VO2/GaAs异质结的制备及其光电特性研究

采用直流磁控溅射和后退火氧化工艺在p型GaAs单晶衬底上成功制备了n-VO_2/pGaAs异质结,研究了不同退火温度和退火时间对VO_2/GaAs异质结性能的影响,并分析其结晶取向、化学组分、膜层质量以及光电特性。结果表明,在退火时间2 h和退火温度693 K下能得到相变性能最佳的VO_2薄膜,相变前后电阻变化约2个数量级。VO_2/GaAs异质结在308 K、318 K和328 K温度下具有较好的整流特性,对应温度下的阈值跳变电压分别为6.9 V、6.6 V和6.2 V,该结果为基于VO_2相变特性的异质结光电器件的设计与应用提供了可行性。     

IRS辅助的SWIPT系统中基于能效优先的波束成形设计与优化

以智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助的无线携能通信(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)系统为背景,研究了该系统中基于能效优先的多天线发送端有源波束成形与IRS无源波束成形联合设计与优化方法。以最大化接收端的最小能效为优化目标,构造在发送端功率、接收端能量阈值、IRS相移等多约束下的非线性优化问题,用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)求解。采用Dinkelbach算法转化目标函数,通过奇异值分解(singular value decomposition,SVD)和半定松弛(semi-definite relaxation,SDR)得到发送端有源波束成形向量。采用SDR得到IRS相移矩阵与反射波束成形向量。结果表明,该系统显著降低了系统能量收集(energy harvesting,EH)接收端的能量阈值。当系统总电路功耗为?15 dBm时,所提方案的用户能效为300 KB/J。当IRS反射阵源数与发送天线数均为最大值时,系统可达最大能效。     

TEMPO氧化修饰的天然多糖纳米纤维增强复合材料及其功能化研究进展

纤维素和几丁质具有相似的结构，是自然界中储量丰富的两类天然多糖。经2, 2, 6, 6-四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)氧化修饰制备的纤维素和几丁质纳米纤维，不仅具有多糖类物质的良好亲水性、生物可降解性、生物相容性及丰富的官能团(羟基、羧基、乙酰氨基和氨基等)所带来的特定化学性质，而且还具有纳米纤维的纳米尺寸效应、大比表面积、高表面活性、高结晶度和手性液晶相结构等特点，已成为生物质纳米材料领域的研究重点之一。本文对TEMPO氧化修饰制备天然多糖纳米纤维的方法及剥离机制进行了总结，同时重点综述了TEMPO氧化修饰的天然多糖纳米纤维在薄膜、凝胶、导电、医用、电磁屏蔽及环境等复合材料的增强和功能升级等方面的研究进展，强调了纤维素和几丁质纳米纤维的官能团及纳米尺寸在复合材料中的增效机制。最后，对天然多糖纳米纤维的发展方向及其在各领域应用的机遇与挑战进行了展望。     

传统牦牛酸奶源高产胞外多糖乳酸菌特性及发酵性能

为了研究四川藏区传统牦牛酸奶中高产胞外多糖乳酸菌特性及发酵性能，以本实验室分离出的六株高产胞外多糖乳酸菌为研究对象，以菌株生长量、耐酸性、胆盐耐受力、渗透压耐受力和细胞表面疏水性为指标进行特性研究；以发酵酸奶的凝乳时间、持水力、酸化及后酸化能力、挥发性物质及质构等为指标进行发酵性能研究。菌株的生长曲线表明，6株菌株分别在14 h（218、276、266）、16 h（271、285、231）进入对数生长稳定期，其中编号218的菌株生长量最高，OD值为2.188。耐受性实验结果表明，菌株276具有良好的耐酸能力（P<0.05）；菌株266、218、231耐胆盐的能力较强；6株菌株均具有较好的耐渗透压的能力，其中菌株285对高渗透压的耐受性较强；菌株285和218在两种有机试剂中的疏水性均显著（P<0.05）高于其他菌株，且与十六烷的结合效果较好。发酵试验结果表明，6株菌株所发酵酸奶均在6~8 h内凝固，酸乳在冷藏期间，活菌数均保持在107 CFU/mL以上，均符合发酵剂的标准，其中菌株276的最高为3.22×106 CFU/mL；菌株218发酵制得的酸奶质构特性较好，持水力和酸化能力较其余菌株均最强，分别为60.98%和83 °T；菌株276、266抗后酸化能力较好；菌株231产香性能最优，乙醛含量为24~26 μg/mL，双乙酰含量为1.58~3.73 μg/mL，能够明显改善酸奶的风味。通过综合比较6株高产胞外多糖乳酸菌特性及发酵性能，菌株218为一株性能良好、具有良好稳定性的菌株，可作为乳酸菌发酵剂且具有一定的应用潜力。研究为利用四川藏区传统牦牛酸奶中分离出的高产胞外多糖乳酸菌在发酵乳制品的应用提供理论依据。     

金针菇多糖对微冻大黄鱼及其鱼片品质变化的影响

为研究金针菇多糖（polysaccharide from Flammulina velutipes，FVP）对微冻大黄鱼及鱼片在贮藏期间肌原纤维蛋白性质的变化及水分分布的影响，实验分别选用0.03、0.06、0.09 g/L FVP浸渍处理大黄鱼和鱼片，以无菌水处理为对照组，分析微冻贮藏期间样品的感官指标得分、总挥发性盐基氮含量、总巯基含量、Ca2＋-ATPase活性、蛋白流变学性质以及水分迁移变化规律。结果表明：FVP可有效抑制整鱼总挥发性盐基氮含量上升和感官得分的下降；减缓整鱼及鱼片在微冻过程中总巯基含量、Ca2＋-ATPase活性下降和水分流失；此外FVP还能够延缓大黄鱼因腐败而出现的蛋白凝胶能力减弱。在本实验选取的多糖浓度范围内，0.09 g/L FVP处理组保鲜效果较强。该研究结果可为FVP用于水产品贮运保鲜提供理论参考。     

Fabrication and joining mechanism of Nano-Cu/Si3N4 ceramic substrates

A novel method for fabricating a nano-Cu/Si₃N₄ ceramic substrate is proposed. The nano-Cu/Si₃N₄ ceramic substrate is first fabricated using spark plasma sintering (SPS) with the addition of nanoscale multilayer films (Ti/TiN/Ti/TiN/Ti) as transition layers. The microstructures of the nano-Cu metal layer and the interface between Cu and Si₃N₄ are investigated. The results show that a higher SPS temperature increases the grain size of the nano-Cu metal layer and affects the hardness. The microstructure of the transition layer evolves significantly after SPS. Ti in the transition layer can react with Si₃N₄ and with nano-Cu to form interfacial reaction layers of TiN and Ti–Cu, respectively; these ensure stronger bonding between nano-Cu and Si₃N₄. Higher SPS temperatures improve the diffusion ability of Ti and Cu, inducing the formation of Ti₃Cu₃O compounds in the nano-Cu metal layer and Ti₂Cu in the transition layer. This study provides an important strategy for designing and constructing a new type of ceramic substrate.