上海大学 材料科学与工程学院, 上海 200444
电致变色材料应用于节能建筑、智能显示等领域, 是最具研究前景的智能材料之一。液相法制备WO3电致变色薄膜可以构建复杂多元变色结构, 在光调制幅值、响应时间, 特别是大面积低成本制备方面显现出巨大的潜力。本研究旨在开发一种低成本、易于规模化的WO3纳米晶液相镀膜工艺, 改善液相法常见的循环稳定性差和制备工艺复杂的问题。通过该方法制备了光调制幅度高、响应迅速和抗疲劳性能好的WO3电致变色薄膜。本工作对退火工艺进行优化, 成功合成出低聚集度、高结晶性的WO3纳米粉体。通过球磨分散制备WO3纳米晶镀膜液, 探究球磨对WO3纳米粒子的性能影响, 针对薄膜微结构和镀膜液结晶性对其电致变色性能进行工艺优化。获得了高光学调制幅度(82%), 短响应时间(tc/tb: 8 s/4.2 s), 高着色效率(81.5 cm2·C-1)和高循环稳定性(>1000次)的WO3电致变色薄膜。本工作通过改性WO3纳米粉体结晶和分散性能, 全面提升了纳米晶液相镀膜技术制备的WO3电致变色薄膜性能, 表明采用液相法制备WO3电致变色薄膜在变色性能和循环稳定性上有望突破可实用水平。
电致变色 WO3 纳米分散 液相镀膜 electrochromic WO3 nano dispersion liquid phase coating
1 西南大学资源环境学院, 重庆 400715
2 西南大学长江经济带农业绿色发展研究中心, 重庆 400715
柑橘是我国第一大类水果, 氮素对于柑橘的生长发育至关重要, 实时、 无损地监测柑橘氮素营养状况, 对于氮素养分精准管理具有重要意义。 植株体内的氮素可以分为营养性氮素、 结构性氮素和功能性氮素, 不同形态氮素各组分在柑橘叶片中的含量对叶片生理生化反应有一定的指示作用, 其中, 功能性氮含量是指示柑橘氮营养状况的重要指标。 以“春见”橘橙为试验材料, 分别于果实膨大期和转色期, 利用可见-近红外光谱仪测定不同施氮处理的柑橘叶片反射光谱, 并用化学分析方法测定其叶片功能性氮含量。 分析了柑橘果实膨大期和转色期叶片原始光谱和一阶微分光谱与叶片功能性氮含量的相关关系, 筛选出敏感波段, 利用全波段和敏感波段, 结合光谱植被指数法、 光谱化学计量法和机器学习方法, 构建了柑橘果实膨大期和转色期叶片功能性氮含量的无损监测模型, 并对比分析多种光谱变换和光谱预处理方法对于模型精度的影响。 结果表明, 在柑橘果实膨大期, 对全波段原始光谱进行标准正态化变换预处理, 结合反向传播神经网络构建的柑橘叶片功能性氮含量无损监测模型精度较高, 其建模集决定系数R2c和验证集决定系数R2v均为0.78, 建模集均方根误差RMSEC和验证集均方根误差RMSEV均为0.82 g·kg-1; 基于敏感波段原始光谱结合随机森林构建的模型精度也较高, 其R2c和RMSEC分别为0.84和0.67 g·kg-1, R2v和RMSEV分别为0.74和0.83 g·kg-1。 在柑橘果实转色期, 对全波段原始光谱进行标准正态化变换预处理, 结合BPNN构建的柑橘叶片功能性氮含量无损监测模型精度较高, 其R2c和RMSEC分别为0.77和1.04 g·kg-1, R2v和RMSEV分别为0.76和1.13 g·kg-1。 研究表明, 可以利用可见-近红外光谱技术, 实现对柑橘叶片功能性氮含量的无损监测。
柑橘 功能性氮 可见-近红外光谱 反向传播神经网络 随机森林 Citrus Functional nitrogen Visible-near infrared spectroscopy Back propagation neural network Random forest 光谱学与光谱分析
2023, 43(11): 3396
哈尔滨理工大学 应用科学学院，黑龙江 哈尔滨 150080
基于超磁致伸缩材料，提出了一种传感光纤光栅(S-FBG)和参考光纤光栅(A-FBG)相结合的温度自动补偿全光纤交流电流传感器。此传感器将传感光纤光栅和参考光纤光栅级联呈"十字形"后粘贴在超磁致伸缩材料上，然后将其置于聚磁回路狭缝内; 同时控制传感光纤光栅的径向与磁场方向相同，而参考光纤光栅的径向与磁场方向相反。最后，将S-FBG的中心波长置于A-FBG反射谱的边带上，通过检测两光纤光栅级联反射光强的变化实现了电流测量及温度自动补偿。选用3 dB谱宽分别为0.23 nm和0.08 nm的A-FBG和S-FBG进行了实验测试，结果表明: 有效安匝电流为1.0~138.2 A时，该传感器可实现线性测量，线性度为0.996 3，测量灵敏度为16.0 mV/A，最小可测有效安匝电流为1.0 A。
光纤电流传感器 光纤布拉格光栅 超磁致伸缩材料 温度补偿 optical fiber current sensor Fiber Bragg Grating(FBG) Giant Magnetostrictive Material(GMM) temperature compensation 光学 精密工程
2016, 24(10): 2377
1 中国科学院上海应用物理研究所, 上海201800
2 复旦大学附属中山医院放射科, 上海200032
荧光CT是一种可无损重建元素空间分布的发射型断层成像技术, 对生物医学研究具有重要意义。 同步辐射的高通量、 高准直和能量可调等特性使荧光CT的生物医学应用成为可能。 文章通过优化设计, 在上海同步辐射光源建立了一套用于生物医学样品微量元素分析的荧光CT成像系统。 通过对实验装置的优化, 提高了系统的数据采集速度和空间分辨率。 将极大似然-期望最大化重建算法引入到荧光CT, 显著提高了图像重建精度。 最后采用测试样品和医学样品对系统进行了测试。 实验结果表明该系统能正确探测感兴趣元素在样品内的分布, 空间分辨率达150 μm。 可以认为, 该系统在图像重建精度、 空间分辨率和数据采集速度等方面均可满足大尺度生物医学样品研究的需要。
同步辐射 荧光CT 元素分布 生物医学应用 Synchrotron radiation X-ray fluorescence CT Elements distribution Biomedical applications 光谱学与光谱分析
2011, 31(10): 2753
楚雄师范学院 物理与电子科学系,云南 楚雄 675000
采用傅里叶变换红外光谱法,比较分析了不发酵茶、半发酵茶和全发酵茶红外特征谱的异同。结果显示,3类茶叶的红外光谱比较相似,但由于发酵程度不同,3类茶中茶多酚类物质成分的含量不同,因而具有一些各自的红外特征谱。研究表明,茶叶的不同发酵程度与茶叶的红外特征谱中的1037,1147,1324,1520和1240 cm 附近吸收峰的强度和峰形密切相关。探索了这两者之间的联系,发现根据茶叶样品的红外光谱特征峰的不同吸光度和峰形,可以区分茶叶的不同发酵程度。
茶叶鉴别 不发酵茶 半发酵茶 全发酵茶 傅里叶变换红外光谱 激光与光电子学进展
2010, 47(4): 043001
楚雄师范学院物理与电子科学系, 云南 楚雄 675000
文章利用傅里叶变换红外光谱法, 对云南省普洱地区不同厂家所生产的不同贮存年限的熟茶和生茶样品进行鉴别研究。实验结果表明, 普洱熟茶和生茶的红外光谱十分相似, 但由于加工工艺不同, 贮存年限不同, 其主要化学成分的组成比例不同, 因而熟茶和生茶、自然发酵和人工发酵的熟茶等均具有各自的特征谱。根据红外光谱的特征吸收, 不仅可以区别熟茶和生茶, 还可以区别自然发酵和人工发酵的熟茶, 区别贮存时间的长短。用傅里叶变换红外光谱法鉴别茶叶, 有快速、简便和直观的特点。
傅里叶变换红外光谱 普洱熟茶和普洱生茶 不同发酵方式 FTIR unzymic and zymic Pu-er tea different zymotechnics
采用X射线荧光光谱分析方法(XRF), 对楚雄盆地不同地区的恐龙化石和围岩的元素成分进行对比研究。实验结果表明, 恐龙化石中的主元素含量的排序均是Ca、C、Si, 而围岩中则均为Si、C、Ca；在恐龙化石中有元素F和 As, 在围岩中不含F和 As；在化石和围岩中Pb元素的含量均较低。其次, 通过对禄丰恐龙山的两组化石和围岩元素含量的对比分析, 推知恐龙山所处地层可能发生过断裂和错位的地壳变动。实验还发现, 武定、牟定和元谋的化石中的微量元素含量具有共同的特点, 即元素砷(As)含量略高, 钡(Ba)的含量高异常和锌(Zn)含量低异常, 有可能是导致这三个地方恐龙动物群的死亡原因之一。
恐龙化石 围岩 元素分析 稀土元素 dinosaur fossil country rocks element analysis REE XRF XRF
1 云南省楚雄师范学院物理与电子科学系, 楚雄 675000
2 National Synchrotron Light Source Brookhaven National Laboratory, New York, 11973, USA
利用同步辐射X射线荧光成像方法(SXRF)检测了二件不同地区的脊椎头恐龙化石, 在每件化石截面上的二个不同区域分别获取了8种元素的分布图及其荧光光谱。在两件样品靠外层的骨密质部位, 发现有较密集的稀土元素Y(钇)。在姜驿恐龙化石中Y的富集, 来自于化石的成岩过程, 在元素分布图中与稀土元素Y共生的含Ca化合物是氟磷酸钙。武定田心恐龙脊椎头化石中, 在稀土元素钇的富集的区域, 其它元素包括Ca的含量均特别少。此种稀土元素的富集可能是由于化石中含有分解不完全的有机物的吸附所致。在姜驿恐龙脊椎头化石中, 微量元素Mn、Fe和Al属于共生矿物; As、Sr、Y元素集中分布在化石的外边缘处, 也是三者共生。在田心恐龙脊椎头化石中, 微量元素Mn、Fe和Al属于共生矿物, Sr、Y元素共生, Cu元素的分布相对集中。研究表明, 恐龙化石中矿物的元素含量及其分布与骨骼所属的部位无关, 只与源地有关。恐龙化石中稀土钇富集的地方, 呈现白色。 同步辐射X射线荧光探测法, 能原位、快速、无损地检测出化石样品各种元素的荧光光谱, 给出恐龙化石元素分布的二维信息, 对于分析恐龙化石所蕴含的侏罗纪时期的古地质特征和古生物信息, 给出了重要的依据。
同步辐射X荧光 元素分布图 矿化特征 恐龙脊椎头化石 SXRF Mapping trace element Dinosaur backbone head fossils
1 云南省楚雄师院物理与电子科学系,云南,楚雄,675000
2 南京师范大学分析测试中心,江苏,南京,210097
双参是一味彝医特色用药.本文获取了双参主根和须根的红外特征谱,发现二者相差较大.分析表明主根和须根所含主要成分不同,主根含淀粉较多,须根含纤维素较多.文章还分析了双参的IR图谱和有效成分(即药物活性)之间的关系.实验结果表明,主根和须根的药物活性也不完全相同.在两者的图谱中在1373cm-1和1245 cm-1处都有峰,表明主根、须根都有活血化瘀的功能;此外主根在931 cm-1处有峰,有保肝的活性;须根却在894 cm-1,832 cm-1处有峰,表示须根有抗肝炎作用,最后在须根中还含有生物碱(在1736部分cm-1处有小峰),说明它还有杀菌解毒功能.本文对双参的主根和须根的不同药效提供了分子依据,对彝药的有效成分与IR图谱的联系作出了首次初步探索.
彝药双参 药物有效成分 FTIR
