基于三维纳米阵列结构的表面增强拉曼技术研究及其在痕量铀酰离子探测中的应用

表面增强拉曼散射(SERS)是一种新型痕量表征技术，其灵敏度高、样品用量少、特征谱易辨识，尤其适用于铀酰离子等危化品的探测。在过去十几年里, 纳米材料和纳米技术在新兴技术和SERS的应用方面获得了长足发展，将先进的纳米制造技术引入了SERS领域。本文总结了利用光刻、原子层沉积等技术，开发了一系列高质量的三维阵列纳米材料作为SERS基底，并应用于痕量铀酰离子的检测。其中，以Al₂O₃、HfO₂等惰性氧化物包裹修饰的银纳米棒三维阵列作为基底，灵敏度高，稳定性好，根据不同特征的拉曼振动频谱，可识别多个不同种态的铀酰离子，检出限低至nmol/L，具有潜在的实际应用价值。     

Combating Biofilm Associated Infection In Vivo: Integration of Quorum Sensing Inhibition and Photodynamic Treatment based on Multidrug Delivered Hollow Carbon Nitride Sphere

Recently, quorum sensing (QS) inhibitors (QSIs) have been combined with antibiotics to enhance antibiofilm efficacy in vitro and in vivo. However, targeting QS signals alone is not enough to prevent bacterial infections. Drug resistance and recurrence of biofilms makes it difficult to eradicate. Herein, photodynamic therapy (PDT) is selected to unite QSIs and antibiotics. A synergistically antibiofilm system, which combines QSIs, antibiotics, and PDT based on hollow carbon nitride spheres (HCNSs) is envisaged. First, HCNS provides the multidrug delivering ability, enabling QSIs and antibiotics to be released in sequence. Subsequently, multistage releases sensitize bacteria effectively, potentiating the chemotherapeutic effects of the antibiotics. Finally, the integration of QSIs and PDT not only minimizes the possibility of drug resistance, but also overcomes the problem of limited mass and extension of PDT. Even after 48 h of incubation, the bacterial biofilm is obviously inhibited. And its biofilm disperse efficiency exceeds 48% (compared with QSI‐potentiated chemotherapy group) and 40% (compared with PDT group). Besides, the inhibition of the QS system influences phenotypes related to virulence factor production and surface hydrophobicity, which weaken biofilm invasion and formation. Eventually, this system is applied to disperse bacterial biofilm in vivo. Overall, PDT and QS modulation are devoted to eradicate drug resistance and recurrence of the biofilm.     

平面并联机构工作空间的三维螺旋扫描CAD求解

针对平面并联机构无奇异位置工作空间求解困难、过程繁琐、计算量大等问题，提出了基于CAD求解平面并联机构工作空间的三维螺旋扫描方法。将[n]自由度平面并联机构分解成[n]条支链进行独立分析，得到每条支链下末端执行器的可达区域，再将所有支链可达区域取交集即为平面并联机构工作空间。应用SolidWorks软件建立平面并联机构模型，进行几何特征处理，通过自动求解器求解，将求解过程图形化，快速得到同轴布局5R机构和平面3-RPR并联机构的无奇异位置工作空间。通过同轴布局5R机构的运动学实验，验证了该求解方法的可行性。     

基于SolidWorks和三坐标测量仪的螺杆转子精滚刀建模与检测方法

介绍了基于SolidWorks软件的螺杆转子精加工滚刀的一种精确建模方法和利用该模型对滚刀的关键工序进行模拟验证的方法,同时介绍了在三坐标测量仪上利用螺杆转子精滚刀模型和曲线功能对螺杆转子精滚刀齿形进行检测的方法。     

基于Flow-3D的高速水流无压溢洪洞内消能工数值模拟

针对目前高速水流消能形式存在的缺点,基于Flow-3D软件,采用RNGκ-ε模型、Tru-VOF法模拟了无压洞式溢洪道内消能墩附近的水流运动特性,结合洞塞式消能工的消能机理和水工模型试验,对比分析了内消能墩附近的水流流态、流速分布、压强分布、水面线和消能率等。结果表明,在控制断面束窄度的条件下,消能墩附近流态不会影响洞内安全,消能效果较好,消能墩对墩后水流影响距离较短,为在洞内设置多组消能墩提供了依据。研究成果可为类似工程提供参考。     

单线激光雷达与GNSS/INS的空间重构

为了解决多线激光雷达在三维空间重构任务中数据吞吐量过大导致运算负担过重以及扫描俯仰范围有限的问题,本文提出了一种利用单线激光雷达与惯性测量单元GNSS/INS相互结合的多站点扫描空间重构方案及相应解算方法。首先使用单线激光雷达扫描待测空间获取三维尺度信息,然后将点云数据与对应的任意方向的航向角相结合,再利用四元数姿态解算获取各站点扫描的点云图像。为提高计算效率,使用迭代最近点算法实现站点间点云配准时,对待匹配点云数据筛选并更新。实验结果表明在保留点云数字特征前提下,单线激光雷达与GNSS/INS系统能够提高76%的运算速率。本文提出的硬件方案和解算方法不但能够实现较高的配准精度,与多线激光雷达方案相比工程成本也得到显著下降。     

基于全介质超材料的波前控制器件

通过调制电磁波的相位和振幅可以达到控制电磁波的目的,为了实现超材料器件对电磁波的不同响应,利用仿真软件CST,设计了一系列基于全介质超材料的波前控制器件,包括电磁波偏转器件和聚焦透镜。通过引入不同的梯度相位差,达到调制折射电磁波偏转方向的目的,且当器件满足不同的相位分布时,透镜的焦点位置可以被定量调节。这些全介质超材料器件可通过3D打印技术快速制备,具备经济友好的特点,在微波成像系统和通信领域具有广泛的应用前景。     

Creo在煤矿井筒管路设计中的应用

本文对煤矿井筒管路荷载情况进行了分析,以国投哈密大南湖七号煤矿进风立井井筒管路设计为例,通过利用Creo软件对井筒管路的防弯装置和托管装置进行三维建模及有限元分析,简要说明Creo软件在煤炭行业三维设计中的应用。     

十二烷基硫酸钠（SDS）对铜电沉积行为的影响

在酸性体系中采用阴极扫描伏安和计时电流等电化学测试方法，研究添加十二烷基硫酸钠（SDS）对铜电沉积过程的影响机理。结果表明：SDS的添加使沉积电位正移，降低了阴极极化。SDS浓度低于临界胶束浓度1g/L时，铜的成核弛豫时间延长，形核速率降低。SDS浓度高于临界胶束浓度时，形成SDS球状胶束，铜的成核弛豫时间减少，形核速率加快。铜晶核形成过程符合Scharitker?Hill 三维成核/生长机制，当SDS为1g/L时，在-0.2V的低过电位区，铜结晶按渐进成核方式进行，在-0.23--0.28V的高过电位区，铜结晶按瞬时成核方式进行。而当SDS为0.5g/L时，铜在-0.2V--0.25V的低电位区和在-0.28V的高电位区均符合渐进成核。     

太西煤基新型功能炭材料的制备及其电化学性能

以宁夏太西煤高温直流电煅炉制备的煤基石墨为原料,利用Hummers氧化法制备了氧化石墨,然后分别采用水热法和高温膨胀法制备了煤基三维石墨烯气凝胶(3D-GA)和煤基膨胀石墨(EG)两种新型功能炭材料,并通过FTIR,XRD和SEM对其进行了表征,利用电化学工作站对其电化学性能进行了测试和比较。结果表明:在电流密度500 mA/g下,3D-GA和EG的比电容分别为206 F/g和214 F/g,相比煤基石墨烯粉体(G)的比电容113 F/g,分别提高了82.3%和89.4%;充放电循环1000圈后,3D-GA和EG的比电容保持率分别为95.1%和101%,3D-GA和EG均表现出良好的循环稳定性。