆抗元的分忆抗值的一般表达式是什么;分忆抗元的度量单位和物理量纲是什么;鉴别分忆抗元的指纹特征是什么;如何通过普通的忆阻和电容与电感以模拟电路形式有效实现任意分数阶忆阻元.基于大量的前期探索性研究成果,对上述一系列理论难题进行了初步探讨.分忆抗元解决了分抗元很难实现记忆端口电荷或磁通量的功能,而且分忆抗元可作为一种基本电路元件应用到混沌系统、神经元电路、神经网络电路等的设计.

    • 基于灰色关联度和AHP的用户满意度综合评价模型

      陈伟鹏, 柳戌昊, 唐宁九, 林涛, 刘雯晶, 彭舰

      2017,54(4):713-720

      摘要:

      针对信息不明确、评价指标关系复杂的用户评论,难以有效对产品可用性的进行综合评价的问题,提出了一种灰色关联度和AHP(Analytic Hierarchy Process)结合的评模型分析应用到产品可用性研究. 利用AHP方法确定在评价指标的相对权重来增强灰色关联度分析的客观性,以此建立产品的用户满意度综合评价模型. 在不同价位的手机产品数据集上进行了对比实验,该模型所得的满意度评价排名与实际产品销售排名基本一致. 此外,实验也证明了灰色关联度分析能更清晰的区分产品间的满意度差异. 上述结论说明在评估信息不完备情况下,提出的模型能够有效的综合评价产品的用户满意度.

    • 基于改进协同过滤算法的个性化新闻推荐技术

      黄贤英, 熊李媛, 李沁东

      2018,55(1):0049-0055

      摘要:

      针对传统的基于内容协同过滤算法只是依据用户历史访问矩阵向用户做出推荐,存在数据稀疏以及不能及时反映用户兴趣变化等问题,个性化新闻推荐技术在传统的协同过滤算法基础上提出了新闻文本内容相似度的计算方式和时间窗的概念,新闻内容相似度计算中还考虑了特征词的词性和在新闻中的位置的影响,时间窗用来建立适应用户兴趣随时间变化的模型;实验结果表明,改进后的算法有效地改善了新闻用户历史访问数据的稀疏问题,及时捕获用户兴趣,F-measure值相比传统的算法最大提高了10%,平均绝对误差值最高下降了7%,显著提高了推荐质量。

    • 基于BP神经网络的DDoS攻击检测研究

      杨可心, 桑永胜

      2017,54(1):71-75

      摘要:

      分布式拒绝服务攻击(DDoS)是如今常见的网络威胁之一,DDoS攻击易被发动却很难追踪与防范。在神经网络快速算法基础上,首先系统分析国内外DDoS攻击检测理论、方法与大量数据集,构建了基于数据包长度,数据包发送时间间隔以及数据包长度变化率等七项特征的攻击流量特征模型,其次通过大量尝试提出对神经网络误差调整参数进行优化的方法,最后基于加州大学洛杉矶分校数据集(UCLA CSD Packet Traces)进行了参数改进前后的攻击检测对比实验。实验表明,提出的方法能有效提高DDoS攻击检测率,且具有较好的泛化能力。

    • 嵌入社区半径的力引导与径向树混合布局算法

      任淑霞, 吴涛, 张书博

      2020,57(1):73-81

      摘要:

      力引导布局算法存在无法展示复杂网络社区结构的缺陷,虽引入聚类的方式来展示社区结构,但社区内节点拥挤且排列无序,不利于观察社区内节点的结构特征与连边关系,为此提出嵌入社区半径的力引导与径向树混合布局算法.该算法首先采用K means算法对网络节点进行社区划分;然后,用社区内节点数量确定社区半径,并将社区半径嵌入到社区斥力、引力中来展示社区结构;最后,采用径向树布局分层可视化各社区内节点.实验中使用拥挤区域占比、点分布偏差、节点偏差等指标验证了本算法既能降低拥挤度又能减少节点布局偏差,可视化结果显示,本算法布局社区结构明显,节点层次分明,易于理解.

    • 基于概率后缀树的股票时间序列预测方法研究

      程小林, 郑兴, 李旭伟

      2018,55(1):0061-0066

      摘要:

      本文在时间序列符号化基础上,引入概率后缀树(Probabilistic Suffix Tree,PST)模型,构建基于时间序列符号化和概率后缀树相结合的股票预测模型。本文选择在沪深300的10股票数据上将预测模型与传统的马尔科夫模型(Markov Model,MM)和自回归移动平均模型(Auto Regressive Moving Average Model,ARMA)进行对比,结果显示本文提出的股票预测模型优于MM模型和ARMA模型,验证了本文所提出的预测模型在投资收益上的有效性。

    • 基于贪心策略的多目标跟踪数据关联算法

      张良, 王运锋

      2018,55(1):0056-0060

      摘要:

      摘 要:针对多目标跟踪中数据关联问题,提出一种新的数据关联方法,该算法先计算航迹和点迹的欧式距离以及其状态向量的在1范数下的距离,并将两者的和作为关联测度,构建关联概率矩阵.根据关联概率矩阵,对每条航迹都找到最适合(关联概率最大)的点迹,若点迹只是一条航迹的候选点迹则予以更新,若点迹是多条航迹的候选点迹,则选择其中概率最高的一条航迹予以更新.蒙特卡罗仿真表明,该算法在最大程度上保证了对每条航迹更新的点迹尽量是当前所有点迹中最优的点.

    • 基于蚁群算法的运动时间优化算法研究

      魏鹏, 罗红波, 赵康, 龙伟

      2018,55(6):1171-1179

      摘要:

      液压凿岩台车在现代隧道掘进施工中发挥了重要作用,现有液压凿岩台车在进行寻找孔位时,由操作人员完成,找孔顺序、找孔时间无优化,导致寻找孔位时间浪费,效率低。针对上述问题,本文对长臂多关节智能凿岩机面向超大隧道断面与复杂孔系的多节变运动与寻孔路径的时间进行优化,创新研究如下:通多对凿岩隧道形式、开挖方式分析和炮眼参数的设定,对左右两机械臂钻孔任务提出无碰规划方案,同时以多关节机械臂各个关节变量的总变化时间作为优化目标函数,采用蚁群算法优化目标函数,得到寻找孔位时间最短的优化寻找孔位路径,提高了液压凿岩台车机械臂的定位找孔效率。

    • 基于增强问题重要性表示的答案选择算法研究

      谢正文, 熊熙, 琚生根

      2020,57(1):66-72

      摘要:

      针对经典的文本匹配模型在问答系统中应用的缺陷和不足,提出了一种基于增强问题重要性表示网络BIWN的答案选择算法.目前,现有的答案选择模型普遍将问题句子和答案句子直接进行匹配,忽略了问题句子和答案句子中的噪声词对匹配的影响.针对这个问题,首先,利用自注意力机制修改问题句子中各个词的权重,生成“干净”的问题句子向量;然后,利用词级交互矩阵捕捉问题句子和答案句子之间的细粒度语义信息,从而有效地弱化了噪声词对正确答案的影响;最后,利用多窗口CNN提取特征信息得到预测结果.基准数据集上的对比实验表明,BIWN模型在答案选择任务的性能优于主流的答案选择算法,MAP值和MRR值提升了约0.7%~6.1%.

    • 不同Alpha-Beta滤波算法的精度分析及改进

      刘常娟, 王运锋, 杨玲

      2018,55(2):265-270

      摘要:

      机动目标跟踪是雷达应用系统的一个重要组成部分,在机动目标跟踪中,目标的跟踪精度作为一项能够反映跟踪算法好坏的指标,是大部分人所关注的重点内容.通过对四种传统的Alpha-Beta滤波算法进行精度分析和比较,总结出四种算法的滤波特点,根据这些特点,改进得出了一种自适应的Alpha-Beta滤波算法.该算法相对于传统的Alpha-Beta滤波算法来说,整体滤波效果是最优的,精度也是整体最高的.

    • 基于改进Simhash的虚拟机镜像去重方法

      张灿阳, 刘晓洁

      2020,57(1):57-65

      摘要:

      在云环境中,传统意义上的物理服务器正在逐渐被各式虚拟机所取代,云数据中心中托管的虚拟 机镜像所占用的存储空间急剧增长,如何高效地管理这些镜像文件已成为云计算研究热点之一.由于虚拟机镜像内部存在大量空白重复数据块,这在一定程度上导致了镜像内部冗余率较高.其次,不同的虚拟机镜像可能运行了相同的操作系统和应用程序,使得镜像之间同样存在较多的重复数据.因此,高效的去重方法对于减少镜像的空间占用率尤为重要.针对海量虚拟机镜像,传统的去重策略将产生巨大的时间开销,同时会消耗巨大的内存空间和CPU资源,影响数据中心的性能.本文提出一种基于改进Simhash算法的海量虚拟机镜像多级去重方法,将一个完整的镜像文件分割为操作系统镜像段和应用数据镜像段,同时提取各部分的特征值,利用DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)聚类算法完成对镜像段的分组,将相似度较高的镜像段聚为一类,从而将全局去重分解为规模较小且重复率较高的分组内部去重,实现了指纹索引数据完全存放于内存中的重复数据删除,大幅减少了磁盘I/O次数,达到缩短去重时间的目的.

    • 基于稀疏转稠密机制的仿射不变特征匹配算法

      李云天, 朱颖琪, 李征, 孙晓雨

      2018,55(1):0067-0072

      摘要:

      本文提出一种基于稀疏、稠密特征转换的仿射不变特征匹配算法,其中稀疏特征包括坐标,尺度,仿射模拟参数等,稠密特征指基于图像局部区域内光学属性的局部描述符。本文算法在Affine-SIFT算法基础之上,针对在特征提取阶段仅使用稀疏特征提取的缺陷做出了改进。由于稠密信息只有在稀疏参数满一定足检测条件时才能提取到特征,导致本可以匹配到的特征(包括稀疏、稠密参数)无法提取,本文将通过使用稀疏特征构造新的模拟图像,通过将稀疏特征重新稠密化,并在模拟图像基础上进一步提取稀疏特征,同时可检测到原始图像中检测不到的可匹配特征,最终达到增大特征建立匹配的概率,提升正确匹配数量的目标。经实验验证,本文提出的稀密特征转换算法相比于ASIFT算法能大量增加特征匹配的数量。除针对ASIFT方法提供扩展外,该方法也可用于扩展具有充分稀疏特征参数的其它特征提取和匹配方法,并适用于目标识别、目标分类和三维重建等问题。

    • 基于滚动时域的遗传-免疫算法优化航班着陆调度

      陈文平, 梁文快, 李毅

      2016,53(2):311-318

      摘要:

      航班调度一直是空中交通管制(ATC)中的一个复杂而具有重要意义的任务,而航班着陆问题(ALS)是其中的核心问题.航班着陆调度是NP-hard问题,具有规模大、约束条件多的特点.因此,为了有效合理地解决航班着陆问题,本文提出了基于滚动时域的遗传-免疫算法(RHC_HGIA)优化航班着陆调度.RHC_HGIA主要从两个方面解决航班着陆调度问题,一方面根据设定的滚动时域长度与大小选择需要进行优化的待降落航班;另一方面对选择的待降落航班使用遗传-免疫算法进行优化并确定其实际着陆时间.经过优化后的航班组成新的航班降落序列,从该序列中选择实际着陆时间在给定时域范围内的航班进行着陆.重新设置滚动时域长度,选择待降落航班进行优化,直到所有待着陆航班都已着陆为止.本文仿真实验以某机场一天内的20架待着陆航班数据为基础,在机场管制仿真系统中进行模拟仿真.仿真实验表明,与传统航班着陆调度算法(FCFS)相比,经过RHC_HGIA算法优化后的待着陆航班的额外成本有明显的降低.

    • 基于动态多子族群自适应群居蜘蛛优化算法

      刘洲洲, 李彬

      2017,54(4):721-727

      摘要:

      为了提高群居蜘蛛优化算法(SSO)样本多样性和算法收敛性能,提出了一种基于动态多子族群自适应群居蜘蛛优化算法(DMASSO)。根据算法样本多样性和算法进化程度,动态的将蜘蛛种群分成若干个主导子族群和辅助子族群,在不同子族群中分别引入自适应学习因子和高斯扰动因子改进算法个体更新方式,实现提高算法全局寻优能力和保持群体样本多样性。针对具有典型特点的测试函数仿真结果表明,较SSO算法、MSFLA算法等优化算法相比,新算法在收敛速度和收敛精度上均有明显改善。

    更多

    生物学
    • 运动发酵单胞菌RecET重组系统的构建及应用

      李涛, 曹庆华, 张义正, 吴燕, 谭雪梅

      2016,53(1):209-214

      摘要:

      运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)是一种极具潜力的工业乙醇生产菌株,通过遗传改造可以进一步克服该菌底物利用范围窄等缺点和提高乙醇生产效率. 为了提高外源基因整合到染色体的效率,在已构建的运动发酵单胞菌-大肠杆菌穿梭载体基础上,构建了RecET表达质粒pSUZM3a-RecET. 选取乙醇脱氢酶I(adhA)基因作为靶基因,四环素抗性基因(Tcr)作为筛选标记基因,检测RecET重组系统在Z. mobilis中的进行基因重组的可行性. 将两端带有60bp adhA基因同源臂的四环素抗性基因片段电转化含有RecET重组系统表达质粒的运动发酵单胞菌ZM4,获得adhA基因缺失突变菌株. 对突变菌株adhA基因的PCR产物进行测序发现,adhA基因已被置换为四环素抗性基因. 上述结果表明:RecET重组系统在运动发酵单胞菌中具有高效、便捷和可操作性,只需60bp同源臂即可完成同源重组.

    • 家鸡TSHβ、FSHβ和LHβ重组蛋白表达及纯化研究

      闫振鑫, 莫春横, 王亚军, 李娟

      2016,53(1):163-168

      摘要:

      促性腺激素(促卵泡激素FSH、黄体生成素LH)和促甲状腺激素(TSH)都是由垂体分泌的糖蛋白类激素.促性腺激素在脊椎动物的性腺发育和功能调节中起关键作用.促甲状腺激素通过刺激甲状腺激素(T4、T3)的分泌从而参与脊椎动物的生长发育、代谢等生理过程调节.本文中利用RT-PCR、分子克隆等技术,构建了家鸡FSHβ亚基、LHβ亚基和TSHβ亚基的原核表达质粒, 在细菌中高效表达了TSHβ亚基、FSHβ亚基和LHβ亚基的重组蛋白;利用离子亲和层析蛋白纯化技术获得了高质量的重组蛋白. 这为后续制备三种蛋白抗体奠定基础.

    • 人翻译延伸因子eEF1A1促进肺癌细胞H1299对紫杉醇和阿霉素药物耐受的研究

      丁沐然, 刘涛, 李灵

      2016,53(1):198-202

      摘要:

      人翻译延伸因子eEF1A是翻译体系中的多功能蛋白质,其表达高低与细胞凋亡和细胞胁迫耐受相关.在已知eEF1A的多功能性和与细胞存活相关的基础上,本文进一步研究eEF1A的变体蛋白eEF1A1对癌细胞耐药性的影响.eEF1A1基因的蛋白质编码区经过克隆,并瞬时转染了人肺癌细胞H1299,在确定eEF1A1蛋白的胞内表达后,采用MTT法测定高表达eEF1A1的H1299细胞对抗癌药物紫杉醇和阿霉素的耐受.相对于对照细胞,eEF1A1的高表达可显著提高H1299细胞对阿霉素和紫杉醇的耐受性.通过耐药性测试揭示出eEF1A可能参与肿瘤发生的潜在功能.

    • 磷脂酶D产生菌株的筛选及其转磷脂化反应特性

      石创, 王一丁, 马沁沁, 袁向华

      2016,53(1):215-220

      摘要:

      采用磷脂平板筛选法,从榨油坊附近的土样中筛选到1株能够降解磷脂的菌株SNUPLD-6,实验表明SNUPLD-6产的磷脂酶含有磷脂酶D(PLD).经细菌形态特及ITS序列分析,鉴定其为地霉属的白地霉(Geotrichum candidum).对该菌的生长条件及该菌产的PLD的反应条件进行研究,实验结果表明:该菌株的最适生长温度为30℃,最适PH为6,最适碳源为葡萄糖,最适氮源为牛肉膏和蛋白胨各50%.该菌产PLD最适发酵时间为3d,为胞外酶,该PLD的转磷脂化反应最适反应温度为32℃,最适pH为5.5,最适的反应缓冲液为pH为5.5的0.02M的醋酸-醋酸钠缓冲液,最适的金属离子激活剂为Ca2+,Zn2+.

    • HPLC法测定UGT75B1、UGT71B6、UGT71C5酶活性及酶反应动力学分析

      岑咏一, 刘震, 李旭锋

      2016,53(1):169-174

      摘要:

      运用PCR扩增获得了属于尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶(UGT)家族UGT75B1、UGT71B6、UGT71C5的cDNA序列,构建了三种基因的GST融合表达载体,使用大肠杆菌对三种基因进行原核表达,从裂解液上清中获 得具有活性的目的蛋白.分别以ABA、对氨基苯甲酸作为反应底物,通过高效液相色谱法(HPLC),测定三种蛋白的酶活力.分析使用的色谱柱为Kromasil C18反相色谱柱(250mm×4.6mm,5μm),使用的流动相是10%-100%水-甲醇或者10%-20%水-乙腈,分别使用醋酸和三氟乙酸调节了pH.使用梯度洗脱的方式对反应样品进行分析.结果发现除了UGT75B1对对氨基苯甲酸表现出很高的活性以外,另外两种蛋白仅表现出了低水平的活性.三种蛋白对ABA都表现出了活性,UGT71B6具有最高的酶活力.对UGT75B1、UGT71B6、UGT71C5三种蛋白对ABA的作用进行了体外酶反应动力学分析,测定出它们的Km值分别为:0.73、0.43和0.45mM.以上结果说明UGT75B1对对氨基苯甲酸的活性明显高于ABA,对氨基苯甲酸是其专一底物.UGT71B6和UGT71C5对ABA都有较高的活性,两者Km值差距不大.

    • 麻疯树基因JcKNOX1的克隆和表达调控分析

      时小东, 田银帅, 闫晓雪, 方志荣, 王胜华, 陈放

      2016,53(1):187-192

      摘要:

      KNOX同源异型盒基因在植物生长发育中扮演着极其重要的角色,首次从大戟科植物麻疯树cDNA中克隆到一个同源异型盒基因,命名为JcKNOX1.其开放阅读框全长693 bp,编码230个氨基酸残基,预测蛋白质等电点 pI=6.13,分子量 PA=25.92 KD.聚类分析表明,JcKNOX1与毛白杨在进化上具有最近的亲缘关系,其次是甜橙.荧光定量PCR检测发现,JcKNOX1基因在麻疯树植株各个器官中均有表达,幼嫩部位表达量明显高于成熟器官,表达量依次为:茎尖>嫩叶>茎>叶>花>叶柄>根;对麻疯树幼苗进行ABA和低温胁迫发现,JcKNOX基因表达量明显增加.上游调控元件预测分析表明,该基因可能在麻疯树光调节、激素调控、花粉基因特异性表达、逆境调控等重要生物学过程中具有重要作用.

    • 山桐子油的提取分离及理化性质研究

      华婉, 叶扬, 王战国, 陈放, 唐琳

      2016,53(1):181-186

      摘要:

      该文对桐子油的提取方法、提取试剂、脱色处理及油脂理化性质等对比与分析,并利用气相谱-质谱联用技术(GC-MS)分析山桐子油的脂肪酸组成和相对含量,同时,对山桐子油中多酚类物质的含量进行测定。结果显示,索氏提取法比传统压榨法的提取率更高,达35%以上,压榨法的提取率为21%,在索氏提取法中,对乙醚、石油醚和正己烷做了比较,利用石油醚提取,所得提取率均高于乙醚和正己烷,通过对油脂的提取,确定山桐子油的含油量大约为35%,经过对索提的山桐子油进行脱色处理,发现脱色率随着脱色温度的升高而增高,当脱色温度为80℃,脱色率已达45%左右,经鉴定山桐子油主要含有的脂肪酸有棕榈油酸、棕榈酸、亚油酸、油酸及硬脂酸,其中亚油酸含量最高,可达60%以上。结论,山桐子含油量高,油脂中富含亚油酸,营养价值高,说明山桐子油具有可观的开发利用前景。

    • 用于Aβ标记的新型近红外荧光染料BPAD-2的制备与生物学评价

      程妍, 欧阳向硕, 梁田, 张志荣

      2016,53(1):193-197

      摘要:

      目的 制备具有推-拉电子结构的苯并吡喃衍生物BPAD-2,并初步评价探针的荧光性质、Abeta标记染色和血脑屏障通过能力。方法 以邻羟基苯乙酮为初始原料,通过缩合反应合成了BPAD-2,并通过1H-NMR与MS确认结构;考察所制备探针的荧光光谱;通过荧光染色考察探针的Aβ结合标记;通过荧光成像考察探针的血脑屏障通过能力。结果 BPAD-2的最大发射波长为658 nm;BPAD-2荧光标记的Abeta呈亮红色;BPAD-2尾静脉注入正常小鼠后脑内显示荧光信号,10 min内荧光强度达到最高,随着时间延长荧光强度逐渐减弱。结论 苯并吡喃结构的BPAD-2具有近红外荧光性质,并显示良好的Aβ荧光标记和血脑屏障通过能力。

    • 枸杞抗坏血酸氧化酶基因的克隆与表达分析

      乔枫, 耿贵工, 谢惠春

      2016,53(1):203-208

      摘要:

      以枸杞为材料,利用同源克隆技术,克隆了枸杞抗坏血酸氧化酶(AO)的全长 cDNA序列,命名为 LcAO 基因(GenBank:KP712033),该基因开放阅读框(ORF)大小为1737 bp,编码 578 个氨基酸,与西红柿 AO 蛋白的同源性达到 90%。LcAO 编码的氨基酸序列包含 3 个多铜氧化酶结构域和跨膜信号序列。采用实时荧光定量 PCR 分析显示,LcAO 基因在枸杞的花和果实中表达量最高,成熟叶中表达量最少。

    • 通过进化模块审视拟南芥尿苷二磷酸葡糖基转移酶功能多样性

      方阳, 牛毓龙, 刘程程, 林江依, 李旭锋, 杨毅

      2017,54(6):1317-1322

      摘要:

      属于糖基转移酶(GTs)家族1的尿苷二磷酸(UDP) - 糖基转移酶(UGT)在转移拟南芥中的糖基的转移和糖基化次级代谢物中起重要作用。 重建的系统发育树对这个多基因家族的进化关系和功能提供了新的见解和研究。 通过综合分析系统发育谱和重建的系统发育树,我们系统地分析了112个拟南芥UGTs。 在我们的工作中,我们检测到五个不同的进化保守模块,大多数UGTs分为同一模块,表明拟南芥UGTs在进化过程中是相当保守的。 我们接下来收集拟南芥UGT的底物,并将它们映射到直向同源组,揭示UGT在结合特异性底物中的进化关系。 通过扫描271不同物种,我们还预测几个未报告的蛋白质与拟南芥UGTs密切相关

    • 耐辐射菌Micrococcus luteus SC1204总蛋白双向电泳体系的建立

      邓骛远, 杨阳, 高鹏, 温文婷, 马福林, 孙群

      2016,53(2):413-418

      摘要:

      以耐辐射藤黄微球菌Micrococcus luteus SC1204为研究对象,比较蛋白质提取方法、蛋白质裂解液配方、IPG胶条pH梯度、蛋白上样量及等电聚焦时间对M. luteus SC1204总蛋白双向电泳的影响。结果表明,采用液氮研磨—酚/超高速离心法提取总蛋白,裂解液Ⅱ(8 mol/L尿素、 2 mol/L硫脲、60 m mol/L DTT、4% CHAPS、40 m mol/Ltris、1% pH 3-10 NL IPG buffer、0.002% BPB)溶解蛋白,使用24 cm、pH 4-7的IPG胶条,上样量250 ug及等电聚焦7 h ( 56000 Vh ),可获得满意分辨率的双向电泳图谱,适用于后续的质谱及差异蛋白质组分析。

    • 响叶杨(杨属)叶绿体基因组测序与比较分析

      范李强, 胡欢, 郑洪蕾, 王田静, 王亚玲, 马涛, 毛康珊

      2018,55(1):0165-0171

      摘要:

      杨属植物是一类具有重要经济、生态和科学研究价值的林木资源,然而目前关于整个杨属物种之间叶绿体基因组结构变异的信息却知之甚少。本研究中,我们对响叶杨的叶绿体基因组进行测序和组装,并将其与杨属其他11个叶绿体基因组进行比较分析。结果表明,响叶杨叶绿体基因组全长158,591 bp,其中两个反向重复序列区(IR)长度均为27,667 bp,长单拷贝序列区(LSC)和短单拷贝序列区(SSC)长度分别为84,634和18,623 bp。通过对杨属12个物种的叶绿体基因组进行比较,只发现了6个相对较大的插入缺失,因此整体而言,杨属的叶绿体基因组结构是高度保守的。系统发育分析结果显示,杨属中12个物种组成了3个具有高支持率的进化支,响叶杨与其他白杨组物种聚为一支,并且与银白杨的亲缘关系最近。本研究基于叶绿体基因组数据揭示了杨属的进化历史,将有助于进一步开展杨属植物基于叶绿体DNA序列数据的群体遗传学及其他分子生态学研究。

    • 拟南芥CARK3与RCAR12相互作用的研究

      黄琪, 李小意, 陈静波, 李晶祥, 李旭锋, 杨毅

      2018,55(1):0179-0183

      摘要:

      植物激素ABA是植物应对非生物胁迫的响应因子,广泛参与了植物生长发育的调控。ABA结合其受体后抑制PP2Cs的磷酸酶活性,释放SnRK2s,从而启动ABA信号转导途径。本文采用酵母双杂交系统,GST-pull down技术,双分子荧光互补实验研究了激酶CARK3与ABA受体RCAR12在体外、体内的相互作用。体内外实验结果表明,CARK3与RCAR12存在明显的相互作用,CARK3可能通过直接磷酸化ABA受体RCAR12来正调控ABA信号途径的生理应答。本研究对进一步揭示ABA信号通路核心元件(RCARs/PYR1/PYLs)的磷酸化调控网络奠定了基础。

    • 长非编码RNA LINC00941在结直肠癌中的表达及对细胞增殖的影响研究

      王承恩, 罗玉, 贺正池, 肖雪薇, 李宗鑫, 兰洋, 吴传芳

      2017,54(6):1301-1305

      摘要:

      为了研究与细胞分化相关的长非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA) LINC00941在肿瘤发生发展中的作用,通过实时荧光定量PCR技术检测LINC00941在6种不同类型的人类癌细胞和正常胚胎肾细胞HEK-293细胞中的表达水平,结果表明,LINC00941在结直肠癌细胞HCT116和HCT116 p53-/-、肺癌细胞A549和NCI-H1299、黑素瘤细胞Stilling中均有较高的表达水平,在结直肠癌细胞中表达水平最高. 以结直肠癌患者肿瘤组织和癌旁正常组织为材料,实时荧光定量PCR检测LINC00941的表达水平发现,肿瘤组织中LINC00941 RNA的表达水平显著高于癌旁组织. 通过shRNA(short hairpin RNA)干扰技术降低HCT116细胞中的LINC00941 RNA水平,导致细胞增殖速度下降,说明LINC00941与结直肠癌的发生发展相关.

    • 藏猪白细胞介素-12基因表达对猪圆环病毒2 疫苗的免疫增强效应

      宋婷玉, 肖永乐, 曾光志, 万小平, 陈祎, 李金海, 王泽洲, 方鹏飞, 高荣

      2017,54(6):1345-1350

      摘要:

      为研究白细胞介素-12(IL-12)基因在猪体内表达对圆环病毒2型(PCV2)疫苗免疫应答的调控作用,克隆了藏猪IL-12的P40和P35基因,并将完整的IL-12基因克隆至真核表达载体VR1020,经体外表达验证后,采用离子交联法对藏猪IL-12基因重组质粒进行包裹,制备成粒径小、分散性好且带正电荷的壳聚糖纳米颗粒(VRIL-12-CNP),与PCV2疫苗共同肌肉注射接种21日龄断奶仔猪,在接种后第0天、7天、14天和28天时采集猪前腔静脉血进行血常规分析、流式细胞分析、血清抗体检测和相关免疫基因表达量检测,并记录其生长体重。结果发现:接种了VRIL-12-CNP的实验组猪血液中的CD3+ T细胞、Th细胞、Tc细胞和PCV2抗体在接种后都显著增长(P<0.05);并且实验组TLR2、TLR7、IL-12、IL-4、IL-6和IL-15基因的表达量都显著高于对照组(P<0.05);实验组STAT1、STAT3和Bcl-2基因表达水平也同样显著增高(P<0.05);实验组猪的体重净增长在试验期间也明显高于对照组(P<0.05)。这些结果充分表明:VRIL12-CNP不仅能增强PCV2疫苗的先天免疫应答,也能增强体液免疫和细胞免疫应答,表明VRIL-12-CNP是一种能安全、高效地增强PCV2疫苗免疫应答的免疫佐剂。

    • 一种新型DNA纳米结构的构建与结晶

      吕家臻, 黄震

      2020,57(1):199-204

      摘要:

      DNA 三角形纳米结构的拐角是由DNA同源重组中的Holliday基序构成的.为进一步研究DNA三角形纳米结构,对其拐角截断并引入黏性末端到其基序上,使其能够自组装成为一种新型DNA纳米结构.对该DNA纳米结构进行凝胶电泳分析,发现其迁移速率要比DNA三角形迁移速率小.在这种没有扭曲张力的情况下,该基序只是自组装形成一个二聚体结构,而不是三聚体结构(DNA三角形).对该新型DNA纳米结构进行结晶,并合成得到了硒代核酸,同时也得到了较高质量的硒代单晶,以帮助相位测定.希望对其晶体结构进行测定研究,以便发现该新型DNA纳米二聚体结构和该Holliday基序组装的三维结构,从而更深入地认识DNA纳米材料的组装规律.

    • 蝉花提取物促进酿酒酵母寿命延长的机制研究

      杨力, 闫孟利, 刘科

      2020,57(1):169-173

      摘要:

      本实验探究蝉花提取物(Cordyceps cicadae extracts,CCE)促进酿酒酵母抵抗H2O2诱导的氧化胁迫并延长其时序性寿命的机制.实验使用不同浓度的CCE处理酿酒酵母细胞,检测细胞的时序性寿命.然后通过H2O2诱导酿酒酵母细胞氧化胁迫,检测CCE处理组和不加药对照组的抗氧化胁迫能力以及细胞内的活性氧(ROS)水平的变化.酿酒酵母细胞经CCE处理后,通过实时荧光定量实验在mRNA水平检测抗氧化基因SOD2、GPX2、CTT1的表达量.结果显示CCE能够延长酿酒酵母时序性寿命,并且其作用随 CCE 浓度的增加而增强.此外,在H2O2诱导的氧化应激下,CCE预处理的细胞抗氧化胁迫能力增强,细胞内ROS水平显著降低.这些结果表明CCE延长了酿酒酵母的时序性寿命并通过上调CTT1和SOD2从而抵抗H2O2诱导的氧化胁迫.

    • 青藏高原东缘小花风毛菊花期繁殖分配的海拔差异

      杨亚军, 王一峰, 祁如林, 杨洋

      2018,55(1):0207-0213

      摘要:

      通过采样调查法和烘干称重法,对分布在青藏高原东缘不同海拔高度下的小花风毛菊(Saussurea parviflora)的花期繁殖分配进行研究,结果表明:1)花期植株地上生物量、株高、管状小花数目、繁殖器官及营养器官生物量均随海拔升高呈线性递减趋势,管状小花生物量随海拔升高呈线性递增趋势;2)花期繁殖分配随海拔升高呈线性递增趋势;3)花期繁殖分配随个体大小(地上生物量和株高)的增大呈线性递减趋势;4)花期管状小花生物量与管状小花数目之间存在权衡现象。由此推论:1)海拔作为外界因子对小花风毛菊花期各生物量及繁殖分配有显著的影响,但海拔不是影响小花风毛菊繁殖分配的唯一生态因子,地上生物量和株高对其繁殖分配也存在潜在调控作用;2)在不同海拔梯度上,小花风毛菊有效的整合了有限的资源,其适应性特征之一就是通过减小个体大小来削弱营养生长以达到促进生殖生长的目的。

    更多

    物理学
    • 几种时间相位展开方法的比较

      赵文静, 陈文静, 苏显渝

      2016,53(1):110-117

      摘要:

      摘要: 相位场的展开是基于结构光投影光学三维面形测量方法的关键步骤,复杂相位场的展开也是该方法面临的主要问题之一,时间相位展开方法提供了解决这一难题的一种有效手段。时间相位展开方法利用从多套不同频率条纹图中调解得到的三维截断相位分布,沿时间轴方向上将每点的相位进行独立展开,可以避免二维截断相位图展开过程中引入的误差扩散问题。论文对比了负指数时间相位展开法、三频时间相位展开法、三频外差时间相位展开法以及一次外差时间相位展开法,并引入分块拟合的方法来得到更准确的相位计算结果。完成了计算机模拟和实验验证,标准平面测量时,采用分段拟和的相位误差远小于以前采用的全场拟和法。

    • 横场伊辛链自旋模型费米子表象的问题

      郭晓婷, 李鹏

      2016,53(1):124-130

      摘要:

      人们在研究一维横场伊辛模型时,通常将模型中的自旋算符转换成费米子算符,一般是通过Jordan-Wigner变换来进行.但是变换前后的两个模型,即原自旋算符表达的模型与费米子算符表达的模型,其等价性需要伴随一些条件,如不细致处理,会造成后一模型的自由度冗余.本文中,我们通过对表象变换前后的两个模型进行详细对比,找出导致这两个模型等价的各个因素,包括边界条件和格点数目奇偶等,揭示在不同要素和条件下两个模型等价的内涵,并通过详细的实例来说明如何通过投影法筛除费米子表象模型的冗余自由度.

    • 多体相互作用对固氩物态方程的影响

      李继弘, 郑兴荣, 彭昌宁

      2016,53(1):131-137

      摘要:

      采用ab initio自洽场(SCF)HFD方法及原子团簇理论,运用gamess程序定量地计算了最近邻原子间R=2.40-4.00Å间高压下fcc晶体固氩的两体、三体结合能及物态方程.对原子势能多体展开式的收敛性和截断性做了分析说明.结果显示,固氩在高压区域,两体势对结合能的影响是正的,而三体势对结合能的影响则是负的.在高压区域,两体势对固氩的结合能贡献了过多的排斥效应,加入三体分量的修正后,理论计算能够较好地解释到80GPa的压强.

    • 核子耦合参数对中子星中超子相的影响

      母雪玲, 贾焕玉, 洪斌, 周霞

      2016,53(1):118-123

      摘要:

      中子星中超子的出现以及超子的比例对中子星的性质具有重要影响,不同的核子相互作用模型如何影响中子星中的超子是一个重要物理问题.从相对论平均场理论出发,选取不同核子耦合参数,计算了中子星中超子的数密度,发现不同类核子耦合参数对中子星中超子出现和中子星向超子星转变的转变密度有不同影响,而且核子相互作用的σ介子势和ω介子势影响显著,而ρ介子势影响较小.这些结果对大质量中子星性质的理论研究具有重要参考价值.

    • Zn1-xMnxS 纳米颗粒的制备及发光性质

      王青, 张旭东, 魏智强, 戴剑锋, 李维学

      2016,53(1):152-156

      摘要:

      采用水热法制备Mn离子掺杂的ZnS(ZnS∶Mn)纳米颗粒,研究不同比例掺杂Mn离子对Zn1-xMnxS 纳米颗粒光致发光性质的影响。通过X 射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品的物相和形貌进行分析表征,结果显示Zn1-xMnxS(x=0、0.01、0.03、0.05、0.07、0.10)为六方纤锌矿结构的球形纳米晶,晶粒大小均匀,粒径在15~20nm 之间。室温下,用350nm 波长的紫外光激发Zn1-xMnxS纳米粒子,可以得到浅施主能级与锰t2 能级之间的跃迁产生的蓝色发光,发光强度随锰掺杂量的增大先增强后减弱,发射峰位随锰掺杂量的变化有一定移动。究其原因可能与硫空位有关,硫空位影响ZnS的浅施主能级,锌锰比对硫空位的数量和能级位置有一定影响。

    • 高压下XeF2结构稳定性及电子结构性质的理论研究

      王海燕, 杨炳方, 王彪, 师瑞丽

      2017,54(4):781-784

      摘要:

      采用平面波赝势密度泛函理论方法研究了惰性气体化合物XeF2在0~80GPa压力范围内的结构性质,计算值与实验值相符合。根据我们计算得到的不同压力XeF2的弹性常数,结合力学稳定性判据,证实XeF2的I4/mmm结构在80GPa压力范围内是稳定的。计算了不同压力下XeF2的带隙,发现带隙随着压力的增大而减小。当压力大于10GPa时,XeF2的带隙随压力的增大近似呈线性减小趋势。表明随着压力的增大XeF2晶体由绝缘体向半导体转变,且金属性越来越强。

    • CuAlSe2在高压下结构、弹性、热学性质的第一性原理计算

      周梦, 卢志鹏, 陶应奇, 黄鳌, 周乐, 周晓云, 胡翠娥

      2017,54(4):771-780

      摘要:

      本文中我们运用第一性原理平面赝势密度泛函理论,研究了四方晶体CuAlSe2的结构、弹性性质以及热力学性质。首先通过状态方程拟合找到零温零压时的平衡体积、晶格常数、体弹模量B0以及其对压强的一阶导数 。接着分析了相对晶格常数a/a0 、c/c0以及相对体积V/ V0随压强的变化趋势。我们也研究了弹性常数随压强增大的变化趋势,C11、C33、C12、C13随着压强的增大而增大,C44和C66确随着压强的增加保持一个平稳的值基本不变。计算也表明在15GPa以前CuAlSe2的弹性常数都满足力学稳定性,表明在15GPa以前都不发生相变,与实验结果相吻合。在零温零压下我们计算得到的弹性常数和体弹模量和其它理论值实验值都比较符合。然后根据准谐德拜模型,我们分析了热膨胀系数以及比热容随压强和温度的变化关系。最后我们分析了CuAlSe2晶体在零温零压和高压下的态密度图,简单了解了一下电子结构的变化情况。

    • Fe、Co、Ni掺杂磷烯的第一性原理研究

      刘远全

      2017,54(6):1257-1262

      摘要:

      本文基于第一性原理研究了Fe、Co、Ni在P位吸附和掺杂磷烯的稳定性、能带结构、态密度以及差分电荷密度分布.结果表明: 在吸附体系中,Co在P位的吸附的稳定性强于Fe、Ni吸附体系; 在掺杂体系中, Fe、Co、Ni在P位掺杂的的稳定性较强的是Ni掺杂体系.Fe、Co、Ni在P位吸附磷烯,可以较好的调控能带结构, 从而得到可控性能的半导体材料.在P位掺杂Fe、Co、Ni原子的带隙值分别为0.52 eV、0.56 eV、0.4 eV. 在Fe、Co、Ni掺杂位点上,近邻的两个磷原子周围出现了电子聚集的现象;原因在于Fe、Co、Ni 的4s 轨道上都有两电子,而非金属的磷原子较容易得到电子.

    • 高压下ZrB3与NbB3力学性质的第一性原理研究

      敖特根, 迎春, 赵二俊, 侯清玉

      2017,54(3):547-552

      摘要:

      此文用密度泛函理论的赝势平面波方法的第一性原理研究了过渡金属化合物ZrB3与NbB3(m-AlB2、OsB3和MoB3结构)在高压下的力学性质和电子结构特点, 获得了在常压下, m-AlB2是最稳定的结构,当压强升高到40 GPa时发生相变,高压下最稳定是OsB3结构.m-AlB2-NbB3具有最大的剪切模量204 Gpa, 最高的德拜温度921 K和最大的硬度值27.3 Gpa, 属于潜在的超不可压缩材料. MoB3-NbB3、OsB3-NbB3 和m-AlB2-ZrB3的硬度值分别达到了24.9 GPa 、 22.6 GPa和19.8 Gpa. 它们的电子态主要是由M-4d态和B-2p态杂化叠加形成的, 在费米能级处取值均不为零, 故这些化合物都具有金属性等有益结果.

    • NaH高压相变、弹性和热力学性质的第一性原理研究

      安辛友, 曾体贤, 任维义, 吴卫东

      2017,54(4):791-798

      摘要:

      基于密度泛函理论,通过平面波赝势方法计算研究了NaH的高压结构相变、弹性和热力学性质。详细计算了NaH的平衡晶格常数a0,弹性常数Cij,体积弹性模量B0及其导数B0′。结果显示:本文计算值与实验值和其他理论值一致。利用吉布斯自由能等熵条件计算发现,NaH从B1结构向B2结构发生相变时的相变压为30.5GPa,体积塌缩率为4.5%,与实验值29.3±0.9GPa接近,但小于其他理论计算值(37.0GPa)。采用静水有限应变技术计算研究了弹性常数Cij、弹性波速、德拜温度ΘD、弹性各向异性因子随压力的变化关系。根据准谐德拜模型,计算研究了NaH的热容Cv和热吸收系数等热力学性质。所选择的压力范围为0到50GPa,温度范围为0到1500K。

    • 锑烯纳米结构等离激元的第一性原理研究

      舒晓琴, 张红

      2018,55(1):0125-0128

      摘要:

      利用含时密度泛函理论(time-dependent density functional theory (TDDFT)),研究了锑烯纳米结构表面等离激元的激发特性,并给出了微扰场沿着扶手椅边界和Z字边界激发的时候,锑烯纳米结构的吸收光谱。结果表明沿不同的方向激发,吸收光谱不同。分析距锑烯纳米结构表面0.9Å处的能量共振点的电荷密度分布表明,在低能共振区,等离激元共振属于键合二聚体的等离激元模式(BDP)。

    • N2和O2分子的强场光电离

      张科, 余海军, 郑闲锋, 崔执凤

      2017,54(6):1229-1238

      摘要:

      本研究工作主要采用超声分子束、飞秒激光与飞行时间(TOF)质谱等实验技术相结合的方法研究了N2和O2分子在飞秒强激光场作用下的光电离。通过分析N2和O2分子的飞行时间质谱及碎片离子产额,得到了离子产额的激光强度依赖关系、激光极化效应和偏振度效应,并结合强场理论知识对光电离机制进行了细致地分析。

    • Co-Mo共掺杂Al2O3电子结构及透射率的第一性原理计算

      方文玉, 王晓雯, 郑勤, 高深

      2020,57(1):135-139

      摘要:

      采用了基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法,计算本征Al2O3,Co、Mo单掺杂以及Co-Mo共掺杂Al2O3的电子结构和光学性质. 计算结果表明: Mo单掺杂以及Co-Mo共掺杂Al2O3的结合能较低,比较容易合成. Co、Mo掺杂均属于n型掺杂,能够提升掺杂体系的载流子浓度,改善Al2O3的导电性. 掺杂体系的杂质能级主要由Co-3d态电子和Mo-4d态电子组成,这些杂质能级是改变掺杂Al2O3光学性质的内在原因. 掺杂后,吸收光谱发生红移现象,且光学性质变化主要集中要低能量范围. 本征Al2O3薄膜在200~800 nm范围内的透射率约为92%,Mo单掺杂和Co-Mo共掺杂Al2O3在600~780 nm波段内的透射率高达93%~98%,在200~280 nm的短波紫外光区域,Co单掺杂的透射率最高可达95%. 因此,三种掺杂Al2O3适用于制备各类光学透射膜.

    • 高压下LaB6的弹性和热力学性质的第一性原理计算

      何熹, 付敏, 于白茹

      2017,54(6):1239-1249

      摘要:

      运用平面波赝势密度泛函理论,研究了CsCl结构的LaB6在高压下的弹性和热力学性质. 计算中使用了广义梯度近似,得到在零温零压下LaB6的晶格常数和已知的实验和其它理论结果相符。同时,我们还得到了LaB6的弹性常数Cij,体弹模量B,剪切模量G,杨氏模量E,德拜温度ΘE,泊松系数σ,压缩波速VL和剪切波速VS与压强的关系。计算发现LaB6在低于14 GPa具有力学稳定性. 根据准谐德拜模型,我们还预测了CsCl结构LaB6的热力学性质,对0-14 GPa 和0-1500 K 范围内热膨胀系数和比热容的变化进行了研究. 最后分析了LaB6在零温零压和高压下的电子态密度图.

    • CrN电子和光学性质的第一性原理研究

      王静楠, 杨坤

      2017,54(3):568-572

      摘要:

      本文采用平面波赝势密度泛函理论方法研究了CrN平衡态的结构,电子和光学性质,并与现有的结构数据实验值和理论值进行比较,结果符合较好。计算得到了CrN能带结构、态密度随电子能量的变化关系以及复介电函数、折射率、吸收系数、反射系数和损失系数随光子能量的变化关系,并对其变化特征进行了讨论。

    • 稀土金属La吸附掺杂BN纳米管储氢性能的第一性原理研究

      张宁超, 任娟

      2018,55(1):0105-0110

      摘要:

      本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了稀土金属La吸附掺杂对单壁BN纳米管储氢性能的影响.通过分析计算结果得到稀土金属La可以稳定吸附到BN纳米管上,每个La原子最多可以吸附六个氢气分子,系统的储氢量能达到4.50 wt%,平均结合能为0.223 eV.根据态密度图分析可知,由于La的5d、6s轨道与BN纳米管中B、N原子的2p轨道发生杂化,使得La原子与其周围的原子发生了电荷转移,带正电的La原子将会极化吸附在其周围的氢气分子,使得更多的氢气分子聚集在其周围.本文的研究对于实验上合成高性能的BN纳米管储氢材料具有一定的指导意义.

    • 基于改进经验模态分解的三维重建

      李绪琴, 陈文静, 苏显渝

      2018,55(1):0111-0117

      摘要:

      针对传统经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)在边缘易出现分解错误的问题,本文提出一种改进的经验模态分解方法。分别对条纹进行镜像延拓和Gerchberg外插迭代来实现边沿的拓展,有效抑制条纹边沿引起的模态分解错误,提高分解准确度。并将改进的EMD分解方式应用于变形结构光条纹图的分析,有效消除条纹中的背景分布,得到更好的三维面形重建效果。

    • 利用啁啾场与单极场的组合场驱动He+发射高次谐波

      刘航, 李义, 姚震, 冯立强

      2018,55(1):0118-0124

      摘要:

      数值研究了He+在啁啾场与单极场下发射高次谐波及阿秒脉冲的特点。计算结果表明,当He+的初始波函数布局在基态与激发态的叠加态时,其谐波强度比单基态时增强7个数量级。随后在啁啾场及单极控制场的作用下,谐波发射的截止能量明显增强,谐波的干涉结构也明显减小。引入空间非均匀效应,谐波截止能量得到进一步延伸,形成一个320 eV的平台区。通过叠加谐波,可获得3个持续时间在45 as ~ 48 as的X射线脉冲。其强度比单基态输出的脉冲增强5 ~ 6个数量级。

    • 有限温度下基于NJL模型的GMOR关系研究

      蔡文华, 王庆武

      2020,57(1):113-117

      摘要:

      在量子色动力学(QCD)中,Gell-Mann-Oakes-Renner(GMOR)关系式是联系夸克凝聚、介子质量和衰变常数的一个零温下低阶近似的恒等式. 本文根据QCD有效理论,从Nambu–Jona-Lasinio(NJL)模型出发,基于双味NJL模型和正时正规化方案(PTR),推导了有限温下夸克凝聚随温度的变化关系,以及夸克凝聚时夸克质量随温度的变化关系,并研究了GMOR关系式在此条件下随温度变化的成立情况. 结果表明:在零温附近,GMOR等式在误差允许范围内成立;但随着温度的升高,超过某一界限后,等式不再成立,且等式两边的偏差值越来越大.

    更多

    电子信息科学
    • 某校园电磁环境时间变化特征与评估

      张明安, 赵翔, 许金海, 闫丽萍, 黄卡玛

      2016,53(1):93-97

      摘要:

      随着电磁环境的日益复杂,对电磁环境进行实际测量和评估具有重要的应用价值. 本文根据电磁环境在时间上具有随机变化的动态性,对某校园实际电磁环境的时间变化特征进行了研究. 通过选取某个校园内不同区域的采样点,分别在不同时间测量采样点的电场值,然后对采集的数据进行统计分析,进而给出了相应空间区域内的电场概率密度分布以及电场随时间变化曲线图,具体分析和讨论了实际电磁环境随时间变化的特征,比较了不同区域电磁环境分布情况,并对校园电磁辐射水平作了简要评估.

    • 一种新的Wyner-Ziv视频编码关键帧抗误码方案研究

      刘晓娟, 卿粼波, 熊淑华, 欧先锋

      2016,53(1):98-104

      摘要:

      在Wyner-Ziv视频编码传输系统中,关键帧的正确传输和准确解码对于整个系统的编解码性能有着重要影响。然而在无线通信系统中,由于网络故障、网络拥塞等会造成关键帧数据丢包的问题,这严重影响了接收端的解码质量。本文针对关键帧丢包问题提出一种新的解决方案,即在有反馈信道的条件下,通过对丢包帧增加部分额外Wyner-Ziv码流进行纠错并恢复解码端的受损图像,从而有效地提升视频质量。实验测试结果表明:当关键帧丢包率为1%~20%时,相比于典型的帧内错误隐藏算法,本文方案对重建图像纠错后的PSNR最大可提高20dB,且即便是丢包率很高的情况下,也能够较好地提升关键帧的R-D性能。

    • SIP协议量子身份认证与密钥协商方案

      杨光, 聂敏, 杨武军

      2016,53(1):87-92

      摘要:

      针对现有SIP协议安全方案无法检测窃听、以及经典密码体制面临量子计算攻击时的脆弱性问题,提出了一种将量子用户身份认证及密钥协商与SIP协议结合的方案。SIP服务器制备三粒子W态并将其中两个粒子分发给SIP用户,首先对随机插入的粒子进行测量以检测窃听,然后通过量子操作与测量验证用户身份;密钥协商阶段,三方不需制备与分发新的W态,仍基于持有的W态进行随机测量,SIP用户根据有效测量结果生成初始会话密钥.性能分析表明本方案能够对抗伪装攻击与窃听攻击,有效提高SIP协议安全性。

    • 介质覆盖层对微带天线带宽的展宽作用

      郑治, 陈星, 许光辉, 王昊, 黄卡玛

      2016,53(2):326-330

      摘要:

      覆盖层可以显著地提高天线的增益,并且覆盖层技术已经得到了广泛的应用.但是,覆盖层在提高天线增益的同时,也对天线的回波损耗产生影响,而关于这方面的研究较少.本文以均匀介质覆盖层和底馈微带天线为例,以数值仿真为手段,着重研究了覆盖层对天线回波损耗的影响.仿真结果显示,通过设计适当的结构参数,如覆盖层与微带天线的距离以及微带天线的馈电位置等等,覆盖层在大幅提高微带天线增益的同时,还可以改善其阻抗带宽.本文加工并测试了一款覆盖层天线,其增益为14.5 dBi,|S11|<-10dB 阻抗带宽为11.19%,进一步验证了上述结论的正确性.

    • 一种解决命名实体识别数据集类别标记失衡的方法

      许丽丹, 刘嘉勇, 何祥

      2020,57(1):82-88

      摘要:

      命名实体识别研究中常见的公开数据集普遍存在数据类别标记不平衡的问题,限制了基于统计学习模型方法性能的进一步提高。针对上述问题,提出了基于遗传算法的数据类别标记平衡方法。该方法基于原始数据集中已有的标记数据,通过修改遗传算法中的指标适应度函数和基因组合规则,合成类别分布均衡的文本用以扩充原始数据集,降低标记数据不平衡性从而改善命名实体识别的效果。为验证该方法的有效性,采用Bi-LSTM-CRF模型分别基于CoNLL 2003及JNLPBA数据集设计了该方法与平衡欠采样、随机过采样方法的对比实验。从实验中发现,提出的方法在CoNLL2003数据集上模型召回率提高3.26%,F1值提高1.70%;在JNLPB数据集上召回率提高2.44%,F1值提高1.03%。实验结果表明提出的方法能够有效地缓解类别标记失衡问题达到提高命名实体识别效果的目的。

    • 基于图卷积网络的恶意代码聚类

      刘凯, 方勇, 张磊, 左政, 刘亮

      2019,56(4):654-660

      摘要:

      许多新型恶意代码往往是攻击者在已有的恶意代码基础上修改而来,因此对恶意代码的家族同源性分析有助于研究恶意代码的演化趋势和溯源.本文从恶意代码的API调用图入手,结合图卷积网络(GCN),设计了恶意代码的相似度计算和家族聚类模型. 首先,利用反汇编工具提取了恶意代码的API调用,并对API函数进行属性标注. 然后,根据API对恶意代码家族的贡献度,选取关键API函数并构建恶意代码API调用图. 使用GCN和卷积神经网络(CNN)作为恶意代码的相似度计算模型,以API调用图作为模型输入计算恶意代码之间的相似度. 最后,使用DBSCAN聚类算法对恶意代码进行家族聚类. 实验结果表明,本文提出的方法可以达到87.3%的聚类准确率,能够有效地对恶意代码进行家族聚类.

    • 基于共邻节点相似度的加权网络社区发现方法

      刘苗苗, 郭景峰, 马晓阳, 陈晶

      2018,55(1):0089-0098

      摘要:

      为实现加权网络的准确划分,发现真实的社区结构,提出一种基于模块度和共邻节点相似性的层次聚类社区划分方法IEM。首先,定义两节点间基于共邻节点的相似度。之后,基于该度量快速聚合当前节点和与其关联紧密度最强的邻居节点以形成初始社区,并进行社区扩展。最后,以最大化网络模块度为目标进行社区合并以优化划分结果。算法通过形成初始社区、扩展社区、合并社区三步,实现了加权网络合理有效的社区划分。以加权模块度作为社区划分质量的评价标准,在多个数据集上的实验结果表明,IEM算法优于加权CN、加权AA、加权RA。同时,与CRMA算法相比,IEM算法对加权网络社区划分的有效性和正确性更高。

    • 双基地FDA-MIMO雷达角度、距离及速度联合估计方法

      赵智昊, 王志民, 孙杨

      2017,54(6):1202-1210

      摘要:

      在传统的相控阵雷达中,由于受到脉冲重复周期(PRF)的限制,距离估计精度和速度估计精度往往难以同时得到提高。该文将频控阵(FDA)和双基地多输入多输出(MIMO)雷达相结合,提出了一种基于双基地FDA-MIMO雷达的角度、距离及速度联合估计方法。由于采用了FDA技术,雷达的发射矢量中包含了目标的角度、距离甚至速度信息。考虑到发射矢量中距离-速度的耦合现象,该文提出了基于子阵的波形设计和相应的解耦合方法。然后利用ESPRIT算法和基于FDA的解模糊方法,对目标的发射角(DOD)、接收角(DOA)、距离和速度进行无模糊估计。另外,该文推导了该方法下参数估计的克拉美罗界(CRB)并分析了其性能。最后,仿真结果验证了所提出方法的能够对目标的角度、距离和速度进行无模糊的联合估计。

    • 多层局部感知卷积神经网络的高光谱图像分类

      池涛, 王洋, 陈明

      2020,57(1):103-112

      摘要:

      针对高光谱图像分类中光谱特征的高度非线性问题,本文提出一种基于多层感知器卷积层和批标准化层的改进卷积神经网络模型,提高模型在光谱域处理的非线性特征提取能力.该算法通过构建七层网络结构,实现多层局部感知结构,逐个像素对光谱信息开展分析,区分不同目标物的光谱信息,将全光谱段集合作为输入,舍去空间信息,利用动量梯度下降训练算法对多层局部感知卷积神经网络训练,实现对不同目标物体光谱特征的提取与分类.实验中采用两组高光谱遥感影像进行对比分析,以Pavia University数据集为例,在3600个训练样本情况下,测试集为1800个样本,本文方法正确率为90.23%,LeNet-5正确率为87.94%,Linear-SVM正确率为90.00%;在21000个训练样本情况下,测试集为全部样本,本文方法正确率为97.23%,LeNet-5正确率为96.64%,Linear-SVM正确率为92.40%.实验结果表明,在训练集较小的情况下,本文方法优于传统神经网络,能有效提取数据特征,并且在精度上和计算成本上略优于在小样本分类中具有高效和鲁棒性良好的SVM算法.在大规模训练集时,本文方法表现出良好的学习能力,在分类精度上优于LeNet-5.本文提出的多层局部感知网络结构增强了对非线性特征的学习能力,无论训练集规模大小,都比传统的SVM和一般的深度学习网络更能有效的利用高光谱图像中的逐像素点的光谱域信息,能有效提高分类精度.

    • 校园电磁环境测量与相关性分析

      许金海, 赵翔, 张明安, 闫丽萍, 周海京

      2016,53(2):347-352

      摘要:

      本文针对某校园的电磁环境进行了测量与统计分析,展示了校园内电磁环境的空间分布情况,同时对比了不同区域电磁环境的分布,绘制了测量数据的概率密度函数图,得到了一些有价值的统计结果. 这些实测数据和统计结果对于评估和分析电磁环境提供了必要的支持,对于电磁环境的理论分析方法也提供了可比对的数据. 最后,本文提出了一种利用相关性来表征电磁环境复杂度的方法,利用两个场强探头同时采集空间中不同位置的电场幅值,对其电场幅值的时间序列做相关性计算,以此来评估电磁环境复杂度的高低,并给出三个不同区域电场分量与总场幅值的相关系数随距离变化图.

    • 关系亲密程度的LTE异构网络切换算法

      杨静, 李鹏程, 闫俊杰, 周晓军

      2018,55(1):0073-0080

      摘要:

      处于宏蜂窝和毫微微蜂窝覆盖范围内的用户设备为满足用户体验质量,需进行大量的切换操作,随着总切换次数的增加,用户设备将持续占用部分物理资源,导致系统吞吐量降低。提出一种关系亲密程度的长期演进(Long Term Evolution, LTE)异构网络切换算法,通过统计用户设备接入毫微微蜂窝的历史信息来估计用户设备与毫微微蜂窝的关系亲密程度,利用该属性对等待切换的用户设备进行优先级排序,结合用户设备的接收信号强度、移动速度、毫微微蜂窝可用带宽进行综合切换判决。数值结果表明提出的切换算法大幅降低总切换次数,显著减少不必要切换次数,有效提高系统吞吐量。

    • 微波多模腔金属边界移动对加热的影响研究

      叶菁华, 于雨田, 洪涛, 朱铧丞, 黄卡玛

      2018,55(1):0081-0088

      摘要:

      微波作为一种新型、高效的加热方法,在化学催化及材料处理等方面有着巨大的优势,但是微波加热的非均匀性限制了其在化工等行业中的大规模应用。本文设计了一种可移动金属壁的微波加热多模腔。在加热过程中,通过单向移动微波多模腔的金属壁,实现腔体内电场分布的不断改变,从而达到提高加热均匀性的目的。在仿真计算中,通过使用移动网格方法实现了整个加热过程的模拟计算。通过与离散位置的电场值和端口反射系数比较,验证了计算方法的准确性。通过比较被加热物质的温度变异系数(COV),可以看出移动金属壁的微波多模腔的加热均匀性相对于固定尺寸的多模腔的提高了近18%-38%。同时,本文分析了不同金属壁移动方式对加热效果的影响,提出可根据材料的属性和要求,计算选择理想的金属壁移动方式,获得更优的处理结果。

    • 基于IBM Q平台的量子图像算法研究

      任凤娟, 滕奇志, 王正勇, 何小海, 周磊

      2020,57(1):89-95

      摘要:

      为使量子图像处理算法在量子计算机上得到验证与发展,结合IBM量子实验平台(IBM Q)上量子计算操作与量子图像处理理论的研究,设计了一种基于IBM Q平台的量子图像分割方法.提出了一种基于新型强化量子图像表达式(NEQR)的改进型强化量子图像表达式(IEQR),并根据IEQR表达式初始化量子图像分割电路.该电路由量子比较器(QBSC)和受控旋转门(Cswap)构成.最终在IBM Q和本地经典计算机仿真两种平台下实现了2*2和4*4大小的量子图像分割,实验结果表明了该算法的可行性和有效性,并验证了量子计算机的优越性

    • 基于mRMR与因子分解机的分类模型研究

      王美, 龙华, 邵玉斌, 杜庆治

      2020,57(1):96-102

      摘要:

      很多学者用"全球恐怖主义研究数据库"GTD数据集,采用博弈论、K近邻法和支持向量机等分析恐怖事件的聚集性,已经取得一些成果。但在前期研究中未有很好考虑数据的稀疏性以及高维度多冗余等会导致聚集分类准确率不高的问题。本文提出一种基于"最小冗余最大相关"(mRMR)与"因子分解机"(FM)结合的TFM分类模型,使用增量搜索方法寻找近似最优的特征解决高维度多冗余问题和FM方法解决数据稀疏问题,并对预处理后的恐怖袭击事件数据用TFM模型做量化分类。实验中根据最小损失函数选择最优特征集,确定最小损失值收敛于6.0442573对应的37个特征量。在同样特征选取下,对GTD数据集的分类效果,文中使用朴素贝叶斯NB、支持向量机SVM和逻辑回归LR与TFM四个模型的"马修斯相关系数"(MCC)进行比较,结果显示TFM的MCC相对于其他三个模型NB、SVM、LR分别提高了107.6%,2.6%,2.4%,可见TFM模型有一定可行性,但作为模型优化补偿,从实验结果来看TFM模型计算时长较大,分析应该是引入辅助向量导致,解决该问题可做后期研究。

    • 基于铁氧体反射器的磁谐振无线能量传输效率的优化

      李永烽, 郭庆功

      2017,54(4):742-746

      摘要:

      为了改善磁耦合无线能量传输系统的传输效率随距离增加而快速衰减问题,提出了一种基于铁氧体结构的优化设计方案。将四谐振体无线能量传输系统等效为二端口网络,分析推导了系统传输效率的表达式。仿真并设计制作了收发线圈直径为30cm的磁耦合无线能量传输系统,实测在30cm传输距离内传输效率达90%以上,在60cm处传输效率约40%,测试结果与仿真结果相吻合。在此基础上,保持原始系统的结构参数不变,引入基于铁氧体结构的磁反射面。研究了两种不同面积大小的磁反射面对系统传输效率的影响,发现不同面积的磁反射面对系统的传输效率有积极和消极两种影响。通过对铁氧体结构的优化设计,实现了在30cm到90cm的传输距离内,相比原始系统传输效率最大有15%的提升。

    • 基于数据挖掘技术的学生成绩预警应用研究

      樊铁成, 刘博鹏

      2019,56(2):267-272

      摘要:

      学习成绩是评价一个学生学习情况的最重要最基础的指标,对学习成绩的分析有利于老师掌握学生的学习情况,进行针对性地进行教学辅导,而对学生而言,能提前知道自己未来课程在学习过程中出现的情况也有利于学生发现自身存在的问题并提前加以防范.现有的研究工作大多是基于对课程、历史成绩或行为数据的分析来对学生的总成绩进行预测,很少有研究将学生行为与学生课程成绩等方面结合起来综合全面的预测学生未来所有的课程的学习情况,对此,本文从一个新的角度出发,利用学生的行为、个人属性和历史成绩等三个方面数据,根据学生未来不同课程动态的进行影响因素的选择,并利用支持向量机对学生成绩进行预警,为数据挖掘技术在教育领域的应用做了一些探索性工作.

    • 基于灰度DAG熵最大化量化分辨率医学图像增强

      宋璐, 冯艳平, 卫亚博

      2018,55(2):316-322

      摘要:

      为提高医学图像增强的清晰度和对比度,并提高计算效率,提出一种基于灰度有向无环图(Directed acyclic graph,DAG)熵最大化量化分辨率医学图像色调增强算法。首先,采用简单的分段自回归(Piecewise autoregressive,PAR)模型进行图像目标恢复,并考虑到模数转换的误差利用全最小二乘算法进行PAR模型参数估计,获得高分辨率图像恢复直方图模型;其次,针对可能存在的对比度过低问题,将上述获得的最小二乘算法约束优化问题,建模为DAG中的最大权重路径问题,构建了色调保持最大熵图像增强过程约束优化模型,并通过DAG 图Monge定理特性实现计算复杂度的降低;通过上述两个步骤,实现了医学图像增强过程中图像细节和对比度的同步增强,仿真实验显示所提算法可提供更为有效的医学图像增强效果。

    • 高k栅介质SOI应变硅肖特基源漏MOSFET漏致势垒降低效应研究

      许立军, 张鹤鸣, 杨晋勇

      2017,54(4):753-758

      摘要:

      高k栅介质SOI应变硅肖特基源漏MOSFET结合了应变硅工程、高k栅介质、SOI结构和肖特基源漏四者的优点,是一种实现小尺寸MOSFET的潜力器件.通过求解二维泊松方程建立了该结构的阈值电压模型,模型中考虑了镜像力势垒和小尺寸量子化效应对源漏极的电子本征肖特基势垒高度的影响,在阈值电压模型基础上获得了漏致势垒降低模型.从文献中提取漏致势垒降低的实验数据与模型进行对比,验证了其正确性,随后在此基础上讨论分析了漏致势垒降低和各项参数的变化关系.结果表明,漏致势垒降低随应变硅层厚度的变厚、沟道掺杂浓度的提高和锗组分的增大而增大,随沟道长度的变长、栅介质介电常数的增大、电子本征肖特基势垒高度的提高和漏源电压的增大而减小.适当调节模型参数,该结构可很好的抑制漏致势垒降低效应,对高k栅介质SOI应变硅肖特基源漏MOSFET器件以及电路设计具有一定的参考价值.

    • 基于HSV和MB_LBP特征的级联Adaboost车牌检测算法

      马永杰, 李欢, 刘姣姣

      2018,55(2):290-294

      摘要:

      车牌检测作为车牌识别系统中的重要环节,直接影响着车牌识别的准确度。为提高车牌的检测率和检测速度,提出了一种基于HSV颜色模型和多分块局部二值模式(MB_LBP)特征的级联Adaboost车牌检测方法。首先将车牌图像由RGB颜色空间转换到HSV颜色空间,统计蓝色像素占车牌总像素的比例,来构建第一层强分类器;其次对车牌字符样本提取MB_LBP特征,利用Adaboost分类器训练方法进行特征选择及分类器训练,最后利用Cascade结构检测法形成一种新的车牌检测算法。实验表明,本文算法有效的提高了车牌检测率和检测速度。

    更多

    数学
    • 三阶无穷多点边值问题正解的存在性

      高婷, 韩晓玲

      2016,53(1):35-41

      摘要:

      本文研究了三阶微分方程的无穷多点边值问题u'''+ λa(t)f(u) = 0, t ∈ (0,1),u(0) = βu'(0), u(1) =∑αiu(ξi), u'(1) = 0正解的存在性,其中 λ > 0 是一个参数, ξi∈ (0,1), αi∈ [0,+∞], 且满足∑αi>1,0<∑αiξi(2−ξi) < 1. a(t) ∈ C([0,1],[0,∞)), f ∈ C([0,∞),[0,∞)).我们运用锥拉伸与压缩不动点定理,在f满足超线性或次线性的情况下,不仅得到了该边值问题的正解,同时还得到了使得该问题有解的特征值 λ的取值范围。

    • 指数趋势预测的BP-LSTM模型

      孙存浩, 胡兵, 邹雨轩

      2020,57(1):27-31

      摘要:

      本文根据股指、股价等数据的时序特征将人工神经网络(ANN)与深度学习中的循环神经网络(RNN)引入股指预测,基于BP神经网络模型与长短期记忆(LSTM)神经网络模型构建了BP-LSTM模型.基于上证指数,本文进行了数值实验. 结果表明BP-LSTM预测模型的准确率比传统机器学习模型有明显提升,与普通LSTM模型相比也有较大的提升.

    • 无线传感器网络中假设检验的传感器选择问题

      钱博, 马婷, 宋恩彬

      2018,55(1):0007-0012

      摘要:

      无线传感器网络通常具有带宽限制和能量约束,这就涉及到一个很重要的传感器选择问题. 即如何在 n 个传感器中选取 p 个,使得仅由这 p 个传感器的观测进行假设检验时,虚警率达到最小. 这类问题已被证明是 NP 难的. 本文将该问题松弛成一个易处理的新问题,并提出了一个可以达到新问题 KKT点的高效算法. 通过与已有的算法比较复杂度,本文提出的算法效率更高. 同时仿真结果也表明,大多数情况下我们提出的算法均可达到全局最优解.

    • “帐篷”映射的迭代问题研究

      杨于宸, 陈兴武

      2018,55(1):0031-0036

      摘要:

      帐篷映射作为非线性映射中较基础的一类, 其周期点问题使该映射成为人们的熟知,而其顶点作为破坏单调性的点在迭代下也有其变化规律. 本文讨论了帐篷映射在不同参数取值下顶点个数随迭代的变化. 在此基础上,本文给出了在参数a=0.5,b=(1+√5)/4特定情况下顶点个数的公式;并进一步给出了当b=1时,帐篷映射的n-周期点个数公式.

    • 三维Stokes问题的一种非协调-协调有限元方法

      张敏, 罗鲲, 张世全

      2018,55(1):0037-0041

      摘要:

      本文研究了平行六面体网格下求解三维$Stokes$问题的一种非协调-协调有限元方法。 我们使用非协调旋转$Q_1$元离散速度变量的两个分量,使用协调三线性元离散第三个分量,压力用分片常数离散。 我们证明了该有限元方法满足离散$inf-sup$稳定性条件,且具有最优阶误差估计,即关于速度$\textbf{u}$的一半范和压力$p$的零范一阶收敛。数值试验验证了理论结果。

    • Sandwiched Renyi 量子相对熵单调性的另一证明

      王友乐, 罗懋康, 邓科

      2018,55(2):257-259

      摘要:

      已知量子信息中的量子相对熵在保迹完全正定的映射作用下是单调递减的。对于一种新提出的sandwiched R\'enyi量子相对熵,也已证明当映射满足薛瓦兹不等式或映射是保迹正定时,该量子相对熵的单调性也成立。我们给出$\alpha\in[\frac{1}{2},1)$时sandwiched R\'enyi量子相对熵单调性的另一证明,证明方法用到了复插值技巧,这个技巧曾经运用于证明$\alpha\in(1,\infty)$时量子相对熵在保迹正定映射的作用下也满足单调性。

    • S_1-Frankl 猜想的6元情形(I)

      胡泽春, 李世伦

      2020,57(1):11-26

      摘要:

      并封闭集猜想(又称Frankl猜想)即对于一个由有限集合构成的关于并运算封闭的集族,如果这个集族至少包含一个非空集合,那么存在一个元素包含在至少一半的集合里.最近,本文作者提出了Frankl猜想的两个加强版本(简称为S_1-Frankl猜想与S_2-Frankl猜想),并给出了部分证明.特别地,作者证明:如果n<=5,则S_1-Frankl猜想成立,其中n表示这个集族中所有元素的个数.本文及其姊妹文证明当n=6时结论也成立.这是证明的第一部分.

    • 对一般滤子情形下SLQ问题最优反馈的刻画

      任燕

      2018,55(1):0042-0049

      摘要:

      在数学控制论中一个最为重要的基本问题是为系统设计反馈最优控制. 这已在LQ问题中得到了很好的实现. 在已有的文献中对这一问题的随机情形的讨论更多的是集中在自然滤子情形. 本文应用转置解这一概念在一般滤子情形下给出了带随机系数的SLQ问题最优反馈控制存在的充分条件, 并证明了对一维控制问题而言这还是必要条件.

    • 非对称噪声的Langevin谐振子模型的随机共振

      丛雪, 邓科

      2018,55(1):0001-0006

      摘要:

      本文研究了周期调制噪声和非对称双态噪声联合驱动下具有频率涨落的谐振子的随机共振现象,本文的主要工作是通过Shapiro-Logniov公式求解了谐振子系统的稳态响应一阶矩的解析表达式,并且推到了谐振子系统的稳态响应一阶矩的稳定性条件。最后发现了系统关于不同参数的广义随机共振现象,出现了双峰共振现象等丰富的动力学行为。

    • 非高斯噪声激励的肿瘤增长系统的多重随机共振现象

      张晓燕, 岳红云

      2018,55(4):667-672

      摘要:

      本文研究了以捕食-食饵模型为基础的肿瘤增长系统在非高斯噪声及高斯噪声联合作用下的随机共振,根据路径积分法及绝热近似理论得到信噪比的解析表达式,进而研究了关联非高斯噪声与高斯噪声及周期信号对系统随机共振的影响. 研究结果表明:信噪比曲线在乘性噪声强度、加性噪声强度及非高斯参数q的影响下,均出现了多重随机共振现象. 此外,噪声关联强度和噪声自关联时间都能够增强随机共振现象.

    • 周期调制噪声驱动的具质量涨落的欠阻尼谐振子的随机共振

      王传毅, 任芮彬, 邓科

      2016,53(6):1183-1189

      摘要:

      本文研究了周期调制噪声驱动的具有质量涨落的欠阻尼谐振子的随机共振,其中的振子质量的涨落为对称双态噪声,而内噪声为高斯噪声.通过Shapiro-Loginov公式和Laplace变换,本文得到了系统稳态响应的一阶矩的解析表达式,接着利用Routh-Hurwitz判据推导了系统响应的一阶矩的稳定性条件,进而通过数值仿真研究了系统响应的一阶矩与系统各参变量间的依赖关系. 仿真结果表明,稳态响应振幅与周期输入信号频率、涨落噪声参数及系统固有参数均呈非单调变化关系, 即模型出现真实共振、广义随机共振和参数诱导共振等丰富的随机共振现象. 进一步地,本文的研究还表明质量涨落噪声和周期信号调制噪声的相互协作将导致系统的一些新的共振效应出现, 比如关于系统稳态响应振幅与驱动频率的双峰共振及关于某些噪声参数的单谷共振行为.

    更多

    化学
    • HgmSen (m=1,2,3,n=1,2) 分子和分子离子团簇的结构与光谱性质

      商龙臣, 刘信平, 李娇, 倪书萍, 廖红华

      2016,53(1):138-144

      摘要:

      本工作采用LANL2DZ赝势基组及B3LYP方法对HgmSen(m=1,2,3,n=1,2) 分子和分子离子团簇微观结构和电子性质进行了计算,并用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算吸收光谱,得到了基态结构、电子性质、结合能、能隙和偶极矩等微观性质,分析了前线分子轨道特征、指认了全部简谐振动模式、吸收光谱性质。结果表明:当m+n=1~3时,以线型和角型为基态稳定构型,m+n=4~5时,环状为基态稳定构型,且HgSe2团簇分子较其它组成的团簇分子稳定性最强、结合能最大、能隙最小。HgmSen(m=1,2,3,n=1,2) 分子和分子离子团簇都有较好的电子供体和受体等活性部位,导电性良好。不同组成的各团簇的最大吸收波长λmax值呈现的规律性不强,但对于相同组成的团簇分子与其相应正负离子间,出现显著的红移或蓝移现象。本结果可为今后实验及应用研究提供重要理论参考,有助于深入理解实验现象的本质及更好认识大块凝聚物质的某些性质和规律。

    • 微纳米卟啉金属有机络合物的合成

      杨建东, 黄姗

      2016,53(1):145-151

      摘要:

      微纳米尺度的金属有机配合物不仅具有纳米尺寸效应,而且具有可调的组装单元,从而表现出诸多良好性能。我们通过一种简单的绿色合成方法,得到微纳米尺度的金属卟啉配合物,并通过选择不同的金属离子,实现了对金属卟啉配合物的可控组装,得到了从零位、一维和二维的金属卟啉配合物。并借助扫描电镜、红外光谱、X射线衍射谱(XRD), X射线光电子能谱(XPS)等对其结构进行了表征,详细考察了其影响纳米结构的影响因素和动力学生长过程。

    • 强电场下化学反应体系非线性介电行为研究

      洪涛, 唐正明, 朱铧丞, 兰俊卿, 黄卡玛

      2017,54(1):131-134

      摘要:

      在强电场的作用下,化学反应体系的反应速率会发生改变,进而影响反应体系的平衡状态,然而其机理仍不清楚。本文从反应体系的介电特性出发,研究了强静电场与反应体系的相互作用。在只考虑二阶非线性响应时,对改进型的Smoluchowski方程进行勒让德多项式展开,推导出反应体系极化强度的一般表达式。同时利用异构反应讨论了具体的非线性变化,结果表明,极化过程中的二阶非线性项与极化强度之比与电场强度成正比,同时讨论并给出了该结果的适用范围。

    • 泡沫陶瓷基偏钛酸型锂离子吸附剂的动态吸附和洗脱性能研究

      张理元, 刘义武, 周大利, 姚歉歉

      2017,54(6):1275-1280

      摘要:

      通过溶胶-凝胶法把偏钛酸型锂离子吸附剂负载在堇青石基泡沫陶瓷上,采用离子交换柱研究了所制备的样品的动态吸附和洗脱性能。研究了液体流速、Li+浓度、单柱/多柱对吸附容量和Li+富集倍数的影响。结果表明,泡沫陶瓷基锂离子吸附剂达到穿漏点所需的时间较长,吸附剂具有较大的操作吸附容量。在一定的范围内,洗脱液的流速不会显著影响Li+的富集倍数。吸附剂对高浓度的Li+不具有富集的能力,而对低浓度的Li+具有富集的能力。通过在洗脱流出液中加盐酸将其pH值调节到原始的洗脱液pH值,再将其作为洗脱液,吸附剂对Li+的富集倍数最少可以达到26.55倍。

    • 基于甲酸根离子原位形成的单个稀土配位聚合物的构筑及其掺杂化合物的荧光性质研究

      吴小说, 汪鹏飞

      2018,55(1):0147-0153

      摘要:

      通过混合溶剂热反应合成了一个三维框架结构的稀土配位聚合物, [La(HCO2)3]n (1). 对化合物1进行了X-射线单晶衍射以及粉末衍射、元素分析、红外光谱、热重性质等表征工作. 单晶衍射结果显示该化合物结晶与三方晶系, R3m空间群, 晶胞参数a = 1.0683(9) nm, b = 1.0683(9) nm, c = 0.4139(7) nm, β = 101.117(3). 甲酸根离子是N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂的原位分解而产生的. 中心离子La(ΙΙΙ)具有九配位的配位构型, 其九个位置被来自不同九个甲酸根离子中的一个氧原子所占据. 而一个甲酸根离子连接三个La(ΙΙΙ)形成一个新颖的双节点(3, 9)-连接的三维骨架结构化合物, 具有(4.62)3(46.621.89) Schläfli符号. 此外, 我们还研究化合物1掺杂其他稀土离子(Eu, Tb, Dy)所形成三个化合物1-La/Eu, 1-La/Tb, 1-La/Dy的固体荧光性质.

    • 粘土岩对铀(Ⅵ)的吸附特征研究

      赖捷, 刘畅, 冷阳春, 成建峰, 庹先国

      2017,54(4):815-821

      摘要:

      以内蒙古阿拉善粘土岩为研究对象,通过静态吸附实验,探讨接触时间、U(Ⅵ)初始浓度、固液比、pH值、离子类型以及离子浓度等因素对U(Ⅵ)吸附特征的影响。研究结果表明:粘土岩对U(Ⅵ)的吸附速率较快,24 h即可达到吸附平衡,最佳吸附固液比为1:200,最佳吸附初始浓度为160 μg.mL-1;随着pH值的增大,粘土岩对U(Ⅵ)的吸附能力不断增强,pH为8时,吸附能力达到最大;溶液中Ca2+、CO32-和HCO3-对U(Ⅵ)吸附有很强的抑制作用,不利于U(Ⅵ)的吸附,K+、Na+、Cl-、NO3-、SO42-对U(Ⅵ)的吸附影响较弱,U(Ⅵ)在粘土岩表面吸附主要以内层络合作用为主。因此,开展粘土岩对U(Ⅵ)的吸附研究,对我国高放废物的处置工作开展起到了极其关键的作用。

    • 不同气氛下氟醚橡胶热分解动力学的对比研究

      赵奇, 张蓉, 皮红

      2017,54(2):364-370

      摘要:

      利用热失重分析方法(TGA),研究了氟醚橡胶生胶在空气和氮气中的热分解规律,并探讨了五种升温速率下的热分解动力学。应用Flynn-Wall-Ozawa法计算获得了其热解过程的动力学参数,并利用Popescu法推断得到了热解过程的反应机理函数。研究结果表明:氟醚橡胶生胶只呈现出一个主要的热失重峰;升温速率越大,热分解温度越高;氮气中更稳定且氧气对其热分解有一定的促进作用;空气中的热分解活化能平均值为172.5kJ/mol,氮气中的为260.9kJ/mol;两种气氛下,热解过程均不能由单一的机理函数来描述;空气中,340℃~370℃阶段机理符合相边界反应,球形对称,370℃~380℃阶段机理函数符合Ginstling-Brounshtein(G-B)方程,380℃~400℃阶段符合Zhuralev (Zh)方程;氮气中,400℃~430℃阶段机理函数符合Ginstling-Brounshtein(G-B)方程,430℃~460℃阶段机理符合相边界反应,球形对称。

    • 高比表面积石墨相氮化碳的制备及其光催化应用研究进展

      牛金叶, 谢艺, 王璐瑶, 王谦, 张永奎, 王雅博

      2018,55(5):1067-1077

      摘要:

      石墨相氮化碳(g-C3N4)具有较好的物理化学稳定性,合适的能带结构,良好的可见光吸收性能,因而在光催化领域得到了广泛关注。作为异相催化剂,高比表面积可以提供较多的反应位点,增加反应物的接触,改善传质,从而促进催化性能的提升。本文综述了高比表面积g-C3N4的合成方法,介绍了两种增加g-C3N4比表面积的途径:(1)模板法制备多孔g-C3N4;(2)剥离法制备薄层g-C3N4纳米片。本文对高比面积g-C3N4的光催化应用也做了相应的介绍,并对g-C3N4的发展前景做了展望。

    • 苯乙烯的密度泛函研究

      何伟平, 黄菊, 王德堂, 刘晓静

      2016,53(6):1322-1328

      摘要:

      以苯乙烯为研究对象,采用密度泛函理论的B3LYP方法及不同基组,进行了分子结构优化。在此基础上,对其分子轨道、能级、最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)、红外光谱(IR)和拉曼光谱(Raman)、核磁共振谱(NMR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)进行了模拟计算。根据能级和分子轨道计算结果,主要讨论了苯乙烯的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)的特点;将红外光谱(IR)和拉曼光谱(Raman)、核磁共振谱(NMR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)计算结果与实测值进行了对比,并对谱图数据进行了简要分析及讨论。

    • 光谱法研究穿琥宁与牛血清白蛋白的相互作用

      刘里, 成飞翔

      2017,54(2):351-356

      摘要:

      穿琥宁(PDS)是一种药物,被广泛用于治疗病毒性肺炎,病毒性上呼吸道感染等的消炎药,被誉为“中药抗生素”。在优化的实验条件下,运用荧光和紫外光谱法,在不同的温度下研究穿琥宁与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用及共存金属离子的影响。用Stern-Volmer, Lineweaver–Burk 和 双对数方程计算了速率常数(Kq),表观猝灭常数 (Ksv),结合常数 (KA) ,静态荧光猝灭缔合常数(KLB) 和结合位点数(n)。结果表明:穿琥宁能结合BSA。由于生成PDS-BSA复合物,穿琥宁对BSA的猝灭是静态猝灭机理。热力学参数表明是一个自发过程,其作用力类型主要为静电作用力。至少一个结合位点。BSA 的亚螺旋域ⅡA和ⅢA是主要结合位置,离酪氨酸残基更近,无药物协同作用。穿琥宁对BSA构象产生影响。Pb2+、Mn2+、Ni2+和Cu2+对PDS与BSA结合产生竞争作用,增强药效。Cr3+对穿琥宁与BSA结合产生促进作用,延长药效时间。该研究结果对揭示药物动力学问题及新的抗病毒类中草药的研发提供了理论依据。

    • 肺炎克雷伯碳青霉烯酶与β-内酰胺酶抑制蛋白复合物的运动模式

      左柯, 杜文义, 代田洋, 刘嵬, 梁立, 胡建平

      2017,54(3):585-594

      摘要:

      肺炎克雷伯碳青霉烯酶能水解临床治疗多药耐药菌感染的碳青霉烯类抗生素,严重削弱了革兰氏阴性菌感染的治疗效果。开发新型有效专一的肺炎克雷伯碳青霉烯酶酶抑制剂有助于提高此类抗生素的治疗有效率。β-内酰胺酶抑制蛋白能竞争性抑制剂肺炎克雷伯碳青霉烯酶的活性。用粗粒化模型分析了肺炎克雷伯碳青霉烯酶-关键词β-内酰胺酶抑制蛋白复合物的运动模式。结果表明,结合了β-内酰胺酶抑制蛋白后,肺炎克雷伯碳青霉烯酶的运动模式有较大变化。最后用分子对接和分子动力学模拟方法给出了一系列环硼酸类β-内酰胺酶抑制剂与肺炎克雷伯碳青霉烯酶的结合模式,并从氢键和能量的角度解释了该类抑制剂的识别机制与构象-抑制活性间的关系。本研究为后续基于肺炎克雷伯碳青霉烯酶结构的抑制剂设计提供了一定的理论依据。

    • 氧化锌矿浸出锌的优化实验研究

      黄平, 李来才, 张远

      2017,54(3):595-599

      摘要:

      采用响应曲面法(Response Surface Methodology,RSM),选取Quadratic模型,据此模型进行了Box-Behnken实验设计优化在NH3-(NH4)2SO4-H2O体系浸出氧化锌矿的实验工艺参数,建立了回归方程。 回归分析模型的“Prob>F”值为0.0023,小于0.05,模型模拟精度高,回归方程的全体自变量与因变量之间是显著的,回归方程可信。模型分析发现,液固比、浸出温度、浸出时间三个因素对锌的浸出率影响较为显著,对响应面和等高线图进行分析,液固比和浸出时间的交互作用较为显著。RSM法优化最佳浸出实验参数液固比12.81、浸出温度30℃、浸出时间4.15h、总氨浓度7.5 mol•L-1,预测浸出率86.2%。综合考虑操作的可行性,在采用NH3-(NH4)2SO4-H2O体系浸出氧化锌矿工艺中,选取液固比13、浸出温度30℃、浸出时间4h、总氨浓度7.5 mol•L-1,测得浸出率为86.0%,与理论预测值相比误差为0.23%。

    • 聚乙烯醇对型煤热解的影响研究

      崔帅, 吕武华

      2017,54(6):1269-1274

      摘要:

      以PVA为粘结剂与粉煤混合制成型煤,在热重分析仪上进行热解。实验数据表明:随着PVA含量的增加,R增大,反应速率加快,且低位发热量增大。通过FTIR光谱、BET、工业分析等方法分析说明,PVA的加入,增加了型煤的微孔结构,提高了燃料层间的传热和传质;型煤中羟基含量增多,促进了热解过程中苯酚的生成,使气态产物CO含量增多。

    • 果胶对稀土金属Ce4+的吸附研究

      张理元, 陈奇, 刘义武, 周大利

      2017,54(4):807-814

      摘要:

      本文研究了低脂果胶对稀土金属铈离子的吸附性能。研究了吸附时间、铈离子溶液的pH、吸附温度、果胶用量、铈离子浓度对果胶吸附容量的影响。分别用Langmuir和Freundlich模型对吸附过程进行了分析。根据吸附等温线,计算了相关的热力学和动力学参数,并用红外光谱对样品进行了分析。结果表明,所研究的变量显著地影响果胶对铈离子的吸附容量,吸附前后果胶的红外光谱发生了明显的改变,说明吸附过程中可能发生了化学反应。与Langmuir模型相比,Freundlich模型更适合用来描述果胶对铈离子的吸附过程。吸附过程遵循伪一级动力学方程。焓变和熵变是吸附过程的驱动力。

    更多

    材料科学
    • 优质高稳定性微晶硅薄膜的制备

      祝祖送, 张杰, 易明芳, 尹训昌, 闻军

      2016,53(1):157-162

      摘要:

      对以SiCl4和H2为源气体、采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术在低温快速沉积优质高稳定性的微晶硅薄膜进行了研究。在低于250℃下,成功制备出了沉积速率高达0.28nm/s、晶化度达80%以上的微晶硅薄膜。通过光照实验,表明该微晶硅薄膜光致电导率基本保持恒定;通过对气流分布进行调节,微晶硅薄膜的均匀性得到明显改善,均匀度高达95%。

    • 壳聚糖改性材料用于海水提铀研究

      董浩, 文君, 卢喜瑞

      2020,57(1):163-168

      摘要:

      通过在壳聚糖上交联偕胺肟基(AO)和1-二甲胺基烯丙基膦酸(DMAAPA),制备出一种可用于海水提铀的新型壳聚糖改性材料(CTS-AM-AO-DA),使用FT-IR光谱和扫描电镜表征材料表面的官能团和形貌.通过吸附实验研究了材料在模拟海水中的吸附动力学过程和溶液pH、盐分以及竞争离子对材料吸附性能的影响.CTS-AM-AO-DA在模拟海水中的平衡吸附容量达到223.0 mg/g,吸附过程符合准二级动力学方程.在高pH(8.0)、高盐分(0.5 mol/L NaCl)、存在竞争离子(钙、镁、钒)的条件下,CTS-AM-AO-DA均表现出优异的铀吸附性能,该材料在海水提铀领域具有潜在的应用价值.

    • 聚苯胺/硫化铜复合材料的制备及其近红外吸收性能

      雷琴, 魏海波, 黄勇, 范俊龙, 徐光亮

      2020,57(1):157-162

      摘要:

      以五水硫酸铜(CuSO4∙5H2O)与硫粉(S)为原料,采用溶剂热法制备了花状硫化铜,通过正交实验法对PVP的用量、Cu:S(摩尔比)、反应时间以及反应温度等参数进行了优化;采用原位聚合复合制备了聚苯胺/硫化铜复合材料. 利用FT-IR、XRD、SEM、固体漫反射紫外-可见-近红外光谱对样品进行了表征和性能测试. 结果表明,在1.0 mL CuSO4∙5H2O(1.0 mol/L)溶液和0.064 g(2.0 mmol)硫粉(即Cu:S(摩尔比)为1:2)、0.25 g PVP、反应温度200 oC、反应时间6 h的条件下,制备了颗粒平均直径为5~8 μm的花状硫化铜;当硫化铜的用量为30 wt%时,聚苯胺/硫化铜复合材料的近红外吸收性能在650 nm处达到最强2.12 a.u..

    • 偏心纳米管结构的光学吸收和散射特性分析

      张兴坊, 刘凤收, 闫昕, 魏德全

      2018,55(1):0154-0158

      摘要:

      利用时域有限差分法,理论研究了内核偏移量、内核材料和外界环境以及入射光入射方向对偏心金纳米管的吸收和散射强度的影响。结果表明,随着内核偏移量的增大,吸收和散射光谱均发生红移,且吸收和散射强度的比值随着内核偏移量的增大而增大,并且,当内核材料介电常数增大或外界环境介电常数减小时,该比值增大。而入射光入射方向对该强度比值影响则较复杂。利用等离激元杂化理论对该现象进行了解释。

    • 铕掺杂氧化钇的密度泛函第一性原理研究

      熊晓玲, 杨玉青, 雷轶松, 邹宇, 王虎, 展长勇, 伍建春

      2018,55(1):0159-0164

      摘要:

      基于第一性原理密度泛函,开展了氧化钇(Y2O3)的晶体结构和电子性质的计算研究,对比实验结果验证了计算方法的可行性。通过超元胞模型的密度泛函计算,探究了氧化钇主要本征点缺陷和不同格点阳离子铕(Eu)取代掺杂的形成能。结果表明,富氧条件有利于Eu杂质原子掺入氧化钇晶格,低费米能条件下,Eu原子易于取代周围6个O原子具有中心反演对称性的钇原子;在高费米能条件下,杂质原子对两种格点钇原子取代几率相等。本研究对于提升Eu掺杂氧化钇的发光效率具有一定的指导意义。

    • 温度和He累积损伤对Er2O3薄膜相结构及结晶度的影响

      石云龙, 劳远侠, 王玲, 张海斌, 邓爱红, 汪渊

      2016,53(6):1340-1344

      摘要:

      采用反应磁控溅射法制备Er2O3薄膜,并利用X射线衍射仪(XRD),场发射扫描电子显微镜(SEM)对含He 的Er2O3薄膜的结晶情况、截面和表面形貌进行表征,结果表明:无He的Er2O3薄膜在500℃退火时相结构基本保持稳定,在700℃退火时Er2O3薄膜发生明显的单斜相向立方相的转变。而含He的Er2O3薄膜的结晶度可能与He的存在形式有关。掺氦量较小时,未形成He泡,由于He的引入Er2O3薄膜的结晶度下降;随着掺氦量增加,He泡形成带来很高的内压,而在高压下Er2O3单斜相更易保持稳定。

    • DSSC用钒掺杂二氧化钛薄膜的制备及性能表征

      赖奇, 廖先杰, 张树立, 李俊翰, 吴恩辉, 钟璨宇

      2017,54(6):1289-1294

      摘要:

      为获得高性能电池用二氧化钛薄膜,采用射频磁控溅射法在靶材中掺入V2O5制备了TiO2薄膜,使用分光光度计和电化学工作站研究了溅射时间、退火温度和掺钒量等对TiO2薄膜光学性能和电学性能的影响。研究表明溅射时间对薄膜紫外光区的透射率影响较大,在小于400nm区域内,3h溅射薄膜的透射率已经降至60%以下;对薄膜可见光区的透射率影响较小,此区域内薄膜的平均透射率达80%以上。退火温度对薄膜的亲水性能和光催化性能有一定的影响,经400℃退火的薄膜具有很好的光催化性能和超亲水性。掺杂V2O5使薄膜的吸收峰红移和禁带宽度变窄,当掺杂量为0.5%时,TiO2薄膜红移量最大、禁带宽度变为2.88eV。随后将制备的掺钒二氧化钛薄膜制备成染料敏化太阳能电池(DSSC),结果表明掺V2O5 0.5%的二氧化钛薄膜的光响应范围增大,所制备电池的开路电压和短路电流都高于未掺杂电池,特别是短路电流从24.82μA增大到了88.15μA,提高了电池的综合性能。

    • 疏水性腐植酸酯醚的制备及其对草枯醚农药水污染的修复机制

      马崇迪, 刘茜, 李越, 沈跃跃, 赵仕林

      2017,54(4):822-827

      摘要:

      草枯醚作为一种二苯醚类除草剂,曾在20世纪70~90年代大量使用,是一种典型的持久性有机污染物. 禁用20年来,其在水、土壤环境中仍有检出,严重威胁农业生态安全. 实验采用缩水甘油醚对前期制备的腐植酸酯(HAE)进行化学改性,调控合成强疏水性的腐植酸酯醚(HAEE)吸附材料,用于水中草枯醚吸附去除. 通过傅里叶红外光谱表征、疏水角测定,可以表明HAEE不仅保留了芳香核和类酯结构,同时疏水角由改性前的30°提高到96°. 此外,通过HAEE对水中草枯醚的吸附行为,探究HAEE对水中草枯醚农药污染的修复机制,结果表明:HAEE对草枯醚的吸附量随疏水性的增强而增大;吸附在2.0 h即达平衡;并符合Lagergren二级动力学方程;吸附等温线契合Freundlich模型; HAEE经5次再生后,对草枯醚的去除率仍在78%以上. HAEE对草枯醚的吸附机制以疏水分配和π-π作用为主. 实验制备的疏水性HAEE对草枯醚的吸附,可为水、土壤环境中草枯醚的污染修复提供理论依据.

    • 多孔陶瓷基锂离子吸附剂的制备及性能研究

      张理元, 杨东睿, 周大利

      2017,54(3):611-616

      摘要:

      采用溶胶-凝胶法在不同条件下制备Li4Ti5O12,通过XRD分析寻找出制备Li4Ti5O12的理想条件。将高岭土、滑石粉、氧化铝和碳粉制备的多孔陶瓷在前驱体溶胶中进行浸渍负载,经干燥、煅烧制备得到多孔陶瓷基Li4Ti5O12,进行酸改性得到锂离子吸附剂,测定其对Li+的吸附容量。实验结果表明,在一定范围内提高煅烧温度和增加保温时间有利于Li4Ti5O12的生成,在750 ~ 800 ℃下保温5 ~ 8 h得到的产品结晶度好、晶相纯度高。洗脱率和吸附容量随着煅烧温度和保温时间的增加而增加,在800 ℃下保温5 h得到的样品经过酸洗后洗脱率为51.7 %,对Li+的吸附容量为12.2 mg Li+/g Li4Ti5O12。

    • 超顺磁磁铁矿磁接收器磁学模型

      钱霞

      2017,54(6):1295-1300

      摘要:

      生物磁铁矿磁接收器理论模型包括单畴磁铁矿磁接收器模型和超顺磁磁铁矿磁接收器模型;蜜蜂体内存在典型的超顺磁磁铁矿颗粒,本文以蜜蜂为例,从磁学理论角度出发,定性的探讨了超顺磁磁铁矿磁接收器的磁学模型和工作机制:在外磁场作用下,每个超顺磁颗粒会受到力的作用,同时伴随着尺寸沿着一定方向的收缩和扩张,超顺磁颗粒把力以及扩张收缩作用传递给外面的生物膜及生物骨架(埋藏在神经系统中)从而产生相应的神经信号,而多个超顺磁颗粒磁接收系统的存在会放大和加强信号的产生。

    • Er3+:Y3Al5O12/ZnO复合物的制备及其光催化性能的研究

      丁永萍, 刘文芳, 郭玉玮

      2017,54(1):141-146

      摘要:

      通过溶胶凝胶、水热法合成了上转换发光剂Er3+:Y3Al5O12掺杂的ZnO复合物可见光光催化剂,采用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)进行表征。以甲基橙染料为研究对象,研究了Er3+:Y3Al5O12 /ZnO复合物在可见照射下的光催化活性。此外,还研究了煅烧温度、煅烧时间、可见光照射时间和强度、染色初始浓度浓度和催化剂的用量对甲基橙染料降解率的影响。结果表明,加入上转换发光剂Er3+:Y3Al5O12 有效提高了降解率,且催化剂的用量为1.00 g∙L-1时降解效果最好。

    • [110], [112], [111]晶向钨纳米线拉伸微结构演变

      卢敏, 余冬海, 刘长菊

      2017,54(1):147-155

      摘要:

      摘要:采用嵌入原子势, 使用分子动力学方法, 模拟研究了[110]、[112]和[111]三个晶向钨纳米线的拉伸弛豫过程的微观破坏机理.并引入共近邻分析方法、配位数及中心对称参数法来分析它的结构和形状的演化过程.结果表明:不同晶向的纳米线拉伸时具有不同的力学性能, [111]晶向具有最大的弹性模量、屈服应变、屈服强度与断裂应变, 其次是[110]晶向, 最后是[112]晶向.晶向对弹性模量的影响较小, 但对屈服应变、屈服强度、断裂应变影响较大.模拟结果还表明:这三个晶向均具有弹性、损伤、屈服及颈缩断裂四个阶段, 且发现[112]晶向具有强化阶段, 即应力随应变的增加而增加, 重新恢复承载能力, 但其断裂应变最小.并给出了这三种不同晶向拉伸断裂的机理.

    • 水热法制备ZnTiO3/TiO2复合光催化剂及其光催化性能研究

      刘冷, 杜意恩, 李军, 刘毓芳, 蔡雪梅, 陈勇强

      2018,55(4):827-832

      摘要:

      本文以层状钛酸盐K2Ti4O9为前驱体,将其通过质子交换和插层反应剥离成[Ti4O9]2ˉ纳米片,然后用3 mol/L HCl溶液和3 mol/L NaOH溶液将其调节成设定pH,再向上述溶液中加入一定质量的六次甲基四胺和锌盐,在水热条件下制备出高催化活性的ZnTiO3/TiO2复合光催化剂. 通过X-射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了其结构和形貌,并在光照条件下,对不同条件下所制备的ZnTiO3/TiO2复合光催化剂进行了光催化降解亚甲基蓝性能研究. 研究结果表明,在pH = 7.0条件下制备的ZnTiO3/TiO2复合光催化剂展示了较高的光催化性能.

    • 氧化石墨烯-单壁碳纳米管复合物的超电容性能研究

      程建宇

      2017,54(1):156-160

      摘要:

      以氧化石墨烯(GO)作为表面活性剂分散原始的单壁碳纳米管(SWNT),采用超声、冷冻干燥的办法得到氧化石墨烯-单壁碳纳米管复合物,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学测试对样品的形貌、结构、组成以及电化学性质进行表征。结果表明:氧化石墨烯-单壁碳纳米管复合物电化学性质得到了显著的提高,通过调节单壁碳管与GO的比例,发现SWNT质量为GO的10%时,得到的复合材料具有最好的超电容储能特性,在6 mol·L-1的KOH电解液中,0.5 A·g-1电流密度下其比电容可达155 F·g-1,是相同条件下GO比电容(81.5 F·g-1)的1.9倍,这种简单的方法获得的GO-SWNT复合材料在能量存储装置方面展现了广阔的应用前景。

    • 电化学表面处理和Ti掺杂制备高光电化学性能的Fe2O3光阳极

      万丽娟, 张丽, 杨明

      2018,55(5):1083-1090

      摘要:

      通过金属有机物分解的方法合成了Ti掺杂Fe2O3光阳极。通过XRD、紫外—可见吸收光谱、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)对Fe2O3光阳极进行表征,并对Fe2O3光阳极进行了光电化学表征。为了提高Ti掺杂Fe2O3光阳极的光电性能,对Ti掺杂Fe2O3光阳极的Ti掺杂浓度进行了优化。光电化学测试结果表明电化学表面处理能够提高Ti掺杂Fe2O3光阳极的光电化学性能。说明Ti掺杂和电化学表面处理可以增加Fe2O3光阳极光电流。并基于Mott–Schottky曲线和电化学阻抗谱(EIS)分析了Fe2O3光阳极光电流增加的机理。

    • Zn2+/纳米二硫化钼插层复合物制备及其光催化性能研究

      陈东讯, 刘永刚, 谢竹路, 罗志浩

      2018,55(4):838-842

      摘要:

      为了提高二硫化钼光催化性能,通过剥离-插层-重堆积法制备了Zn2+/纳米二硫化钼插层复合催化剂. 采用XRD、SEM及UV对样品进行表征,并研究了复合催化剂在太阳光下催化降解甲基橙的性能. 结果表明,制备的复合催化剂晶型良好,层间距增大为4.3934 nm,粒径增大为13.1nm,并出现新的插层特征峰(001);Zn2+颗粒非均匀的负载在二硫化钼纳米片的表面,且主要分布于片层较小区域;对紫外-可见光有明显的吸收,且吸收强度于二硫化钼粉体;同时复合催化剂在太阳光下对甲基橙的催化降解性能从一开始就远高于纳米MoS2粉体,且降解效率成线性关系,并在6h时的降解效率达到70.435%.

    • U-Mo微球与Al粉的混合工艺研究

      庾正伟, 王录全, 刘海, 冷茂林, 黄健民, 郭振

      2017,54(2):371-375

      摘要:

      采用垂直行星分罐式混料机进行U-Mo微球与Al粉混合,系统研究了混合时间、混合转速和料罐填充率对物料混合度的影响,并设计正交试验分析三因素对物料混合度的影响程度。采用变异系数法和体视显微镜分析了混合物料的混合度和微观形貌。结果表明,最佳混合工艺参数为:混合时间90min、混合转速30r/min和料罐填充率30%,其物料混合度为93.6%;三种混合因素对混合度的影响程度为:混合时间<料罐填充率<混合转速。

    更多

    特约稿件
    • 基于微博数据的“新冠肺炎疫情”舆情演化时空分析

      陈兴蜀, 常天祐, 王海舟, 赵志龙, 张杰

      2020,57(2):409-416

      摘要:

      本文依托2020年1月1日至2月29日期间共计6万条新浪微博博文与1.5万条微博热门评论,基于分布式爬虫技术、分布式数据库系统、SnowNLP情感分析模型以及K-Means文本聚类算法,对与“新冠肺炎疫情”相关的话题展开舆情分析,可视化地展现本次疫情事件中网络舆情的时空演化过程。在时间维度层面,通过文本聚类与情感分析,发现网民对于此次肺炎疫情的态度大致经历了三个阶段,即起伏不定的紧张焦虑期、缓慢攀升的团结振作期以及波动很小的自信平稳期,总体上呈现积极大于消极、正面大于负面的情绪状态。在空间维度层面,通过地理统计分析,发现疫情最严重地区网民评论人数最多,同时情感值也最低。

    • 计算法学:一门新兴学科交叉分支

      张妮, 蒲亦非

      2019,56(6):1187-1192

      摘要:

      随着人工智能在法学中深入应用,计算法学(Legal jurisprudence)作为法学与计算机科学的交叉研究科学应运而生。计算法学是计算思维与法学思想的融合, 研究者不再只是与经验、理论打交道,也不是单纯的借鉴和仿照自然科学,而是使用建模、模拟、神经网络等计算方法来分析法律关系,让法律信息从传统分析转为实时应答的信息化、智能化体系。通过主体的分布式实时计算分析法律行为,从而发现法律系统的运行深层规律,提高司法公正和立法科学性,促进司法效率,减少法律系统的摩擦。

    • 计量法学、计算法学到认知法学的演进

      张妮, 蒲亦非

      2021,58(2):020001

      摘要:

      本文从技术发展和学科交叉的角度,讨论了人工智能技术等自然科学对计量法学、计算法学和认知法学研究的作用,首次提出了认知法学的理论和概念,分析了认知法学的内容、研究意义与学科分支,并梳理了计量法学、计算法学与认知法学的发展脉络。为减少法律系统中的主观性,给法律中的模糊表达提供客观参考,一般量化方法、计算智能和认知智能先后被应用于法律系统。然而,法律信息语义模糊且其解释具有开放性,各种隐性知识、过程知识、模糊知识等难以用计算机符号体系表达。认知智能重在提高智能系统对数据理解、知识表达、逻辑推理和自我学习能力,将更好地理解法学规则和分析法律行为。从计量法学、计算法学发展到认知法学是人工智能技术的发展的必然趋势,认知法学运用认知智能将提高智能系统对法学问题的理解和认知能力,增强智能裁判的可解释性。作为认知社会科学的一部分,认知法学将发展和完善传统法学理论,促进英美法系和大陆法系的深度融合,并有望成为法学研究的新交叉学科分支。

    更多

    化学与材料科学
    • 改性表面增强拉曼基底对几种重金属的定量检测

      谭雄, 刘显波, 白红杰, 崔旭东, 刘彤

      2021,58(1):015002

      摘要:

      重金属离子对水质及其应用有着严重的影响,开发高选择性及灵敏度的重金属离子检测平台在水资源保护中有着重要的意义. 采用4-巯基苯甲酸功能化金纳米粒子为载体制备的表面增强拉曼(SERS)溶胶基底,对水溶液中Pb2+、Cd2+、As3+等重金属离子具有较强的选择性和较高的灵敏度. 实验发现,SERS基底对Pb2+、Cd2+和As3+的拉曼检测光谱在1047、1075、1587 cm-1附近有着明显的振动频带位移及峰强变化. 通过对溶胶基底优化得到了性能优异的增强基底,能够实现对3种重金属离子的区分,对重金属的检出限可达0.1 mg/L,并在0.5~100 mg/L范围呈线性关系,并成功的对真实水样中Pb2+进行了加标验证实验. 该基底提供了一个快速、便捷的重金属鉴别检测方法,且具有较好的增强效果和重金属定量分析能力,为水中重金属离子的高效检测提供了有效手段.

    • 高响应率石墨烯-CsPbBr3量子点光电探测器

      王婧, 石瑞英, 朱国栋

      2021,58(2):025001

      摘要:

      全无机金属卤化物钙钛矿材料CsPbX3 (X = Cl, Br, I)不仅有优异光电特性,还有比有机-无机杂化钙钛矿更好的热稳定性,在光电探测器领域有很大应用前景. 但由于全无机钙钛矿材料自身迁移率较低,直接用于光电探测器其光响应率也很低,难以满足实际应用. 以热注入法合成高质量的CsPbBr3钙钛矿量子点材料,再将其与高迁移率的单层石墨烯薄膜相结合,构建出石墨烯-CsPbBr3量子点复合光电探测器,光响应率高达3.5×104 A W-1. 研究表明引入石墨烯材料作为传输层后,CsPbBr3量子点的光生电子空穴对得到有效分离并快速传输. 两种材料界面处存在陷阱态,产生了光栅压效应,延长了载流子寿命. 两种机制结合使复合光电探测器的光响应率大大提升.

    • Mg-4Sn-1Ce合金的组织及热压缩行为

      吴颖, 曾强, 胡光山, 温彤

      2021,58(1):015001

      摘要:

      本文采用光学金相显微镜(OM)、X 射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及热压缩实验对Mg-4Sn-1Ce合金的微观组织和热压缩行为进行了研究. 结果表明,铸态合金主要由“岛”状的α-Mg、Mg2Sn、Ce4Sn5和MgSnCe相组成. 合金在250~450 ℃和0.001~1 s-1应变速率下进行热压缩,热变形激活能Q为162.03 kJ/mol. 热压缩温度由250 ℃升高到450 ℃,合金显微组织由(扁平状晶粒+挤压流线)组织演变为再结晶等轴晶粒组织.

    • 基于FLIC软件的生物质层燃数值模拟

      肖凡, 胡南, 张缦, 金燕, 杨海瑞

      2021,58(2):025002

      摘要:

      为了优化链条炉燃烧,基于FLIC模拟平台对我国东北地区某7 MW生物质层燃热风炉进行数值模拟. 模拟结果表明,燃烧过程大致可分成3个阶段,依次是位于炉排上0~0.5 m的水分蒸发段、0.5~2.1 m的挥发分逸出燃烧段以及1.0~2.8 m固定碳燃烧阶段. 该燃料挥发分占比较高, 析出后床层厚度明显减薄,一次风温过低导致固定碳燃尽率低,所以可以适当提高一次风温. 根据燃料处于不同燃烧阶段,按需供风,如,在挥发分逸出燃烧阶段提供总风量的80%~90%,在固定碳燃烧阶段提供总风量的10%~20%,以此提高燃烧效率,并可以根据烟气温度对拱角以及炉拱覆盖长度进行结构优化,增强炉拱的引燃以及燃尽作用. 本文根据模拟所得结果提出对一次风以及其供风方式的优化策略,从而达到优化燃烧的目的.

    • 高温处理对钠化膨润土蒙脱石结构变化的影响

      秦亚婷, 彭同江, 孙红娟, 周灿, 巢力

      2021,58(3):035002

      摘要:

      以安徽芜湖(WH)、四川三台(ST)和河南信阳(XY)三个地区的膨润土为原料,以碳酸钠为钠化剂分别对三种原料进行钠化改性处理,获得钠化膨润土样品WH-G、XY-G和ST-G,随后对钠化后样品进行高温热处理. 对原样、钠化样品及热处理样品的物相、结构、热学属性及谱学特征进行了表征分析. 结果表明,WH-G、XY-G和ST-G三个样品中蒙脱石失去吸附水和层间水的温度随着样品中蒙脱石的层电荷的增加呈上升趋势,但膨润土的热稳定性却与之相反. WH-G和XY-G样品在处理温度900 °C时蒙脱石的结构完全被破坏,而ST-G样品在800 °C时蒙脱石的结构即完全被破坏.

    • Au-Ag合金纳米管填充碳纳米管特性的第一性原理研究

      孙亚茹, 马良财

      2021,58(3):035001

      摘要:

      于密度泛函理论框架下的第一性原理计算,研究了Au-Ag合金纳米管同轴填充不同线径锯齿型(n, 0)碳纳米管所形成复合系统的稳定性、电子特性和力学性能. 结果表明,内、外管间距约为4.20 ?的AuxAg4-x@(15, 0)复合系统为具有较大填充率的最稳定结构. 能带结构分析表明,相对于自由Au-Ag合金纳米管复合系统的量子电导有所增加,电子态密度分析表明复合系统中的传导电子主要来源于内部Au原子和Ag原子的s电子以及外部C原子的p电子. 相对于自由金属纳米管而言,碳纳米的包裹使得金属纳米管的轴向拉伸临界应变和理想强度大大增加,有效地提高了其力学性能.

    • 球磨工艺调控碲化铋基材料微结构及热电性能研究

      刘晟存, 陈龙, 王正上

      2021,58(5):055002

      摘要:

      碲化铋基化合物是室温附近性能最佳的热电材料,在余热回收以及固态制冷领域具有重要的应用价值. 其主要的制备方式是球磨法,各类参数的细微变化都可能影响材料的微结构和热电性能. 球磨时间作为重要的球磨参数既能影响粉末粒径的细化,也对材料的热电性能有所调控,因此亟需逐步分析球磨时间对晶体结构、粒径尺寸及产物热电性能的影响. 本文采用恒定的球磨转速,调节不同球磨时间制备碲化铋基材料. 通过晶体结构及粉体粒径的分析发现了晶粒对球磨时间的响应. 后续热电性能测试结果表明,增加球磨时间后粒径发生变化并导致了电子、声子输运模式的协同改变. 最终,有效提升了n型与p型碲化铋的最大ZT值,分别达到了0.91和1.11. 本研究工作系统总结了球磨工艺中关键参数对碲化铋材料微结构及热电性能的影响,为粉末冶金及热电学的交叉融合及热电转换技术的商业化应用提供了实验和理论参考.

    • 四种基材国产厚型气体电子倍增器的模拟与性能研究

      颜嘉庆, 谢宇广, 邓善桥, 郑智阳

      2021,58(5):055001

      摘要:

      陶瓷基材厚型气体电子倍增器(THGEM)已被成功运用于中子探测. 用Geant4软件模拟研究和对比了陶瓷(Ceramic)、Kapton(聚酰亚胺)、PTFE(聚四氟乙烯)和FR4(环氧树脂)基材对热中子散射和吸收. 基于国内电路板(PCB)厂生产的陶瓷-THGEM、Kapton-THGEM、PTFE-THGEM和FR4-THGEM具有相同的几何参数,孔径为200 μm,孔间距600 μm,厚度200 μm,绝缘环宽度75 μm,灵敏面积50 mm×50 mm,用能量为5.9 keV的X射线源55Fe对他们分别都做了增益、长期稳定性和能量分辨率等方面的性能测试,结果显示出四种基材的THGEM都能正常工作. 单/双层陶瓷-THGEM在Ar + CO2 = 80:20的工作气体中的最大增益分别为1.2×104和4×104,在Ar + iC4H10 = 97∶3工作气体中双层陶瓷-THGEM能量分辨率好于24.4%,在100 h的连续测试中具有良好的增益稳定性. 用239Pu α源,测试了陶瓷-THGEM的α粒子能量沉积和增益.

    • 人工湿地-微生物燃料电池耦合系统对农药处理效能的研究

      姜松鹤, 朴文华, 金明姬

      2021,58(6):065001

      摘要:

      本文构建了人工湿地-微生物燃料电池耦合系统处理以阿特拉津为代表的农药, 以了解该系统的农药处理效能及处理机理. 结果显示, 该系统对阿特拉津具有较好的处理性能. 当阿特拉津浓度小于4 mg/L时, 系统的处理性能稳定保持在85%以上; 当阿特拉津浓度为4 mg/L时, 系统产电性能最优, 此时, 系统输出平均日电压, 最大功率密度及电流密度分别为284.4 mV、19.64 mW/m3及46.09 mA/m3. 农药对系统微生物多样性的影响显著, 而对微生物基因功能的影响不显著, 对系统菌属的影响小于电场. 系统优势菌门有变形菌门, 优势电化学活性菌门有拟杆菌门和厚壁菌门; 而降解农药优势菌门有放线菌门, 优势菌纲有Alphaproteobacteria与Actinobacteria, 优势菌属有Christensenellaceae_R-7_group.

    • 新型壳聚糖磁性材料的制备及其染料吸附机理探究

      田甜, 张凌琳

      2021,58(4):045002

      摘要:

      为了有效解决染料废水对环境造成的污染, 本文制备了一种铜离子配位螯合的壳聚糖磁性复合材料用于染料废水的吸附. 复合材料Cu@CTS@Fe3O4通过壳聚糖与铜离子的配位螯合及磁性粒子Fe3O4的引入成功制备, 使用FTIR, SEM, TGA对制备出的材料进行了结构和形貌的表征, 同时以活性艳红(RBR)作为吸附对象, 进行了详细的吸附动力学研究和等温吸附研究. 吸附实验表明, 在pH=2时, Cu@CTS@Fe3O4对RBR的吸附能力最大, 为831.22 mg/g. 本研究为壳聚糖基吸附剂在染料废水处理领域的应用提供一些相关参考数据和理论指导.

    • 300M钢的脱碳行为演化及防护研究

      魏明刚, 罗恒军, 张海成, 邓浩, 吕孝根, 陈龙庆, 唐军, 谢静

      2021,58(6):065002

      摘要:

      300M钢是重要的飞机主承力结构用材. 然而, 该材料在模锻热处理过程中会出现不同程度的表面氧化和脱碳, 严重影响锻件成品率. 本文对300M钢在不同热处理条件下的脱碳行为进行了系统研究, 利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)等手段表征分析了热处理后试样表层组织形貌, 并采用硬度法统计了脱碳层深度的变化情况, 阐明了300M钢在不同热处理条件下的脱碳行为演化规律, 厘清了防氧化涂层对脱碳层深度的影响. 结果表明, 300M钢在热处理过程中近表面处生成的致密氧化层对碳和氧元素的扩散具有明显的抑制作用; 碳的扩散速度与表层氧化速度在不同温度下都会有一个平衡点, 而表面防氧化剂涂层的施加则会破坏原有平衡. 微观组织分析结果显示, 300M钢表层全脱碳区为珠光体或铁素体, 半脱碳区为马氏体及析出碳化物. 本文还阐明了300M钢表层微观组织随保温时间的演化规律. 最后本文从热力学角度揭示了300M钢表层脱碳-氧化耦合机制. 本文的研究成果有望为300M钢的模锻优化工艺和热处理防护技术提供重要的数据和理论支撑.

    • 荧光法测定溶液和食品添加剂中的马来酸

      于珊珊, 田俊

      2022,59(1):015001

      摘要:

      面对层出不穷的食品安全问题, 不良添加剂的检测非常关键. 为了实现对食品添加剂中马来酸的有效检测, 本文提出利用化合物1(联萘-2,2'-二甲醛)对马来酸进行荧光识别. 本文对荧光检测条件进行了详细探究, 结果表明在甲醇中获得最佳的荧光增强效果; 计算得到了较低的检测限(1.3×10-7 mol/L), 表明其具有潜在的应用前景; 最后利用此探针成功地实现了对淀粉食物中马来酸的检测.

    • 低共熔溶剂浸出高炉瓦斯泥-电沉积锌的研究

      黄平, 张远, 吴恩辉, 张圣乾, 郭文明, 施明川

      2022,59(1):015002

      摘要:

      本文采用氯化胆碱-尿素低共熔溶剂体系浸出高炉瓦斯泥, 再直接电沉积得到锌. 实验考察了液固比、浸出时间、搅拌速度对锌浸出率的影响. 浸出实验结束后, 我们分别对体系进行了循环伏安测试和电沉积实验. 实验结果表明:液固比为10 mL/g, 浸出时间为30 h, 搅拌速度为300 r/min, 温度为70 ℃的条件下, 锌的浸出率达到71%;循环伏安测试确定还原电位为-1.4 V;X射线衍射和能谱分析表明, 镀层为纯度较高的金属锌;通过对镀层形貌分析发现电沉积得到的是1 μm左右团簇状晶粒组成的锌镀层.

    • 氮掺杂碳量子点荧光探针快速检测山梨酸钾

      孙雪花,强瑜,郝都婷,赵英婕,赵蓉蓉

      2022,59(2):025002

      摘要:

      山梨酸钾属于酸性食品防腐剂, 能有效地抑制霉菌、酵母菌和好氧性细菌的活性, 延长食品的保存时间, 并保持食品原有的风味. 本研究通过一步水热法合成了水溶性良好的荧光氮掺杂碳量子点(NCQDs), 基于山梨酸钾能有效的猝灭NCQDs而构建了快速检测山梨酸钾的荧光探针. 在最佳实验条件下, 山梨酸钾浓度在3.0×10-5~1.0×10-4 mol/L和1.0×10-7~3.0×10-5 mol/L范围内与NCQDs 荧光猝灭强度呈现良好的线性关系, 检出限为9.5×10-8 mol/L. 已用于苏打水及白醋中山梨酸钾含量的测定, 其回收率分别为98.25%~102.7% 和98.33%~101.8%.

    • 硫酸处理对伊利石和蒙脱石结构和形貌的影响

      周灿, 孙红娟, 彭同江, 张奇

      2022,59(2):025001

      摘要:

      由于伊利石和蒙脱石结构四面体中Al3+代Si4+的数量不一样, 层电荷数不同, 酸处理过程结构的破坏程度也不同. 本文以浙江安吉膨润土和吉林安图伊利石为原料, 用硫酸和过氧化氢溶液对两种原料进行酸处理对比实验研究. 我们对原料和酸处理样品的物相、结构、热学属性、谱学特性及微观形貌进行了表征分析. 结果表明, 蒙脱石样品在酸处理浓度2 mol/L时其结构被破坏, 随着酸处理浓度的升高, 片层表面由光滑平整变成边缘卷曲至层间坍塌; 而伊利石样品在酸处理浓度6 mol/L时其结构和形貌基本完好; 蒙脱石的耐酸蚀性能不如伊利石. 本文的研究结果对伊利石和蒙脱石的应用开发具有一定的意义.

    • 二茂铁基吡喃酮并喹啉化合物的高效合成及其抗氧化性能

      张晓平, 金桂勇, 马胜涛, 王二彬, 赵学斌, 陈芝飞, 李倬, 楚文娟, 赵旭, 席高磊

      2022,59(3):035001

      摘要:

      本文采用Ce(OTf)3和Sc(OTf)3复合催化4-甲基-7-氨基苯并吡喃酮、芳香醛和二茂铁基乙炔发生Povarov三组分反应(Povarov-3CR),高效合成了15种已知二茂铁基吡喃酮并喹啉化合物,产率为40.0%~66.8%; 采用1H NMR、13C NMR和HR-MS(ESI)表征产物分子结构,通过抑制HO·和还原型谷胱甘肽自由基(GS·)引发DNA氧化反应测试比较化合物抗氧化活性,探究取代基种类、位置和数目对二茂铁基吡喃酮并喹啉抗氧化性能的影响. 结果表明:抑制HO·引发DNA氧化反应测试显示,15个目标化合物相对空白硫代巴比妥酸活性物质吸光度百分数(TBARS百分数)为36.6%~83.3%;抑制GS·引发DNA氧化反应体系测试显示,15个目标化合物TBARS百分数达22.9%~67.2%;在分子中引入推电子基团(-N(CH3)2、-OCH3和-OH)均能提升目标化合物的抗氧化能力,而吸电子基团(-Cl)有降低抗氧化能力作用;二茂铁基吡喃酮并喹啉化合物的抗氧化性能优于二茂铁基喹啉化合物,是一类潜在的强抗氧化剂.

    更多

    教育教学研究
    • 基于编程行为的学习者人格特质识别及应用探索

      林涛, 周小涵, 吴芝明, 洪玫, 王建, 唐宁九

      2021,58(5):057002

      摘要:

      如何进行个性化的编程教学是教学实践面临的重要问题,其中,如何有效地识别编程学习者的个性是一个关键. 本文提出了一种基于学习者编程行为的人格特质识别方法.具体来说,首先从多角度提取学习者编程行为特征,基于支持向量机建立分类模型,并采用多任务投票的策略来综合识别学习者的人格特质. 研究表明,该方法能够较好地识别学习者的大五人格特质,在一定程度上验证了采用编程行为来识别学习者个性的可行性. 此外,本文还探讨了基于编程行为的人格特质识别方法在未来编程学习、教学中的应用.

    更多

    学科交叉
    • 考虑时空相关随机行驶时间的车辆路径问题模型与算法

      张冬青, 郭钊侠, 张殷杰

      2021,58(6):067001

      摘要:

      本文对一类在真实道路网络中考虑时空相关的随机行驶时间的车辆路径问题进行了研究. 首先我们建立了该问题的两阶段随机规划模型. 然后我们将用于候选解寻优的智能优化算法与用于产生评价解的随机场景的情景生成技术相结合,提出一种智能随机优化方法求解该问题. 为了有效地进行解的寻优,本文结合可变邻域下降算法提出了一种混合粒子群优化算法. 最后通过一系列基于北京市区道路网络的算例实验,我们验证了所提出的混合粒子群优化算法的有效性. 实验结果还表明,考虑实际交通环境中道路网络上车辆行驶时间的时空相关性,会影响最优车辆路径决策方案.

    • 创新生态系统中非正式治理对系统成员共生关系的影响研究

      高嘉馨,王涛,顾新

      2021,58(6):067003

      摘要:

      非正式治理能够协调成员间共生关系和行为,促进成员间相互依存、互动耦合,进而推动创新生态系统健康共生发展及价值共创.本文基于社会嵌入理论与组织生态学,根据现有研究归纳出信任、声誉、合作文化、联合制裁四种非正式治理,运用Logistic模型,构建共生理论视角下非正式治理对创新生态系统企业等成员共生关系演化影响的共生模型,并对模型进行演化稳定性分析和仿真.研究结果表明:创新生态系统成员共生演化取决于成员间共生系数的强弱,其中,信任、声誉、合作文化共生系数对系统成员共生演化产生正向影响,利于互惠共生形成,而联合制裁对系统成员共生演化的影响既有正向也有负向的,可能产生寄生、偏利或互惠共生.系统成员共生稳定状态的收益受非正式治理共生系数和主体收益最大值影响.非正式治理影响创新生态系统各企业向互惠共生关系的演化,为企业非正式治理发挥正向作用,实现价值共创及创新生态系统合作共生健康运行提供启示.

    • 风险态度和隐私保护对消费者共享数据行为影响的机制研究

      秦军昌, 王渊, 董玉成

      2021,58(6):067002

      摘要:

      促进大数据共享是发展和繁荣共享经济的关键所在,研究数据共享的影响机制具有重要的现实意义. 本文基于消费者的风险态度和企业的隐私保护方式,构建了企业和消费者的数据共享博弈模型,分析了影响数据共享行为的作用机制,并给出了具体的政策建议. 研究主要发现:(1) 偏好风险的消费者数据共享行为主要受数据泄露损失和数据保护成本差异等因素影响;(2) 厌恶风险的消费者其风险厌恶程度与数据共享的博弈结果高度相关,对于中等程度的风险厌恶者,当数据泄露损失大于其高与低隐私数据保护的成本之差时,存在双重均衡策略;(3) 当偏好风险的消费者占比高时,风险厌恶者使用高质量数据共享的行为会增多,而企业则会减少对消费者的高隐私保护行为.

    • 寡头企业两周期以旧换新均衡模型及定价策略

      李辉中, 尹译稀, 庞琪, 吴鹏

      2022,59(3):037002

      摘要:

      以旧换新是当下市场常见的营销方式,它的出现使得企业在市场竞争中面临着新的挑战.本研究通过设定两周期双寡头竞争下的差异化产品生产商并加入以旧换新,探究企业在决策以旧换新定价时的利润最大化均衡及相应的结果分析.研究表明:(1)当两企业产品差异较大,折旧系数适中时,该模型存在唯一均衡及市场划分;(2)高质量产品企业得益于其自身产品质量水准,其不参与以旧换新市场的竞争力在折旧系数较大时较强;(3)消费者在以旧换新存在的条件下会更加注重企业的市场定位,因为这涉及第二周期的以旧换新决策,因此企业在以旧换新策略前应提前考虑到外部因素.

    • 基于 XGBoost 的房价预测优化

      陶然

      2022,59(3):037001

      摘要:

      观来说,房价受到诸多因素的制约,正因如此,房价预测仍然是数据分析中一个非常经典且具有挑战性的问题.本文针对房价数据冗余,在实际场景中很难确定重要特征,提出了一种创新的数据预处理方式,并通过双模型迭代拟合的方式进行数据预测.首先从数据意义、数据形式和数据关联性三个方面进行初始数据预处理,然后根据数据选择适合的模型进行训练.在传统机器学习中,Random Forest和 XGBoost是两种常用的方法.RF 模型通过其 Bagging 过程,能够准确地评判“冗余”特征,而 XGB 模型在提高预测效果的同时,也囿于其泛化能力下降,无法稳定地反映特征重要性.因此,本文利用 RF 模型处理冗余数据,并使用XGB模型对新数据集进行拟合提高预测效果.本文在Kaggle竞赛的数据集("House Prices Advanced Regression Techniques")上进行了实验,测试结果显示,XGB回归模型最终的回归精度R2为87%,而单独的RF模型或XGB模型的R2分别为79.2%和78.7%.实验证明,该数据预测方法能够明显提高房价预测效果.同时,为充分体现模型拟合效果和预测能力,将“房价”改为具有“高”和“低”两类的离散变量,最终预测结果的精确度为93%,召回率为93%.

    更多

    生物学
    • 运动发酵单胞菌RecET重组系统的构建及应用

      李涛, 曹庆华, 张义正, 吴燕, 谭雪梅

      2016,53(1):209

      摘要:

      运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)是一种极具潜力的工业乙醇生产菌株,通过遗传改造可以进一步克服该菌底物利用范围窄等缺点和提高乙醇生产效率. 为了提高外源基因整合到染色体的效率,在已构建的运动发酵单胞菌-大肠杆菌穿梭载体基础上,构建了RecET表达质粒pSUZM3a-RecET. 选取乙醇脱氢酶I(adhA)基因作为靶基因,四环素抗性基因(Tcr)作为筛选标记基因,检测RecET重组系统在Z. mobilis中的进行基因重组的可行性. 将两端带有60bp adhA基因同源臂的四环素抗性基因片段电转化含有RecET重组系统表达质粒的运动发酵单胞菌ZM4,获得adhA基因缺失突变菌株. 对突变菌株adhA基因的PCR产物进行测序发现,adhA基因已被置换为四环素抗性基因. 上述结果表明:RecET重组系统在运动发酵单胞菌中具有高效、便捷和可操作性,只需60bp同源臂即可完成同源重组.

    • 磷脂酶D产生菌株的筛选及其转磷脂化反应特性

      石创, 王一丁, 马沁沁, 袁向华

      2016,53(1):215

      摘要:

      采用磷脂平板筛选法,从榨油坊附近的土样中筛选到1株能够降解磷脂的菌株SNUPLD-6,实验表明SNUPLD-6产的磷脂酶含有磷脂酶D(PLD).经细菌形态特及ITS序列分析,鉴定其为地霉属的白地霉(Geotrichum candidum).对该菌的生长条件及该菌产的PLD的反应条件进行研究,实验结果表明:该菌株的最适生长温度为30℃,最适PH为6,最适碳源为葡萄糖,最适氮源为牛肉膏和蛋白胨各50%.该菌产PLD最适发酵时间为3d,为胞外酶,该PLD的转磷脂化反应最适反应温度为32℃,最适pH为5.5,最适的反应缓冲液为pH为5.5的0.02M的醋酸-醋酸钠缓冲液,最适的金属离子激活剂为Ca2+,Zn2+.

    • 人翻译延伸因子eEF1A1促进肺癌细胞H1299对紫杉醇和阿霉素药物耐受的研究

      丁沐然, 刘涛, 李灵

      2016,53(1):198

      摘要:

      人翻译延伸因子eEF1A是翻译体系中的多功能蛋白质,其表达高低与细胞凋亡和细胞胁迫耐受相关.在已知eEF1A的多功能性和与细胞存活相关的基础上,本文进一步研究eEF1A的变体蛋白eEF1A1对癌细胞耐药性的影响.eEF1A1基因的蛋白质编码区经过克隆,并瞬时转染了人肺癌细胞H1299,在确定eEF1A1蛋白的胞内表达后,采用MTT法测定高表达eEF1A1的H1299细胞对抗癌药物紫杉醇和阿霉素的耐受.相对于对照细胞,eEF1A1的高表达可显著提高H1299细胞对阿霉素和紫杉醇的耐受性.通过耐药性测试揭示出eEF1A可能参与肿瘤发生的潜在功能.

    • 家鸡TSHβ、FSHβ和LHβ重组蛋白表达及纯化研究

      闫振鑫, 莫春横, 王亚军, 李娟

      2016,53(1):163

      摘要:

      促性腺激素(促卵泡激素FSH、黄体生成素LH)和促甲状腺激素(TSH)都是由垂体分泌的糖蛋白类激素.促性腺激素在脊椎动物的性腺发育和功能调节中起关键作用.促甲状腺激素通过刺激甲状腺激素(T4、T3)的分泌从而参与脊椎动物的生长发育、代谢等生理过程调节.本文中利用RT-PCR、分子克隆等技术,构建了家鸡FSHβ亚基、LHβ亚基和TSHβ亚基的原核表达质粒, 在细菌中高效表达了TSHβ亚基、FSHβ亚基和LHβ亚基的重组蛋白;利用离子亲和层析蛋白纯化技术获得了高质量的重组蛋白. 这为后续制备三种蛋白抗体奠定基础.

    • HPLC法测定UGT75B1、UGT71B6、UGT71C5酶活性及酶反应动力学分析

      岑咏一, 刘震, 李旭锋

      2016,53(1):169

      摘要:

      运用PCR扩增获得了属于尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶(UGT)家族UGT75B1、UGT71B6、UGT71C5的cDNA序列,构建了三种基因的GST融合表达载体,使用大肠杆菌对三种基因进行原核表达,从裂解液上清中获 得具有活性的目的蛋白.分别以ABA、对氨基苯甲酸作为反应底物,通过高效液相色谱法(HPLC),测定三种蛋白的酶活力.分析使用的色谱柱为Kromasil C18反相色谱柱(250mm×4.6mm,5μm),使用的流动相是10%-100%水-甲醇或者10%-20%水-乙腈,分别使用醋酸和三氟乙酸调节了pH.使用梯度洗脱的方式对反应样品进行分析.结果发现除了UGT75B1对对氨基苯甲酸表现出很高的活性以外,另外两种蛋白仅表现出了低水平的活性.三种蛋白对ABA都表现出了活性,UGT71B6具有最高的酶活力.对UGT75B1、UGT71B6、UGT71C5三种蛋白对ABA的作用进行了体外酶反应动力学分析,测定出它们的Km值分别为:0.73、0.43和0.45mM.以上结果说明UGT75B1对对氨基苯甲酸的活性明显高于ABA,对氨基苯甲酸是其专一底物.UGT71B6和UGT71C5对ABA都有较高的活性,两者Km值差距不大.

    • 枸杞抗坏血酸氧化酶基因的克隆与表达分析

      乔枫, 耿贵工, 谢惠春

      2016,53(1):203

      摘要:

      以枸杞为材料,利用同源克隆技术,克隆了枸杞抗坏血酸氧化酶(AO)的全长 cDNA序列,命名为 LcAO 基因(GenBank:KP712033),该基因开放阅读框(ORF)大小为1737 bp,编码 578 个氨基酸,与西红柿 AO 蛋白的同源性达到 90%。LcAO 编码的氨基酸序列包含 3 个多铜氧化酶结构域和跨膜信号序列。采用实时荧光定量 PCR 分析显示,LcAO 基因在枸杞的花和果实中表达量最高,成熟叶中表达量最少。

    • 耐辐射菌Micrococcus luteus SC1204总蛋白双向电泳体系的建立

      邓骛远, 杨阳, 高鹏, 温文婷, 马福林, 孙群

      2016,53(2):413

      摘要:

      以耐辐射藤黄微球菌Micrococcus luteus SC1204为研究对象,比较蛋白质提取方法、蛋白质裂解液配方、IPG胶条pH梯度、蛋白上样量及等电聚焦时间对M. luteus SC1204总蛋白双向电泳的影响。结果表明,采用液氮研磨—酚/超高速离心法提取总蛋白,裂解液Ⅱ(8 mol/L尿素、 2 mol/L硫脲、60 m mol/L DTT、4% CHAPS、40 m mol/Ltris、1% pH 3-10 NL IPG buffer、0.002% BPB)溶解蛋白,使用24 cm、pH 4-7的IPG胶条,上样量250 ug及等电聚焦7 h ( 56000 Vh ),可获得满意分辨率的双向电泳图谱,适用于后续的质谱及差异蛋白质组分析。

    • 用于Aβ标记的新型近红外荧光染料BPAD-2的制备与生物学评价

      程妍, 欧阳向硕, 梁田, 张志荣

      2016,53(1):193

      摘要:

      目的 制备具有推-拉电子结构的苯并吡喃衍生物BPAD-2,并初步评价探针的荧光性质、Abeta标记染色和血脑屏障通过能力。方法 以邻羟基苯乙酮为初始原料,通过缩合反应合成了BPAD-2,并通过1H-NMR与MS确认结构;考察所制备探针的荧光光谱;通过荧光染色考察探针的Aβ结合标记;通过荧光成像考察探针的血脑屏障通过能力。结果 BPAD-2的最大发射波长为658 nm;BPAD-2荧光标记的Abeta呈亮红色;BPAD-2尾静脉注入正常小鼠后脑内显示荧光信号,10 min内荧光强度达到最高,随着时间延长荧光强度逐渐减弱。结论 苯并吡喃结构的BPAD-2具有近红外荧光性质,并显示良好的Aβ荧光标记和血脑屏障通过能力。

    • 山桐子油的提取分离及理化性质研究

      华婉, 叶扬, 王战国, 陈放, 唐琳

      2016,53(1):181

      摘要:

      该文对桐子油的提取方法、提取试剂、脱色处理及油脂理化性质等对比与分析,并利用气相谱-质谱联用技术(GC-MS)分析山桐子油的脂肪酸组成和相对含量,同时,对山桐子油中多酚类物质的含量进行测定。结果显示,索氏提取法比传统压榨法的提取率更高,达35%以上,压榨法的提取率为21%,在索氏提取法中,对乙醚、石油醚和正己烷做了比较,利用石油醚提取,所得提取率均高于乙醚和正己烷,通过对油脂的提取,确定山桐子油的含油量大约为35%,经过对索提的山桐子油进行脱色处理,发现脱色率随着脱色温度的升高而增高,当脱色温度为80℃,脱色率已达45%左右,经鉴定山桐子油主要含有的脂肪酸有棕榈油酸、棕榈酸、亚油酸、油酸及硬脂酸,其中亚油酸含量最高,可达60%以上。结论,山桐子含油量高,油脂中富含亚油酸,营养价值高,说明山桐子油具有可观的开发利用前景。

    • 麻疯树基因JcKNOX1的克隆和表达调控分析

      时小东, 田银帅, 闫晓雪, 方志荣, 王胜华, 陈放

      2016,53(1):187

      摘要:

      KNOX同源异型盒基因在植物生长发育中扮演着极其重要的角色,首次从大戟科植物麻疯树cDNA中克隆到一个同源异型盒基因,命名为JcKNOX1.其开放阅读框全长693 bp,编码230个氨基酸残基,预测蛋白质等电点 pI=6.13,分子量 PA=25.92 KD.聚类分析表明,JcKNOX1与毛白杨在进化上具有最近的亲缘关系,其次是甜橙.荧光定量PCR检测发现,JcKNOX1基因在麻疯树植株各个器官中均有表达,幼嫩部位表达量明显高于成熟器官,表达量依次为:茎尖>嫩叶>茎>叶>花>叶柄>根;对麻疯树幼苗进行ABA和低温胁迫发现,JcKNOX基因表达量明显增加.上游调控元件预测分析表明,该基因可能在麻疯树光调节、激素调控、花粉基因特异性表达、逆境调控等重要生物学过程中具有重要作用.

    • 同源建模方法预测蛋白质突变结构的适用性分析

      刘继龙, 肖智雄, 曹洋

      2017,54(3):658

      摘要:

      蛋白质的功能由其空间结构决定,其氨基酸突变有可能导致结构功能的巨大改变,因此研究蛋白质的突变三维结构有重要意义。蛋白质三维结构的模拟一般是从相似序列推知相似的新结构,它对突变蛋白质的三维结构是否有效,目前还缺少系统的研究。通过从Protein Data Bank(PDB)结构数据库中提取单氨基酸突变的晶体结构,构建了一组无冗余的测试数据集,对目前应用最广泛的两款同源建模预测软件(SWISS-MODEL和MODELLER)进行了测试分析,发现它们对蛋白质的整体结构预测效果良好,均方根偏差小于0.5埃(RMSD<0.5Å),但在突变导致结构显著变化(RMSD>1.5Å)的情况下却均不能得到准确结果。分类统计显示,发生在蛋白质结构内部和极性氨基酸之间的突变结构变化小,两款软件预测效果较好(RMSD<1.0Å)。突变导致结构显著变化的可能性不高(<5%),但它对蛋白质功能的影响不可忽视,因此应用同源建模方法对于蛋白质突变的模拟并不完全适用,还需要开发新方法来提高准确性。

    • 香菇UGPase酶活性及转录表达水平对不同碳氮源的响应

      陈小敏, 吴海冰, 向泉桔, 辜运富, 张小平

      2018,55(1):0214

      摘要:

      【目的】尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶 (UDP-glucose pyrophosphorylase,UGPase)是糖代谢途径中的关键酶,在生物体次生代谢产物合成过程中具有重要的作用,对其进行深入的研究,将有助于阐明糖代谢的分子机制。【方法】本实验以香菇新808为实验材料,设置不同的碳、氮源对香菇菌丝体进行液体发酵培养(25 °C,30天),烘干菌丝体称取其生物量,利用苯酚-硫酸法测定菌丝体胞内多糖含量,通过荧光实时定量PCR检测不同碳氮源下菌丝体ugp基因的相对表达量,同时测定UGPase酶活性。【结果】结果表明,与普通PDA培养基比较,除以硝酸铵为氮源外,其余碳氮源均能提高香菇菌丝体生物量,其中以麦麸为碳源的生物量最大(0.63g)。以小分子糖(蔗糖、麦芽糖和甘露糖)为碳源、有机复合物(麦麸和黄豆芽)为氮源时,ugp基因表达量明显上调,UGPase酶活性更高,同时,其香菇菌丝胞内多糖的含量也更高。其中分别以蔗糖为碳源,以麦麸作为氮源时,ugp基因表达量、UGPase酶活性(分别为4043.80U/mg和3873U/mg)和菌丝胞内多糖含量(分别为3.60%和3.86%)最高,ugp基因表达量分别为对照组的8.19倍和6.52倍。【结论】香菇菌丝ugp基因转录表达水平、UGPase酶活性以及菌丝胞内多糖含量三者之间显示出较高的正相关性。小分子碳源(蔗糖、麦芽糖和甘露糖)、有机氮源(麦麸和黄豆芽)有助于香菇菌丝多糖的合成,其中蔗糖和麦麸可作为香菇液体发酵优势碳源和氮源。

    • 拟南芥AtTR1对AtCPK28和AtCPK32的体外泛素化修饰研究

      樊莉娟, 陈彩丽, 朱旭辉, 黄奎, 姚润东, 王健美

      2017,54(3):617

      摘要:

      AtTR1、AtCPK28、AtCPK32是参与非生物胁迫应答的相关蛋白,并且与Ca2+信号通路密切关联。为了分析AtTR1和AtCPK28、AtCPK32之间关系,在大肠杆菌中表达了AtTR1、AtCPK28和AtCPK32基因,纯化了表达蛋白,并在体外研究了AtTR1对AtCPK28和AtCPK32泛素化作用,结果发现AtTR1在体外能够对AtCPK28和AtCPK32进行多泛素化修饰。该结果表明AtCPK28和AtCPK32可能是AtTR1调控植物抗逆信号中的下游靶蛋白。该研究结果不仅为进一步研究AtTR1与AtCPK28和AtCPK32之间的相互作用提供了实验证据,而且为研究三者在植物非生物胁迫中的分子机制奠定了基础。

    • Cpf1 和 Cas9核酸酶靶向EGFR-L858R突变的研究

      魏恒, 杨梅佳, 钟坤宏, 仝爱平

      2018,55(2):401

      摘要:

      EGFR的突变是造成非小细胞肺癌的原因之一。EGFR第19个外显子的缺失和L858R (2573T>G)单核苷酸突变占所有EGFR突变的90%。选择性地使突变EGFR失活对这类突变的病人是非常有利的。这里,应用双荧光报告分析的方法分析CRISPR-Cpf1和CRISPR-Cas9系统在靶向EGFR-L858R突变的编辑效率。在EGFR-L858R突变位点的附近,有两个Cpf1前间区序列邻近基序(PAMs)——TTTN。并且,EGFR的2573T>G突变形成了一个Cas9的PAM——NGG。因此本文通过构建两条AsCpf1的gRNAs (gRNA1和gRNA2)和一条SpCas9的 gRNA (gRNA3) 在体外通过双荧光蛋白分析系统去评估SpCas9和 AsCpf1特异性靶向等位基因的能力。结果证实了AsCpf1和SpCas9 都能够特异性的编辑突变的EGFR(2573T>G)。实验结果显示Cpf1和Cas9 能够通过高特异性破坏突变癌基因,从而具有潜在的精准治疗价值。

    • 拟南芥 BAH1 与大肠杆菌热胁迫耐受的关系分析

      梁可, 徐西兵, 牛毓龙, 杨毅

      2017,54(3):623

      摘要:

      泛素化是生物体内重要的蛋白修饰途径,E3泛素连接酶具有底物蛋白的特异识别功能。拟南芥BAH1含有保守的C3H4型RING结构域,能结合两个锌离子形成交叉式锌指结构,与DnaJ锌指结构类似。通过体外泛素化实验证明BAH1具有E3连接酶活性。在大肠杆菌(E. coli)中的热敏感表型弥补实验发现BAH1具有DnaJ锌指结构类似的功能。因此,BAH1在E. coli中的功能有可能与DnaJ相似,通过锌指结构参与DnaK/DnaJ伴侣系统发挥功能。

    • 八氢番茄红素脱氢酶的分子结构及其与达草灭相互作用分析

      黄国周, 李圆圆, 邓鹏程, 白林含

      2017,54(4):874

      摘要:

      八氢番茄红素脱氢酶(Phytoene desaturase,PDS)是除草剂达草灭的靶点,本文对野生型和两种突变型八氢番茄红素脱氢酶的二维和三维结构进行预测,并通过DOCK6.5进行八氢番茄红素脱氢酶与达草灭的分子对接比较,利用 Gromacs进行分子动力学模拟,分析其与达草灭的结合稳定性,使用Amber9中的mm_pbsa.pl工具分析能量分布及变化.LIGPLOT+软件进行氢键分析确认结合氨基酸位点. 结果发现突变对二维和三维结构无影响,但是在达草灭存在的情况下,突变的PDS有更高的结合能以及更弱的结合稳定性,更难以与达草灭结合,阐明抗性产生的机理.

    • 三种益生菌对罗曼粉壳蛋鸡蛋品质的影响

      龙爱琳, 刘伦, 刘嘉, 杜正达, 杨丽琴, 邓杰, 王彦, 尹华东, 朱庆, 李天杰, 赵小玲

      2016,53(6):1375

      摘要:

      为探究三种草科鸡源益生菌(枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌和戊糖片球菌)对鸡蛋蛋品质的影响.选用1日龄480羽罗曼粉壳蛋鸡,随机分为4组,每组3个重复,每个重复40只鸡,对照组(CP)饲喂基础饲粮,试验组在基础饲粮的基础上分别添加枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis,BS)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum,LP)和戊糖片球菌(Pediococcu spentosaceus,PP),活菌数大于107 CFU/g.220d测定600枚鸡蛋的蛋品质:与对照组相比,饲料中添加植物乳杆菌(LP)和戊糖片球菌(PP)能分别使蛋黄颜色加深2.91%和1.68%(P<0.05).BS组与对照组相比,蛋黄重增加了4.09% (P<0.05);蛋壳厚度增加了9.64%(P<0.05);蛋重增加了3.22%(P<0.05).在改善蛋品质整体效果上,枯草芽孢杆菌优于植物乳杆菌,植物乳杆菌优于戊糖片球菌.本试验为微生态制剂在蛋鸡生产上的应用与推广提供了科学依据.

    • Pin1的细胞定位调控Rb蛋白的磷酸化状态

      刘瑞红, 谢刚, 肖智雄

      2016,53(2):419

      摘要:

      视网膜母细胞瘤蛋白(Rb)在调控细胞增殖和肿瘤的发生发展中起着至关重要的作用。最新的研究结果表明,蛋白异构酶(Pin1)可调控Rb的功能。我们对Pin1和Rb蛋白的细胞定位、Pin1调控Rb磷酸化的相关机制进行了研究。结果表明,沉默Pin1可降低Rb的磷酸化并抑制细胞的增殖;培养的肿瘤细胞和肿瘤组织中,Pin1可定位到细胞质中,而胞质定位的Pin1也可增加Rb的磷酸化。这是Pin1调控Rb功能的一个崭新的方式。

    更多

    电子信息科学
    • 某校园电磁环境时间变化特征与评估

      张明安, 赵翔, 许金海, 闫丽萍, 黄卡玛

      2016,53(1):93

      摘要:

      随着电磁环境的日益复杂,对电磁环境进行实际测量和评估具有重要的应用价值. 本文根据电磁环境在时间上具有随机变化的动态性,对某校园实际电磁环境的时间变化特征进行了研究. 通过选取某个校园内不同区域的采样点,分别在不同时间测量采样点的电场值,然后对采集的数据进行统计分析,进而给出了相应空间区域内的电场概率密度分布以及电场随时间变化曲线图,具体分析和讨论了实际电磁环境随时间变化的特征,比较了不同区域电磁环境分布情况,并对校园电磁辐射水平作了简要评估.

    • SIP协议量子身份认证与密钥协商方案

      杨光, 聂敏, 杨武军

      2016,53(1):87

      摘要:

      针对现有SIP协议安全方案无法检测窃听、以及经典密码体制面临量子计算攻击时的脆弱性问题,提出了一种将量子用户身份认证及密钥协商与SIP协议结合的方案。SIP服务器制备三粒子W态并将其中两个粒子分发给SIP用户,首先对随机插入的粒子进行测量以检测窃听,然后通过量子操作与测量验证用户身份;密钥协商阶段,三方不需制备与分发新的W态,仍基于持有的W态进行随机测量,SIP用户根据有效测量结果生成初始会话密钥.性能分析表明本方案能够对抗伪装攻击与窃听攻击,有效提高SIP协议安全性。

    • 一种新的Wyner-Ziv视频编码关键帧抗误码方案研究

      刘晓娟, 卿粼波, 熊淑华, 欧先锋

      2016,53(1):98

      摘要:

      在Wyner-Ziv视频编码传输系统中,关键帧的正确传输和准确解码对于整个系统的编解码性能有着重要影响。然而在无线通信系统中,由于网络故障、网络拥塞等会造成关键帧数据丢包的问题,这严重影响了接收端的解码质量。本文针对关键帧丢包问题提出一种新的解决方案,即在有反馈信道的条件下,通过对丢包帧增加部分额外Wyner-Ziv码流进行纠错并恢复解码端的受损图像,从而有效地提升视频质量。实验测试结果表明:当关键帧丢包率为1%~20%时,相比于典型的帧内错误隐藏算法,本文方案对重建图像纠错后的PSNR最大可提高20dB,且即便是丢包率很高的情况下,也能够较好地提升关键帧的R-D性能。

    • 基于激光雷达的移动机器人避障策略研究

      向亚军, 严华

      2017,54(3):529

      摘要:

      激光雷达具有扫描精度高的优点,因此采用激光雷达来获取机器人周围环境信息。针对VFH算法中波谷宽度的计算以及纯转向问题,提出了一种方法来计算波谷的宽度以及检测机器人在该波谷的可通行性,在获得目标方向的基础上增加局部目标点作为VFH算法结果,并在此基础上设计一种平滑转弯的控制策略,使得机器人能够在复杂环境中以平滑路径逼近目标位置。最后通过实验验证了本文平滑避障策略的有效性。

    • 介质覆盖层对微带天线带宽的展宽作用

      郑治, 陈星, 许光辉, 王昊, 黄卡玛

      2016,53(2):326

      摘要:

      覆盖层可以显著地提高天线的增益,并且覆盖层技术已经得到了广泛的应用.但是,覆盖层在提高天线增益的同时,也对天线的回波损耗产生影响,而关于这方面的研究较少.本文以均匀介质覆盖层和底馈微带天线为例,以数值仿真为手段,着重研究了覆盖层对天线回波损耗的影响.仿真结果显示,通过设计适当的结构参数,如覆盖层与微带天线的距离以及微带天线的馈电位置等等,覆盖层在大幅提高微带天线增益的同时,还可以改善其阻抗带宽.本文加工并测试了一款覆盖层天线,其增益为14.5 dBi,|S11|<-10dB 阻抗带宽为11.19%,进一步验证了上述结论的正确性.

    • 一种高分辨率遥感影像道路提取方法

      谢明鸿, 宋纳

      2017,54(1):81

      摘要:

      文章采用了基于核的Fisher linear discriminant(FLD)分类和形状特征相结合的方法进行道路提取。首先,对标记的样本进行色彩信息的抽取;其次,利用基于核的FLD根据抽取的信息对遥感影像进行特征训练分类,将影像分为道路和非道路两类;接着利用道路的形状特征去除误提的信息;最后利用形态学对道路网进行优化处理。实验证明,本方法可以实现具有颜色信息的遥感影像道路的提取。

    • 基于共邻节点相似度的加权网络社区发现方法

      刘苗苗, 郭景峰, 马晓阳, 陈晶

      2018,55(1):0089

      摘要:

      为实现加权网络的准确划分,发现真实的社区结构,提出一种基于模块度和共邻节点相似性的层次聚类社区划分方法IEM。首先,定义两节点间基于共邻节点的相似度。之后,基于该度量快速聚合当前节点和与其关联紧密度最强的邻居节点以形成初始社区,并进行社区扩展。最后,以最大化网络模块度为目标进行社区合并以优化划分结果。算法通过形成初始社区、扩展社区、合并社区三步,实现了加权网络合理有效的社区划分。以加权模块度作为社区划分质量的评价标准,在多个数据集上的实验结果表明,IEM算法优于加权CN、加权AA、加权RA。同时,与CRMA算法相比,IEM算法对加权网络社区划分的有效性和正确性更高。

    • 一种基于IFS分形算法和分解和弦的耳鸣康复音合成新方法

      徐媛媛, 何培宇, 陈杰梅

      2017,54(3):517

      摘要:

      耳鸣是在无外界声源刺激下的一种主观感知,在临床上十分常见。习服治疗是目前公认的一种有效的耳鸣治疗方法。研究表明,具有相似却又不重复的分形音乐可以作为耳鸣习服治疗的治疗声源。本文提出了一种基于IFS(Iterated Function System)分形算法和分解和弦的耳鸣康复音合成新方法,该方法将分形图形处理技术运用到耳鸣康复音的合成中,使得生成的音符整体在可控范围内随机出现,并且相邻音符在可调节的范围内波动,可有效的避免音调突变现象。此方法保留了图像信号中的分形特征,实现了可控范围内的确定性与可预测性的统一;在加入了分解和弦后,音乐更加连贯。试听结果表明,该耳鸣康复音具有相似不重复、流畅且突变少的特点,对耳鸣治疗有一定的参考价值。

    • 校园电磁环境测量与相关性分析

      许金海, 赵翔, 张明安, 闫丽萍, 周海京

      2016,53(2):347

      摘要:

      本文针对某校园的电磁环境进行了测量与统计分析,展示了校园内电磁环境的空间分布情况,同时对比了不同区域电磁环境的分布,绘制了测量数据的概率密度函数图,得到了一些有价值的统计结果. 这些实测数据和统计结果对于评估和分析电磁环境提供了必要的支持,对于电磁环境的理论分析方法也提供了可比对的数据. 最后,本文提出了一种利用相关性来表征电磁环境复杂度的方法,利用两个场强探头同时采集空间中不同位置的电场幅值,对其电场幅值的时间序列做相关性计算,以此来评估电磁环境复杂度的高低,并给出三个不同区域电场分量与总场幅值的相关系数随距离变化图.

    • 采用球面调和函数刻画岩心孔隙形态研究

      韩雪, 滕奇志, 卿粼波, 吴晓红

      2017,54(3):509

      摘要:

      针对统计特征函数和传统的球面调和函数不能有效刻画岩心三维模型形态特征的问题,提出了一种岩心球面调和函数。首先将三维岩心分解成同心球模型,并根据同心球的不同半径得到一系列的球面函数。然后对生成的球面函数进行调和分析获得形态特征描述子。最后通过相似性判定函数比较形态特征描述子获得不同岩心三维模型的形态相似性。利用多组砂岩岩心样本进行了比较实验,结果表明新算法能够有效描述岩心三维模型的形态特征,并且比统计特征函数和传统的球面调和函数具有更为准确的刻画能力。

    • 快速多点地质统计三维重建算法

      左琛, 滕奇志, 何小海, 高明亮

      2016,53(2):337

      摘要:

      在SNESIM算法的基础上,提出了一种快速多点地质统计三维重建算法. 首先利用红黑树构建模式集,降低树结构高度,快速检索匹配数据事件. 其次综合概率融合与连续逐层采样方法,分别利用半模板与全模板进行点模拟,提高模板中条件数据的比例,缩小模式检索范围. 对二维河道图像、三维多孔介质图像和三维储集层岩心图像进行了多组重建实验,结果表明该算法能够在不损失精度的同时显著提升时间效率,且对于各向同性、各向异性岩心图像的重建结果都与真实数字岩心具有相似的视觉特征、统计特征和孔喉分布特征,证明了算法的可靠性.

    • 双基地FDA-MIMO雷达角度、距离及速度联合估计方法

      赵智昊, 王志民, 孙杨

      2017,54(6):1202

      摘要:

      在传统的相控阵雷达中,由于受到脉冲重复周期(PRF)的限制,距离估计精度和速度估计精度往往难以同时得到提高。该文将频控阵(FDA)和双基地多输入多输出(MIMO)雷达相结合,提出了一种基于双基地FDA-MIMO雷达的角度、距离及速度联合估计方法。由于采用了FDA技术,雷达的发射矢量中包含了目标的角度、距离甚至速度信息。考虑到发射矢量中距离-速度的耦合现象,该文提出了基于子阵的波形设计和相应的解耦合方法。然后利用ESPRIT算法和基于FDA的解模糊方法,对目标的发射角(DOD)、接收角(DOA)、距离和速度进行无模糊估计。另外,该文推导了该方法下参数估计的克拉美罗界(CRB)并分析了其性能。最后,仿真结果验证了所提出方法的能够对目标的角度、距离和速度进行无模糊的联合估计。

    • 高k栅介质SOI应变硅肖特基源漏MOSFET漏致势垒降低效应研究

      许立军, 张鹤鸣, 杨晋勇

      2017,54(4):753

      摘要:

      高k栅介质SOI应变硅肖特基源漏MOSFET结合了应变硅工程、高k栅介质、SOI结构和肖特基源漏四者的优点,是一种实现小尺寸MOSFET的潜力器件.通过求解二维泊松方程建立了该结构的阈值电压模型,模型中考虑了镜像力势垒和小尺寸量子化效应对源漏极的电子本征肖特基势垒高度的影响,在阈值电压模型基础上获得了漏致势垒降低模型.从文献中提取漏致势垒降低的实验数据与模型进行对比,验证了其正确性,随后在此基础上讨论分析了漏致势垒降低和各项参数的变化关系.结果表明,漏致势垒降低随应变硅层厚度的变厚、沟道掺杂浓度的提高和锗组分的增大而增大,随沟道长度的变长、栅介质介电常数的增大、电子本征肖特基势垒高度的提高和漏源电压的增大而减小.适当调节模型参数,该结构可很好的抑制漏致势垒降低效应,对高k栅介质SOI应变硅肖特基源漏MOSFET器件以及电路设计具有一定的参考价值.

    • 基于区块链技术的医疗管理信息化应用分析

      何波, 王桂胜

      2018,55(6):1219

      摘要:

      医疗管理信息化是适应我国人口众多、医疗资源稀缺的特殊国情下提高全民健康水平的重要手段。该文探讨了在我国医疗管理信息化发展中存在的一系列问题以及区块链技术在医疗管理信息化中的重要应用。论文指出区块链技术解决了医疗信息资源的互联互通、信息保密和不可篡改性以及信息共享等问题,这为我国互联网+医疗的进一步发展提供了重要的技术支撑。

    • 双值噪声与方波作用下半导体层杂质扩散诱导的随机共振

      欧剑

      2016,53(2):331

      摘要:

      研究了由双值噪声和方波作用下半导体层杂质扩散诱导的随机共振现象。基于绝热近似条件,利用两态理论,得到了系统输出信噪比(SNR)的表达式。发现环境温度对SNR影响是非单调的。分析表明,SNR是杂质位置的标准差和系统偏置的非单调函数:通过选择标准差和偏置可以调节系统输出SNR,当温度较低时,较大的偏置可以提高SNR。同时,在较高的温度时,SNR随方波信号的幅度及热池与冷池温度间的比例增大而增大,而随势能量及双值噪声强度的增大而减小。本文的结果对于半导体的设计以及半导体层杂质扩散过程的研究有一定的理论意义。

    • Oustaloup分抗电路的运算特征与逼近性能分析

      刘盼盼, 袁晓, 陶磊, 易舟

      2016,53(2):353

      摘要:

      从全新的分数微积分运算角度考察Oustaloup分抗有理逼近的运算特征与逼近性能. 以阶频特征函数与相频特征函数为理论分析基础,从零极对子系统的运算特征入手,通过子系统的零极点分布情形,探究Oustaloup分抗有理逼近的运算特征,使用相对误差函数,逼近带宽, 指标,复杂度与逼近效益等指标对其运算性能与逼近效果进行分析. 本文理论分析结果表明,阶频特征可以简洁、准确的分析Oustaloup分抗有理逼近,该分抗有理逼近速度较快、复杂度较低. 为Oustaloup分抗电路的应用提供了坚实的基础,为分数阶控制器设计提供了一定的理论依据.

    • 基于铁氧体反射器的磁谐振无线能量传输效率的优化

      李永烽, 郭庆功

      2017,54(4):742

      摘要:

      为了改善磁耦合无线能量传输系统的传输效率随距离增加而快速衰减问题,提出了一种基于铁氧体结构的优化设计方案。将四谐振体无线能量传输系统等效为二端口网络,分析推导了系统传输效率的表达式。仿真并设计制作了收发线圈直径为30cm的磁耦合无线能量传输系统,实测在30cm传输距离内传输效率达90%以上,在60cm处传输效率约40%,测试结果与仿真结果相吻合。在此基础上,保持原始系统的结构参数不变,引入基于铁氧体结构的磁反射面。研究了两种不同面积大小的磁反射面对系统传输效率的影响,发现不同面积的磁反射面对系统的传输效率有积极和消极两种影响。通过对铁氧体结构的优化设计,实现了在30cm到90cm的传输距离内,相比原始系统传输效率最大有15%的提升。

    • 基于灰度DAG熵最大化量化分辨率医学图像增强

      宋璐, 冯艳平, 卫亚博

      2018,55(2):316

      摘要:

      为提高医学图像增强的清晰度和对比度,并提高计算效率,提出一种基于灰度有向无环图(Directed acyclic graph,DAG)熵最大化量化分辨率医学图像色调增强算法。首先,采用简单的分段自回归(Piecewise autoregressive,PAR)模型进行图像目标恢复,并考虑到模数转换的误差利用全最小二乘算法进行PAR模型参数估计,获得高分辨率图像恢复直方图模型;其次,针对可能存在的对比度过低问题,将上述获得的最小二乘算法约束优化问题,建模为DAG中的最大权重路径问题,构建了色调保持最大熵图像增强过程约束优化模型,并通过DAG 图Monge定理特性实现计算复杂度的降低;通过上述两个步骤,实现了医学图像增强过程中图像细节和对比度的同步增强,仿真实验显示所提算法可提供更为有效的医学图像增强效果。

    • 关系亲密程度的LTE异构网络切换算法

      杨静, 李鹏程, 闫俊杰, 周晓军

      2018,55(1):0073

      摘要:

      处于宏蜂窝和毫微微蜂窝覆盖范围内的用户设备为满足用户体验质量,需进行大量的切换操作,随着总切换次数的增加,用户设备将持续占用部分物理资源,导致系统吞吐量降低。提出一种关系亲密程度的长期演进(Long Term Evolution, LTE)异构网络切换算法,通过统计用户设备接入毫微微蜂窝的历史信息来估计用户设备与毫微微蜂窝的关系亲密程度,利用该属性对等待切换的用户设备进行优先级排序,结合用户设备的接收信号强度、移动速度、毫微微蜂窝可用带宽进行综合切换判决。数值结果表明提出的切换算法大幅降低总切换次数,显著减少不必要切换次数,有效提高系统吞吐量。

    更多

    物理学
    • Zn1-xMnxS 纳米颗粒的制备及发光性质

      王青, 张旭东, 魏智强, 戴剑锋, 李维学

      2016,53(1):152

      摘要:

      采用水热法制备Mn离子掺杂的ZnS(ZnS∶Mn)纳米颗粒,研究不同比例掺杂Mn离子对Zn1-xMnxS 纳米颗粒光致发光性质的影响。通过X 射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品的物相和形貌进行分析表征,结果显示Zn1-xMnxS(x=0、0.01、0.03、0.05、0.07、0.10)为六方纤锌矿结构的球形纳米晶,晶粒大小均匀,粒径在15~20nm 之间。室温下,用350nm 波长的紫外光激发Zn1-xMnxS纳米粒子,可以得到浅施主能级与锰t2 能级之间的跃迁产生的蓝色发光,发光强度随锰掺杂量的增大先增强后减弱,发射峰位随锰掺杂量的变化有一定移动。究其原因可能与硫空位有关,硫空位影响ZnS的浅施主能级,锌锰比对硫空位的数量和能级位置有一定影响。

    • 多体相互作用对固氩物态方程的影响

      李继弘, 郑兴荣, 彭昌宁

      2016,53(1):131

      摘要:

      采用ab initio自洽场(SCF)HFD方法及原子团簇理论,运用gamess程序定量地计算了最近邻原子间R=2.40-4.00Å间高压下fcc晶体固氩的两体、三体结合能及物态方程.对原子势能多体展开式的收敛性和截断性做了分析说明.结果显示,固氩在高压区域,两体势对结合能的影响是正的,而三体势对结合能的影响则是负的.在高压区域,两体势对固氩的结合能贡献了过多的排斥效应,加入三体分量的修正后,理论计算能够较好地解释到80GPa的压强.

    • 几种时间相位展开方法的比较

      赵文静, 陈文静, 苏显渝

      2016,53(1):110

      摘要:

      摘要: 相位场的展开是基于结构光投影光学三维面形测量方法的关键步骤,复杂相位场的展开也是该方法面临的主要问题之一,时间相位展开方法提供了解决这一难题的一种有效手段。时间相位展开方法利用从多套不同频率条纹图中调解得到的三维截断相位分布,沿时间轴方向上将每点的相位进行独立展开,可以避免二维截断相位图展开过程中引入的误差扩散问题。论文对比了负指数时间相位展开法、三频时间相位展开法、三频外差时间相位展开法以及一次外差时间相位展开法,并引入分块拟合的方法来得到更准确的相位计算结果。完成了计算机模拟和实验验证,标准平面测量时,采用分段拟和的相位误差远小于以前采用的全场拟和法。

    • Fe掺杂ZnO纳米线电子性质和磁性质

      童巧英, 李莎莎, 陈红霞

      2018,55(5):1031

      摘要:

      本文采用第一性原理密度泛函理论系统的研究了Fe原子单掺杂和双掺杂ZnO纳米线的电子性质和磁性质。所有掺杂纳米线的形成能都比纯纳米线的形成能低,说明掺杂过程是放热的。计算结果显示Fe原子趋于占据纳米线表面位置。纳米线的总磁矩主要来源于Fe原子3d轨道的贡献。由于杂化,相邻的O原子也产生了少量自旋。在超原胞内,Fe、O原子磁矩平行排列,表明它们之间是铁磁耦合。表面掺杂纳米线显示出半导体特性;而中间掺杂纳米线显示出半金属性,在自旋电子学领域有广泛应用。

    • V掺杂ZnSe团簇稳定性和磁性质

      谢建明, 陈红霞, 刘卫卫

      2018,55(5):1013

      摘要:

      采用第一性原理方法系统研究了V原子掺杂ZnSe团簇的稳定性和磁性质。考虑了替代掺杂,外掺杂和内掺杂。研究表明,不管是单掺杂还是双掺杂,外掺杂团簇都是最稳定结构。V原子间的磁性耦合是短程相互作用。最重要的是,单掺杂团簇的总磁矩和掺杂位置有关,在可调磁矩的磁性材料领域有潜在应用价值。

    • 核子耦合参数对中子星中超子相的影响

      母雪玲, 贾焕玉, 洪斌, 周霞

      2016,53(1):118

      摘要:

      中子星中超子的出现以及超子的比例对中子星的性质具有重要影响,不同的核子相互作用模型如何影响中子星中的超子是一个重要物理问题.从相对论平均场理论出发,选取不同核子耦合参数,计算了中子星中超子的数密度,发现不同类核子耦合参数对中子星中超子出现和中子星向超子星转变的转变密度有不同影响,而且核子相互作用的σ介子势和ω介子势影响显著,而ρ介子势影响较小.这些结果对大质量中子星性质的理论研究具有重要参考价值.

    • 横场伊辛链自旋模型费米子表象的问题

      郭晓婷, 李鹏

      2016,53(1):124

      摘要:

      人们在研究一维横场伊辛模型时,通常将模型中的自旋算符转换成费米子算符,一般是通过Jordan-Wigner变换来进行.但是变换前后的两个模型,即原自旋算符表达的模型与费米子算符表达的模型,其等价性需要伴随一些条件,如不细致处理,会造成后一模型的自由度冗余.本文中,我们通过对表象变换前后的两个模型进行详细对比,找出导致这两个模型等价的各个因素,包括边界条件和格点数目奇偶等,揭示在不同要素和条件下两个模型等价的内涵,并通过详细的实例来说明如何通过投影法筛除费米子表象模型的冗余自由度.

    • 高压下ZrB3与NbB3力学性质的第一性原理研究

      敖特根, 迎春, 赵二俊, 侯清玉

      2017,54(3):547

      摘要:

      此文用密度泛函理论的赝势平面波方法的第一性原理研究了过渡金属化合物ZrB3与NbB3(m-AlB2、OsB3和MoB3结构)在高压下的力学性质和电子结构特点, 获得了在常压下, m-AlB2是最稳定的结构,当压强升高到40 GPa时发生相变,高压下最稳定是OsB3结构.m-AlB2-NbB3具有最大的剪切模量204 Gpa, 最高的德拜温度921 K和最大的硬度值27.3 Gpa, 属于潜在的超不可压缩材料. MoB3-NbB3、OsB3-NbB3 和m-AlB2-ZrB3的硬度值分别达到了24.9 GPa 、 22.6 GPa和19.8 Gpa. 它们的电子态主要是由M-4d态和B-2p态杂化叠加形成的, 在费米能级处取值均不为零, 故这些化合物都具有金属性等有益结果.

    • 空间波片偏振调制生成矢量光束的模拟研究

      史成芳, 荆建立, 郭明磊

      2017,54(3):541

      摘要:

      为了研究空间可变波片偏振调制生成矢量光束的方法,本文借助琼斯矢量和琼斯矩阵较深入地分析了任意阶拉盖尔-高斯螺旋光束通过空间偏振转换器件生成矢量光束的过程,并根据数学模型对矢量光束的远场强度分布进行了数值仿真. 仿真结果表明:线偏振和圆偏振的基模光束可分别通过空间半波片和空间四分之一波片转化生成矢量光束,且随着空间波片阶数的提高,输出光束暗核逐渐增大;空间波片对螺旋光束的作用可以等效为两个正交圆偏振的螺旋分量的叠加,通过轨道角动量偏振检测仿真,证实了该方法的正确性.

    • CrN电子和光学性质的第一性原理研究

      王静楠, 杨坤

      2017,54(3):568

      摘要:

      本文采用平面波赝势密度泛函理论方法研究了CrN平衡态的结构,电子和光学性质,并与现有的结构数据实验值和理论值进行比较,结果符合较好。计算得到了CrN能带结构、态密度随电子能量的变化关系以及复介电函数、折射率、吸收系数、反射系数和损失系数随光子能量的变化关系,并对其变化特征进行了讨论。

    • 环栅肖特基势垒MOSFET解析电流模型

      许立军, 张鹤鸣, 杨晋勇

      2017,54(3):553

      摘要:

      肖特基势垒金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)的电流一般需要通过载流子的费米狄拉克分布对能量积分来计算或自洽迭代数值计算,为降低其复杂性,本文采用若干拟合参数,考虑镜像力势垒降低效应、偶极子势垒降低效应和小尺寸下量子化效应对肖特基势垒高度的影响,给出了环栅肖特基势垒MOSFET一种新的解析电流模型。所提出的电流模型与文献报道实验数据符合较好,验证了模型的正确性,对环栅肖特基势垒MOSFET器件以及电路设计提供了一定的参考价值.

    • 高压下XeF2结构稳定性及电子结构性质的理论研究

      王海燕, 杨炳方, 王彪, 师瑞丽

      2017,54(4):781

      摘要:

      采用平面波赝势密度泛函理论方法研究了惰性气体化合物XeF2在0~80GPa压力范围内的结构性质,计算值与实验值相符合。根据我们计算得到的不同压力XeF2的弹性常数,结合力学稳定性判据,证实XeF2的I4/mmm结构在80GPa压力范围内是稳定的。计算了不同压力下XeF2的带隙,发现带隙随着压力的增大而减小。当压力大于10GPa时,XeF2的带隙随压力的增大近似呈线性减小趋势。表明随着压力的增大XeF2晶体由绝缘体向半导体转变,且金属性越来越强。

    • SiH分子特性和势能函数的外场效应

      伍冬兰, 吴爱金, 温玉锋, 曾学锋, 谢安东

      2017,54(3):579

      摘要:

      设置不同的外电场参量,采用B3P86/cc-PV5Z方法优化计算,获得不同外电场中SiH分子的键长、偶极矩、振动频率和红外光谱等物理性质参数. 在此基础上采用单双取代耦合团簇CCSD(T)方法和相同的基组,扫描计算单点能获得相关势能曲线. 结果表明在外电场中物理性质参数和势能都发生了较大变化,且在反向电场中变化幅度更明显. 为了分析外电场效应,本文引入偶极近似构建外电场中的势能函数模型,编制程序拟合对应的势能函数,得出拟合参数,进而计算临界离解电场参量,结果与数值计算和理论分析较为一致,误差都在4%以内,说明构建的模型是合理和可靠的. 这为分析外电场中分子光谱、动力学特性和分子Stark效应冷却囚禁提供一定的理论和实验参考.

    • 高强钢动态力学性能本构模型研究

      谢鸿, 俞建超, 王罡, 融亦鸣, 叶金文, 刘颖

      2016,53(2):382

      摘要:

      为了研究高强钢材料在动态加载过程中的力学响应,采用分离式霍普金森压杆对材料进行了不同应变率(3000到 12000s-1)和不同温度(20℃到800℃)单轴压缩实验。实验结果表明:高强钢的动态力学行为受应变率和温度的强烈影响。流动应力随着应变率的升高而增加,随着温度的升高而降低。提出了一个经验型本构模型来描述材料的加工硬化和温度软化行为。该本构模型预测的应力——应变曲线与实验结构较好吻合,表明该本构模型可进一步用于高强钢动态变形过程的数值模拟研究。

    • CuAlSe2在高压下结构、弹性、热学性质的第一性原理计算

      周梦, 卢志鹏, 陶应奇, 黄鳌, 周乐, 周晓云, 胡翠娥

      2017,54(4):771

      摘要:

      本文中我们运用第一性原理平面赝势密度泛函理论,研究了四方晶体CuAlSe2的结构、弹性性质以及热力学性质。首先通过状态方程拟合找到零温零压时的平衡体积、晶格常数、体弹模量B0以及其对压强的一阶导数 。接着分析了相对晶格常数a/a0 、c/c0以及相对体积V/ V0随压强的变化趋势。我们也研究了弹性常数随压强增大的变化趋势,C11、C33、C12、C13随着压强的增大而增大,C44和C66确随着压强的增加保持一个平稳的值基本不变。计算也表明在15GPa以前CuAlSe2的弹性常数都满足力学稳定性,表明在15GPa以前都不发生相变,与实验结果相吻合。在零温零压下我们计算得到的弹性常数和体弹模量和其它理论值实验值都比较符合。然后根据准谐德拜模型,我们分析了热膨胀系数以及比热容随压强和温度的变化关系。最后我们分析了CuAlSe2晶体在零温零压和高压下的态密度图,简单了解了一下电子结构的变化情况。

    • 磁铁矿磁感受器神经信号转换过程

      钱霞

      2018,55(2):323

      摘要:

      生物中磁感受器机制是理解生物磁导航的生物物理机制,磁信息转换成神经信息的过程是这一机制的核心,但是仍然处于假设阶段。本文中首先综述了电磁感应机制、基于磁蛋白的磁感知机制和磁铁矿纳米颗粒的磁感知机制中神经信号转变过程,最后提出了从理论上认识磁铁矿磁感受器神经信号转换过程的可能途径。

    • 利用啁啾场与单极场的组合场驱动He+发射高次谐波

      刘航, 李义, 姚震, 冯立强

      2018,55(1):0118

      摘要:

      数值研究了He+在啁啾场与单极场下发射高次谐波及阿秒脉冲的特点。计算结果表明,当He+的初始波函数布局在基态与激发态的叠加态时,其谐波强度比单基态时增强7个数量级。随后在啁啾场及单极控制场的作用下,谐波发射的截止能量明显增强,谐波的干涉结构也明显减小。引入空间非均匀效应,谐波截止能量得到进一步延伸,形成一个320 eV的平台区。通过叠加谐波,可获得3个持续时间在45 as ~ 48 as的X射线脉冲。其强度比单基态输出的脉冲增强5 ~ 6个数量级。

    • 基于改进经验模态分解的三维重建

      李绪琴, 陈文静, 苏显渝

      2018,55(1):0111

      摘要:

      针对传统经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)在边缘易出现分解错误的问题,本文提出一种改进的经验模态分解方法。分别对条纹进行镜像延拓和Gerchberg外插迭代来实现边沿的拓展,有效抑制条纹边沿引起的模态分解错误,提高分解准确度。并将改进的EMD分解方式应用于变形结构光条纹图的分析,有效消除条纹中的背景分布,得到更好的三维面形重建效果。

    • TPPFe(II)、L-Thr-TPPFe(II)的电子结构特征及其载氧功能模拟

      蒋君好, 周辉, 蒋启华, 邓萍

      2016,53(2):367

      摘要:

      采用密度泛函理论B3LYP方法和混合基组(Fe(II)采用赝式基组Lan2dz;C、H原子采用6-31G(d);N、O采用6-311++G(2d, p))对卟啉亚铁(TPPFe(II))、L-苏氨酸卟啉亚铁(L-Thr-TPPFe(II))的电子结构特征进行了研究;为了模拟真实的体内环境和实验条件,理论计算采用了极化连续介质模型(PCM)模拟CHCl3和H2O的溶剂效应. 在优化获得稳定构型的基础上,采用Multiwfn软件对获得的波函数进行了拓扑分析和静电势研究,获得了键鞍点电荷密度和分子表观静电势数据. 利用VMD软件绘制得到了表观静电势分布图. 研究发现:(1)苏氨酸残基中的羰基O原子与Fe(II)原子形成配位键,H(7)与N(1)之间存在分子内氢键;以上作用使得卟吩环扭曲变形. (2)苏氨酸残基与Fe(II)配位后可减弱O2和Fe(II)的配位作用,有利于O2的离去. (3)溶剂效应主要使分子内氢键作用减弱,卟吩环扭曲程度增加;减弱苏氨酸残基与Fe(II)的配位作用,增强O2与Fe(II)的配位作用. (4)L-Thr-TPPFe(II)的表观静电势的负值区域主要集中在O原子、N原子附近和苯环的轴面,分别体现了孤对电子和π电子的贡献;正值区域主要集中在苯环H原子和Fe(II)附近区域;中心Fe(II)处存在具有较大的表观静电势,容易与O2配位.

    更多

    数学
    • 三阶无穷多点边值问题正解的存在性

      高婷, 韩晓玲

      2016,53(1):35

      摘要:

      本文研究了三阶微分方程的无穷多点边值问题u'''+ λa(t)f(u) = 0, t ∈ (0,1),u(0) = βu'(0), u(1) =∑αiu(ξi), u'(1) = 0正解的存在性,其中 λ > 0 是一个参数, ξi∈ (0,1), αi∈ [0,+∞], 且满足∑αi>1,0<∑αiξi(2−ξi) < 1. a(t) ∈ C([0,1],[0,∞)), f ∈ C([0,∞),[0,∞)).我们运用锥拉伸与压缩不动点定理,在f满足超线性或次线性的情况下,不仅得到了该边值问题的正解,同时还得到了使得该问题有解的特征值 λ的取值范围。

    • 随机中心耦合布朗马达的定向输运与随机共振

      倪飞翔, 王会琦, 吕王勇, 林丽烽, 余磊

      2018,55(4):661

      摘要:

      在一些物理和生物环境中, 耦合布朗粒子因受介质的温度、浓度等的影响而与周围粒子作用,产生不同程度的粘附和脱落过程, 其中便伴随着关联结构的随机解耦合和再耦合行为. 本文基于Langevin方程引入了一种新的具有中心随机耦合结构的布朗马达模型来刻画系统输运过程中环境粒子与中心粒子间以一定概率发生局部弹性耦合作用, 并形成关联粒子数的随机涨落. 仿真结果表明, 耦合系统的结构参数、势场对称性及噪声强度等对粒子输运行为均产生显著影响, 并且可以观察到系统协作、随机共振和广义随机共振等现象.

    • 指数趋势预测的BP-LSTM模型

      孙存浩, 胡兵, 邹雨轩

      2020,57(1):27

      摘要:

      本文根据股指、股价等数据的时序特征将人工神经网络(ANN)与深度学习中的循环神经网络(RNN)引入股指预测,基于BP神经网络模型与长短期记忆(LSTM)神经网络模型构建了BP-LSTM模型.基于上证指数,本文进行了数值实验. 结果表明BP-LSTM预测模型的准确率比传统机器学习模型有明显提升,与普通LSTM模型相比也有较大的提升.

    • 混合整数非线性规划问题的全局最优性条件

      全靖, 李国权

      2017,54(3):452

      摘要:

      近年来混合整数非线性规划问题的应用非常广泛。本文给出了带界约束的混合整数非线性规划问题全局极小点的必要条件,包含连续优化和离散优化问题。同时得到了带界约束的混合整数非线性规划问题的充分全局最优性条件。所针对的优化问题的目标函数只需要是二次连续可微的。如何目标函数的二次的,所得的最优性条件非常容易验证。我们给出了数值例子以说明全局最优性条件的意义。

    • 非对称噪声的Langevin谐振子模型的随机共振

      丛雪, 邓科

      2018,55(1):0001

      摘要:

      本文研究了周期调制噪声和非对称双态噪声联合驱动下具有频率涨落的谐振子的随机共振现象,本文的主要工作是通过Shapiro-Logniov公式求解了谐振子系统的稳态响应一阶矩的解析表达式,并且推到了谐振子系统的稳态响应一阶矩的稳定性条件。最后发现了系统关于不同参数的广义随机共振现象,出现了双峰共振现象等丰富的动力学行为。

    • 无线传感器网络中假设检验的传感器选择问题

      钱博, 马婷, 宋恩彬

      2018,55(1):0007

      摘要:

      无线传感器网络通常具有带宽限制和能量约束,这就涉及到一个很重要的传感器选择问题. 即如何在 n 个传感器中选取 p 个,使得仅由这 p 个传感器的观测进行假设检验时,虚警率达到最小. 这类问题已被证明是 NP 难的. 本文将该问题松弛成一个易处理的新问题,并提出了一个可以达到新问题 KKT点的高效算法. 通过与已有的算法比较复杂度,本文提出的算法效率更高. 同时仿真结果也表明,大多数情况下我们提出的算法均可达到全局最优解.

    • 一维Hopfield神经网络模型的多稳态分析

      宿娟, 何志蓉

      2016,53(2):260

      摘要:

      该文讨论一维Hopfield神经网络模型的多稳态问题.当模型所含S型激活函数没有有界性限制时,该文首先讨论了模型平衡点的存在性,并进一步给出了模型取得一个, 二个, 或三个平衡点的参数条件以及每个平衡点的稳定性.然后该文获得了模型在参数所有取值情况下的平衡点个数及其稳定性的结论.最后, 通过两个实例及其数值模拟说明了结论的有效性.

    • 基于迁移学习的适用法条推荐模型

      杨超群, 庞彦燕, 严若冰, 张世全, 胡 兵, 王 竹

      2021,58(2):021001

      摘要:

      本文提出了一个基于法律事实的适用法条推荐模型.作为应用,本文选取了刑事诈骗罪和民事离婚纠纷两个案由的裁判文书数据集,使用FastText模型,并基于迁移学习方法从预训练的通用词向量出发训练法律词向量,再以此为基础进行文本分类.结果显示,进过迁移学习后,无论是诈骗罪案件还是离婚纠纷案件模型均能做到对案情描述文本全面准确地推荐适用法条,特别是具有针对性的法规、司法解释等.随着迁移学习模式的不断完善,本文研究的方法还应该可以进一步用于证据推送、量刑预测等.

    • 对一般滤子情形下SLQ问题最优反馈的刻画

      任燕

      2018,55(1):0042

      摘要:

      在数学控制论中一个最为重要的基本问题是为系统设计反馈最优控制. 这已在LQ问题中得到了很好的实现. 在已有的文献中对这一问题的随机情形的讨论更多的是集中在自然滤子情形. 本文应用转置解这一概念在一般滤子情形下给出了带随机系数的SLQ问题最优反馈控制存在的充分条件, 并证明了对一维控制问题而言这还是必要条件.

    更多

    计算机科学
    • 中国空域国内航班飞行拓扑分析

      吴珂, 王俊峰, 罗琴

      2016,53(1):73

      摘要:

      基于中国空域航班飞行拓扑研究航空自组网将有利于满足未来航班对空中管制、信息共享等方面的需求,但现有研究未根据中国空域的具体情况对航班飞行拓扑进行分析.本文通过搜集真实的中国空域国内航班数据,把中国空域划分为东西部以及飞行情报区,同时借助NS2仿真,直观地分析比较中国空域一天以及每小时航班飞行拓扑.结果表明中国空域国内航班分布有很大差异,而航班数量与人口和第三产值呈现出较高的线性相关性.

    • 基于卷积神经网络的网络流量识别技术研究

      李勤, 师维, 孙界平, 董超, 曲天舒

      2017,54(5):959

      摘要:

      近年来,深度包检测技术和基于统计特征的网络流量识别技术迅速发展,但它们分别存在不能识别加密流量和依赖人对特征主观选择的缺陷。文章提出了基于卷积神经网络的流量识别方法,将网络数据按照一定的规则转换为灰度图像进行识别,并根据TCP数据包的有序性和UDP数据包的无序性,对原始的网络数据进行了扩展,以进一步提高识别率。实验数据表明,该方法对应用程序和应用层协议两个层次的网络流量具有较高的检测率。

    • 图像内部Move-Copy篡改盲取证算法研究

      李若晨, 琚生根, 周刚, 邵寿平

      2016,53(1):67

      摘要:

      针对一般Move-Copy图像篡改取证算法低鲁棒性特点,提出新算法。首先利用颜色不变量检测特征点位置,提高特点的数量和取证结果的召回率;其次用RGB颜色通道扩充Surf描述子向量维数,提高特征向量的健壮性和鲁棒性;然后定义噪声敏感系数判断图像噪声点并对之进行预处理;接着利用序贯相似性检测算法对特征点进行配准以提高配准速度;最后利用肯德尔系数和四条假设对取证结果进行约束,得到最后结果。实验结果表明,本文算法取证准确率较高,鲁棒性强,具有较强的取证说服力。

    • 基于有理数阶偏微分的图像增强新模型

      蒋伟, 李小龙, 刘亚威

      2016,53(1):47

      摘要:

      为了在锐化图像边缘的同时增强纹理细节特征,将分数阶微积分与整数阶微积分理论有效结合,推导出有理数阶微分的差分表达式,构建了基于空间有理数阶偏微分的图像增强模型,并利用有理数阶偏微分掩模算子实现增强模型的数值计算。实验结果表明,该方法对图像可以得到连续变化的增强效果,不仅图像纹理得到很好的增强,图像边缘增强效果也比分数阶微分方法有所提高。客观上,采用了信息熵和平均梯度等图像边缘纹理特征评价参数做定量分析和实验验证,结果显示明新模型融合了整数阶微分与分数阶微分各自的优点,弥补了各自的不足,很好地达到了图像增强的目的。

    • 自动生成美观的信息墙

      陈锐, 谢应涛, 华礼娴, 陈渝, 林涛

      2016,53(1):61

      摘要:

      信息墙是一种由包含各类信息的矩形单元格平铺而成的图形化交互界面。目前信息墙的设计和实现大多采用人工方式,效率低且最终产品的风格缺少变化。本文基于遗传编程算法实现了一个文本信息墙自动生成工具。本文还提出一个文本信息墙视觉美感评价模型,并将其与算法整合以美化所生成的文本信息墙的外观。实验表明,该工具能够高效地自动生成风格各异且较美观的文本信息墙。通过该工具,设计人员可直接基于自动生成的文本信息墙进行加工创作,提高了生产力。

    • 一种考虑网络能效优化的队列管理方法

      蒋丽丽, 陈国彬, 张广泉

      2017,54(3):499

      摘要:

      针对网络数据传输过程中传输速率慢、网络能耗高等问题,本文基于混合引力搜索算法(Hybrid Gravitional Search Algorithm,HGSA)提出了一种队列管理方法。该方法首先给出了网络能效评价指标,以此衡量网络的有效信息容量和传输速率。同时利用混合引力搜索算法来对队列管理方法进行优化。最后通过数学仿真,分析了队列长度、数据包大小等对网络能效的影响,结果证明了该方法具有较好的适应性。

    • 基于假分数阶激光混沌的数字图像加密研究

      赵建峰, 王淑英, 李险峰, 张理涛

      2016,53(1):79

      摘要:

      为提高信息加密的安全性,设计了一种基于假分数阶激光混沌系统的加密算法,密钥空间由系统的初始状态变量、参数和分数阶次构成,把所有明文像素值代入密钥,从而提高算法的抗破解能力。数值模拟中对Lena灰度图和Couple彩色图等数字图像进行加密。理论分析和数值仿真表明,该算法的加密空间大,可以有效抵抗密文攻击、差分攻击、选择明文攻击和统计攻击,在多媒体数据的安全通信中具有发展潜力。

    • 基于概率后缀树的股票时间序列预测方法研究

      程小林, 郑兴, 李旭伟

      2018,55(1):0061

      摘要:

      本文在时间序列符号化基础上,引入概率后缀树(Probabilistic Suffix Tree,PST)模型,构建基于时间序列符号化和概率后缀树相结合的股票预测模型。本文选择在沪深300的10股票数据上将预测模型与传统的马尔科夫模型(Markov Model,MM)和自回归移动平均模型(Auto Regressive Moving Average Model,ARMA)进行对比,结果显示本文提出的股票预测模型优于MM模型和ARMA模型,验证了本文所提出的预测模型在投资收益上的有效性。

    • 基于自适应DBSCAN的雷达目标跟踪算法

      张巧,杨红雨,刘洪,刘宇,闫震

      2021,58(1):012001

      摘要:

      直接对三坐标航管一次雷达点迹录取器中录取到的点迹进行航迹起始、跟踪等处理后,会形成大量虚警,运算量大.进行目标跟踪时,候选点迹集合数量庞大是造成目标跟踪过程运算量大的主要原因.文中基于动态自适应 DBSCAN 聚类算法,结合经典卡尔曼滤波跟踪算法,提出了动态自适应DBSCAN 聚类跟踪混合算法,来减少候选点迹集合数量.实验结果证明,本文提出的算法实现了无效点迹数的减少、航迹质量的提高以及运算时间的下降.通过动态自适应DBSCAN 聚类跟踪混合算法,能迅速跟踪到三坐标航管一次雷达探测到的目标并形成目标航迹,可以及时发现黑飞目标,将对正常民航飞机飞行的干扰降到最低.

    • 类脑计算的基础元件:从忆阻元到分忆抗元

      蒲亦非, 余波, 袁晓

      2020,57(1):49

      摘要:

      讨论一种新颖的类脑计算的基础元件:分忆抗元(分数阶忆阻元).忆阻元的概念从经典的整数阶推广到分数阶忆阻元,即分忆抗元.分忆抗元是分数阶忆阻元的一个合成词.分忆抗值是分忆抗元的分数阶阻抗.因此,可以很自然地想到一系列具有挑战性的理论难题:分忆抗元和传统的分抗元以及著名的忆阻元的关系是什么;关于介于忆阻元和电容元或电导元之间的内插特性是什么;以及关于分忆抗元在蔡氏电路周期表中的位置在哪里;任意阶理想的容性分忆抗元和感性分忆抗元的分忆抗值的一般表达式是什么;分忆抗元的度量单位和物理量纲是什么;鉴别分忆抗元的指纹特征是什么;如何通过普通的忆阻和电容与电感以模拟电路形式有效实现任意分数阶忆阻元.基于大量的前期探索性研究成果,对上述一系列理论难题进行了初步探讨.分忆抗元解决了分抗元很难实现记忆端口电荷或磁通量的功能,而且分忆抗元可作为一种基本电路元件应用到混沌系统、神经元电路、神经网络电路等的设计.

    • 基于改进协同过滤算法的个性化新闻推荐技术

      黄贤英, 熊李媛, 李沁东

      2018,55(1):0049

      摘要:

      针对传统的基于内容协同过滤算法只是依据用户历史访问矩阵向用户做出推荐,存在数据稀疏以及不能及时反映用户兴趣变化等问题,个性化新闻推荐技术在传统的协同过滤算法基础上提出了新闻文本内容相似度的计算方式和时间窗的概念,新闻内容相似度计算中还考虑了特征词的词性和在新闻中的位置的影响,时间窗用来建立适应用户兴趣随时间变化的模型;实验结果表明,改进后的算法有效地改善了新闻用户历史访问数据的稀疏问题,及时捕获用户兴趣,F-measure值相比传统的算法最大提高了10%,平均绝对误差值最高下降了7%,显著提高了推荐质量。

    • 基于灰色关联度和AHP的用户满意度综合评价模型

      陈伟鹏, 柳戌昊, 唐宁九, 林涛, 刘雯晶, 彭舰

      2017,54(4):713

      摘要:

      针对信息不明确、评价指标关系复杂的用户评论,难以有效对产品可用性的进行综合评价的问题,提出了一种灰色关联度和AHP(Analytic Hierarchy Process)结合的评模型分析应用到产品可用性研究. 利用AHP方法确定在评价指标的相对权重来增强灰色关联度分析的客观性,以此建立产品的用户满意度综合评价模型. 在不同价位的手机产品数据集上进行了对比实验,该模型所得的满意度评价排名与实际产品销售排名基本一致. 此外,实验也证明了灰色关联度分析能更清晰的区分产品间的满意度差异. 上述结论说明在评估信息不完备情况下,提出的模型能够有效的综合评价产品的用户满意度.

    • 基于组合神经网络的启发式工控系统异常检测模型

      唐彰国, 李焕洲, 张健

      2017,54(4):735

      摘要:

      为了提高工控系统入侵的检测率,讨论了传统工控入侵检测技术的原理,并从信息论的观点进行了对比研究。通过对工控系统特异性及其攻击手法的建模,归纳出工控攻击在协议栈、统计特性、通信行为等方面表现出的动态和静态指纹,基于一种新的异构信息的抽象方法,提出并实现了一个基于组合神经网络的启发式工控系统异常检测模型。测试结果表明该检测模型运行高效,相比一般智能方法检测结果更为准确。

    • 基于滚动时域的遗传-免疫算法优化航班着陆调度

      陈文平, 梁文快, 李毅

      2016,53(2):311

      摘要:

      航班调度一直是空中交通管制(ATC)中的一个复杂而具有重要意义的任务,而航班着陆问题(ALS)是其中的核心问题.航班着陆调度是NP-hard问题,具有规模大、约束条件多的特点.因此,为了有效合理地解决航班着陆问题,本文提出了基于滚动时域的遗传-免疫算法(RHC_HGIA)优化航班着陆调度.RHC_HGIA主要从两个方面解决航班着陆调度问题,一方面根据设定的滚动时域长度与大小选择需要进行优化的待降落航班;另一方面对选择的待降落航班使用遗传-免疫算法进行优化并确定其实际着陆时间.经过优化后的航班组成新的航班降落序列,从该序列中选择实际着陆时间在给定时域范围内的航班进行着陆.重新设置滚动时域长度,选择待降落航班进行优化,直到所有待着陆航班都已着陆为止.本文仿真实验以某机场一天内的20架待着陆航班数据为基础,在机场管制仿真系统中进行模拟仿真.仿真实验表明,与传统航班着陆调度算法(FCFS)相比,经过RHC_HGIA算法优化后的待着陆航班的额外成本有明显的降低.

    • 基于贪心策略的多目标跟踪数据关联算法

      张良, 王运锋

      2018,55(1):0056

      摘要:

      摘 要:针对多目标跟踪中数据关联问题,提出一种新的数据关联方法,该算法先计算航迹和点迹的欧式距离以及其状态向量的在1范数下的距离,并将两者的和作为关联测度,构建关联概率矩阵.根据关联概率矩阵,对每条航迹都找到最适合(关联概率最大)的点迹,若点迹只是一条航迹的候选点迹则予以更新,若点迹是多条航迹的候选点迹,则选择其中概率最高的一条航迹予以更新.蒙特卡罗仿真表明,该算法在最大程度上保证了对每条航迹更新的点迹尽量是当前所有点迹中最优的点.

    • 基于AT的锅炉燃烧温度场重建算法研究

      武钰晖, 杨岚斐, 赵丽, 周新志

      2021,58(6):062002

      摘要:

      为了监控燃烧状态,实现炉内温度分布的测量,提出了一种基于声学层析成像法(AT)的三层递进式网格化温度场重建算法. 该算法在最小二乘法(LSM)确定稀疏网格温度信息的基础上,利用最小二乘支持向量机(LSSVM)建立温度场的细密网格模型描述, 同时为了进一步提高重建精度,LSSVM重建模型的参数通过差分进化算法(DE)进行整定(简称为LLD算法),从而建立整个待测温度场的细致温度描述. 通过对东方锅炉厂提供的三种不同类型的温度场进行重建,结果及误差分析表明LLD算法可以对待测燃烧区域温度分布信息进行全局性的描述,能实现温度场的高精度重建.

    • 基于动态多子族群自适应群居蜘蛛优化算法

      刘洲洲, 李彬

      2017,54(4):721

      摘要:

      为了提高群居蜘蛛优化算法(SSO)样本多样性和算法收敛性能,提出了一种基于动态多子族群自适应群居蜘蛛优化算法(DMASSO)。根据算法样本多样性和算法进化程度,动态的将蜘蛛种群分成若干个主导子族群和辅助子族群,在不同子族群中分别引入自适应学习因子和高斯扰动因子改进算法个体更新方式,实现提高算法全局寻优能力和保持群体样本多样性。针对具有典型特点的测试函数仿真结果表明,较SSO算法、MSFLA算法等优化算法相比,新算法在收敛速度和收敛精度上均有明显改善。

    • 基于BP神经网络的DDoS攻击检测研究

      杨可心, 桑永胜

      2017,54(1):71

      摘要:

      分布式拒绝服务攻击(DDoS)是如今常见的网络威胁之一,DDoS攻击易被发动却很难追踪与防范。在神经网络快速算法基础上,首先系统分析国内外DDoS攻击检测理论、方法与大量数据集,构建了基于数据包长度,数据包发送时间间隔以及数据包长度变化率等七项特征的攻击流量特征模型,其次通过大量尝试提出对神经网络误差调整参数进行优化的方法,最后基于加州大学洛杉矶分校数据集(UCLA CSD Packet Traces)进行了参数改进前后的攻击检测对比实验。实验表明,提出的方法能有效提高DDoS攻击检测率,且具有较好的泛化能力。

    • 基于蚁群算法的运动时间优化算法研究

      魏鹏, 罗红波, 赵康, 龙伟

      2018,55(6):1171

      摘要:

      液压凿岩台车在现代隧道掘进施工中发挥了重要作用,现有液压凿岩台车在进行寻找孔位时,由操作人员完成,找孔顺序、找孔时间无优化,导致寻找孔位时间浪费,效率低。针对上述问题,本文对长臂多关节智能凿岩机面向超大隧道断面与复杂孔系的多节变运动与寻孔路径的时间进行优化,创新研究如下:通多对凿岩隧道形式、开挖方式分析和炮眼参数的设定,对左右两机械臂钻孔任务提出无碰规划方案,同时以多关节机械臂各个关节变量的总变化时间作为优化目标函数,采用蚁群算法优化目标函数,得到寻找孔位时间最短的优化寻找孔位路径,提高了液压凿岩台车机械臂的定位找孔效率。

    更多

    化学
    • 微纳米卟啉金属有机络合物的合成

      杨建东, 黄姗

      2016,53(1):145

      摘要:

      微纳米尺度的金属有机配合物不仅具有纳米尺寸效应,而且具有可调的组装单元,从而表现出诸多良好性能。我们通过一种简单的绿色合成方法,得到微纳米尺度的金属卟啉配合物,并通过选择不同的金属离子,实现了对金属卟啉配合物的可控组装,得到了从零位、一维和二维的金属卟啉配合物。并借助扫描电镜、红外光谱、X射线衍射谱(XRD), X射线光电子能谱(XPS)等对其结构进行了表征,详细考察了其影响纳米结构的影响因素和动力学生长过程。

    • HgmSen (m=1,2,3,n=1,2) 分子和分子离子团簇的结构与光谱性质

      商龙臣, 刘信平, 李娇, 倪书萍, 廖红华

      2016,53(1):138

      摘要:

      本工作采用LANL2DZ赝势基组及B3LYP方法对HgmSen(m=1,2,3,n=1,2) 分子和分子离子团簇微观结构和电子性质进行了计算,并用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算吸收光谱,得到了基态结构、电子性质、结合能、能隙和偶极矩等微观性质,分析了前线分子轨道特征、指认了全部简谐振动模式、吸收光谱性质。结果表明:当m+n=1~3时,以线型和角型为基态稳定构型,m+n=4~5时,环状为基态稳定构型,且HgSe2团簇分子较其它组成的团簇分子稳定性最强、结合能最大、能隙最小。HgmSen(m=1,2,3,n=1,2) 分子和分子离子团簇都有较好的电子供体和受体等活性部位,导电性良好。不同组成的各团簇的最大吸收波长λmax值呈现的规律性不强,但对于相同组成的团簇分子与其相应正负离子间,出现显著的红移或蓝移现象。本结果可为今后实验及应用研究提供重要理论参考,有助于深入理解实验现象的本质及更好认识大块凝聚物质的某些性质和规律。

    • 肺炎克雷伯碳青霉烯酶与β-内酰胺酶抑制蛋白复合物的运动模式

      左柯, 杜文义, 代田洋, 刘嵬, 梁立, 胡建平

      2017,54(3):585

      摘要:

      肺炎克雷伯碳青霉烯酶能水解临床治疗多药耐药菌感染的碳青霉烯类抗生素,严重削弱了革兰氏阴性菌感染的治疗效果。开发新型有效专一的肺炎克雷伯碳青霉烯酶酶抑制剂有助于提高此类抗生素的治疗有效率。β-内酰胺酶抑制蛋白能竞争性抑制剂肺炎克雷伯碳青霉烯酶的活性。用粗粒化模型分析了肺炎克雷伯碳青霉烯酶-关键词β-内酰胺酶抑制蛋白复合物的运动模式。结果表明,结合了β-内酰胺酶抑制蛋白后,肺炎克雷伯碳青霉烯酶的运动模式有较大变化。最后用分子对接和分子动力学模拟方法给出了一系列环硼酸类β-内酰胺酶抑制剂与肺炎克雷伯碳青霉烯酶的结合模式,并从氢键和能量的角度解释了该类抑制剂的识别机制与构象-抑制活性间的关系。本研究为后续基于肺炎克雷伯碳青霉烯酶结构的抑制剂设计提供了一定的理论依据。

    • 氧化锌矿浸出锌的优化实验研究

      黄平, 李来才, 张远

      2017,54(3):595

      摘要:

      采用响应曲面法(Response Surface Methodology,RSM),选取Quadratic模型,据此模型进行了Box-Behnken实验设计优化在NH3-(NH4)2SO4-H2O体系浸出氧化锌矿的实验工艺参数,建立了回归方程。 回归分析模型的“Prob>F”值为0.0023,小于0.05,模型模拟精度高,回归方程的全体自变量与因变量之间是显著的,回归方程可信。模型分析发现,液固比、浸出温度、浸出时间三个因素对锌的浸出率影响较为显著,对响应面和等高线图进行分析,液固比和浸出时间的交互作用较为显著。RSM法优化最佳浸出实验参数液固比12.81、浸出温度30℃、浸出时间4.15h、总氨浓度7.5 mol•L-1,预测浸出率86.2%。综合考虑操作的可行性,在采用NH3-(NH4)2SO4-H2O体系浸出氧化锌矿工艺中,选取液固比13、浸出温度30℃、浸出时间4h、总氨浓度7.5 mol•L-1,测得浸出率为86.0%,与理论预测值相比误差为0.23%。

    • 果胶对稀土金属Ce4+的吸附研究

      张理元, 陈奇, 刘义武, 周大利

      2017,54(4):807

      摘要:

      本文研究了低脂果胶对稀土金属铈离子的吸附性能。研究了吸附时间、铈离子溶液的pH、吸附温度、果胶用量、铈离子浓度对果胶吸附容量的影响。分别用Langmuir和Freundlich模型对吸附过程进行了分析。根据吸附等温线,计算了相关的热力学和动力学参数,并用红外光谱对样品进行了分析。结果表明,所研究的变量显著地影响果胶对铈离子的吸附容量,吸附前后果胶的红外光谱发生了明显的改变,说明吸附过程中可能发生了化学反应。与Langmuir模型相比,Freundlich模型更适合用来描述果胶对铈离子的吸附过程。吸附过程遵循伪一级动力学方程。焓变和熵变是吸附过程的驱动力。

    • 基于甲酸根离子原位形成的单个稀土配位聚合物的构筑及其掺杂化合物的荧光性质研究

      吴小说, 汪鹏飞

      2018,55(1):0147

      摘要:

      通过混合溶剂热反应合成了一个三维框架结构的稀土配位聚合物, [La(HCO2)3]n (1). 对化合物1进行了X-射线单晶衍射以及粉末衍射、元素分析、红外光谱、热重性质等表征工作. 单晶衍射结果显示该化合物结晶与三方晶系, R3m空间群, 晶胞参数a = 1.0683(9) nm, b = 1.0683(9) nm, c = 0.4139(7) nm, β = 101.117(3). 甲酸根离子是N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂的原位分解而产生的. 中心离子La(ΙΙΙ)具有九配位的配位构型, 其九个位置被来自不同九个甲酸根离子中的一个氧原子所占据. 而一个甲酸根离子连接三个La(ΙΙΙ)形成一个新颖的双节点(3, 9)-连接的三维骨架结构化合物, 具有(4.62)3(46.621.89) Schläfli符号. 此外, 我们还研究化合物1掺杂其他稀土离子(Eu, Tb, Dy)所形成三个化合物1-La/Eu, 1-La/Tb, 1-La/Dy的固体荧光性质.

    • 苯乙烯的密度泛函研究

      何伟平, 黄菊, 王德堂, 刘晓静

      2016,53(6):1322

      摘要:

      以苯乙烯为研究对象,采用密度泛函理论的B3LYP方法及不同基组,进行了分子结构优化。在此基础上,对其分子轨道、能级、最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)、红外光谱(IR)和拉曼光谱(Raman)、核磁共振谱(NMR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)进行了模拟计算。根据能级和分子轨道计算结果,主要讨论了苯乙烯的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)的特点;将红外光谱(IR)和拉曼光谱(Raman)、核磁共振谱(NMR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)计算结果与实测值进行了对比,并对谱图数据进行了简要分析及讨论。

    • 双水相萃取红景天苷的研究

      郭青锋, 王凤薇, 陈东辉, 王道武

      2016,53(2):403

      摘要:

      聚乙二醇(PEG)/盐的水溶液双相体系(ATPS)形成双相行为和双相分配行为的研究.研究了聚乙二醇(PEG)的分子量和质量分数,盐种类,盐的质量分数,离子强度,红景天初始浓度对红景天提取率的影响。并通过正交试验,确定最佳双水相PEG/(NH4)2SO4体系的条件,产生一个简单的预处理方法为提取和测定红景天苷。当双水相体系是20%PEG1000,20%(NH4)2SO4和1%KCl时,提取效果最好,提取率是95.32%。

    • 强电场下化学反应体系非线性介电行为研究

      洪涛, 唐正明, 朱铧丞, 兰俊卿, 黄卡玛

      2017,54(1):131

      摘要:

      在强电场的作用下,化学反应体系的反应速率会发生改变,进而影响反应体系的平衡状态,然而其机理仍不清楚。本文从反应体系的介电特性出发,研究了强静电场与反应体系的相互作用。在只考虑二阶非线性响应时,对改进型的Smoluchowski方程进行勒让德多项式展开,推导出反应体系极化强度的一般表达式。同时利用异构反应讨论了具体的非线性变化,结果表明,极化过程中的二阶非线性项与极化强度之比与电场强度成正比,同时讨论并给出了该结果的适用范围。

    • 双异戊烯基黄酮分子的光谱和热力学性质研究

      漆文胜, 王海峰, 李权

      2016,53(2):389

      摘要:

      使用密度泛函理论B3LYP方法,对两种双异戊烯基黄酮1R和2分子的几何结构、光谱、热力学性质进行理论计算研究,并基于Tomasi极化统一场模型(PCM)讨论溶剂效应。结果显示,1R和2分子在气相中的最低能量吸收波长分别为325.6和361.9 nm,溶剂及其极性大小对1R和2分子的最低能量吸收波长影响很小。298 K标准压力下,1R和2分子的气态标准摩尔热力学性质ΔfHm 分别为3455.51和3691.26 kJ.mol-1,ΔfGm 分别为4028.23和4282.98 kJ.mol-1, Sm分别为834.90和834.97 J.mol-1.K-1。

    • 泡沫陶瓷基偏钛酸型锂离子吸附剂的动态吸附和洗脱性能研究

      张理元, 刘义武, 周大利, 姚歉歉

      2017,54(6):1275

      摘要:

      通过溶胶-凝胶法把偏钛酸型锂离子吸附剂负载在堇青石基泡沫陶瓷上,采用离子交换柱研究了所制备的样品的动态吸附和洗脱性能。研究了液体流速、Li+浓度、单柱/多柱对吸附容量和Li+富集倍数的影响。结果表明,泡沫陶瓷基锂离子吸附剂达到穿漏点所需的时间较长,吸附剂具有较大的操作吸附容量。在一定的范围内,洗脱液的流速不会显著影响Li+的富集倍数。吸附剂对高浓度的Li+不具有富集的能力,而对低浓度的Li+具有富集的能力。通过在洗脱流出液中加盐酸将其pH值调节到原始的洗脱液pH值,再将其作为洗脱液,吸附剂对Li+的富集倍数最少可以达到26.55倍。

    • CdSe:Zn/ZnS核壳量子点的化学合成及光谱性质研究

      杨润, 谢瑞士

      2017,54(2):357

      摘要:

      采用绿色合成工艺,使用多种配体分别在水溶液中合成了水溶性的CdSe:Zn/ZnS核壳量子点,并通过多种测试手段对产物的结构及光谱性质进行讨论。XRD结果表明,合成的CdSe:Zn/ZnS核壳量子点为立方闪锌矿结构,产物的平均晶粒尺寸约为2.4 nm,相比未加配体得到的量子点的晶粒要小一些。SEM图像表明合成的样品为近球形颗粒。有趣的是,合成的样品具有良好的的亲水性,推断样品的表面包覆有亲水性基团,该推断与FT-IR结果相吻合。量子点的吸收峰位与相应的体材料相比,均产生明显的蓝移,展示出明显的量子限域效应。

    • 不同气氛下氟醚橡胶热分解动力学的对比研究

      赵奇, 张蓉, 皮红

      2017,54(2):364

      摘要:

      利用热失重分析方法(TGA),研究了氟醚橡胶生胶在空气和氮气中的热分解规律,并探讨了五种升温速率下的热分解动力学。应用Flynn-Wall-Ozawa法计算获得了其热解过程的动力学参数,并利用Popescu法推断得到了热解过程的反应机理函数。研究结果表明:氟醚橡胶生胶只呈现出一个主要的热失重峰;升温速率越大,热分解温度越高;氮气中更稳定且氧气对其热分解有一定的促进作用;空气中的热分解活化能平均值为172.5kJ/mol,氮气中的为260.9kJ/mol;两种气氛下,热解过程均不能由单一的机理函数来描述;空气中,340℃~370℃阶段机理符合相边界反应,球形对称,370℃~380℃阶段机理函数符合Ginstling-Brounshtein(G-B)方程,380℃~400℃阶段符合Zhuralev (Zh)方程;氮气中,400℃~430℃阶段机理函数符合Ginstling-Brounshtein(G-B)方程,430℃~460℃阶段机理符合相边界反应,球形对称。

    • 粘土岩对铀(Ⅵ)的吸附特征研究

      赖捷, 刘畅, 冷阳春, 成建峰, 庹先国

      2017,54(4):815

      摘要:

      以内蒙古阿拉善粘土岩为研究对象,通过静态吸附实验,探讨接触时间、U(Ⅵ)初始浓度、固液比、pH值、离子类型以及离子浓度等因素对U(Ⅵ)吸附特征的影响。研究结果表明:粘土岩对U(Ⅵ)的吸附速率较快,24 h即可达到吸附平衡,最佳吸附固液比为1:200,最佳吸附初始浓度为160 μg.mL-1;随着pH值的增大,粘土岩对U(Ⅵ)的吸附能力不断增强,pH为8时,吸附能力达到最大;溶液中Ca2+、CO32-和HCO3-对U(Ⅵ)吸附有很强的抑制作用,不利于U(Ⅵ)的吸附,K+、Na+、Cl-、NO3-、SO42-对U(Ⅵ)的吸附影响较弱,U(Ⅵ)在粘土岩表面吸附主要以内层络合作用为主。因此,开展粘土岩对U(Ⅵ)的吸附研究,对我国高放废物的处置工作开展起到了极其关键的作用。

    • 诺氟沙星的密度泛函研究

      孙婷婷, 黄菊, 何伟平, 王德堂

      2017,54(5):1049

      摘要:

      以诺氟沙星为研究对象,采用密度泛函理论的B3LYP/6-311+G(d,p)方法,进行分子结构全优化,并对红外光谱(IR)和拉曼光谱(Raman)、前线轨道(最高占据轨道HOMO、最低空轨道LUMO)、净电荷分布进行了量子力学计算。根据红外光谱(IR)和拉曼光谱(Raman)的计算结果,对振动模式进行了指认;根据前线轨道(HOMO、LUMO)、净电荷分布的计算结果,讨论了诺氟沙星的HOMO、LUMO和分子表面电势的特点。采用密度泛函理论的B3LYP/6-311+G(2d,p)方法,进行分子结构全优化,使用GIAO方法计算得到核磁共振谱(NMR),并对谱图数据进行了分析讨论。

    • 高比表面积石墨相氮化碳的制备及其光催化应用研究进展

      牛金叶, 谢艺, 王璐瑶, 王谦, 张永奎, 王雅博

      2018,55(5):1067

      摘要:

      石墨相氮化碳(g-C3N4)具有较好的物理化学稳定性,合适的能带结构,良好的可见光吸收性能,因而在光催化领域得到了广泛关注。作为异相催化剂,高比表面积可以提供较多的反应位点,增加反应物的接触,改善传质,从而促进催化性能的提升。本文综述了高比表面积g-C3N4的合成方法,介绍了两种增加g-C3N4比表面积的途径:(1)模板法制备多孔g-C3N4;(2)剥离法制备薄层g-C3N4纳米片。本文对高比面积g-C3N4的光催化应用也做了相应的介绍,并对g-C3N4的发展前景做了展望。

    • 光谱法研究穿琥宁与牛血清白蛋白的相互作用

      刘里, 成飞翔

      2017,54(2):351

      摘要:

      穿琥宁(PDS)是一种药物,被广泛用于治疗病毒性肺炎,病毒性上呼吸道感染等的消炎药,被誉为“中药抗生素”。在优化的实验条件下,运用荧光和紫外光谱法,在不同的温度下研究穿琥宁与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用及共存金属离子的影响。用Stern-Volmer, Lineweaver–Burk 和 双对数方程计算了速率常数(Kq),表观猝灭常数 (Ksv),结合常数 (KA) ,静态荧光猝灭缔合常数(KLB) 和结合位点数(n)。结果表明:穿琥宁能结合BSA。由于生成PDS-BSA复合物,穿琥宁对BSA的猝灭是静态猝灭机理。热力学参数表明是一个自发过程,其作用力类型主要为静电作用力。至少一个结合位点。BSA 的亚螺旋域ⅡA和ⅢA是主要结合位置,离酪氨酸残基更近,无药物协同作用。穿琥宁对BSA构象产生影响。Pb2+、Mn2+、Ni2+和Cu2+对PDS与BSA结合产生竞争作用,增强药效。Cr3+对穿琥宁与BSA结合产生促进作用,延长药效时间。该研究结果对揭示药物动力学问题及新的抗病毒类中草药的研发提供了理论依据。

    更多

    材料科学
    • 单畴磁铁矿磁接收器磁学模型

      钱霞

      2017,54(3):600

      摘要:

      很多生物可以利用地磁场辨别方向和方位,而生物磁铁矿被广泛发现存在于这些生物体中,研究者认为,生物磁铁矿与周围组织(包括神经组织)构成磁接收器,它在与外界磁场的相互作用中,将外界磁场信息转化成神经信息促使生物作出相应的反应;生物磁铁矿磁接收器理论包括单畴磁铁矿磁接收器模型和超顺磁磁铁矿磁接收器模型;趋磁细菌体内存在典型的单畴磁铁矿颗粒,本文中,以趋磁细菌为例,从磁学理论角度出发,定性的探讨了单畴磁铁矿磁接收器的磁学模型和工作机制: 在外磁场中,外面包围着生物膜的单畴晶体会受到力的作用,单畴晶体把力转加给生物膜,再被生物膜中的机械感受器接收到,再转变为刺激信号,引起细胞相应的运动行为;或者是,磁铁矿粒子通过与生物膜的结合,把受到的力转变为打开或关闭离子通道,影响离子的流入,跨膜电势发生改变,从而产生刺激信号;多个单畴晶体及膜的存在会导致信号的增加与放大。

    • 偏心纳米管结构的光学吸收和散射特性分析

      张兴坊, 刘凤收, 闫昕, 魏德全

      2018,55(1):0154

      摘要:

      利用时域有限差分法,理论研究了内核偏移量、内核材料和外界环境以及入射光入射方向对偏心金纳米管的吸收和散射强度的影响。结果表明,随着内核偏移量的增大,吸收和散射光谱均发生红移,且吸收和散射强度的比值随着内核偏移量的增大而增大,并且,当内核材料介电常数增大或外界环境介电常数减小时,该比值增大。而入射光入射方向对该强度比值影响则较复杂。利用等离激元杂化理论对该现象进行了解释。

    • [110], [112], [111]晶向钨纳米线拉伸微结构演变

      卢敏, 余冬海, 刘长菊

      2017,54(1):147

      摘要:

      摘要:采用嵌入原子势, 使用分子动力学方法, 模拟研究了[110]、[112]和[111]三个晶向钨纳米线的拉伸弛豫过程的微观破坏机理.并引入共近邻分析方法、配位数及中心对称参数法来分析它的结构和形状的演化过程.结果表明:不同晶向的纳米线拉伸时具有不同的力学性能, [111]晶向具有最大的弹性模量、屈服应变、屈服强度与断裂应变, 其次是[110]晶向, 最后是[112]晶向.晶向对弹性模量的影响较小, 但对屈服应变、屈服强度、断裂应变影响较大.模拟结果还表明:这三个晶向均具有弹性、损伤、屈服及颈缩断裂四个阶段, 且发现[112]晶向具有强化阶段, 即应力随应变的增加而增加, 重新恢复承载能力, 但其断裂应变最小.并给出了这三种不同晶向拉伸断裂的机理.

    • 铕掺杂氧化钇的密度泛函第一性原理研究

      熊晓玲, 杨玉青, 雷轶松, 邹宇, 王虎, 展长勇, 伍建春

      2018,55(1):0159

      摘要:

      基于第一性原理密度泛函,开展了氧化钇(Y2O3)的晶体结构和电子性质的计算研究,对比实验结果验证了计算方法的可行性。通过超元胞模型的密度泛函计算,探究了氧化钇主要本征点缺陷和不同格点阳离子铕(Eu)取代掺杂的形成能。结果表明,富氧条件有利于Eu杂质原子掺入氧化钇晶格,低费米能条件下,Eu原子易于取代周围6个O原子具有中心反演对称性的钇原子;在高费米能条件下,杂质原子对两种格点钇原子取代几率相等。本研究对于提升Eu掺杂氧化钇的发光效率具有一定的指导意义。

    • 水热法制备ZnTiO3/TiO2复合光催化剂及其光催化性能研究

      刘冷, 杜意恩, 李军, 刘毓芳, 蔡雪梅, 陈勇强

      2018,55(4):827

      摘要:

      本文以层状钛酸盐K2Ti4O9为前驱体,将其通过质子交换和插层反应剥离成[Ti4O9]2ˉ纳米片,然后用3 mol/L HCl溶液和3 mol/L NaOH溶液将其调节成设定pH,再向上述溶液中加入一定质量的六次甲基四胺和锌盐,在水热条件下制备出高催化活性的ZnTiO3/TiO2复合光催化剂. 通过X-射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了其结构和形貌,并在光照条件下,对不同条件下所制备的ZnTiO3/TiO2复合光催化剂进行了光催化降解亚甲基蓝性能研究. 研究结果表明,在pH = 7.0条件下制备的ZnTiO3/TiO2复合光催化剂展示了较高的光催化性能.

    • DSSC用钒掺杂二氧化钛薄膜的制备及性能表征

      赖奇, 廖先杰, 张树立, 李俊翰, 吴恩辉, 钟璨宇

      2017,54(6):1289

      摘要:

      为获得高性能电池用二氧化钛薄膜,采用射频磁控溅射法在靶材中掺入V2O5制备了TiO2薄膜,使用分光光度计和电化学工作站研究了溅射时间、退火温度和掺钒量等对TiO2薄膜光学性能和电学性能的影响。研究表明溅射时间对薄膜紫外光区的透射率影响较大,在小于400nm区域内,3h溅射薄膜的透射率已经降至60%以下;对薄膜可见光区的透射率影响较小,此区域内薄膜的平均透射率达80%以上。退火温度对薄膜的亲水性能和光催化性能有一定的影响,经400℃退火的薄膜具有很好的光催化性能和超亲水性。掺杂V2O5使薄膜的吸收峰红移和禁带宽度变窄,当掺杂量为0.5%时,TiO2薄膜红移量最大、禁带宽度变为2.88eV。随后将制备的掺钒二氧化钛薄膜制备成染料敏化太阳能电池(DSSC),结果表明掺V2O5 0.5%的二氧化钛薄膜的光响应范围增大,所制备电池的开路电压和短路电流都高于未掺杂电池,特别是短路电流从24.82μA增大到了88.15μA,提高了电池的综合性能。

    • U-Mo微球与Al粉的混合工艺研究

      庾正伟, 王录全, 刘海, 冷茂林, 黄健民, 郭振

      2017,54(2):371

      摘要:

      采用垂直行星分罐式混料机进行U-Mo微球与Al粉混合,系统研究了混合时间、混合转速和料罐填充率对物料混合度的影响,并设计正交试验分析三因素对物料混合度的影响程度。采用变异系数法和体视显微镜分析了混合物料的混合度和微观形貌。结果表明,最佳混合工艺参数为:混合时间90min、混合转速30r/min和料罐填充率30%,其物料混合度为93.6%;三种混合因素对混合度的影响程度为:混合时间<料罐填充率<混合转速。

    • 温敏型碳点的新法合成

      王都留, 马蓉, 杨建东, 燕翔, 吴生平, 张少飞

      2018,55(6):1287

      摘要:

      用柠檬酸和聚乙二醇200为原料, 通过微波法制成了碳点溶液, 利用IR、XRD、UV、TEM、激光动态光散射和荧光分光光度计进行了表征. 实验结果表明, 该法制备的碳点近似球形, 粒径约为5 nm, 分散均匀, 无团聚现象, 在363 nm的最佳激发波长处, 发射波长为418 nm. 随着所制得的碳点溶液温度的升高, 发射峰位置不发生移动, 而荧光强度呈十分显著的下降趋势, 并且温度与荧光强度呈较好的线性关系, R2=0.9895. 这种对温度敏感的碳点, 有望用于温敏碳点荧光材料显示与测量表面温度的装置中.

    • 氧化石墨烯-单壁碳纳米管复合物的超电容性能研究

      程建宇

      2017,54(1):156

      摘要:

      以氧化石墨烯(GO)作为表面活性剂分散原始的单壁碳纳米管(SWNT),采用超声、冷冻干燥的办法得到氧化石墨烯-单壁碳纳米管复合物,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学测试对样品的形貌、结构、组成以及电化学性质进行表征。结果表明:氧化石墨烯-单壁碳纳米管复合物电化学性质得到了显著的提高,通过调节单壁碳管与GO的比例,发现SWNT质量为GO的10%时,得到的复合材料具有最好的超电容储能特性,在6 mol·L-1的KOH电解液中,0.5 A·g-1电流密度下其比电容可达155 F·g-1,是相同条件下GO比电容(81.5 F·g-1)的1.9倍,这种简单的方法获得的GO-SWNT复合材料在能量存储装置方面展现了广阔的应用前景。

    • 金属壁移动对微波加热均匀性的影响

      张春, 肖光念, 杨阳, 洪涛, 朱铧丞, 黄卡玛

      2017,54(5):1062

      摘要:

      本文通过矩形波导金属壁的移动,对腔体内电磁场分布的相位进行调节,从而改善矩形波导内因电磁场分布的不均匀而引起的加热不均匀性,并且提出了基于空间坐标变换的时变媒质方法来计算移动边界问题,对于处理大型工业用微波腔体的移动边界问题具有重要意义。本文采用单模BJ-22波导加热系统为基准,分析短路面位置的调节对微波加热均匀性的影响,实验和计算表明短路面的调节可以大大提高微波加热的均匀性,且空间坐标变换理论可以准确的用于微波腔体的移动边界计算。

    • 多孔陶瓷基锂离子吸附剂的制备及性能研究

      张理元, 杨东睿, 周大利

      2017,54(3):611

      摘要:

      采用溶胶-凝胶法在不同条件下制备Li4Ti5O12,通过XRD分析寻找出制备Li4Ti5O12的理想条件。将高岭土、滑石粉、氧化铝和碳粉制备的多孔陶瓷在前驱体溶胶中进行浸渍负载,经干燥、煅烧制备得到多孔陶瓷基Li4Ti5O12,进行酸改性得到锂离子吸附剂,测定其对Li+的吸附容量。实验结果表明,在一定范围内提高煅烧温度和增加保温时间有利于Li4Ti5O12的生成,在750 ~ 800 ℃下保温5 ~ 8 h得到的产品结晶度好、晶相纯度高。洗脱率和吸附容量随着煅烧温度和保温时间的增加而增加,在800 ℃下保温5 h得到的样品经过酸洗后洗脱率为51.7 %,对Li+的吸附容量为12.2 mg Li+/g Li4Ti5O12。

    • 超顺磁磁铁矿磁接收器磁学模型

      钱霞

      2017,54(6):1295

      摘要:

      生物磁铁矿磁接收器理论模型包括单畴磁铁矿磁接收器模型和超顺磁磁铁矿磁接收器模型;蜜蜂体内存在典型的超顺磁磁铁矿颗粒,本文以蜜蜂为例,从磁学理论角度出发,定性的探讨了超顺磁磁铁矿磁接收器的磁学模型和工作机制:在外磁场作用下,每个超顺磁颗粒会受到力的作用,同时伴随着尺寸沿着一定方向的收缩和扩张,超顺磁颗粒把力以及扩张收缩作用传递给外面的生物膜及生物骨架(埋藏在神经系统中)从而产生相应的神经信号,而多个超顺磁颗粒磁接收系统的存在会放大和加强信号的产生。

    • 温度和He累积损伤对Er2O3薄膜相结构及结晶度的影响

      石云龙, 劳远侠, 王玲, 张海斌, 邓爱红, 汪渊

      2016,53(6):1340

      摘要:

      采用反应磁控溅射法制备Er2O3薄膜,并利用X射线衍射仪(XRD),场发射扫描电子显微镜(SEM)对含He 的Er2O3薄膜的结晶情况、截面和表面形貌进行表征,结果表明:无He的Er2O3薄膜在500℃退火时相结构基本保持稳定,在700℃退火时Er2O3薄膜发生明显的单斜相向立方相的转变。而含He的Er2O3薄膜的结晶度可能与He的存在形式有关。掺氦量较小时,未形成He泡,由于He的引入Er2O3薄膜的结晶度下降;随着掺氦量增加,He泡形成带来很高的内压,而在高压下Er2O3单斜相更易保持稳定。

    • 疏水性腐植酸酯醚的制备及其对草枯醚农药水污染的修复机制

      马崇迪, 刘茜, 李越, 沈跃跃, 赵仕林

      2017,54(4):822

      摘要:

      草枯醚作为一种二苯醚类除草剂,曾在20世纪70~90年代大量使用,是一种典型的持久性有机污染物. 禁用20年来,其在水、土壤环境中仍有检出,严重威胁农业生态安全. 实验采用缩水甘油醚对前期制备的腐植酸酯(HAE)进行化学改性,调控合成强疏水性的腐植酸酯醚(HAEE)吸附材料,用于水中草枯醚吸附去除. 通过傅里叶红外光谱表征、疏水角测定,可以表明HAEE不仅保留了芳香核和类酯结构,同时疏水角由改性前的30°提高到96°. 此外,通过HAEE对水中草枯醚的吸附行为,探究HAEE对水中草枯醚农药污染的修复机制,结果表明:HAEE对草枯醚的吸附量随疏水性的增强而增大;吸附在2.0 h即达平衡;并符合Lagergren二级动力学方程;吸附等温线契合Freundlich模型; HAEE经5次再生后,对草枯醚的去除率仍在78%以上. HAEE对草枯醚的吸附机制以疏水分配和π-π作用为主. 实验制备的疏水性HAEE对草枯醚的吸附,可为水、土壤环境中草枯醚的污染修复提供理论依据.

    • 电化学表面处理和Ti掺杂制备高光电化学性能的Fe2O3光阳极

      万丽娟, 张丽, 杨明

      2018,55(5):1083

      摘要:

      通过金属有机物分解的方法合成了Ti掺杂Fe2O3光阳极。通过XRD、紫外—可见吸收光谱、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)对Fe2O3光阳极进行表征,并对Fe2O3光阳极进行了光电化学表征。为了提高Ti掺杂Fe2O3光阳极的光电性能,对Ti掺杂Fe2O3光阳极的Ti掺杂浓度进行了优化。光电化学测试结果表明电化学表面处理能够提高Ti掺杂Fe2O3光阳极的光电化学性能。说明Ti掺杂和电化学表面处理可以增加Fe2O3光阳极光电流。并基于Mott–Schottky曲线和电化学阻抗谱(EIS)分析了Fe2O3光阳极光电流增加的机理。

    • 稀土Er掺杂β-FeSi2光电特性研究

      张春红, 张忠政, 闫万珺, 周士芸, 邓永荣, 桂放

      2016,53(6):1335

      摘要:

      采用第一性原理的赝势平面波方法对β-FeSi2掺杂稀土元素铒(Er)的光电特性进行了计算与分析. 计算结果表明:Er掺杂后,β-FeSi2晶胞体积变大,且Er掺杂后更倾向于置换FeII的Fe原子. 对能带结构分析可知,掺入Er后费米能级附近的能带结构变得平缓,Er置换Fe导致费米能级向下移入价带中,带隙明显变窄. 掺杂Er原子明显提高了静态介电常数,降低了吸收系数峰值,说明Er掺杂后材料的光电特性发生了变化.

    更多

    特约稿件
    • 基于微博数据的“新冠肺炎疫情”舆情演化时空分析

      陈兴蜀, 常天祐, 王海舟, 赵志龙, 张杰

      2020,57(2):409

      摘要:

      本文依托2020年1月1日至2月29日期间共计6万条新浪微博博文与1.5万条微博热门评论,基于分布式爬虫技术、分布式数据库系统、SnowNLP情感分析模型以及K-Means文本聚类算法,对与“新冠肺炎疫情”相关的话题展开舆情分析,可视化地展现本次疫情事件中网络舆情的时空演化过程。在时间维度层面,通过文本聚类与情感分析,发现网民对于此次肺炎疫情的态度大致经历了三个阶段,即起伏不定的紧张焦虑期、缓慢攀升的团结振作期以及波动很小的自信平稳期,总体上呈现积极大于消极、正面大于负面的情绪状态。在空间维度层面,通过地理统计分析,发现疫情最严重地区网民评论人数最多,同时情感值也最低。

    • 计算法学:一门新兴学科交叉分支

      张妮, 蒲亦非

      2019,56(6):1187

      摘要:

      随着人工智能在法学中深入应用,计算法学(Legal jurisprudence)作为法学与计算机科学的交叉研究科学应运而生。计算法学是计算思维与法学思想的融合, 研究者不再只是与经验、理论打交道,也不是单纯的借鉴和仿照自然科学,而是使用建模、模拟、神经网络等计算方法来分析法律关系,让法律信息从传统分析转为实时应答的信息化、智能化体系。通过主体的分布式实时计算分析法律行为,从而发现法律系统的运行深层规律,提高司法公正和立法科学性,促进司法效率,减少法律系统的摩擦。

    • 计量法学、计算法学到认知法学的演进

      张妮, 蒲亦非

      2021,58(2):020001

      摘要:

      本文从技术发展和学科交叉的角度,讨论了人工智能技术等自然科学对计量法学、计算法学和认知法学研究的作用,首次提出了认知法学的理论和概念,分析了认知法学的内容、研究意义与学科分支,并梳理了计量法学、计算法学与认知法学的发展脉络。为减少法律系统中的主观性,给法律中的模糊表达提供客观参考,一般量化方法、计算智能和认知智能先后被应用于法律系统。然而,法律信息语义模糊且其解释具有开放性,各种隐性知识、过程知识、模糊知识等难以用计算机符号体系表达。认知智能重在提高智能系统对数据理解、知识表达、逻辑推理和自我学习能力,将更好地理解法学规则和分析法律行为。从计量法学、计算法学发展到认知法学是人工智能技术的发展的必然趋势,认知法学运用认知智能将提高智能系统对法学问题的理解和认知能力,增强智能裁判的可解释性。作为认知社会科学的一部分,认知法学将发展和完善传统法学理论,促进英美法系和大陆法系的深度融合,并有望成为法学研究的新交叉学科分支。

    更多

    化学与材料科学
    • 高响应率石墨烯-CsPbBr3量子点光电探测器

      王婧, 石瑞英, 朱国栋

      2021,58(2):025001

      摘要:

      全无机金属卤化物钙钛矿材料CsPbX3 (X = Cl, Br, I)不仅有优异光电特性,还有比有机-无机杂化钙钛矿更好的热稳定性,在光电探测器领域有很大应用前景. 但由于全无机钙钛矿材料自身迁移率较低,直接用于光电探测器其光响应率也很低,难以满足实际应用. 以热注入法合成高质量的CsPbBr3钙钛矿量子点材料,再将其与高迁移率的单层石墨烯薄膜相结合,构建出石墨烯-CsPbBr3量子点复合光电探测器,光响应率高达3.5×104 A W-1. 研究表明引入石墨烯材料作为传输层后,CsPbBr3量子点的光生电子空穴对得到有效分离并快速传输. 两种材料界面处存在陷阱态,产生了光栅压效应,延长了载流子寿命. 两种机制结合使复合光电探测器的光响应率大大提升.

    • 改性表面增强拉曼基底对几种重金属的定量检测

      谭雄, 刘显波, 白红杰, 崔旭东, 刘彤

      2021,58(1):015002

      摘要:

      重金属离子对水质及其应用有着严重的影响,开发高选择性及灵敏度的重金属离子检测平台在水资源保护中有着重要的意义. 采用4-巯基苯甲酸功能化金纳米粒子为载体制备的表面增强拉曼(SERS)溶胶基底,对水溶液中Pb2+、Cd2+、As3+等重金属离子具有较强的选择性和较高的灵敏度. 实验发现,SERS基底对Pb2+、Cd2+和As3+的拉曼检测光谱在1047、1075、1587 cm-1附近有着明显的振动频带位移及峰强变化. 通过对溶胶基底优化得到了性能优异的增强基底,能够实现对3种重金属离子的区分,对重金属的检出限可达0.1 mg/L,并在0.5~100 mg/L范围呈线性关系,并成功的对真实水样中Pb2+进行了加标验证实验. 该基底提供了一个快速、便捷的重金属鉴别检测方法,且具有较好的增强效果和重金属定量分析能力,为水中重金属离子的高效检测提供了有效手段.

    • Mg-4Sn-1Ce合金的组织及热压缩行为

      吴颖, 曾强, 胡光山, 温彤

      2021,58(1):015001

      摘要:

      本文采用光学金相显微镜(OM)、X 射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及热压缩实验对Mg-4Sn-1Ce合金的微观组织和热压缩行为进行了研究. 结果表明,铸态合金主要由“岛”状的α-Mg、Mg2Sn、Ce4Sn5和MgSnCe相组成. 合金在250~450 ℃和0.001~1 s-1应变速率下进行热压缩,热变形激活能Q为162.03 kJ/mol. 热压缩温度由250 ℃升高到450 ℃,合金显微组织由(扁平状晶粒+挤压流线)组织演变为再结晶等轴晶粒组织.

    • 基于FLIC软件的生物质层燃数值模拟

      肖凡, 胡南, 张缦, 金燕, 杨海瑞

      2021,58(2):025002

      摘要:

      为了优化链条炉燃烧,基于FLIC模拟平台对我国东北地区某7 MW生物质层燃热风炉进行数值模拟. 模拟结果表明,燃烧过程大致可分成3个阶段,依次是位于炉排上0~0.5 m的水分蒸发段、0.5~2.1 m的挥发分逸出燃烧段以及1.0~2.8 m固定碳燃烧阶段. 该燃料挥发分占比较高, 析出后床层厚度明显减薄,一次风温过低导致固定碳燃尽率低,所以可以适当提高一次风温. 根据燃料处于不同燃烧阶段,按需供风,如,在挥发分逸出燃烧阶段提供总风量的80%~90%,在固定碳燃烧阶段提供总风量的10%~20%,以此提高燃烧效率,并可以根据烟气温度对拱角以及炉拱覆盖长度进行结构优化,增强炉拱的引燃以及燃尽作用. 本文根据模拟所得结果提出对一次风以及其供风方式的优化策略,从而达到优化燃烧的目的.

    • Au-Ag合金纳米管填充碳纳米管特性的第一性原理研究

      孙亚茹, 马良财

      2021,58(3):035001

      摘要:

      于密度泛函理论框架下的第一性原理计算,研究了Au-Ag合金纳米管同轴填充不同线径锯齿型(n, 0)碳纳米管所形成复合系统的稳定性、电子特性和力学性能. 结果表明,内、外管间距约为4.20 ?的AuxAg4-x@(15, 0)复合系统为具有较大填充率的最稳定结构. 能带结构分析表明,相对于自由Au-Ag合金纳米管复合系统的量子电导有所增加,电子态密度分析表明复合系统中的传导电子主要来源于内部Au原子和Ag原子的s电子以及外部C原子的p电子. 相对于自由金属纳米管而言,碳纳米的包裹使得金属纳米管的轴向拉伸临界应变和理想强度大大增加,有效地提高了其力学性能.

    • 高温处理对钠化膨润土蒙脱石结构变化的影响

      秦亚婷, 彭同江, 孙红娟, 周灿, 巢力

      2021,58(3):035002

      摘要:

      以安徽芜湖(WH)、四川三台(ST)和河南信阳(XY)三个地区的膨润土为原料,以碳酸钠为钠化剂分别对三种原料进行钠化改性处理,获得钠化膨润土样品WH-G、XY-G和ST-G,随后对钠化后样品进行高温热处理. 对原样、钠化样品及热处理样品的物相、结构、热学属性及谱学特征进行了表征分析. 结果表明,WH-G、XY-G和ST-G三个样品中蒙脱石失去吸附水和层间水的温度随着样品中蒙脱石的层电荷的增加呈上升趋势,但膨润土的热稳定性却与之相反. WH-G和XY-G样品在处理温度900 °C时蒙脱石的结构完全被破坏,而ST-G样品在800 °C时蒙脱石的结构即完全被破坏.

    • 新型壳聚糖磁性材料的制备及其染料吸附机理探究

      田甜, 张凌琳

      2021,58(4):045002

      摘要:

      为了有效解决染料废水对环境造成的污染, 本文制备了一种铜离子配位螯合的壳聚糖磁性复合材料用于染料废水的吸附. 复合材料Cu@CTS@Fe3O4通过壳聚糖与铜离子的配位螯合及磁性粒子Fe3O4的引入成功制备, 使用FTIR, SEM, TGA对制备出的材料进行了结构和形貌的表征, 同时以活性艳红(RBR)作为吸附对象, 进行了详细的吸附动力学研究和等温吸附研究. 吸附实验表明, 在pH=2时, Cu@CTS@Fe3O4对RBR的吸附能力最大, 为831.22 mg/g. 本研究为壳聚糖基吸附剂在染料废水处理领域的应用提供一些相关参考数据和理论指导.

    • 人工湿地-微生物燃料电池耦合系统对农药处理效能的研究

      姜松鹤, 朴文华, 金明姬

      2021,58(6):065001

      摘要:

      本文构建了人工湿地-微生物燃料电池耦合系统处理以阿特拉津为代表的农药, 以了解该系统的农药处理效能及处理机理. 结果显示, 该系统对阿特拉津具有较好的处理性能. 当阿特拉津浓度小于4 mg/L时, 系统的处理性能稳定保持在85%以上; 当阿特拉津浓度为4 mg/L时, 系统产电性能最优, 此时, 系统输出平均日电压, 最大功率密度及电流密度分别为284.4 mV、19.64 mW/m3及46.09 mA/m3. 农药对系统微生物多样性的影响显著, 而对微生物基因功能的影响不显著, 对系统菌属的影响小于电场. 系统优势菌门有变形菌门, 优势电化学活性菌门有拟杆菌门和厚壁菌门; 而降解农药优势菌门有放线菌门, 优势菌纲有Alphaproteobacteria与Actinobacteria, 优势菌属有Christensenellaceae_R-7_group.

    • 球磨工艺调控碲化铋基材料微结构及热电性能研究

      刘晟存, 陈龙, 王正上

      2021,58(5):055002

      摘要:

      碲化铋基化合物是室温附近性能最佳的热电材料,在余热回收以及固态制冷领域具有重要的应用价值. 其主要的制备方式是球磨法,各类参数的细微变化都可能影响材料的微结构和热电性能. 球磨时间作为重要的球磨参数既能影响粉末粒径的细化,也对材料的热电性能有所调控,因此亟需逐步分析球磨时间对晶体结构、粒径尺寸及产物热电性能的影响. 本文采用恒定的球磨转速,调节不同球磨时间制备碲化铋基材料. 通过晶体结构及粉体粒径的分析发现了晶粒对球磨时间的响应. 后续热电性能测试结果表明,增加球磨时间后粒径发生变化并导致了电子、声子输运模式的协同改变. 最终,有效提升了n型与p型碲化铋的最大ZT值,分别达到了0.91和1.11. 本研究工作系统总结了球磨工艺中关键参数对碲化铋材料微结构及热电性能的影响,为粉末冶金及热电学的交叉融合及热电转换技术的商业化应用提供了实验和理论参考.

    • 四种基材国产厚型气体电子倍增器的模拟与性能研究

      颜嘉庆, 谢宇广, 邓善桥, 郑智阳

      2021,58(5):055001

      摘要:

      陶瓷基材厚型气体电子倍增器(THGEM)已被成功运用于中子探测. 用Geant4软件模拟研究和对比了陶瓷(Ceramic)、Kapton(聚酰亚胺)、PTFE(聚四氟乙烯)和FR4(环氧树脂)基材对热中子散射和吸收. 基于国内电路板(PCB)厂生产的陶瓷-THGEM、Kapton-THGEM、PTFE-THGEM和FR4-THGEM具有相同的几何参数,孔径为200 μm,孔间距600 μm,厚度200 μm,绝缘环宽度75 μm,灵敏面积50 mm×50 mm,用能量为5.9 keV的X射线源55Fe对他们分别都做了增益、长期稳定性和能量分辨率等方面的性能测试,结果显示出四种基材的THGEM都能正常工作. 单/双层陶瓷-THGEM在Ar + CO2 = 80:20的工作气体中的最大增益分别为1.2×104和4×104,在Ar + iC4H10 = 97∶3工作气体中双层陶瓷-THGEM能量分辨率好于24.4%,在100 h的连续测试中具有良好的增益稳定性. 用239Pu α源,测试了陶瓷-THGEM的α粒子能量沉积和增益.

    • 300M钢的脱碳行为演化及防护研究

      魏明刚, 罗恒军, 张海成, 邓浩, 吕孝根, 陈龙庆, 唐军, 谢静

      2021,58(6):065002

      摘要:

      300M钢是重要的飞机主承力结构用材. 然而, 该材料在模锻热处理过程中会出现不同程度的表面氧化和脱碳, 严重影响锻件成品率. 本文对300M钢在不同热处理条件下的脱碳行为进行了系统研究, 利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)等手段表征分析了热处理后试样表层组织形貌, 并采用硬度法统计了脱碳层深度的变化情况, 阐明了300M钢在不同热处理条件下的脱碳行为演化规律, 厘清了防氧化涂层对脱碳层深度的影响. 结果表明, 300M钢在热处理过程中近表面处生成的致密氧化层对碳和氧元素的扩散具有明显的抑制作用; 碳的扩散速度与表层氧化速度在不同温度下都会有一个平衡点, 而表面防氧化剂涂层的施加则会破坏原有平衡. 微观组织分析结果显示, 300M钢表层全脱碳区为珠光体或铁素体, 半脱碳区为马氏体及析出碳化物. 本文还阐明了300M钢表层微观组织随保温时间的演化规律. 最后本文从热力学角度揭示了300M钢表层脱碳-氧化耦合机制. 本文的研究成果有望为300M钢的模锻优化工艺和热处理防护技术提供重要的数据和理论支撑.

    • 荧光法测定溶液和食品添加剂中的马来酸

      于珊珊, 田俊

      2022,59(1):015001

      摘要:

      面对层出不穷的食品安全问题, 不良添加剂的检测非常关键. 为了实现对食品添加剂中马来酸的有效检测, 本文提出利用化合物1(联萘-2,2'-二甲醛)对马来酸进行荧光识别. 本文对荧光检测条件进行了详细探究, 结果表明在甲醇中获得最佳的荧光增强效果; 计算得到了较低的检测限(1.3×10-7 mol/L), 表明其具有潜在的应用前景; 最后利用此探针成功地实现了对淀粉食物中马来酸的检测.

    • 低共熔溶剂浸出高炉瓦斯泥-电沉积锌的研究

      黄平, 张远, 吴恩辉, 张圣乾, 郭文明, 施明川

      2022,59(1):015002

      摘要:

      本文采用氯化胆碱-尿素低共熔溶剂体系浸出高炉瓦斯泥, 再直接电沉积得到锌. 实验考察了液固比、浸出时间、搅拌速度对锌浸出率的影响. 浸出实验结束后, 我们分别对体系进行了循环伏安测试和电沉积实验. 实验结果表明:液固比为10 mL/g, 浸出时间为30 h, 搅拌速度为300 r/min, 温度为70 ℃的条件下, 锌的浸出率达到71%;循环伏安测试确定还原电位为-1.4 V;X射线衍射和能谱分析表明, 镀层为纯度较高的金属锌;通过对镀层形貌分析发现电沉积得到的是1 μm左右团簇状晶粒组成的锌镀层.

    • 硫酸处理对伊利石和蒙脱石结构和形貌的影响

      周灿, 孙红娟, 彭同江, 张奇

      2022,59(2):025001

      摘要:

      由于伊利石和蒙脱石结构四面体中Al3+代Si4+的数量不一样, 层电荷数不同, 酸处理过程结构的破坏程度也不同. 本文以浙江安吉膨润土和吉林安图伊利石为原料, 用硫酸和过氧化氢溶液对两种原料进行酸处理对比实验研究. 我们对原料和酸处理样品的物相、结构、热学属性、谱学特性及微观形貌进行了表征分析. 结果表明, 蒙脱石样品在酸处理浓度2 mol/L时其结构被破坏, 随着酸处理浓度的升高, 片层表面由光滑平整变成边缘卷曲至层间坍塌; 而伊利石样品在酸处理浓度6 mol/L时其结构和形貌基本完好; 蒙脱石的耐酸蚀性能不如伊利石. 本文的研究结果对伊利石和蒙脱石的应用开发具有一定的意义.

    • 氮掺杂碳量子点荧光探针快速检测山梨酸钾

      孙雪花,强瑜,郝都婷,赵英婕,赵蓉蓉

      2022,59(2):025002

      摘要:

      山梨酸钾属于酸性食品防腐剂, 能有效地抑制霉菌、酵母菌和好氧性细菌的活性, 延长食品的保存时间, 并保持食品原有的风味. 本研究通过一步水热法合成了水溶性良好的荧光氮掺杂碳量子点(NCQDs), 基于山梨酸钾能有效的猝灭NCQDs而构建了快速检测山梨酸钾的荧光探针. 在最佳实验条件下, 山梨酸钾浓度在3.0×10-5~1.0×10-4 mol/L和1.0×10-7~3.0×10-5 mol/L范围内与NCQDs 荧光猝灭强度呈现良好的线性关系, 检出限为9.5×10-8 mol/L. 已用于苏打水及白醋中山梨酸钾含量的测定, 其回收率分别为98.25%~102.7% 和98.33%~101.8%.

    • 二茂铁基吡喃酮并喹啉化合物的高效合成及其抗氧化性能

      张晓平, 金桂勇, 马胜涛, 王二彬, 赵学斌, 陈芝飞, 李倬, 楚文娟, 赵旭, 席高磊

      2022,59(3):035001

      摘要:

      本文采用Ce(OTf)3和Sc(OTf)3复合催化4-甲基-7-氨基苯并吡喃酮、芳香醛和二茂铁基乙炔发生Povarov三组分反应(Povarov-3CR),高效合成了15种已知二茂铁基吡喃酮并喹啉化合物,产率为40.0%~66.8%; 采用1H NMR、13C NMR和HR-MS(ESI)表征产物分子结构,通过抑制HO·和还原型谷胱甘肽自由基(GS·)引发DNA氧化反应测试比较化合物抗氧化活性,探究取代基种类、位置和数目对二茂铁基吡喃酮并喹啉抗氧化性能的影响. 结果表明:抑制HO·引发DNA氧化反应测试显示,15个目标化合物相对空白硫代巴比妥酸活性物质吸光度百分数(TBARS百分数)为36.6%~83.3%;抑制GS·引发DNA氧化反应体系测试显示,15个目标化合物TBARS百分数达22.9%~67.2%;在分子中引入推电子基团(-N(CH3)2、-OCH3和-OH)均能提升目标化合物的抗氧化能力,而吸电子基团(-Cl)有降低抗氧化能力作用;二茂铁基吡喃酮并喹啉化合物的抗氧化性能优于二茂铁基喹啉化合物,是一类潜在的强抗氧化剂.

    更多

    教育教学研究
    • 基于编程行为的学习者人格特质识别及应用探索

      林涛, 周小涵, 吴芝明, 洪玫, 王建, 唐宁九

      2021,58(5):057002

      摘要:

      如何进行个性化的编程教学是教学实践面临的重要问题,其中,如何有效地识别编程学习者的个性是一个关键. 本文提出了一种基于学习者编程行为的人格特质识别方法.具体来说,首先从多角度提取学习者编程行为特征,基于支持向量机建立分类模型,并采用多任务投票的策略来综合识别学习者的人格特质. 研究表明,该方法能够较好地识别学习者的大五人格特质,在一定程度上验证了采用编程行为来识别学习者个性的可行性. 此外,本文还探讨了基于编程行为的人格特质识别方法在未来编程学习、教学中的应用.

    更多

    学科交叉
    • 创新生态系统中非正式治理对系统成员共生关系的影响研究

      高嘉馨,王涛,顾新

      2021,58(6):067003

      摘要:

      非正式治理能够协调成员间共生关系和行为,促进成员间相互依存、互动耦合,进而推动创新生态系统健康共生发展及价值共创.本文基于社会嵌入理论与组织生态学,根据现有研究归纳出信任、声誉、合作文化、联合制裁四种非正式治理,运用Logistic模型,构建共生理论视角下非正式治理对创新生态系统企业等成员共生关系演化影响的共生模型,并对模型进行演化稳定性分析和仿真.研究结果表明:创新生态系统成员共生演化取决于成员间共生系数的强弱,其中,信任、声誉、合作文化共生系数对系统成员共生演化产生正向影响,利于互惠共生形成,而联合制裁对系统成员共生演化的影响既有正向也有负向的,可能产生寄生、偏利或互惠共生.系统成员共生稳定状态的收益受非正式治理共生系数和主体收益最大值影响.非正式治理影响创新生态系统各企业向互惠共生关系的演化,为企业非正式治理发挥正向作用,实现价值共创及创新生态系统合作共生健康运行提供启示.

    • 风险态度和隐私保护对消费者共享数据行为影响的机制研究

      秦军昌, 王渊, 董玉成

      2021,58(6):067002

      摘要:

      促进大数据共享是发展和繁荣共享经济的关键所在,研究数据共享的影响机制具有重要的现实意义. 本文基于消费者的风险态度和企业的隐私保护方式,构建了企业和消费者的数据共享博弈模型,分析了影响数据共享行为的作用机制,并给出了具体的政策建议. 研究主要发现:(1) 偏好风险的消费者数据共享行为主要受数据泄露损失和数据保护成本差异等因素影响;(2) 厌恶风险的消费者其风险厌恶程度与数据共享的博弈结果高度相关,对于中等程度的风险厌恶者,当数据泄露损失大于其高与低隐私数据保护的成本之差时,存在双重均衡策略;(3) 当偏好风险的消费者占比高时,风险厌恶者使用高质量数据共享的行为会增多,而企业则会减少对消费者的高隐私保护行为.

    • 考虑时空相关随机行驶时间的车辆路径问题模型与算法

      张冬青, 郭钊侠, 张殷杰

      2021,58(6):067001

      摘要:

      本文对一类在真实道路网络中考虑时空相关的随机行驶时间的车辆路径问题进行了研究. 首先我们建立了该问题的两阶段随机规划模型. 然后我们将用于候选解寻优的智能优化算法与用于产生评价解的随机场景的情景生成技术相结合,提出一种智能随机优化方法求解该问题. 为了有效地进行解的寻优,本文结合可变邻域下降算法提出了一种混合粒子群优化算法. 最后通过一系列基于北京市区道路网络的算例实验,我们验证了所提出的混合粒子群优化算法的有效性. 实验结果还表明,考虑实际交通环境中道路网络上车辆行驶时间的时空相关性,会影响最优车辆路径决策方案.

    • 基于 XGBoost 的房价预测优化

      陶然

      2022,59(3):037001

      摘要:

      观来说,房价受到诸多因素的制约,正因如此,房价预测仍然是数据分析中一个非常经典且具有挑战性的问题.本文针对房价数据冗余,在实际场景中很难确定重要特征,提出了一种创新的数据预处理方式,并通过双模型迭代拟合的方式进行数据预测.首先从数据意义、数据形式和数据关联性三个方面进行初始数据预处理,然后根据数据选择适合的模型进行训练.在传统机器学习中,Random Forest和 XGBoost是两种常用的方法.RF 模型通过其 Bagging 过程,能够准确地评判“冗余”特征,而 XGB 模型在提高预测效果的同时,也囿于其泛化能力下降,无法稳定地反映特征重要性.因此,本文利用 RF 模型处理冗余数据,并使用XGB模型对新数据集进行拟合提高预测效果.本文在Kaggle竞赛的数据集("House Prices Advanced Regression Techniques")上进行了实验,测试结果显示,XGB回归模型最终的回归精度R2为87%,而单独的RF模型或XGB模型的R2分别为79.2%和78.7%.实验证明,该数据预测方法能够明显提高房价预测效果.同时,为充分体现模型拟合效果和预测能力,将“房价”改为具有“高”和“低”两类的离散变量,最终预测结果的精确度为93%,召回率为93%.

    • 寡头企业两周期以旧换新均衡模型及定价策略

      李辉中, 尹译稀, 庞琪, 吴鹏

      2022,59(3):037002

      摘要:

      以旧换新是当下市场常见的营销方式,它的出现使得企业在市场竞争中面临着新的挑战.本研究通过设定两周期双寡头竞争下的差异化产品生产商并加入以旧换新,探究企业在决策以旧换新定价时的利润最大化均衡及相应的结果分析.研究表明:(1)当两企业产品差异较大,折旧系数适中时,该模型存在唯一均衡及市场划分;(2)高质量产品企业得益于其自身产品质量水准,其不参与以旧换新市场的竞争力在折旧系数较大时较强;(3)消费者在以旧换新存在的条件下会更加注重企业的市场定位,因为这涉及第二周期的以旧换新决策,因此企业在以旧换新策略前应提前考虑到外部因素.

    更多