近年来煤基高附加值化学品提取制备的前沿科学研究发现, 黄腐酸平台化合物(FAPC) 作为一类具有特殊功效的团簇族特性组装分子集合体, 在现代农业、 生物医药及功能材料等方面有良好应用前景, 黄腐酸平台化合物制备提取基础理论及化学构成研究具有重要科学意义; 简介了黄腐酸平台化合物基于不同源物质的制备提取方法, 重点阐述了煤基物选择解离规律、 黄腐酸平台化合物特征官能团构成及自组装结构特性的光谱解析, 研究结果表明: 酸碱反应、 离子交换、 生物转化及微波等途径, 可以实现黄腐酸平台化合物选择性制备提取; 通过红外、 核磁共振、 荧光光谱、 电子与振动光谱及分子模拟等手段, 能够从不同光谱谱图特征指认对制备所得黄腐酸平台化合物分子群组分进行分子结构、 官能团、 分子链、 自组装空间构型、 基团结构及构建方式有效检测表征; 多谱图综合揭示黄腐酸平台化合物主要由羧羟基、 酚羟基、 醌基和羰基类分子构成; 选择性解离生成的活性小分子因相关分子特性取向形成自组装集体, 具备界面友好、 微纳米尺寸、 电学储能及良好生物相容性特点; 通过对比分析对黄腐酸平台化合物制备规律进行了优缺点揭示, 并对黄腐酸平台化合物未来理论研究与应用前景做了展望。

波前畸变会影响平行光栅对压缩器输出脉冲的可压缩性和远场焦斑的质量。结合光线追迹法和夫琅禾费远场衍射原理建立了平行光栅对压缩器理论模型。同时分析了输入脉冲的波前误差、光栅衍射面的形变以及光栅波像差对压缩器输出脉冲远场焦平面时空特性的影响, 并采用蒙特卡罗方法数值模拟分析了其误差容许范围。为高功率激光装置中平行光栅对压缩器中进行波前畸变和光栅质量的控制提供了理论参考。

利用不同能量的飞秒激光脉冲对铝基材料表面接触角进行调控, 并对其浸润性转变机理进行了分析研究。结果表明, 经飞秒激光加工和时效处理后, 铝基材料表面最终稳定的浸润性状态与激光能量及时效时间相关。随着激光能量的增大, 表面接触角由70°转变为150°以上。对不同能量加工条件下的铝基表面形貌、粗糙度及化学成分进行了分析, 结果表明, 激光加工后的样品浸润性由亲水状态最终转变为超疏水状态。在不同脉冲能量区间均可得到超疏水表面, 但其表面微观结构存在非周期性或周期性结构的差异, 疏水性能的形成机理不同。

使用近红外光谱仪获取由高岭土、 白云母和蒙脱石三种岩石矿物粉末混合成的模拟天然岩石样本的近红外漫反射光谱信息, 通过标准归一化（standard normal variable）的方法对光谱数据进行预处理, 采用随机森林（random forest）进行数学建模, 对岩石样本的组成成分进行预测, 预测得到三种岩石成分最小均方根误差分别为: 0.088 0, 0.095 6, 0.121 2。 实验结果表明应用近红外漫反射光谱来测定天然岩石中各种矿物成分的含量是可行的, 为今后岩石成分的快速检测提供了理论依据。

为了了解卫星搭载对紫花苜蓿种子化学特性的影响, 揭示空间诱变机理, 文章利用傅里叶变换拉曼光谱法对卫星搭载当代的紫花苜蓿种子进行了研究。 结果表明, 与地面对照相比, 飞行组在358和553 cm-1处的峰强增加, 814, 1 122, 1 531, 1 743 cm-1处的峰强降低, 通过谱带归属发现, 增强的358和553 cm-1分别与DNA和Ca2+有关, 降低的4个峰与糖类、 脂类有关。 这说明经过卫星搭载后, 苜蓿种子的DNA和Ca2+的量出现增加趋势, 糖类与脂类的量出现降低趋势。 其可能原因是(1)种子主动修复诱变产生的DNA损伤时, 消耗部分贮存能量所致; (2)空间飞行过程中的超重导致种子细胞内的Ca2+ 浓度升高; (3)飞行因子导致种子提前萌发, DNA大量合成与复制, 种子储藏的能量提前降解消耗。 这一结果将对苜蓿空间诱变机理研究有重要参考价值。

我们研究了在磁场作用下水的光学性质和电学性质等的变化,实验发现它们的这些特性和未受磁场作用的水有重大改变特别是在红外光谱和拉曼光谱中的变化更加明显,这种现象就称为水的磁化.我们从水的中红外光谱得知在3000～3800 cm-1的范围内有奇特的六个峰值存在,从水分子结构和红外光谱的特性出发了解到它们分别代表了自由水分子的OH键的对称与反对称的振动,众多水分子通过氢键连接而成的线性链和环形链的OH键的对称与反对称振动,于是从这个实验我们看到了在这个水中存在有众多水分子结合成的环形氢键链的存在.我们用水分子的极化特性,一阶相变的特性和实验进一步证实了这些环形链的客观存在,根据质子或氢离子在氢键系统中传递理论得知在磁场的罗仑兹力作用下处于水中环形氢键链中质子能够进行传导产生环形电流.这些环形电流象一个分子电流或是个小磁体,它们能彼此相互作用或与外加磁场相互作用,从而改变了水分子的分布和结构状态,导致了水的一些特性的变化,这就是水的磁化的分子机理,我们用这个机理解释了我们从实验中所发现的磁处理过的水的特性如饱和效应和记忆效应等,因此这是非常有趣的实验和现象.

考虑非对称势和阻尼下,研究庞小峰教授提出的氢键系统质子传递理论模型,其模型存在扭结孤子激发,给出孤子传递的精确解及质子传递的速度.

磁化水具有比普通水更小的簇合分子,具有硬度、pH值、含氧浓度均增加的性质.采用傅立叶变换红外光谱技术,测量了大豆与玉米实验组与空白组的叶绿体的红外光谱,发现两者在酰氨键的振动吸峰处存在一定的差异,实验组的吸收明显强于对照组,说明磁化水对作物的生长发育有一定影响,具有一定的生物效应.