转型背景下地方高校实验室建设改革探索

高校实验室是学生进行工程素质教育和培养实践能力的重要基地。首先分析了目前地方高校实验室建设普遍存在的问题,从建设适应转型发展需要的实验教学队伍、整合资源提高设备利用率、统筹制定实验室建设发展规划、建设校企联合实验室、建立绩效考核评价体系、推动信息技术与实验教学深度融合等方面详细阐述实验中心在创建省级实验教学示范中心过程中实现转型发展的一些经验和做法,为培养高质量应用型人才提供坚实的保障。

以天然辉锑矿为原料制备Sb_(2)S_(3)纳米线/多孔碳复合物作为高性能锂离子电池负极材料

为了避免目前锂离子电池负极材料制造所使用的高纯试剂和高能耗,采用简单熔融法制备以多孔碳为基体的Sb_(2)S_(3)纳米线/多孔碳复合负极材料。得益于活性材料Sb_(2)S_(3)的纳米结构和多孔碳的协同作用,复合负极材料在100 mA/g下循环150次后仍可实现530.3 mA·h/g的高可逆容量,在5000 mA/g下循环320次仍可获得130.6 mA·h/g的容量。研究结果揭示直接利用辉锑矿作为先进锂离子电池负极材料的可能性和实用性。

基于多测量矢量压缩感知的超分辨荧光显微成像研究

在超分辨荧光显微成像技术中,单分子定位显微方法是被广泛应用的技术之一。根据荧光显微成像原理构造多测量矢量压缩感知模型(Multiple Measurement Vector-Compressed Sensing,MMVCS),并采用多重稀疏贝叶斯学习算法进行求解,来实现超分辨荧光图像重建。分析了有效像元大小、荧光分子生成的光子数和背景信号泊松化噪声对重建结果的影响,以及在图像进行分块处理时算法运行时间的分析。模拟和实验计算分析表明,当点扩展函数的标准差在160 nm时,有效像元大小在120、160、200 nm能取得较好的重构效果,而在60 nm时效果较差。探测器收集的光子数越多,重构效果越好,随着背景信号光子数增加时,离得越近的样品结构越不能分辨。在同样的分块处理情况下,MMV-CS比同伦算法(L1-Homotopy,L1-H)和凸优化算法(CVX)分别快一个数量级和三个数量级,因此,在研究三维超分辨荧光显微成像时,MMV-CS算法在运行时间上具有更大的优势。

基于压缩感知的三维单分子定位显微成像方法研究

本文建立了一种三维压缩感知模型以实现对高密度荧光分子图像的快速三维定位。首先,根据荧光显微的三维点扩展函数成像理论,设计测量矩阵,并建立压缩感知模型。接着,对荧光显微成像过程进行了模拟,并采用凸优化方法(CVX)、正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)算法和同伦算法对建立的压缩感知模型中模拟生成的图像进行了定位分析,分别从恢复率、定位精度、重构时间几方面进行了对比。最后,采用同伦算法对模拟的生物样品和实验室采集的细胞进行了三维定位,并获得了三维超分辨图像。对比结果表明:在重构密度和定位精度接近的情况下,同伦算法比CVX方法的重构速度快2个数量级。同伦算法较OMP算法的定位精度要高一倍。采用同伦算法来实现三维的超分辨荧光显微成像在节约计算时间、实现实时成像方面具有一定的意义。

基于局部搜索的机载外辐射源干扰抑制算法

在机载外辐射源雷达不纯净参考信号条件下,参考通道中的多径与回波匹配得到的干扰将降低空时自适应处理的目标检测能力,而网格失配问题严重影响了干扰的估计性能.本文针对网格失配下的机载外辐射源干扰抑制问题,提出一种基于局部搜索的干扰估计算法.该算法在干扰稀疏观测模型的基础上构建全局距离-多普勒字典,从中选择与干扰相匹配的全局网格点;然后以该全局网格点为中心,对多普勒平面精细划分来构建局部多普勒字典,并选择与干扰更匹配的局部网格点;最后估计干扰的距离-多普勒像以实现干扰抑制,克服不纯净参考信号的影响.仿真结果表明,所提算法可降低网格失配导致的抑制性能损失,有效提高不纯净参考信号下空时处理的目标检测能力.

动力锂离子电池电极结构对其极化特性影响的仿真研究

基于COMSOL数值仿真平台构建锂离子动力电池电化学-热耦合模型,深入研究了正极材料厚度,正、负极材料颗粒半径与电池内部极化间的作用规律,并在此基础上,归纳阐明了动力锂离子电池放电电压平台衰退、放电周期骤减与电池内部极化间的内在关联。结果表明:正、负极活化极化随正极厚度的增加变化差异较大,正极活化极化在18~31 m V之间波动,而负极可达到260 m V;放电末期负极固相浓差极化急剧增加,最大值达到425 mV。正极颗粒半径对极化的影响较小;负极颗粒半径减小为原来的一半,即0.5Rn时放电中期的负极活化过电势约为55 mV,较1Rn降低45%左右。负极活化极化的增加将导致电池放电电压平台下降,负极活化极化和固相浓差极化在放电末期急剧增加,是电压提前达到放电截止电压的最主要原因。

基于STM32能量回馈装置的研究与设计

针对变流器带载时出现的能量耗散等问题,提出了一种新型节能环保的数字式能量回馈装置。该装置主要由基于H桥和全桥整流逆变电路的变流器以及Boost电路级联而成,采用STM32数字式控制器并结合正弦脉宽调制技术(SPWM)实现正弦交流电,且对各模块电路进行了分析设计和控制策略优化。测试结果表明:所设计的装置电压稳定,频率可步进,波形无明显失真,能较好地实现能量回馈。

Au表面等离激元增强ZnO微米碟紫外发光研究

利用简单气相传输法制备ZnO微米碟,通过在其表面溅射一层Au纳米粒子,构建Au与ZnO的复合结构,详细探讨ZnO微米碟的紫外发光增强性能及Au表面等离激元与ZnO激子的耦合过程和耦合机制.研究结果表明,溅射Au纳米颗粒使室温下生长的ZnO微米碟的紫外发光增强了近10倍;Au与ZnO的复合结构中存在ZnO近带边发光增强和缺陷发光被抑制的2个物理过程;在Au与ZnO的耦合过程中,能量耦合与电子转移共同存在.

双E型弹性体六维力传感器薄矩形板AWGN-Kalman滤波

针对六维力传感器采集信号中存在复杂噪声干扰的问题,为有效地对系统降噪和提高传感器的分辨率,本文以六维力传感器薄矩形板为研究对象,引入应变片热噪声与信号处理电路的散粒噪声信号,分析其窄带高斯统计特性,融入系统状态方程,生成状态加性高斯白噪声﹒借鉴Box-Muller变换法,验证了状态噪声的高斯统计特性,进而构建了线性离散时间系统状态模型,并详细推导了AWGN-Kalman滤波公式﹒通过EKF和UKF算法滤波实例,验证了该模型降噪的有效性,且选择合适的滤波方法,能更有效地对六维力传感器的薄矩形板进行滤波.

机载外辐射源雷达微弱机动目标检测新方法

针对机载外辐射源雷达传统微弱目标检测方法运算量大、机动目标探测能力下降的问题,提出了机载外辐射源雷达微弱机动目标检测新方法.该方法首先对均匀分段、匹配滤波后的两通道信号进行参考信号多普勒补偿,并结合DPCA(Displaced Phase Center Antenna)技术实现杂波对消;然后采用Keystone变换校正径向速度引起的距离走动;最后应用匹配补偿函数解决径向加速度导致的目标能量分散问题.仿真结果表明,所提方法在Keystone变换之前抑制了杂波,克服了各通道进行Keystone变换导致的复杂度大的问题;匹配补偿函数的应用提高了机动目标的探测能力.

聚醚P123和四乙烯五胺双功能化Fe-Zr的CO_(2)吸附性能

利用聚醚P123对双金属材料Fe-Zr进行改性合成介孔材料Fe-Zr(P),再利用四乙烯五胺(TETA)对Fe-Zr(P)进行功能化制得TEPA(n)/Fe-Zr(P)。采用X射线衍射、X射线光电子能谱、红外光谱、N_(2)吸附-脱附、热重分析等技术对材料结构和热稳定性进行表征,并对CO_(2)吸附性能进行测试。结果表明:P123存在于载体孔道内部;利用TETA对Fe-Zr(P)进行功能化,通过N与Zr配位,从而固载于Fe-Zr(P)表面;温度低于182℃时,TEPA(n)/Fe-Zr(P)保持稳定;TEPA(n)/Fe-Zr(P)中羟基和氨基同时与CO_(2)反应,产生化学吸附,从而提高化学吸附量和N利用率;TEPA质量分数为30%,温度为75℃,气体流速为10 mL/min时,TEPA(30)/Fe-Zr(P)的吸附量可达211.3 mg/g,N利用率为62.7%。循环20次,CO_(2)吸附量保持稳定。