Fabrication of Complex Microelectrode Array and its Application to Electrochemical Detection

电化学方法因其方法简便、操作简单、成本低、方法多样性而广泛用于分析检测中。如何在有干扰物种存在下实现高灵敏度和高选择性检测一直是发展电化学检测方法的关键所在。近年来，一些基于对电化学反应中传荷或扩散进行设计或利用从而实现电化学检测的新方法受到了广泛关注。 本论文工作利用复合微电极阵列在扩散层区域内扩散相互交叠以及反应物之间相互影响的特点，将干扰物消除，从而对待测物进行选择性和高灵敏度检测。首先设计并通过微机电系统平台制备出平面-带-凹微盘阵列电极。基于这种特殊电极构型，我们提出了两种工作模式（分离电位模式和氧化-还原法模式），不仅能够在扩散层内消除干扰物，而且可以利用氧化还原循环增强检测信号...Electrochemical methods have been widely used for detecting electroactive species due to their advantages of simplicity, easy operation, low cost and variety of methods. It is challenging for researchers to develop electrochemical methods for achieving detection with high sensitivity and selectivity. In recent years, a number of new electrochemical detection methods have been developed, which are ...学位：理学硕士院系专业：化学化工学院_物理化学(含化学物理)学号：2052011115160

Laser welding of superalloy K418 to 42CrMo steel

进行了K418高温合金和42CrMo钢的激光焊接实验，分别采用OM、SEM、XRD和EDS等手段分析了焊缝的金相组织和物相组成，评价了焊缝的显微硬度和拉伸强度。结果表明：焊缝主要由树枝状非平衡凝固的FeCrNiC（力固溶体组成，此外，还有少量细小、弥散的Ni_3Al（γ′）相、Laves颗粒和少量MC碳化物分布在树枝晶间区域。由于主要强化相γ′在激光辐照后的部分溶解和随后快速凝固的抑制作用，焊缝的硬度虽分布较均匀但低于母材。由于没有获得穿透的焊接接头，焊接接头的强度约只有母材的88．5％，焊缝的断裂机制是塑性和脆性断裂的混合机制。由于在焊缝中存在一些Laves颗粒，这促进了微裂纹和微孔的形成和扩展，降低了焊接接头的抗拉强度

机器人虚拟TCP的设置及其在加工中的应用

针对机器人末端抓持工件时,无法利用生成在工件上的轮廓点进行去毛边加工的问题,对机器人末端抓持工件在工具固定的情况下去毛边加工的方法进行研究,提出在确定工件加工轮廓与机器人末端TCP的固定位姿关系之后,将固定在机器人工作空间中的工具上一点设置为虚拟TCP,以该虚拟TCP为基准,将附着于机器人末端工件上的加工轮廓点映射成机器人工作空间中的虚拟轨迹点的方法。在给出工件上轨迹点与虚拟轨迹点的映射关系,完成虚拟TCP以及机器人末端TCP设置的基础上,在Fanuc机器人仿真软件Robo Guide中对该方法进行了运动仿真验证后进行了加工,测量了其刀具进给量。实验结果表明:利用该方法对机器人夹持的工件进行去毛边加工,完全满足生产加工的精度要求。福建省重大科技专项资助项目(2016HZ0001-6

Digital design and manufacturing technology of customized hip prosthesis

针对人体的髋关节具有个性化特征以及传统假体与股骨匹配后力传递不稳定等问题,对人体髋关节假体数字化设计、有限元力传递分析、基于机器人磨削的数字化加工进行了研究,提出了在设计、仿真和加工过程中将髋关节假体模型统一的方法,实现了定制式假体数字化设计、有限元力传递的分析和机器人磨削加工的一体化,初步建立了髋关节假体的数字化设计与制造、产品生命周期的服务模型,为数字化设计与制造技术在髋关节假体等骨科植入物中的应用建立了基础。实验结果表明：采用机器人数字化磨削加工定制式假体,保持机器人软件空间与实际工作空间一致,可以有效提高假体的制造精度,实现假体与股骨髓腔的最优匹配。Aiming at the personal design of human hip joint and the stable force transmission after the matching of traditional prosthesis and femur, digital design of the human hip prosthesis , finite element analysis of force transfer and digital processing based on robot grinding were studied. The method of unifying hip prosthesis model in the process of design, simulation and processing was proposed to realize the integration of digital design of customized prosthesis, finite element analysis of force transfer and robotic grinding processing and both digital design and manufacture of hip prosthesis and service model of product life cycle were preliminary established to provide the basis for the applications of digital design and manufacturing technology in orthopaedic Implants, such as hip prosthesis. The results show that customized prosthesis produced by robotic digital grinding could effectively improve the manufacturing precision and achieve the optimal matching of prosthesis and femoral medullary cavity by keeping the robot software space consistent with the actual working space

DNA修饰电极的研究——Ⅶ.共价键合和吸附DNA-SAM/Au修饰电极的制备及表征

采用先通过 2 ,2′ 二硫二乙醇自组装得到自组装单分子层 (SAM) ,再在SAM上共价键合和吸附固定dnA的方法制备了两类dnA修饰电极 ,并对得到的dnA修饰电极进行了电化学和谱学表征 .结果表明该方法是可行的 ,也是较为理想的在电极表面固定dnA的方法 .国家自然科学基金!(批准号:39370213;39770220;29773034);厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室基金;湖北省自然科

人为作用对土壤侵蚀环境影响的定量表征—以黄土高原典型 流域为例

在近代人类发展的历史过程中，人类活动对客观世界的影响日益重要和深刻。土壤 侵蚀作为一种自然过程由来已久，但由于人为活动的参与，在表现形式、侵蚀程度、空 间分布以及演变过程等均发生了根本变化。深入研究人类活动对土壤侵蚀的影响方式、 机理和过程，定量表征人类活动对土壤侵蚀的影响，对适应自然规律、合理调控人类活 动及有效开展水土流失治理具有极其重要的意义。 本研究以延河流域和纸坊沟流域为例，依据水土保持学的基本理论、运用遥感、统 计学方法，通过GIS 空间分析和数理统计，以水土保持工程措施因子（PE）和植被覆盖 与管理措施因子（C）表征地表形态和植被覆盖状况，通过分析不同时期人为作用对地 表形态、植被覆盖等的影响程度和方式，实现人为作用对土壤侵蚀环境影响的定量表征， 并基于景观生态学原理，分析了研究区植被因子景观格局的变化特征。同时以纸坊沟流 域为例，运用Hc-DEM 方法重构了不同时间序列的人工地形DEM，并在此基础上分析 了坡度、坡长等地形因子的演变特征及其影响因素，定量评价了纸坊沟流域70 多年来 土壤侵蚀演变过程及人为作用对其的影响，取得了以下主要研究结论： （1）以水土保持工程措施因子值描述地表形态，通过构建地形人为影响指数来表 征人为作用对地形的影响程度和方式，定量分析了纸坊沟流域和延河流域人为作用对地 表形态演变的影响。纸坊沟流域、延河流域的工程措施因子值均随时间呈线性递减趋势， 地表形态的变化有利于控制土壤侵蚀。分析不同时期人类活动地形指数Ht 的变化趋势 表明：纸坊沟流域1938&mdash;1987 年人为作用对地表形态的影响程度和范围持续增加，随 后除1999&mdash;2003 年略有增加外，基本呈减小趋势，延河流域1986&mdash;2006 年人为作用对 地表形态的影响程度与范围先增加后减弱，其中1997&mdash;2000 年的人为作用对地表形态 的影响最为明显。对纸坊沟流域人工地形DEM 的分析表明，随着人类活动对地形改造 的程度不断加大，坡度、坡长、坡度因子、坡长因子、坡度坡长因子均呈减小趋势，其 中坡度变化程度最小，坡长变化程度最大，年均减小率分别为3.58%、11.94%，地形因 子值随着基本农田及居民地面积的增加而减小。 （2）以植被覆盖与管理措施因子值描述地面覆盖（植被）的状态，通过构建植被 人为影响指数来表征人为作用对地面覆盖（植被）的影响程度和作用方式，定量分析了 纸坊沟流域和延河流域人为作用对地面覆盖（植被）变化影响。纸坊沟流域的植被因子 值随时间呈4 次抛物线变化，延河流域的植被覆盖与管理措施因子值呈先增加后减小的趋势。分析植被人为影响指数Hc 的变化特征表明，纸坊沟流域1938&mdash;1958 年人类活动 对植被的影响以破坏为主，此后以恢复作用为主，人类活动对植被的恢复作用在 1987&mdash;1999 年达到最大，随后不断减小，延河流域在1986&mdash;2006 年间，人类活动对植 被破坏作用呈下降趋势，人类活动对植被的恢复作用先减小后增加。纸坊沟流域、延河 流域不同植被因子的景观格局发生了巨大变化，纸坊沟流域林地和耕地变化明显，而草 地变化不大，景观多样性指数与均匀度指数先减小后增加，而延河流域的林地、草地和 耕地均发生了较大变化，景观多样性指数与均匀度指数逐年增加。 （3）在1938&mdash;2010年70多年间，纸坊沟流域的土壤侵蚀经历了一个先增强后减弱 的过程，侵蚀模数随时间呈4次抛物线变化，1958年侵蚀模数达到最大，随后总体呈递 减趋势。1938年以中度以下侵蚀为主，1958&mdash;1978年以剧烈侵蚀为主，1978年以来，侵 蚀强度不断下降，1999&mdash;2010年微度侵蚀面积达到3.85km2，剧烈侵蚀面积仅占流域总 面积的8.96%。流域侵蚀强度受地形影响显著，随着坡度的增加，侵蚀强度与侵蚀量均 显著增加，侵蚀量主要来源于25&deg;以上坡度带，侵蚀来源随时间有向35&deg;以上坡度带集中 的趋势，阳坡侵蚀强度高于阴坡。在不同的土地利用类型中，林地的侵蚀强度最低，而 未利用地侵蚀强度最高，1958&mdash;1998年耕地是侵蚀产沙的主要来源，1999年以来，草地 成为流域的主要侵蚀产沙来源。经过30多年的综合治理，纸坊沟流域生态环境明显改善， 但沟谷陡荒坡侵蚀依然严重，属强烈以上侵蚀，是今后水土保持治理的重点区域。 （4）将1938 年作为人类活动加剧土壤侵蚀的基期，通过对比1958 年实际土壤侵 蚀与1938 年人类活动水平下土壤侵蚀的差异，分析了人类活动对加剧土壤侵蚀的作用； 将1958 年作为人类活动减弱土壤侵蚀的基期，通过比较1978&mdash;2010 年实际土壤侵蚀与 1958 年人类活动水平下土壤侵蚀的差异，定量分析了不同时期人类活动的减蚀作用。与 1938 年人类活动水平下的土壤侵蚀相比，1958 年在人类活动作用下增加土壤侵蚀量 24.91 万t，其中因植被覆盖变化而增加土壤侵蚀量31.09 万t，因地表形态变化而减少 土壤侵蚀量6.18 万t。与1958 年人类活动水平下的土壤侵蚀相比，1978&mdash;2010 年在人 类活动作用下减少土壤侵蚀量逐年增加，侵蚀量减少1.19~14.01 万t，其中因植被覆盖 变化而减少土壤侵蚀量0.71~11.48 万t，因地表形态变化而减少土壤侵蚀量0.48~2.53 万 t，与地表形态变化相比，植被覆盖变化对减少土壤侵蚀的作用更为明显。 关键词：土壤侵蚀环境，GIS，定量表征，人为作用，黄土高原</p

雨水入渗对非饱和土坡稳定性影响的参数研究

很多国家和地区的斜坡失稳与雨水入渗有密切关系。通过参数分析研究可以深化对这种关系的认识和理解，因而对滑坡灾害的预测和预防有重要意义。针对香港地区一种典型非饱和土斜坡，用有限元法模拟雨水入渗引起的暂态渗流场，然后将计算得到的暂态孔隙水压力分布用于斜坡的极限平衡分析。计算中采用延伸的摩尔－库伦破坏准则以便考虑基质吸力对抗剪强度的贡献，研究了降雨特征、水文地质条件及坡面防渗处理等因素对暂态渗流场和斜坡安全因数的影响。数值模拟结果表明：降雨强度、降雨历时和雨型对暂态渗流场及斜坡稳定性有明显的影响；土体的渗透系数，尤其是渗透系数各向异性的影响特别显著；斜坡中相对隔水层的存在以及斜坡防渗护面的效果等因素的影响均不容忽视。 Slope instability is closely related to rain infiltration in many countries. It is vital to understand this relation for prediction and prevention of landslides. Improved understanding can be gained through parametric studies. In this paper, a typical steep unsaturated cut slope in Hong Kong has been adopted for this parametric study. Transient seepage due to rain infiltration is computed using the finite element method. The computed transient pore water pressures are then used for subsequent limit equilibrium analyses of the slope. An extended Mohr-Coulomb failure criterion is used to allow for shear strength variations as a result of changes in matric suction. Effects of various rainfall events, hydrogeological conditions and use of protective cover on the cut slope are investigated. The results of numerical simulation show that rainfall intensity, duration and patterns have a significant influence on the transient seepage in the soil and the stability of the slope. Anisotropic soil permeability, presence of an impeding layer and conditions of surface cover can also strongly affect the transient flows and hence the stability of slope