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2017年  第49卷  第5期

特约综述
荧光石墨烯量子点的制备及应用
梁勇, 朱效华, 南俊民
2017, 49(5): 1-8. doi: 10.6054/j.jscnun.2017141
摘要:
由于具有独特的量子限域和边界效应,石墨烯量子点(GQDs)碳基纳米材料表现出特殊的性质和诸多潜在应用. 文中概括了近年来在制备GQDs方面的研究进展,包括利用水热、电化学和化学氧化等把大片石墨变为GQDs的方法,以及利用含碳有机小分子为前驱体,通过溶液化学、超声波和微波等方法来使碳原子重组制得GQDs的方法. 同时,介绍了GQDs在成像技术、生物传感和电化学分析等领域的应用情况. 最后指出,由于GQDs的发光机理还是一个开放性的课题,因此结合GQDs制备方法来研究其发光性质,将是未来该领域的研究重点.
柑橘黄龙病检测及治疗方法的研究进展
陈文利, 徐婉, 程保平, 彭埃天, 焦悦
2017, 49(5): 9-15.
摘要:
黄龙病是柑橘产业中的一种毁灭性病害,近年来该病害在全球多个柑橘产区爆发,对研究者和生产者带来巨大挑战。目前认为柑橘黄龙病病原是一种难养的候选韧皮部杆菌属革兰氏阴性细菌。虽然目前已经开发了多种治疗黄龙病的方法,但都只能延缓黄龙病的症状,仍然缺乏有效的根治黄龙病的手段。本文对近几年来黄龙病的传播途径、检测方法以及治疗方法进行概述,并对今后的研究方向进行了展望。
物理学与光学工程
线性磁场作用下一维铁磁链的孤子激发
莫子杰, 陈浩, 王瑞强
2017, 49(5): 16-21. doi: 10.6054/j.jscnun.2017142
摘要:
研究了在线性磁场作用下,一维铁磁链的两种孤子激发.分别通过导出了两个不同的修正的非线性薛定谔方程,可以得到各自所激发的孤子解.两种孤子激发均结果表明,在增加了线性磁场后,孤子的外形与有效质量并没有受到它的影响,但孤子的运动模式却改变了从一般的匀速运动变成了匀变速运动.而且在线性磁场作用下孤子的能量出现了定域分布,随位置的不同而不同.由此发现,引入线性磁场的普遍意义在于使得一维铁磁链中的孤子激发和移动可受到更好的控制,又不破坏孤子的稳定性.
一维非均匀介质中Casimir stress的收敛性
欧阳丹, 陈棋江, 罗斌
2017, 49(5): 22-25.
摘要:
文章基于Lifshitz理论,在现有计算Casimir stress的规范化方法基础上,对之做进一步的数学演绎来研究一维情况下Casimir stress的收敛性. 通过分析电磁场格林函数的Galerkin变分方程,文章严格地证明并得出结论:在现有的Lifshitz公式理论体系及常规的规范化方法下,只要介质中某处的介电常数ε或磁导率μ的一阶导数不为零,Casimir stress在这些导数非零处就是发散的. 该研究成果证明了现有的常规规范化方法不适用于非均匀介质,为改进现有物理模型和寻找新的适用于非均匀介质的规范化方法提供了理论参考.
智能电网中异构通信网络的自适应速率控制
郭起霖, 钟伟锋, 张浩川, 张涵, 余荣
2017, 49(5): 26-30.
摘要:
为了提高智能电网中家域网的传输控制协议(TCP)性能,提出一种自适应速率控制方法。家域网采用电力线通信(PLC)和无线局域网(WLAN)技术,具有异构特点。该控制方法利用WLAN的通信机制提高PLC的链路利用率,采用启发式动态规划,通过神经网络训练估计瓶颈链路的容量,根据应用的长期服务质量调整TCP数据包的发送速率。仿真结果表明,该方法可以有效滤除PLC信道中冲击噪声的负面影响,其性能优于现有TCP的拥塞控制。
材料学
Fe、Cr共掺杂TiO2纳米球增强光催化制氢
廖添, 宋亭, 杨定乔, 吕梅香, 曾和平
2017, 49(5): 31-37.
摘要:
以钛酸四丁酯、硝酸铁、硝酸铬为原料,采用改进的溶胶凝胶法制备铁-铬共掺杂的二氧化钛纳米球。对该纳米球进行了结晶结构、形貌和光吸收性质方面的表征,测试了该纳米球在紫外可见光照射下光催化产氢活性。结果表明,在掺杂量不变的情况下,铁-铬共掺杂二氧化钛纳米球获得最好的光催化活性(133.6 μmol/g/h),并且具有优秀的光催化稳定性。
原子层沉积增强微纳结构硅电池的光电性能
王饮, 杨秧, 敖献煜
2017, 49(5): 38-42.
摘要:
本文用原子层沉积技术在硅表面沉积氧化铝作为钝化层、掺铝氧化锌薄膜作为透明电极,应用于有金字塔结构和黑硅结构的光伏电池上。通过反射光谱、电流-电压曲线、外量子效率等测试,比较平面硅、金字塔绒面硅和黑硅三种不同结构电池的光电性能。通过在金字塔结构表面沉积10个循环氧化铝作为钝化层,180 nm掺铝氧化锌作为透明电极,光电转换效率达到11.23%,短路电流28.72 mA/cm2,开路电压0.548 V,填充因子0.71。相比于没有钝化层和掺铝氧化锌薄膜的样品,电池各方面性能都得到提高。将该钝化层和透明电极应用于黑硅电池上获得了8.89%的光电转换效率。证明掺铝氧化锌作为透明电极、氧化铝作为钝化层,对微纳结构电池性能有明显提高。
化学与环境
X…Y(X=LiF, H3N, H2O; Y=HF, LiF)复合物中锂键、氢键的理论计算
刘雅萌, 李俊, 高爱舫, 甄岩
2017, 49(5): 43-47.
摘要:
在CCSD(T)/cc-pVTZ水平下,对X…Y(X=LiF,H3N,H2O; Y=HF, LiF)复合物的9个结构进行几何构型优化和红外振动频率计算. 根据定域化分子轨道、原子自然电荷、Wiberg键级的分析表明HFLiF分子中的H-F键是共价键, 而Li-F键则为离子键而非共价键. H3N…Y (Y=HF,LiF)、H2O…Y (Y=HF,LiF)中的氢键或锂键源于静电相互作用, 并非共用电子的共价键. 结合能的计算表明: 与HF相比, LiF与X (X=LiF, H2O, NH3)的结合能更高;结合能从高到低依次为 LiF > NH3 > H2O. 红外振动频率分析表明HF与NH3、H2O形成红移氢键,即 H-F键长增加, 相应的H-F伸缩振动频率降低. H3N…LiF的Li-F键键长增加同时伸缩振动频率减少. 而LiF与H2O形成锂键后,键长增加0.016 ?,而Li-F的伸缩振动频率反而增加了2 cm-1 , 即蓝移锂键.
氧化亚铁硫杆菌与硫酸改善城市污泥脱水性能的研究
谢武明, 邢瑜, 张宁, 马峡珍, 顾舸, 刘敬勇, 区国才, 陈新杰
2017, 49(5): 48-53.
摘要:
研究生物酸化和化学酸化调理法对污泥脱水性能的影响.结果表明,生物酸化调理污泥的脱水效果和稳定性均优于化学酸化.在接种氧化亚铁硫杆菌菌液为10%时,可使原泥脱水效率提高49.7%;而酸处理的最佳条件为初始pH 3.2,此时污泥脱水性能较原泥提高30.8%.比较调理过程中污泥体系pH的变化发现,当接种量一定,生物调理法可较长时间维持利于脱水的酸性环境.经电镜扫描可见,生物法调理的污泥含硫杆菌,其团形均匀,孔隙度大,泥质松软.红外光谱分析表明,氧化亚铁硫杆菌通过酶作用把胞外聚合物中的蛋白质分解,从而改善污泥脱水性能.
生物学与生物工程
SUMO-1在ApoE-/-小鼠PM2.5暴露中调控血管HIF-1α/VEGF信号通路的研究
甘向东, 李飞, 蔡欣, 付文亮, 徐东刚, 龙民慧
2017, 49(5): 54-58.
摘要:
本文研究了ApoE-/-小鼠经PM2.5暴露后,其主动脉弓中SUMO-1、HIF-1及其靶基因血管内皮生长因子(VEGF)表达变化规律及HIF-1的SUMO化修饰情况。利用气管滴注方法将颗粒物滴入ApoE-/-小鼠,利用Western blot、QPCR检测小鼠主动脉中SUMO-1、HIF-1、VEGF的表达情况和CO-IP法检测SUMO-1及HIF-1共修饰情况。 结果显示: PM2.5暴露后,小鼠主动脉SUMO-1、HIF-1、VEGF的表达上调。CO-IP 显示:对照组SUMO-1没有对HIF-1α发生SUMO化修饰,PM2.5暴露后SUMO-1对HIF-1α产生了明显的SUMO化修饰。SUMO化的HIF-1与HIF-1α、HIF-1、VEGF蛋白均呈正相关。 PM2.5暴露可能通过上调细胞中SUMO-1的表达,稳定HIF-1α或者上调HIF-1的表达,进而影响VEGF的表达。
白藜芦醇诱导HepG2细胞凋亡中线粒体差异蛋白鉴定
欧丹凤, 陈春霞, 马晓东, 田雪梅
2017, 49(5): 59-63.
摘要:
为研究线粒体在白藜芦醇诱导人肝癌细胞系HepG2细胞凋亡中的作用机制。分离提取白藜芦醇处理的HepG2细胞及对照组细胞的线粒体蛋白质,双向电泳分离差异蛋白质,飞行时间质谱鉴定差异蛋白点,摸索并建立了一种有效分离提取细胞线粒体蛋白质和双向电泳的方法。初步分析鉴定了四个显著性差异蛋白,着丝粒蛋白Kinesin protein和CENP-E降低,证明白藜芦醇对细胞周期及细胞骨架的调节作用,Peptidase (mitochondrial processing)表达降低,线粒体核糖体蛋白L7/L12(Mitochondrial ribosomal protein L7/L12, MRP L7/L12)表达升高,表明白藜芦醇诱导HepG2细胞与其对线粒体功能的影响有关。
过氧化氢对拟南芥生长素信号传导相关蛋白的影响
张盛春, 刘梦灵
2017, 49(5): 64-71.
摘要:
本论文通过添加外源过氧化氢来探究其对植物生长素信号的影响。以GUS基因作为报告基因,研究拟南芥中各生长素相关蛋白(生长素含量标志蛋白DR5、输入蛋白AUX1、输出蛋白PIN1和PIN2)对过氧化氢的响应。结果表明过氧化氢处理后拟南芥呈植株变小、根变短和不定根数目增多的表型;与对照相比,GUS染色后各生长素相关蛋白的表达下降,这表明过氧化氢对植物生长素的合成与运输起一定的抑制作用。在过氧化氢处理的基础上,添加抗氧化物质发现植株表型有明显的恢复,GUS染色也表明相关蛋白的表达量均增加;另外,0.0001 ?mol/L的外源IAA也能恢复过氧化氢处理后拟南芥的表型和生长素相关蛋白的表达。综上所述,过氧化氢主要通过抑制植物体内的生长素信号来调控植物的生长发育。
区域发展与地理
指数律参数选取对指数和廓线精度的影响
齐宏纲, 孙武, 李庆祥, 黄啟明, 黄盛, 江云峰, 梁幸怡
2017, 49(5): 72-78.
摘要:
基于广州市主城区水平比例尺为1:7 000和垂直比例尺分别为1:500、1:1 000、1:2 000的三维建筑模型,在B类边界层中性流条件下进行风洞模拟. 利用26个测点、15个高度的西北和东南两种盛行风况下的风速数据,分析指数律参考高度zref、零平面位移d、采样厚度t等3个参数对指数α和拟合精度的不确定性影响,并为指数律应用中精度的提高提供了相应的建议. 实验结果表明:参考测点最高高度α的均值和离散度相对较小,且拟合较为理想;d的引入能提高拟合精度,且与α呈负相关;不考虑零平面位移d的指数律尤其对下垫面非均质、测点众多的研究更为实际;不同粗糙程度的下垫面,α在0.25-1H廓线厚度段内收敛,是理想的采样厚度.
华南湿热山地小流域景观格局演变与径流关系——以宁江为例
朱汝雄, 张正栋, 杨传训, 万露文
2017, 49(5): 79-85.
摘要:
基于1986—2013年宁江流域5个气象站降水量和河口水文站径流量数据,以及1986、1995、2005、2013年流域土地覆被分类数据,运用景观格局指数分析和统计分析方法,分析宁江流域径流与景观格局变化之间关系. 结果表明:1986—2013年宁江流域降水量波动较小,径流量在2002年之后出现下降趋势,且2002年以前降水量与径流量曲线吻合一致,2000年以后吻合性较低,运用Mann-Kendall检验宁江流域年径流量突变点出现在2002年;1986年以来,随着城镇化发展与退耕还林政策的实施,宁江流域建筑用地、林地、未利用土地面积增加,耕地、草地面积减少,水体面积变化不大;受人类活动加剧的影响,流域内斑块数、斑块密度、最大斑块指数激增,流域整体景观破碎度加大;宁江流域径流量与景观斑块数、斑块密度、最大斑块指数及散布与并列指数相关性较大,与香农多样性指数、景观蔓延度、斑块形状指数、景观形状指数相关性较小. 当斑块数量大于2 500,斑块密度大于18,散步与并列指数大66%以及最大斑块指数大于50时,径流量随其增大而增大.
近10年珠三角城市群经济承载力及空间分异
蔡永龙, 陈忠暖, 刘松
2017, 49(5): 86-91.
摘要:
以珠三角城市群内9个城市为研究对象,选取18个经济发展水平梯度差异较小的区域内的城市为样本数据,运用修正之后的人口—经济承载力模型,测度珠三角城市群及内部九大城市2005—2014年的经济承载力水平,并分析经济承载力水平的空间分异. 研究结果显示:珠三角城市群经济承载力趋于小幅波动状态,但城市群内部极化效应显著,涓滴效应仍处于较低水平,区域经济一体化水平较低;城市群内部城市经济承载力等级分化严重,形成以深圳市、广州市、珠海市和佛山市为第一层级,东莞市和中山市为第二层级,惠州市、江门市和肇庆市分列三~五层级的经济承载力等级体系;地理空间上,形成以深圳市、广州市和珠海市为核心的三大区域,三大区域的经济承载力水平变化趋势为:广州市-佛山市-肇庆市(广佛肇),深圳市-东莞市-惠州市(深莞惠),珠海市-中山市-江门市(珠中江);近10年,珠三角城市群经济承载力呈东高-西低的发展状态,西岸塌陷的阴影效应十分显著.
数学与应用数学
全局性N元F-强混沌系统的一个判据
符和满
2017, 49(5): 92-95.
摘要:
设(X,f)是一个动力系统, 其中X是一个含至少2个点的完备度量空间,f是X上的一个连续自映射. 对给定的 Furstenberg 族F与整数 $N\geq2$,将F-混沌推广到N元F-混沌. 为此, 对于X的2个非空子集A,B, 借助集对(A,B)的F-往复点来引入F-攀援串的概念, 进而定义N元 F-混沌以及讨论N元F-混沌的一些性质. 最后以 Furstenberg 族理论为主要工具, 给出一个动力系统是全局性N元F-强混沌的一个判据, 并通过例子来阐述它在动力系统中的应用.
一类与 In算子有关的解析函数的fekete-szego 不等式
郭栋, 李宗涛
2017, 49(5): 96-99.
摘要:
引入了一个与算子 有关的解析函数类 ,利用函数的极值和单调性,讨论了此函数类的 不等式.假设 , 为复数,则有 , ,且对所有的 等号都成立. 当参数 取一些特殊值时,得到一些特殊函数类的 不等式.
关于一个参量化的全平面Hilbert积分不等式
曾志红, 杨必成
2017, 49(5): 100-103.
摘要:
探讨了一个新的参量化的全平面Hilbert积分不等式:建立2个权函数,利用积分的变量代换方法算得2个权函数为常数;运用带权的H lder不等式,通过恰当的配方,应用实分析技巧,引入非零的独立参量 以及满足关系 的参数 ,得到一个新的全平面非齐次核的具有最佳常数因子 且含中间变量的Hilbert型积分不等式,及其等价式和特殊参数下的齐次与非齐次核不等式.结果表明:这个新的参量化的全平面Hilbert积分不等式更优,是以往结果的推广;此文对Hilbert积分不等式的研究从第一象限拓展到全平面,为Hilbert不等式的纵深研究提供了更为广阔的思路,能丰富和完善Hilbert不等式的研究体系.
用条件PWPE刻画的序幺半群
王田, 梁星亮
2017, 49(5): 104-107.
摘要:
借助S-系理论及序半群理论的方法, 在序S-系范畴中引入了条件(PWP{E}), 刻画了循环(Rees商)~序S-系满足这一条件的序幺半群的结构特征. 进一步地, 给出了Rees商序S-系的条件(PWP{E})与其他平坦性质一致的序幺半群的刻画, 并推广了条件(PWP)的相关结果.
计算机科学与软件工程
一种基于兴趣挖掘的机会网络内容分发策略
孙立奋, 潘达儒
2017, 49(5): 108-114.
摘要:
提出了一种新的基于兴趣挖掘的机会网络内容分发策略(Interest Mining Based Scheme (IMBS)),通过贝叶斯理论分析节点的兴趣以及节点基于兴趣的相遇频率,挖掘移动节点随机运动背后所蕴含的人类社交特征和情感特征. 此外,IMBS采用发布/订阅机制,收集节点的订阅信息,以获取消息在整个网络中的需求量. 在转发消息的时候,IMBS把消息的需求总量和节点的情感特征以及社交特征结合起来选择下一跳节点. 实验结果表明,文中所提策略可显著减少消息的传输延时和网络开销,并提高消息传输的成功率.
一种基于Grab Cut和区域生长的服装图像前景提取算法
陶彬娇, 陈倩, 潘中良, 李萍
2017, 49(5): 115-119.
摘要:
针对Grab Cut算法应用于服装检索系统中服装图像的前景提取时所存在的交互式、复杂背景提取效果差等问题,首先提出了一种全自动化的Grab Cut算法,以实现自动根据背景情况,对单一背景和复杂背景图像分别采用不同的方法生成初始矩形框并进行前景提取. 由于该算法仍存在欠分割或过分割现象,故将该算法与区域生长算法相结合,给出了一种结合区域生长的全自动化Grab Cut算法. 实验结果表明,无论对于单一背景还是复杂背景的图像,改进算法的前景提取效果都明显优于传统算法,不仅能准确获取服装前景区域,而且对于服装内部的过分割问题也有很大的改善.
其他
广东高校本科层次工科人才培养结构研究
郑文, 薛亚涛
2017, 49(5): 120-128.
摘要:
统计分析了广东省本科高校工科类学生的总量、地区分布、城际分布以及校际分布等,运用spss17.0软件对广东省本科高校工科类学生总量和规模以上工业企业增加值之间的关系进行相关分析和回归分析,以全面梳理广东省本科工科类人才培养现状以及优化广东省本科高校工科类人才的培养结构. 研究发现:广东本科层次工科人才的培养与规模以上工业企业增加值之间存在相互促进的关系,广东本科层次工科人才的培养总量在逐年上升,且能较好地满足广东产业发展的需求,但也存在一些失衡现象:专业设置与产业需求错位;人才分布不能满足产业集聚、转移的需要;专业设置缺乏特色、校际趋同明显和学生集中度不高等. 基于此,采取措施促进广东工科类专业的设置要和广东主导产业或行业相对接,顺应广东产业集聚和产业转移的需要调整专业的区域布局;同时应鼓励高校提高工科学生集中度,扩大工科专业设置面,并改革财政拨款机制对上述变革予以引导.