用于重金属离子电化学传感器的TiO2NT/AuNP纳米复合材料

采用水热合成法将金纳米颗粒(AuNP)修饰到TiO₂纳米管(TiO₂NT)表面。用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对制备的纳米复合材料进行表征。采用电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安法分析了TiO₂NT/AuNP纳米复合材料修饰的玻碳电极(GCE)。通过方波阳极溶出伏安法(SWASV)分析了纳米复合材料检测重金属离子的可行性。纳米复合材料对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)具有较高的电分析活性和灵敏度,对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的灵敏度分别为15.63、213.19、287.86和72.75μA·μM^-1(1 M=1 mol/L),检出限分别为0.052、0.004、0.003和0.011μmol/L。采用TiO₂NT/AuNP纳米复合材料对多种重金属离子进行了检测。此外,TiO₂NT/AuNP/GCE具有抗干扰性能和稳定性。因此,TiO₂NT/AuNP纳米复合材料可适用于电化学传感器来检测多种重金属离子。     

基于聚合物薄膜的光纤Bragg光栅甲醇传感器

为了稳定准确地检测甲醇蒸汽浓度,该文提出了一种基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜的光纤Bragg光栅(FBG)甲醇传感器。首先使用氢氟酸腐蚀部分包层,在栅区表面涂覆一层PMMA薄膜;然后构建测量系统,建立了传感器检测甲醇蒸汽的理论模型;最后引入温度补偿单元,消除温度对甲醇蒸汽浓度测量产生的影响。实验研究了PMMA薄膜厚度和温湿度对传感器灵敏度的影响,测试了传感器的响应时间、选择敏感性和检测下限。研究结果表明,在甲醇质量浓度为20～160 mg/L时,传感器的中心波长漂移与浓度间具有线性关系(线性系数R²=0.992)。在温度20～40℃,相对湿度40%～80%时,传感器能够准确检测甲醇蒸汽浓度的变化,其灵敏度为0.292 pm/(mg·L^-1),相对误差为9.3%,检测下限为20 mg/L。     

基于氧化石墨烯电化学免疫传感器的侵入性酿酒酵母感染疾病的检测

以氧化石墨烯(GO)和金纳米粒子(AuNP)复合材料电沉积的氧化铟锡(ITO)导电玻璃为基底,以3-巯基丙酸(3-MPA)、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为链接基团,固定了酿酒酵母抗体,构建了一种基于GO电化学免疫传感器,实现了血液中酿酒酵母细胞的精确快速检测。该方法以循环伏安法(CV)作为检测手段,以[Fe(CN)₆]^-3作为电化学反应的探针。结果表明,在酿酒酵母细胞数为6.35×10⁸～6.35×10⁴/mL范围内,氧化峰电流与酿酒酵母细胞数的对数表现出良好的线性关系,且检测极限为3.035×10³/mL。进一步通过利用含红细胞的酿酒酵母样本验证了该免疫传感器的特异性。该检测方法操作简单、成本低、灵敏度高、特异性好,有望实现侵入性酿酒酵母感染疾病的早期预防和及时诊断。     

基于浮栅OECT传感的归一化灵敏度优化

浮栅有机电化学晶体管(OECT)作为一种新兴的传感检测平台,由于其工作电压低、制备简单、传感与检测可分离的优点,被广泛应用于生化传感检测。研究了对浮栅OECT归一化灵敏度的影响因素。通过对pH、Na⁺、H₂O₂进行恒电位测试,系统探究了浮栅OECT的跨导(g_m)及次级浮动栅极FG2面积(A_FG2)对归一化灵敏度的影响。实验结果表明,在一定电压范围内,器件检测灵敏度随器件跨导的增大而增大。此外,A_FG2增加时,根据串联电容分压的方式,电容型传感(pH、Na⁺检测)及电荷转移型传感(H₂O₂检测)的有机半导体/电解质处有效栅压、跨导均增加,进而导致归一化灵敏度大幅提高。总体而言,增大g_m和A_FG2均可有效提高检测灵敏度。同时,实现了对pH、Na⁺、H₂O₂的高灵敏度检测,pH检测灵敏度最...     

仿鱼类侧线系统的MEMS尾流探测传感器的设计与制备

根据鱼类侧线系统的仿生学原理研制了一种具有二维矢量性的微电子机械系统(MEMS)尾流探测传感器,解决了现有的人工侧线传感器大多只能检测一维流场的问题。这种尾流探测传感器的核心敏感元件(纤毛十字梁结构)采用MEMS技术制备,通过在十字梁上布置压敏电阻组成惠斯通电桥将尾流信号转化成电压信号。基于侧线管道神经丘的压力梯度感知机制,运用有限元分析软件设计了仿鱼类侧线管道的导流封装帽。通过模拟尾流环境对传感器样品进行灵敏度和矢量性测试。结果表明,传感器的灵敏度为107 mV·(m/s)^-1,检测阈值为0.3 m/s。此外,矢量性测试结果验证了MEMS尾流探测传感器具有矢量性。这种尾流探测传感器可以应用于水下无人潜航器的尾流探测跟踪,这将对海洋勘测具有重要意义。     

阳极刻蚀提升Ga2O3肖特基势垒二极管击穿特性

提出了一种采用阳极刻蚀提升Ga₂O₃肖特基势垒二极管(SBD)击穿特性的新方法。基于氢化物气相外延(HVPE)法生长的Ga₂O₃材料制备了Ga₂O₃纵向SBD。在完成阳极制备后，对阳极以外的Ga₂O₃漂移区进行了不同深度的刻蚀，刻蚀完成后，在器件表面生长了SiO₂介质层，随后制备了场板结构。测试结果显示，刻蚀后器件的比导通电阻小幅上升，而反向击穿电压均大幅提升。刻蚀深度为300 nm的β-Ga₂O₃ SBD具有最优特性，其比导通电阻(R_{on, sp})为2.5 mΩ·cm²,击穿电压(V_br)为1 410 V,功率品质因子(FOM)为795 MW/cm²。该研究为高性能Ga₂O₃ SBD的制备提供了一种新方法。     

基于电流体动力学喷印法的胶体量子点MEMS气体传感器性能

针对传统的成膜工艺无法实现在百微米级并且结构悬空的微电子机械系统(MEMS)基板上实现气敏薄膜制备的问题,利用电流体动力学(EHD)喷印技术结合氧化钨(WO₃)胶体量子点进行气敏薄膜的无掩模沉积。考虑MEMS基板对沉积精度和工艺条件要求较高,因此首先基于EHD理论建立EHD喷印的数值模型,模拟锥射流形成过程以及电压、油墨属性等因素对锥射流稳定性的影响,并采用实验进行对比分析,验证仿真的有效性并制备出符合喷印的墨水,后采用EHD喷印制备MEMS气体传感器。实验结果表明,利用EHD喷印方法制备的WO₃气体传感器的薄膜致密均匀,在150℃下功耗仅20 mW,对体积分数5×10^-6 NO₂的响应值约为10,能实现体积分数5×10^-7～1×10^-5的NO₂检测,检测下限低至1.6×10^-7,具有优异的气敏性能。     

基于氧化石墨烯微纳光纤的狂犬病毒免疫传感器

提出一种基于氧化石墨烯(GO)微纳光纤的生物传感器，将其用于狂犬病毒(RV)的免疫检测研究。首先，将标准单模光纤通过熔接机放电形成双锥形光纤，再对双锥形光纤进行熔融拉锥制作出高灵敏度的微纳光纤。然后，在微纳光纤表面修饰GO，并将RV抗原固定于该传感器表面，用于对RV抗体的特异性检测实验。实验结果表明：该生物传感器对RV抗体的检测范围为200 fg/mL～1 ng/mL，检测极限(LOD)约为225.56 fg/mL，其检测灵敏度约为1.099 nm/log(mg·mL^-1)，解离系数约为2.92×10^-11 M；当用于不同的抗体溶液样本和RV阳性血清的对照检测及临床检测时，该免疫传感器对前者的响应非常微弱，而对后者有明显的响应，说明其对RV抗体具有良好的特异性。基于GO修饰微纳光纤的免疫传感器具有制作简单、微纳尺寸、灵敏度高、成本低等优点。     

基于有机-无机混合配体置换的蓝光量子点发光二极管性能

相较于红光和绿光量子点发光二极管(QLED),制备高效蓝光QLED仍然具有挑战性。比较研究了有机配体(辛硫醇,OT)、无机配体(ZnCl₂)和有机-无机混合配体(OT和ZnCl₂)置换原始油酸配体对量子点(QD)的光致和电致发光性能的影响规律及机制。实验结果表明,有机-无机混合配体置换对蓝光QLED的发光性能的提升效果最佳,ZnCl₂配体次之,辛硫醇配体最小,这主要归因于三种配体置换后量子点表面缺陷钝化以及量子点价带顶能级上移程度方面的差异。相较于原始油酸配体置换QLED,基于有机-无机混合配体置换量子点蓝光QLED的峰值功率效率和最高外量子效率分别约提高了2.08倍和1.89倍,最高亮度从2 413 cd/m²提高到了6 994 cd/m²。该研究为调控量子点表面化学性质和提高蓝光QLED性能提供了一种有效策略。     

酞菁铜-氧化锌复合材料的制备及其气敏特性

将p型有机半导体材料酞菁铜(CuPc)和n型无机半导体材料氧化锌(ZnO)复合,得到p-n型的CuPc-ZnO复合材料,促进了目标气体在敏感层表面发生反应,提高了敏感层的气敏性能。在结晶度、形貌和结构等方面对制备的CuPc-ZnO敏感材料进行了详细表征,并对CuPc-ZnO复合材料的气敏性能进行了系统评估。结果表明无论是向CuPc中掺入少量的ZnO,还是向ZnO中掺入少量的CuPc,均可显著提高单一材料的气敏性能,这两种复合敏感材料对NO₂都展现了优异的选择性和良好的响应/恢复特性。其中,基于质量分数3%的CuPc/ZnO复合材料的传感器在150℃下对体积分数1×10^-5的NO₂的响应高达90,与基于纯ZnO的传感器相比,灵敏度明显提升,该传感器是检测NO₂的有利候选者。     

使用Java技术建设实现新一代OSS/BSS系统

着眼于OSS/BSS发展的现状,对于OSS/J的技术架构及如何进行基于OSS/J的系统开发做了简要介绍,介绍了被业界广泛接受的OSS/BSS功能模型中的业务开通、业务保障和计费等功能模块,较为详细的阐述了OSS/J,即基于J2EE技术的OSS/BSS系统的开发指导、设计与实现、发布产品等内容。     

扩展孔径的电磁矢量多入多出雷达目标定位算法

提出了一种基于双基地电磁矢量多输入多输出雷达的二维收发角估计算法.针对扩展孔径条件下传统算法的周期性角度模糊问题,提出了一种从极化信息矩阵中求取收发信号波印廷矢量来实现解模糊的算法.极化信息矩阵可通过张量分解从回波数据中求取.为提高发射角估计精度,给出了一种更严格的正交约束条件:不仅要求不同阵元间发射的信号相互正交,还要求同一阵元内所有的偶极子天线发射的信号也相互正交.进而可从极化信息矩阵中得到发射角的不模糊估计.与传统算法相比,该算法通过增大阵元间距提高角度估计性能,且不会产生角度模糊,避免了谱峰搜索和额外的配对过程.仿真实验验证了算法有效性.     

聚乙烯阻燃光缆护套料的制备工艺研究

在低密度聚乙烯(PE)中添加了纳米氢氧化镁(Mg(OH2))和磷酸三苯酯(TPP)组成的协同阻燃剂,采用共混挤出的方法制备了纳米Mg(OH2)/PE阻燃光缆护套料.对制得的样品进行了氧指数(OI)、示差扫描量热(DSC)法和力学性能的测试,实验结果表明,样品的OI大幅度提高,力学性能和玻璃化温度均满足阻燃光缆护套的要求.     

在LTE-Advanced网络下的Device-to-Device通信

Device-to-Device（D2D）通信是一种在系统的控制下,允许终端之间通过复用小区资源直接进行通信的新型技术,它能够增加蜂窝通信系统频谱效率,降低终端发射功率,在一定程度上解决无线通信系统频谱资源匮乏的问题。与其他应用于非许可频段的同类技术相比,D2D具有干扰可控等优点。文章对D2D技术原理进行了介绍,阐述了它应用的必要性和应用场景、它对比同类技术的优点,以及在应用中的关键问题。     

基于子模式双向二维主成分分析的人脸识别

为了减轻人脸姿态、表情和光照条件等因素变化对识别率的影响,采用了一种子模式双向二维主成分分析(Sp-(2D)2PCA)的人脸识别新方法。该方法通过对原图像进行分块处理,能有效地抽取原图像的局部特征;同时,通过采用(2D)2PCA对分块得到的子图像矩阵直接进行特征抽取,避免了矩阵向量间的转化,能精确地计算协方差矩阵的特征向量,并能有效地降低特征维数。试验结果表明,在姿态、表情和光照条件变化的情况下,Sp-(2D)2PCA都具有较好的识别性能。     

1MPC8280的AAL2适配与DMA通道驱动软件的实现

在TD-SCDMA网络中,ATM适配层采用AAL5和AAL2处理ATM数据。由于目前大部分网络处理器都只支持AAL5的适配,不适合TD网络测试仪的应用。本文介绍了TD-SCDMA网络测试仪中基于PowerPC8280的ATM数据采集与DMA传输的实现方案,重点说明了AAL2适配以及利用PCI的DMA传输完成上层应用与底层硬件的数据交互。实际应用表明,文中提出的数据采集卡能够正确处理ATM协议的AAL2适配和DMA传输。     

一种基于加权变形的2DPCA的人脸特征提取方法

该文首先分析了主成分分析法(PCA)和2维主成分分析法(2DPCA)的关系,针对2DPCA丢失具有鉴别能力的协方差信息以及PCA方法不能解决小样本的问题,提出了基于一种加权变形的2DPCA的人脸特征提取方法(WV2DPCA),该方法利用变形的2DPCA方法分别对人脸3个子部分分别提取特征,然后根据最近邻理论和权值进行分类。经过在ORL人脸库和YALE人脸库的实验研究表明:与2DPCA相比,提高了人脸空间的识别率,压缩了人脸空间的系数,减少了识别时间;在识别的准确率方面,更优于传统的Fisherfaces,IC,Kernel Eigenfaces的算法。     

提供可靠服务的P2P流媒体点播系统

针对P2P流媒体点播的稳定性和可靠性问题,该文提出一种基于节点可靠度和服务质量评价的点播系统结构RP2MoD。节点根据父节点的失效概率计算自身可靠度,并在点播时对父节点的服务质量作评价。父节点的选择、媒体数据的分配策略以及容错和恢复处理均以此为基础。理论分析和仿真表明,系统具有较强的容错能力,能提供稳定可靠的点播服务,而增加的可靠度和服务质量的相关操作对系统性能影响甚微。     

车联网中的协同通信平均传输时间计算

车联网(Internet of Vehicles,Io V)是智能交通和通信领域的热点课题,协同通信算法的研究是Io V通信的重要技术之一。针对Io V环境下因通信拓扑结构快速变化导致数据信号利用单一通信方式难以高效传输的问题,提出Io V环境下协同通信算法,利用车对车(Vehicle-to-Vehicle,V2V)和车对路(Vehicle-to-Infrastructure,V2I)协同通信方法,对目标数据从请求到完成的平均传输时间进行了理论分析和推导。仿真结果表明,该算法的传输效率比基于移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)车联网协作传输算法提升40%,比基于分簇V2X车载广播传输算法提升25%;该算法的平均传输时间随着路侧单元(Road Side Unit,RSU)缓存概率从0.5增加至1可提高9%,随着车辆缓存概率从0.5增加至1可提高46%。     

Telesurgery QoS improvement over SDN based on a Type‐2 fuzzy system and enhanced cuckoo optimization algorithm

Telemedicine is a new area based on the information and communication technology for collecting, storing, organizing, retrieving and exchanging medical information. One of the most important applications of telemedicine is indeed telesurgery in which an efficient telecommunication infrastructure between the surgery room and remote surgeons need to be established. One of the most important issues to be tackled in telesurgery is to find favorable links for routing as well as providing high Quality of Service (QoS). In this paper, an efficient model based on the hybridization of Type‐2 Fuzzy System (T2FS) and Cuckoo Optimization Algorithm (COA) over the Software Defined Networks (SDN) is proposed in order to achieve optimal and reliable routes for telesurgery application. Using T2FS, the fitness of the links is determined; then, a COA is conducted over the Constraint Shortest Path (CSP) problem to find the best routes. Delay is considered as a CSP problem which is satisfied by trying to find the paths with minimum cost. Due to the NP‐completeness of the CSP problem, an Enhanced COA (so‐called E‐COA) is proposed and utilized as a metaheuristic solver. To the best of our knowledge, this paper is the first SDN‐based communication model that applies both T2FS and E‐COA for assigning proper costs to the network's links, and solves the consequence CSP problem according to the QoS requirement for telesurgery. The model also recognizes and preserves the second‐best routes in order to keep the reliability for such a critical application. In addition to the simulations, the performance evaluation is also conducted on a real experimental scenario. Many comparisons are carried out between the proposed model and other conventional methods, and the evaluation study shows the superiority of the proposed model on all the three QoS‐related metrics, i.e. average end‐to‐end delay, packet loss ratio and PSNR.