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2018年  第50卷  第3期

特约综述
基于聚合物胆甾相稳定液晶的红外调节智能窗研究进展
水玲玲, 曾伟杰, 鞠纯, 李楠, 胡小文, 周国富
2018, 50(3): 1-7. doi: 10.6054/j.jscnun.2018058
摘要:
基于聚合物稳定液晶的红外调节智能窗对室内空间的能源消耗有着重大影响,在建筑以及汽车等领域有着良好的应用前景. 文中综述基于聚合物稳定液晶的红外调节智能窗的研究进展,包括动态和静态两种红外调节智能窗系统. 针对静态智能窗系统,主要从对材料对红外光的吸收和反射进行对比和讨论;针对动态智能窗,主要探讨基于电响应和热响应的动态调控机理和进展.
物理学与光学工程
线性磁场下高阶反铁磁链的孤子研究
杨宇萍, 陈浩, 王瑞强
2018, 50(3): 8-13. doi: 10.6054/j.jscnun.2017020
摘要:
基于一维反铁磁链的双格子模型,采用相干态方法,分析了在线性外磁场作用下,将反铁磁的哈密顿量的准至算符扩展到6次项时对一维反铁磁链的孤子所产生的影响. 推导出非线性方程,采用扩展行波法,得到非线性方程的解和孤子的相关特性. 结果表明:外磁场的引入会影响孤子的运动状态,改变其能量,而将哈密顿量准至算符扩展到6次项则会对孤子的稳定性、宽度、峰值产生显著的影响.
基于光子射频波高次倍频的深度融合通信研究
李广, 邓键
2018, 50(3): 14-18. doi: 10.6054/j.jscnun.2018060
摘要:
文中提出了基于光子射频高次倍频的微波与光纤深度融合的通信系统架构,从理论上论证了在已调制光信号中只存在奇数光谱边带所携带的调制信息,而偶数光谱边带不包含调制信息,并且在输出光谱边带中不存在二阶光谱边带. 在已调光信号传输到基站后,用中心光谱边带作为下行数据信号传输链路的激光光源,用分离出的低的第四阶光谱边带作为上行基带传输链路的激光光源,用高的和低的第三阶光谱边带拍频产生光子射频波. 通过专业仿真套件对25 km标准单模光纤传输的信号进行了模拟测试,分别得到下行光纤链路信号和上行光纤链路信号的清晰眼图和良好的误码率. 在该系统网络架构中,基站侧没有激光光源,其复杂度降低;利用光子射频波高次倍频直接产生毫米波,极大简化了射频处理单元.
化学与环境
石墨烯-钴-聚吡咯复合电极改善藻菌微生物燃料电池性能的研究
杨佘维, 黄志华, 孙健
2018, 50(3): 19-23. doi: 10.6054/j.jscnun.2018057
摘要:
通过恒电位法一步将氧化石墨烯、过渡金属Co和聚吡咯(PPy)三者共固定于碳毡电极表面,制备了复合膜电极,采用循环伏安法、交流阻抗对复合电极进行了电化学测试,并将其用作微生物燃料电池(MFC)的阳极和阴极,考察了其对MFC产电性能的改善作用. 结果表明:碳毡电极表面经修饰后,在三者协同作用下碳毡电极的电容显著增大. 这种修饰有效增加了电极比表面积和导电性能,减小了电荷传递阻抗,提高了电极的电子传递效率. 同时,该电极具有良好的生物相容性及稳定性,使藻菌MFC产电功率增大了3.1倍,且内阻减小了76%.
在高倍率部分荷电态下三维石墨烯对铅酸电池寿命的影响
徐绮勤, 龙群英, 吴涵挚, 马国正, 陈红雨
2018, 50(3): 24-28. doi: 10.6054/j.jscnun.2018059
摘要:
采用一步水热法制备出三维多孔的石墨烯(3D-rGO),将不同质量分数的3D-rGO添加到负极活性物质中,制备出铅炭电池,并研究其电化学性能. 结果表明,随着3D-rGO质量分数的增加,在高倍率部分荷电状态(HRPSoC)下,不同电池的循环寿命先增大后减小,其中添加3D-rGO质量分数为1.0%的电池在HRPSoC下的循环性能最好,其初始放电容量(0.05C, 185.36 mAh/g)比普通蓄电池(161.94 mAh/g)高14.46%. 循环寿命达到26 425次,比普通铅酸电池的寿命(8 142次)延长了224%.
咪唑类离子液体的亲疏水性对电润湿器件性能的影响
窦盈莹, 邓勇, 蒋洪伟, 唐彪, 水玲玲, 李发宏, Jan GROENEWOLD, Alex HENZEN, 周国富
2018, 50(3): 29-35. doi: 10.6054/j.jscnun.2018062
摘要:
文中研究离子液体应用于电润湿显示器件的导电流体性能. 选取极性较大的乙基咪唑为离子液体的阳离子,改变阴离子的亲疏水性,对比了几种离子液体的温度窗口、粘度等物理性质,并重点研究了离子液体亲疏水性对电润湿特性、油墨萃取、器件响应等方面的影响. 同时,在1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的阳离子上添加羟基基团,得到具有更强亲水性的离子液体. 结果表明:亲水性高的离子液体在介电材料含氟聚合物表面的初始接触角比较大,对油墨中染料的萃取程度比疏水性离子液体弱,证明了电润湿器件更适合选取亲水性高的离子液体作为导电流体. 最后,以1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐离子液体作为导电流体制备的电润湿器件得到了较佳的电学和光学响应性能.
大豆油丙烯酸酯改性双酚A型环氧树脂的研究
张惠, 杨丽庭, 李彦涛
2018, 50(3): 36-41.
摘要:
以丙烯酸和环氧大豆油(ESO)为原料合成了大豆油丙烯酸酯(AESO).通过红外光谱、示差扫描量热法、热重分析、力学性能测试及硬度测试,研究三乙烯四胺作为固化剂时大豆油丙烯酸酯改性双酚A环氧树脂(DGEBA)的热学性能、力学性能以及硬度. 结果表明:三乙烯四胺固化大豆油丙烯酸酯的焓变(∆H =28.63 J/g)远小于三乙烯四胺固化双酚A环氧树脂的焓变(∆H=428.25 J/g);随着混合体系中大豆油丙烯酸酯质量分数的增加,焓变、玻璃化转变温度(Tg)、拉伸强度、拉伸模量以及硬度都会减小,峰值固化温度(Tp)、冲击强度、断裂伸长率会逐渐增加,改性的双酚A型环氧树脂逐渐变为韧性断裂,证明大豆油丙烯酸酯对双酚A环氧树脂有优良的增韧作用.
改性沸石对诺氟沙星的吸附行为及机理
王冠, 方战强, 成文, 晏晓敏, 郑刘春
2018, 50(3): 41-50. doi: 10.6054/j.jscnun.2018040
摘要:
利用酸、碱、盐浸泡改性和高温焙烧改性等方法对天然斜发沸石进行改性,研究改性后的沸石对诺氟沙星的吸附特性.通过扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测定仪(BET)、X射线衍射仪(XRD)对沸石表征,HAMZ相比天然沸石的比表面积由6.55 m2/g增大到9.53 m2/g,细孔容积由4.75 mm3/g增大到11.49 mm3/g,孔道中原有半径较大的阳离子减少,吸附活性中心增加.盐酸改性沸石(HAMZ)对诺氟沙星的最大吸附量提高了41.0%.HAMZ对诺氟沙星的吸附动力学符合拟二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型.热力学结果表明,吸附反应为吸热反应,可自发进行,反应向着熵增加的方向进行.吸附作用力表现为静电作用力、氢键作用、电子供体-受体作用和-作用.该研究为水中诺氟沙星的去除提供了经济、有效的方法.
生物学与生物工程
虚拟筛选竞争性抑制NDRG3与L-Lactate结合的小分子研究
曹洪玉, 吴艳华, 周兴智, 郑学仿, 蒋革
2018, 50(3): 58-64. doi: 10.6054/j.jscnun.2018055
摘要:
竞争性抑制NDRG3(N-myc downstream regulated gene 3)蛋白与L-Lactate结合可有效阻遏NDRG3介导的低氧反应. 文中通过同源模建技术构建NDRG3蛋白的三维结构,并将L-Lactate对接到NDRG3蛋白的潜在活性位点中,发现L-Lactate主要通过与Asn133、Ala162、His163、His164、Ser235、Pro236及Ala237等氨基酸相互作用结合于NDRG3. 对近3 000个化合物进行虚拟筛选,选择4种竞争性抑制最强的化合物作为参考分子分析相互作用关系,结果发现:部分化合物和不同氨基酸能够通过不同的作用力与NDRG3蛋白结合,占据NDRG3蛋白的活性位点,从而竞争性抑制L-Lactate与NDRG3蛋白结合. 例如,它们能够与Lys139、Asp143、His163、Arg203产生静电作用;它们与His163形成-堆积作用;它们与Phe165、Ala237等产生疏水作用;它们与Asn133、Asp135、Gly140、Arg203、Ser235、Ala237等形成氢键作用. 以上数据表明:这些化合物可能成为阻遏NDRG3介导的低氧反应及靶向治疗低氧诱导疾病的候选药物.
丛枝菌根真菌与蚯蚓对马缨丹镉吸收和抗氧化酶活性的影响
傅阳, 凡玲, 黄雪莹
2018, 50(3): 51-57. doi: 10.6054/j.jscnun.2017093
摘要:
本文采用盆栽试验,研究不同施镉水平(0、7和28 mg/kg)土壤中单独或联合接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和蚯蚓对马缨丹(Lantana camara L.)的生物量、镉吸收和抗氧化酶活性的影响. 结果表明,镉抑制了马缨丹的生长,降低了地上部磷的含量和过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性,提高了过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量. AMF能较好地侵染马缨丹根系,接种AMF提高了马缨丹地上部的干重、磷浓度、镉含量和吸收量以及SOD活性,降低了CAT活性和MDA含量. 添加蚯蚓增加了马缨丹地上部镉含量和吸收量,降低了CAT、POD和SOD活性,提高了MDA含量. 多因素方差分析表明,接种AMF和蚯蚓的主效应比它们的交互作用对马缨丹镉吸收和抗氧化酶活性的影响更重要. 相关性分析显示抗氧化酶活性与地上部镉和磷含量显著相关,这表明接种AMF和蚯蚓可能是通过对马缨丹吸收镉和磷的作用来影响抗氧化酶活性.
益生菌制剂对虹鳟血清生化指标和免疫功能的影响
叶海斌, 樊英, 严芳, 王晓璐, 李乐, 刁菁, 于晓清, 李天保
2018, 50(3): 65-71. doi: 10.6054/j.jscnun.2018068
摘要:
本文研究了饲料中添加益生菌制剂(丁酸梭菌、凝结芽孢杆菌)对虹鳟血清生化指标、非特异性免疫功能以及抗病力的影响,结果表明:不同单一益生菌制剂、复合益生菌制剂均能提高虹鳟血清总蛋白及葡萄糖含量(P0.05),降低胆固醇、甘油三酯含量(P0.05);复合益生菌制剂可显著提高虹鳟血清ACP、T-AOC、CAT、SOD活性,降低MDA含量,且凝结芽孢杆菌T2比丁酸梭菌T1效果好(P0.05);复合益生菌制剂显著提高了虹鳟血清补体C3含量,间接提高机体非特异性免疫功能;益生菌制剂提高了虹鳟机体的抗病力,其中复合益生菌制剂组累积死亡率最低(23.1%,P0.05),免疫保护率最高(66.6%,P0.05). 综上所述,丁酸梭菌和凝结芽孢杆菌均对虹鳟机体免疫功能具有促进作用.
TSA对花生响应干旱过程中光合特性及相关基因表达的影响
陈勇智, 苏良辰, 李玲
2018, 50(3): 72-77. doi: 10.6054/j.jscnun.2018069
摘要:
以粤油7号和汕优523两个不同抗旱性品种花生材料,研究组蛋白去乙酰化酶抑制剂曲古抑菌素A(Trichostatin A,TSA)在模拟干旱条件下对花生幼苗叶片为叶绿素含量、荧光特性和光合相关基因表达的影响. 结果表明:粤油7号的总电子传递速率(ETR)和PSⅡ光量子产率(PSⅡ)对干旱的响应较汕优523强,1 mol/L TSA处理12 h能使2个品种的花生在干旱条件下保持较高的光合效率;经TSA处理的的花生在干旱胁迫下,叶片AhLHCB3和AhPORA基因表达上调,AhRUBP基因表达下调,差异均有统计学意义(P0.05),2种不同抗旱性品种花生在TSA影响下对干旱的响应趋势是一致的,幅度和响应时间有差异.
地理科学与技术
路网形态对城市内部公园空间分布的影响——以广州市南沙区为例
黄梦真, 古恒宇, 陈忠暖
2018, 50(3): 78-84. doi: 10.6054/j.jscnun.2018007
摘要:
摘要:城市化可持续发展需要关注城市主体人的城市化,在此背景下,对城市内部公园系统的空间布局进行研究具有重要意义。本文对城市内部公园系统进行分类,并基于POI数据综合运用核密度估计法、最邻近距离法、标准差椭圆法及欧氏距离法等GIS空间分析方法,结合空间句法理论,从公园系统空间布局分析、城市路网形态分析、路网形态对城市内部公园系统空间布局影响三个角度对区域公园系统进行评价,得出以下结论:①公园系统总体呈多中心聚集式分布,形成四大聚集核心和若干次核心,分布格局总体呈西北-东南模式,与区域路网形态相适应。城市公园分布相对分散,自然公园分布较为集聚。②全局尺度与局部尺度上城市路网形态特征具有较大相似性,呈现出三大整合度核心,整体上较依赖于高速公路等城市通勤体系带动。③区域内公园系统空间布局依赖于全局及局部尺度上的路网形态。其中,城市公园与路网空间相关性高,说明城市公园系统较受区域路网影响较大,相比而言受全局路网影响稍大与受局部路网影响;自然公园与路网空间相关性较低,自然公园系统几乎不受城市路网空间的影响,相比而言受全局性通勤路网影响更为明显。
交通优势度和经济发展的耦合协调关系研究——以广东省为例
周博, 马林兵, 韦佳艺, 梁满平
2018, 50(3): 85-93. doi: 10.6054/j.jscnun.2018004
摘要:
本文选取广东省21个地级市作为研究节点,建立区域交通优势度综合评价模型,定量分析广东省交通优势度的空间格局。选取14项经济指标,定量评价广东省各地级市经济发展水平。借鉴物理学耦合协调度模型对广东省交通优势度和区域经济发展水平的耦合协调发展进行了实证研究,将广东省分为五个协调类型区,并对各种类型区进行分析和提出发展对策。研究结论可为促进广东省的交通优势度和区域经济的良性协调发展提供理论支撑和实践指导。
数学与应用数学
关于Heisenberg群上的高阶Riesz变换
肖劲森, 吴英柱
2018, 50(3): 104-108. doi: 10.6054/j.jscnun.2018066
摘要:
利用Heisenberg群上的高阶Riesz变换定义, 结合L2空间函数的谱分解与特殊Hermite函数的性质, 获得该变换对应的卷积核. 进一步, 证明该卷积核满足Calderon- Zygmund正则条件, 进而可推导Heisenberg高阶Riesz变换在Lp, 1 p 中有界, 并且是弱(1,1)型的.
分形的Kronecker积及其结构特征
王司晨, 龙伦海, 单家俊
2018, 50(3): 109-112. doi: 10.6054/j.jscnun.2017071
摘要:
该文基于矩阵的Kronecker积给出了欧氏空间中两个分形的Kronecker积运算,研究了直线和平面上由表示系统所生成的分形集与自身的Kronecker积的结构特征,通过自然分布原理给出了直线上该类Kronecker积的Hausdorff维数的上界,并证明了其一定包含一个内部非空的区间。
带有不变双线性型的Zinbiel代数
于建华
2018, 50(3): 94-98. doi: 10.6054/j.jscnun.2018065
摘要:
Zinbiel代数是与Leibniz代数密切关联的一种代数. 本文研究带有不变双线性型的Zinbiel代数,得到带有这种双线性型的Zinbiel代数的若干性质。利用T*-扩张方法构造新的Zinbiel代数,并给出了T*-扩张等价的充要条件。
k 次对称近于凸函数新子类的某些性质
李文娟, 李书海, 汤获, 敖恩
2018, 50(3): 99-103. doi: 10.6054/j.jscnun.2017034
摘要:
本文引进并研究了单位圆盘内的 k次对称近于凸函数新子类. 首先用从属关系和初等方法讨论该类中函数的性质, 得到积分表达式, 系数估计, 偏差定理. 所得结论推广了一些作者的相关结果; 然后结合线性拓扑空间理论进一步讨论该类函数的端点性质, 得到有趣的新结果.
计算机与软件工程
基于广义二型模糊Petri网的词计算模型
李浪, 刘海
2018, 50(3): 120-128. doi: 10.6054/j.jscnun.2018067
摘要:
针对词计算中词语义的不确定性问题,为提升词的计算能力,借助广义二型模糊集和Petri网细化词的语义特性,提出了基于广义二型模糊Petri网的词计算模型;将该模型扩展到模糊逻辑推理规则,形成了词流计算模型,并应用到医疗救护系统实例以检验模型的有效性与合理性. 结果表明模型具有良好的表达能力与泛化能力.
肤色检测结合Grab Cut的服装图像前景提取的改进
陶彬娇, 陈倩, 刘寿强, 李萍
2018, 50(3): 113-119. doi: 10.6054/j.jscnun.2018064
摘要:
为解决全自动化Grab Cut算法应用于服装图像的前景提取时,无法去除模特肤色的干扰以及对一些复杂背景图像存在欠分割的问题,提出了新的前景提取方法:为有效去除模特肤色区域,提出了一种基于双边滤波去噪的肤色检测改进方法;为有效地去除欠分割区域,保留服装前景区域,提出了一种轮廓检测算法;将改进的肤色检测方法、轮廓检测算法与全自动化Grab Cut算法相结合,进行服装图像的前景提取. 实验结果表明:改进的肤色检测方法相比于现有的肤色检测算法,肤色检测的准确性明显提高;改进的前景提取算法的服装前景提取效果显著优于全自动化Grab Cut算法.