1 成都大学计算机学院,四川成都 610106
2 成都大学电子信息与电气工程学院, 四川成都 610106
3 四川大学电子信息学院, 四川成都 610064
微波技术对大脑信息进行探测正处于发展时期, 目前正逐渐走向成熟, 现已用于实体的检测与操作中。通过联合超声波、核磁等方法, 完善了微波信息探测体系, 增强了微波信息探测的效率。本文基于对大脑深层信息探测的 3种微波技术以及现有微波探测技术中存在的问题进行总结, 并对微波技术未来在大脑信息探测上的应用进行展望。通过对 3种不同微波探测应用的分析, 发现微波技术对大脑的探测具有巨大的潜力。这些应用可以有效地为脑部组织或人体其他组织的病态检查提供解决方案。同时, 通过与人工智能结合, 微波技术还可用于脑部的远程监测或身体的其他部位的远程监测中。
微波技术 脑神经 电位变化 温度探测 超宽带技术 microwave technology brain nerve potential change temperature detection Ultra-Wide Band(UWB) 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(9): 1124
1 中国科学院地球化学研究所, 矿床地球化学国家重点实验室, 贵阳 550081
2 中国科学院大学地球与行星科学学院, 北京 100049
稀土元素在铝(氢)氧化物矿物表面的吸附过程对铝土矿中稀土元素的富集和以吸附态存在的稀土元素的提取回收均具有重要影响。本文选择勃姆石作为研究对象, La和Y分别作为轻稀土和重稀土元素的代表, 以批实验的方法, 探究吸附时间、溶液pH值和背景电解质对勃姆石吸附稀土离子的影响。研究发现: 勃姆石吸附稀土离子在72 h内能够接近平衡, 对La3+和Y3+的吸附率分别约为45%和35%; 在所选pH值范围内吸附率随pH值增加而升高; 同时, 吸附率随背景电解质浓度增加而升高。由于质子化效应, 在弱酸性条件下, 勃姆石表面携带正电荷, 与稀土离子之间存在静电斥力, 稀土离子与勃姆石之间可能形成内圈络合物。通过对比轻稀土和重稀土的吸附行为发现, 勃姆石对轻稀土有更强的吸附能力。此外, 通过热力学和动力学模型拟合分析发现, 勃姆石对稀土离子的吸附更符合Langmuir单层吸附模型和准二级动力学模型。
勃姆石 稀土元素 吸附 电位滴定 铝(氢)氧化物 批实验 boehmite rare earth element adsorption potentiometric titration aluminum (hydrogen) oxide material batch experiment
1 西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室，陕西 西安 710049
2 西安交通大学第二附属医院皮肤病院，陕西 西安 710004
光动力疗法（PDT）是治疗各种皮肤疾病的有效手段，然而PDT过程中伴随的疼痛限制了其广泛应用。论述了PDT过程中的人体微环境变化情况，介绍了疼痛产生的机理，重点介绍了瞬时受体电位（TRP）通道对疼痛产生的影响。总结了临床缓解光动力疗法中疼痛的干预手段，比较了各措施的效果。
医用光学 光动力疗法 疼痛 急性炎症 伤害感受器 瞬时受体电位通道
1 北京科技大学能源与环境工程学院, 北京 100086
2 河钢集团战略研究院, 石家庄 050023
3 北京联合大学生物化学工程学院, 北京 100101
随着大流量工业烟气净化对低气阻技术的迫切需求, 负载型催化剂备受关注, 然而涂敷浆液特性复杂、对负载的影响因素繁多, 使催化剂制备带来挑战。针对铜锰基催化剂在堇青石载体上的真空涂敷制备, 探究了固含量, 粘结剂种类, pH值和粒径等浆液特性对催化剂负载量和粘附性的影响规律。结果表明: 固含量的升高使得催化剂颗粒可以与增稠剂和硅溶胶形成的网状结构更紧密结合, 提高了催化剂负载量和粘附性; 硅溶胶可有效增加浆液电负性, 使浆液内催化剂颗粒分散均匀; pH值的增大使浆液Zeta电位减小, 减小浆液黏度并改善稳定性; 而球磨会破坏浆液均匀稳定的网状结构, 不利于催化剂粘附性。优选硅溶胶质量分数为30%、pH值为7.3、固含量为30% (质量分数)的未球磨浆液, 得到负载量为216 kg?偸m-3、脱落率为0.6%, CO催化效率大于98% (7 200 h-1、120 ℃、8% H2O)的负载型催化剂。
负载型催化剂 真空涂敷 流变性 黏度 Zeta电位 coated catalyst vacuum coating rheology viscosity Zeta potential
山东理工大学电气与电子工程学院，山东 淄博 255049
若毛细管样品池探测区域内电场强度不均匀，则探测位置微小变动时，会导致电场强度的变化较大，进而造成zeta电位测量结果准确性降低。为了提升zeta电位测量结果的准确性和重复性，对不同尺寸的毛细管电极和不同结构的毛细管样品池进行了电场仿真。通过分析电极尺寸和毛细管样品池结构对电场强度均匀性的影响，得到了最优结构的毛细管样品池。
散射 电泳光散射 zeta电位测量 毛细管样品池 电场强度 有限元法 激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0129001
1 河北泰恒安全评价咨询有限公司，河北 石家庄 050010
2 华北理工大学材料科学与工程学院，河北 唐山 063007
以37Mn5钢作为测试基材，利用选择性激光熔化（selective laser melting，SLM）工艺在基体表面制备WC/Co涂层，以恒电位方法测试了海水介质下的磨蚀性能。研究结果表明：WC/Co涂层产生（111）、（200）和（311）各晶面对应衍射峰。WC/Co涂层厚度约3 μm，形成较粗糙的表面结构，在载荷作用下发生划伤现象。当载荷为5 N时，极化曲线往右下角偏移，腐蚀电位也明显提高，得到更小的腐蚀电流密度，阳极区电流密度明显波动。提高阳极电位后，钝化膜已被击穿并产生了微孔，导致电流明显提高。当WC/Co涂层电位升高后，摩擦因数提高，引起涂层腐蚀现象，磨损量增加。电位0.5 V时涂层已经发生了磨穿，形成了大量点蚀形态凹坑结构，出现了划伤的犁沟，磨痕边界也发生了少数剥落。
油气管道 电位 选择性激光熔化 WC/Co涂层 微观组织 耐腐蚀性能 oil and gas pipelines potential selective laser melting WC/Co coatings microstructure corrosion resistant
光学 精密工程
2022, 30(16): 1924
为探明氧浓度对海水海砂砂浆中钢筋锈蚀的影响, 采用丝束电极技术, 研究不同氧浓度(5%、21%、85%, 体积分数)和水胶比(0.48、0.18)的海水海砂砂浆中电极表面腐蚀电位分布与电化学阻抗谱的时变规律。结果表明, 丝束电极的极化电阻随腐蚀龄期的增加而降低, 腐蚀电流密度随腐蚀龄期的增加而增加, 且水胶比越大、氧浓度越高, 两者的变化幅度越大。根据测试结果可判断, 钢筋腐蚀的概率随氧浓度的增加而增大: 较低的氧浓度(5%)可大大延缓钢筋由氯离子引发的脱钝行为, 从而有效抑制钢筋腐蚀; 而在高氧环境下, 砂浆中钢筋的锈蚀是一个由局部到全面逐步氧化的非均匀锈蚀过程。减小水胶比可有效提高海水海砂水泥基体系中钢筋的耐腐蚀能力。
丝束电极 海水海砂砂浆 钢筋锈蚀 氧浓度 水胶比 电位 电化学阻抗谱 wire beam electrode seawater sea-sand mortar reinforcement corrosion oxygen concentration water-binder ratio electric potential electrochemical impedance spectroscopy
强激光与粒子束
2022, 34(9): 095016
北京工业大学 材料科学与工程学院, 北京 100124
电致变色WO3的离子传输动力学过程对其变色性能和循环稳定性具有重要的影响。离子传输过程涉及到WO3电极的结构变形、相转变等复杂过程, 导致通过传统的电化学阻抗谱很难进行有效研究。计时电位法是通过施加电流, 测量电极材料响应电位的一种电化学表征方法。与其它电化学表征方法(阻抗谱法和伏安法)相比, 该技术能够直接探测溶液-电极系统中不同状态下的电压分布, 并经常被用于研究电极系统中的物质传输动力学行为, 例如电极表面附近的质子吸附和传输现象。本工作采用计时电位技术研究和调控WO3薄膜中的离子传输行为, 结果表明: 大的Li+离子插入通量可拓宽WO3/电解质界面处离子的传输通道, 有助于离子传输动力和光响应速度的提升。然而, 反复的离子插入/抽出行为会通过“离子球磨效应”减小WO3/电解质界面处WO3晶粒的尺寸, 使得WO3薄膜的致密性增强, 阻碍离子传输和电解质渗透, 导致插入的Li+及反应产生的LixWO3在WO3结构中不可逆积累, 薄膜的光学调制幅度和电致变色活性明显下降。该工作为电极材料中离子传输动力学分析和离子传输行为控制提供了一种有效的方法。
