1 长春理工大学理学院吉林省光谱探测科学与技术重点实验室, 吉林 长春 130022
2 吉林工程技术师范学院信息工程学院, 吉林 长春 130052
3 吉林农业大学植物保护学院, 吉林 长春 130118
4 海军航空大学航空作战勤务学院, 山东 烟台 264000
5 中国科学院东北地理与农业生态研究所, 吉林 长春 130012
大豆在生长过程中因病害影响其产量会急剧下降, 如果不及时判别出病害种类, 喷洒相关农药, 病害严重的大豆甚至会绝产。 及时判别病害种类进行合理施药, 阻止病害进一步发展是保证大豆安全生产的重要环节。 目前, 基于大豆植株细菌性病害的病原菌鉴定和聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)的鉴定方法, 最短需要两天时间, 因此, 快速检测大豆病害种类的方法成为该作物, 也是建立智慧农业生产的关键环节之一。 应用拉曼光谱快速检测技术诊断大豆病害, 构建N-乙酰胞壁酸分子空间结构, 采用密度泛函理论通过利用B3LYP/6-31+(d, p)基组优化大豆细菌性病害标志物N-乙酰胞壁酸的分子结构计算其拉曼光谱, 并进行理论因子校正, 校正因子为0.985 7; 采用微区三级拉曼光谱技术探测该标志物N-乙酰胞壁酸的拉曼光谱, 采用平滑、 去基线、 截取波数范围等过程进行光谱预处理; 在理论和实验对比分析的基础上, 指认大豆测试和计算的拉曼光谱对应的特征峰, 峰值波数相差大多在0~10 cm-1, 实验数据与理论计算结果基本一致, 判定了振动拉曼光谱的特征峰及其对应的分子结构的关系。 结果表明: 大豆细菌性病害标志物N-乙酰胞壁酸分子在200~1 650 cm-1范围内含15个特征峰, 较强峰值和振动归属分别为229.0 cm-1的甲基摇摆振动和764.0 cm-1环内的摇摆呼吸振动等, 给出了键长、 键角和二面角等15个振动峰的空间结构参数, 指证了N-乙酰胞壁酸分子的特征结构。 结果也证明了可通过多种生物分子的大豆拉曼光谱测量, 筛选细菌性病害标志物N-乙酰胞壁酸分子的拉曼光谱, 能够有效识别细菌性病害。 智慧农业生产中利用拉曼光谱快速检测技术, 是农作物病害检测诊断的一种有效方法, 若结合应用机器学习方法与光谱分析识别, 以快速、 准确和便捷的方式为智慧农业的健康生产及保驾护航发挥效用, 是推进我国农业发展的重要环节。
大豆细菌性病害 N-乙酰胞壁酸 拉曼光谱 密度泛函理论 光谱分析 N-acetylmuramic acid Raman spectroscopy Density functional theory Soybean bacterial disease Spectral analysis
Ag-In-Zn-S四元半导体纳米晶(以下简称AIZS NCs)不仅具有传统半导体纳米晶带隙可调、发光效率高等优异的发光特性, 同时凭借其低毒和合成工艺简单等优点, 在发光二极管、生物医学和光电转换等领域得到了广泛应用, 成为传统镉基半导体纳米材料的有力竞争者之一。本文通过一步反应法制备出发光性能良好的AIZS NCs, 并通过组分调控扩大其发光范围, 使其发光颜色从绿光调至红光。在此基础上, 采用注射法研究了AIZS NCs的形成过程, 证明AIZS纳米晶的形成是阳离子交换反应发生的结果。为了进一步提高其发光性能, 采用种子生长法继续在AIZS纳米晶中引入Zn源形成合金型AIZS-ZnS NCs, 使其光致发光量子产率达到47%。最后, 采用全溶液处理方法以AIZS-ZnS NCs作为发光层构筑了绿、黄和红三色电致发光二极管, 其中黄光电致发光二极管的电流效率达到了1.07 cd·A-1。
半导体纳米晶 控制制备 组分调控 电致发光二极管 Ag-In-Zn-S Ag-In-Zn-S semiconductor nanocrystals controllable synthesis component tunable electroluminescent light-emitting didoes
李星 1,2,3蒋利桥 1,2,3杨浩林 1,2,3张京 1,2,3赵黛青 1,2,3
1 中国科学院 广州能源研究所, 广东 广州 510640
2 中国科学院 可再生能源重点实验室, 广东 广州 510640
3 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室, 广东 广州 510640
微射流火焰形貌观测及火焰中重要基元的准确测量, 对利用微尺度火焰燃烧特性研制开发微型燃烧动力系统具有重要意义。本文建立了微喷管射流火焰实验及光学测量系统, 对H2和CH4微射流火焰进行了实验研究, 测量了两种重要基元(CH,OH)的空间分布。首先, 探索了相机曝光时间对H2微射流火焰成像的影响, 得到了不同流速下H2微射流火焰形貌的变化规律。其次, 采用平面激光诱导荧光测量技术得到了不同燃料流速下H2及CH4微射流火焰中OH基元分布,同时还利用单反相机加CH滤镜通过长时间曝光(30 s)的方法获得了CH4微射流火焰中CH基元的分布。结果表明, 火焰图像清晰度随曝光时间增加提高, 曝光时间30 s时可获得H2微射流火焰的清晰照片; 采用分辨率2 048×2 048的ICCD相机可获得微尺度火焰OH基元分布的清晰图像。微射流火焰形貌及重要基元的实验结果表明相关数值计算方法准确可靠。
光学测量 激光光谱 平面激光诱导荧光 微射流火焰 optical measurement laser spectrum planar laser induced fluorescence micro-jet flame OH OH CH CH
自从锁模激光器研制成功以来，用于测量物理现象的极限时间分辩力已由激光脉宽确定。随着激光脉冲变得越来越短，人们已可能开始深入观察更快的现象。尽管可利用的脉宽已减小几个数量级，但仍比很多重要的物理过程长。因此，在短脉冲激光技术方面的每一个改进都会立即改进基本测量的时间分辩力。
