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2018年  第50卷  第6期

物理学与光学工程
近简并二能级系统的几何位相
董坤坤, 李铭
2018, 50(6): 1-5. doi: 10.6054/j.jscnun.2018109
摘要:
在有能量简并或接近简并的情况下,一个绝热演化系统的现有的量子绝热条件并不适用。本文重新推导了二能级系统的绝热演化,得到了包含近简并情况的几何相位的普遍结果。然后以一个实际的二能级系统石墨烯为例,本文通过数值计算得到了石墨烯在不同波矢位置的几何相位。数值结果表明,在能级近简并(包括简并)处,系统经过周期性绝热演化后,波函数只存在一个常规的动力学相位,不存在几何相位。离开简并位置,系统逐渐积累几何位相,最后才收敛到传统的Berry位相。
基于脑电信号在复杂场景下的联合算法
陈东伟, 易子川, 韩娜, 缪睿, 杨维奇, 李楠, 水玲玲, 周国富
2018, 50(6): 6-11. doi: 10.6054/j.jscnun.2018110
摘要:
在基于快速傅里叶变换的联合算法和基于支持向量机的联合算法的基础之上,文中提出了一种复杂场景下针对5类以上脑电信号处理的新型联合算法. 目的在于提升脑电信号处理与分析的精度与综合效率. 新型联合算法首先采取归一化进行数据预处理,然后融合快速傅里叶变换和主成分分析进行特征提取,最终以加权k近邻分类算法进行特征分类,应用于被试观察0~9数字时产生的脑电信号分类. 结果证明:新型联合算法的精度和综合效率分别为84%和87%,可以运用于复杂场景下的脑电信号处理.
一种低复杂度逐次逼近型数模转换器设计与仿真
2018, 50(6): 12-19. doi: 10.6054/j.jscnun.2018111
摘要:
为了降低模数转换器复杂度和功耗,基于低复杂度电容阵列DAC设计了一种低功耗逐次逼近型模数转换器(SAR ADC). 该结构中,电容阵列DAC每个电容只有两种参考电平选择,降低逻辑控制电路和电容驱动电路的复杂度,电容阵列DAC最低位电容参与转换,使需要的总单位电容数量相比单调结构减少一半;比较器采用两级动态结构,降低功耗;移位寄存器采用动态锁存电路结构,降低功耗和减少误码;电容驱动电路采用CMOS反相器结构,减少晶体管数量. SAR ADC电路仿真结果显示:在1.0 V电源电压和采样速率为100 kHz 时,SAR ADC功耗为0.45 W ,有效位(ENOB)为9.99 bit ,其单步转换功耗为4.4 fJ.
化学与环境
一种基于萘异硫氰酸酯的Hg2+反应型荧光探针
陈嘉韵, 周洪齐, 罗茜煜, 何颂华, 马立军1
2018, 50(6): 20-24. doi: 10.6054/j.jscnun.2018112
摘要:
以萘异硫氰酸酯为反应基团和荧光基团,设计、合成了一种能够识别Hg2+的荧光探针(HBN),利用质谱、核磁共振方法表征了其结构,并利用紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱,对HBN识别Hg2+的性能进行了测试及分析.研究发现,HBN在50%乙腈水溶液中对Hg2+表现出非常高的选择性和灵敏度,其荧光强度随Hg2+浓度的增强而不断增强,当Hg2+浓度为探针浓度2倍时荧光强度不再上升,同时质谱检测到新物质的生成,显示了该探针属于Hg2+反应型荧光探针。
亚甲基蓝介导抗坏血酸氧化动力学的研究
赵倩雯, 李南希, 陈琳琳, 李红
2018, 50(6): 25-30. doi: 10.6054/j.jscnun.2018113
摘要:
本文利用亚甲基蓝(MB)颜色可逆调控技术,研究了抗坏血酸(AA)的氧化动力学及MB的影响。蓝色MB与AA快速反应生成无色的还原态亚甲基蓝(LMB),随后通入O2使LMB氧化回复始态的MB,并通过MB在664 nm的特征吸收峰监测AA的氧化。在饱和O2氛围中,AA的氧化呈现出零级反应动力学特征,其反应速率常数为0.193 mol L1 s1;MB不仅能作为检测AA的光谱探针,而且能促进AA的氧化,使AA的氧化反应活化能降低了35.5%,速率常数增大了1.5倍。此外,该方法应用于片剂中AA的含量测定和氧化评价,显示了2.1%的相对标准偏差,具有成本低、灵敏度高、重现性好的特点。
含氟吡咯联苯类液晶的合成及其光学性能研究
刘建晖, 卜肖娥, 郭炜杰, 尹伟, 朱育林, 曾卓
2018, 50(6): 31-39. doi: 10.6054/j.jscnun.2018114
摘要:
本文设计了一系列基于含氟吡咯衍生物为末端结构的新型联苯类液晶分子,其关键中间体3,4-二氟-1-(4-碘苯基)吡咯通过环化、脱氟化氢芳构化两步反应获得. 进一步甲酰化、成肟、脱水氰化得到侧位衍生的2-氰基-3,4-二氟-1-(4-碘苯基)吡咯. 将它们与联苯类液晶砌块芳基硼酸偶联,得到目标产物. 采用核磁共振氢谱(1H NMR)、核磁共振氟谱(19F NMR)、质谱(MS)、高分辨质谱(HRMS)或元素分析(EA)对新分子进行了结构表征,通过热差扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)、热重分析仪(TGA)、紫外和荧光检测其物理性质和液晶性能,结果表明,这些新分子具有典型的液晶相,以及良好的热稳定性. 含氰基的液晶分子具有较高的荧光强度. 计算结果表明,含氟液晶分子的偶极距大于相应无氟液晶分子的偶极距,偶极距的增大有利于提高液晶分子的的介电常数.这些氟和氰基取代的吡咯作为一类新的砌块,为将来合成偶极距大的液晶新分子提供了实验依据.
深蓝色OLED材料均三嗪衍生物的合成与表征
罗浩敏, 宏凤英, 欧阳新华, 夏正策, 简俊生, 朱德兆, 吴鸿翔, 曾卓, 王辉
2018, 50(6): 40-47. doi: 10.6054/j.jscnun.2018115
摘要:
简要本文合成了三种均三嗪衍生物TPTPA、TITPA和TCTPA,并利用其在电学和光学特性,将其作为发光/电子传输层材料制作有机电致发光器件(OLEDs). 其中,TCTPA具有比TPTPA和TITPA更高的荧光量子产率(PL). 从TPTPA到TCTPA其最低未占据轨道能级(LUMO)逐渐减少,这说明了TCTPA由于其共轭结构的增大,具有更高的电子迁移率. 以TCTPA作为发光/电子传输层的无掺杂OLED器件,在20V时亮度达到最大值2 612 cd/m2,其最大亮度效率和最大功率效率分别为1.72 cd/A 和1.35 lm/W. 将Ir(PPy)3、PVK、PBD等化合物,分别掺杂到以TCTPA为发光/电子传输层的OLED器件中,均展示出比无掺杂器件更高的亮度及效率.
聚乙二醇-聚乙烯亚胺负载超顺磁纳米Fe3O4的合成及其基因转染应用
姚琴, 谢柏臻, 裴一花
2018, 50(6): 48-53. doi: 10.6054/j.jscnun.2018116
摘要:
采用单甲基醚聚乙二醇改性聚乙烯亚胺,得到水溶性接枝共聚物聚乙二醇接枝支化聚乙烯亚胺(mPEG-g-PEI),并利用离子交换法制备了PEG-PEI-SPIO. 同时,还合成了mal-PEG-COOH,并用其制备了多功能负载SPIO的抗体-聚乙二醇-聚乙烯亚胺. 负载SPIO的抗体-聚乙二醇-聚乙烯亚胺与pDNA复合后形成的复合物粒径约为105 nm,体外实验结果显示T细胞能特异性的吸收抗体-聚乙二醇-聚乙烯亚胺负载的SPIO,靶向组在基因转染实验中有较好的效果,可用磁共振手段进行实时无创观测.
石油炼制中多环芳烃的排放和消减特征研究
李煜婷, 许德刚, 冉照宽, 李志, 罗武文
2018, 50(6): 54-60. doi: 10.6054/j.jscnun.2018117
摘要:
以典型炼油废水为研究对象,通过采样监测,结合炼油工艺特点分析了多环芳烃的产排和消减特征. 研究表明:炼油各生产装置废水中多环芳烃的质量浓度、组分和排放量差异较大. 二次加工工段的催化裂化装置和延迟焦化装置是废水中多环芳烃产生和排放的主要污染源,质量浓度分别为1076~1179、87~681g/L,排放量占全厂排放总量的54%和27%. 生产装置与污水处理单元废水中多环芳烃的组分分布呈现一致性,主要以芴、二氢苊和菲等低环数芳烃为主, 二~三环芳烃质量浓度占总组分质量浓度的83%. 炼油废水中多环芳烃去除率沿处理流程逐级递减,由40%降至7.5%. 高环数芳烃的去除率达95%,明显高于低环数芳烃的90%的去除率.
生物学与生物工程
蛹虫草菌丝体胞内多糖提取方法的研究
黄振峰, 尹导群, 陈丽, 张松, 兰瑛
2018, 50(6): 69-74. doi: 10.6054/j.jscnun.2018119
摘要:
文中以提取温度、料液比、提取时间和提取次数为因素,采用正交试验研究热水浸提的最佳提取条件,并以此为基础研究热水浸提、冷热交替浸提、盐酸溶液浸提和氢氧化钠溶液浸提对蛹虫草菌丝体胞内多糖提取率的影响. 结果表明:热水浸提的最佳提取工艺为:m(料): V(液) = 1: 40,提取温度75 ℃,提取时间2.5 h,提取2次,多糖的提取率为14.74%,其中料液比为影响多糖提取率主要的因素,其他因素依次是提取温度、提取时间和提取次数. 按照此工艺,热冷交替浸提(热水浸提2.5 h + 冷水浸提48 h)多糖提取率最高,为15.92%. 55 g.L-1的氢氧化钠溶液浸提多糖的提取率为6.31%;25 gL-1的盐酸溶液浸提多糖的提取率为9.93%. 因此,冷热交替浸提对蛹虫草菌丝体胞内多糖提取率最高,其次是热水浸提、盐酸溶液浸提和氢氧化钠溶液浸提.
不同破壁方法对海洋毕赤酵母提取物的提取及应用
相晨曦, 王安利, 廖绍安, 胡洁怡
2018, 50(6): 61-68. doi: 10.6054/j.jscnun.2018118
摘要:
摘要:海洋酵母作为重要的微生物资源越来越受到重视. 本实验以从红树林沉积物中分离的海洋酵母?Pichia guilliermondii SY-19菌株作实验材料,制成质量浓度分别为5%、7.5%及10%的细胞悬液,用蜗牛酶法、双酶法(甘露聚糖酶和-葡聚糖酶)及热碱法等3种方法分组进行破壁处理12 h,每3 h检测1次酵母细胞数量及多糖、蛋白质、氨基氮和核酸等营养物质的含量,计算得率,确定合适的方法制备酵母提取物;对经有害无机氮胁迫处理2周的凡纳滨对虾,分别以配合饲料、菌液拌料和酵母提取物拌料投喂3周,比较对虾的存活率及生长状况. 结果表明,热碱法处理的破壁率和核酸提取量最高,但其他营养物含量稳定性差;而双酶法处理的蛋白质、氨基氮和多糖的得率最高且营养保留效果较好,以该法最佳条件即5% 酵母悬液处理12 h制备酵母提取物作为饲料添加剂。胁迫过的对虾经3周的饲养恢复,其增重和存活率表现为酵母提取物拌料饲喂的对虾最高(77.674.62%, 2.790.11g),菌液拌料饲喂的次之(62.009.90%, 2.440.16 g),未拌料的最低(53.6712.91%, 2.190.02 g),对虾存活率上三组有显著差异(p0.05),添加酵母提取物的与未拌料对照组的终体重存在显著差异(p0.05)。本文的研究结果表明该菌株在对虾健康养殖中具有较好的潜在价值.
地理科学与技术
新市民乡村依恋与乡村特性的关系研究——以大学生为例
陈婷, 陈忠暖, 黄梦真, 刘文卿
2018, 50(6): 75-81. doi: 10.6054/j.jscnun.2018120
摘要:
满足乡村人口的心理需求是当下新农村建设的重要目标,从新市民群体中学生的乡村依恋切入提供了该研究的新视角。通过设计量表,运用Amos、Spss技术,对学生的乡村依恋特征、乡村认知特性进行探讨,并构建乡村特性与乡村依恋的结构方程模型,以寻求乡村依恋水平提高的举措,得出以下几点认识:(1)长期乡村生活成长的经历与体验赋予了乡村特殊的内涵与意义,乡村已成为新市民生命中不可分割的一部分,对乡村的情感认同成为学生乡村依恋的主要来源。(2)乡村特性与乡村依恋形成社会特性/物理特性乡村依赖乡村认同乡村依恋的逻辑影响链,提高学生对乡村物理环境与社会环境的认同度有利于乡村依恋水平的提升,因此,在新农村建设中,应注重贯彻8字策略:维护乡村优越的物理环境,完善各项基础服务设施建设,传承优良的社会文化与风尚,对乡村生活安全、生产安全、生态安全进行制度化管理。(3)乡村社会特性对于新市民乡村依恋的构建具有更显著的影响,传承文化、安全管理、构建交往平台是新农村建设的最重要内容,新农村建设不应顾此失彼,与之背道而驰。
粤东地区人口老龄化空间格局演变
黄贤妹, 陈菁
2018, 50(6): 82-90. doi: 10.6054/j.jscnun.2018091
摘要:
以粤东地区19个区县为研究对象,选取粤东地区1990、2000、2010年的人口普查数据,分别计算各区县的老年人口系数、老年负担系数和老年人口密度;运用空间自相关分析法和人口重心模型,对粤东地区人口老龄化的空间分布格局的演变进行了初步的探索;试图从空间视角丰富对人口老龄化区域特征和差异的认识,并为人口优化措施提供参考性的依据. 研究结果表明:粤东地区已进入老年型社会初期;粤东地区老年人口分布不均,各区县差异显著;老年人口分布重心呈现向东北推移的趋势;老年人口分布表现出正的空间相关性,高值集聚区分布在粤东地区东北部的区县,低值集聚区出现在粤东地区南部的区县.
数学与应用数学
求解一类非线性互补问题的广义模基矩阵分裂迭代法
刘玲, 郑华, 彭小飞
2018, 50(6): 91-95. doi: 10.6054/j.jscnun.2018087
摘要:
通过引入新的正对角参数矩阵, 提出了求解$H$-矩阵非线性互补问题的广义模基矩阵分裂迭代法和广义二步模基矩阵分裂迭代法, 取定特殊的正对角参数矩阵和矩阵分裂后, 两种算法都可转化为已有的模基矩阵分裂迭代法, 因此是已有求解线性互补问题和非线性互补问题模基矩阵分裂迭代法的推广. 利用$H$-矩阵的相关性质建立了两种算法的收敛性分析, 在算法收敛的充分条件中, $H$-分裂的假设比已有的非线性互补问题模基矩阵分裂迭代法$H$-相容分裂的收敛条件更弱; 另外, 所得到的正对角参数矩阵的收敛域比已有非线性互补问题模基矩阵分裂迭代法的收敛域更大, 因此收敛性结果是已有算法收敛性结果的推广改进, 这表明新的正对角参数矩阵是有效的.
一类三次时滞积分方程数值分析
郑伟珊, 肖奕鑫
2018, 50(6): 96-99. doi: 10.6054/j.jscnun.2018123
摘要:
主要对一类三次时滞积分方程进行数值分析. 首先进行两次线性变换, 然后利用Gauss积分法则进行离散化, 紧接着求近似解, 再利用Chebyshev谱配置法以及Gronwall不等式等相关引理获得方程精确解与逼近解之间的误差在无穷空间和加权L2范数空间均呈指数衰减的结论, 最后数值算例表明该方法的可行性和有效性.
各向异性的Carleson测度空间
赵爱华, 何建勋, 范兴亚
2018, 50(6): 100-103. doi: 10.6054/j.jscnun.2018124
摘要:
本文通过各向异性的面积函数引进了各向异性的帐篷空间, 得到了它的原子分解. 另外, 本文也引进了各向异性的BMO空间, 此空间是各向异性Hardy空间的对偶空间. 作为各向异性帐篷空间的原子分解的应用, 本文得到了BMO的各向异性Carleson测度特征.
计算机科学与软件工程
一种面向区域数据的机会群智感知数据分发策略
宋晖, 潘达儒, 关心
2018, 50(6): 104-111. doi: 10.6054/j.jscnun.2018125
摘要:
面向时空敏感的局部数据,结合区域数据采集的背景,设计了一个基于地图分区的机会式群智感知数据分发策略. 该策略分为四部分:首先对节点进行区域的划分和周期性地采集数据;其次在节点相遇时不同位置属性的节点之间进行边缘节点的判断和位置更新;然后进行时空敏感的区域数据之间的共享和传输过程;最后当缓存区满或缓存数据超过有效时间时进行缓存更新和丢弃过程. 该数据分发策略可以实现针对局部区域数据进行数据采集的目标,同时具有很好的边缘检测控制功能. 仿真实验结果表明:基于地图分区的数据分发算法具有较好的数据采集率与较低的网络开销,可以在性能接近Epidemic算法的前提下,提供可靠的区域数据采集和数据共享功能,且某些条件下性能可以超越Epidemic算法.
复杂背景下目标树叶自动分割的Grabcut算法
梁耀, 黎双文, 刘鑫磊, 李丰果
2018, 50(6): 112-118. doi: 10.6054/j.jscnun.2018126
摘要:
针对传统GrabCut算法需要人机交互且难以在复杂背景或光照不均匀时准确分割目标树叶的缺点,提出一种基于GrabCut算法的复杂背景下或光照不均匀时目标树叶的自动分割算法。本算法利用模糊高斯混合模型(FGMM)和图像的颜色信息对原始图像进行标记实现自动分割。首先选取合适的模糊因子利用模糊高斯混合模型对图像像素进行一次标记;在一次标记的基础上再结合超绿算法(EXG)选取合适的阈值对图像像素进行二次标记;最后将二次标记图像初始化GrabCut算法实现目标树叶的自动分割。利用几种不同的样本对提出算法的有效性和错分率进行探讨。结果表明,所提出的算法可以实现复杂背景下或光照不均匀时目标树叶的自动分割,且平均错分率达到1.625。
其他
基于专利计量的广东与“一带一路”沿线区域技术创新协同研究
李文辉, 陈依楠, 江涌芝, 利雪莹, 邱钰杰, 陈穗丽
2018, 50(6): 119-127. doi: 10.6054/j.jscnun.2018127
摘要:
根据专利计量信息,对广东与一带一路沿线省份技术创新协同进行了研究,并提出了政策启示.研究发现:从2000年开始,协同申请专利数量呈增长趋势.在各协同省份中,上海占据绝对优势,其次是重庆和浙江.C(化学;冶金)学部为绝对优势技术领域,2007年以来,技术创新能力没有得到持续发展,技术更新缓慢,新技术特征减弱.企业是参与技术创新协作的主要力量,起着主导作用,高校是技术创新协同的积极参与者.技术创新协同模式主要有亲缘型、业缘型、综合型、学缘型和地缘型.广东要结合协同主体和主要协同模式,积极鼓励一带一路沿线企业在不同省份开设子公司或下属机构,鼓励高校和科研院所,积极建立地方研究院,参与产学研合作.