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基于阴影成像和等离子体成像技术研究水泥基材料中的晶粒尺寸及其对激光诱导等离子体的影响
摘要： 采用两种实验方法研究了不同水泥基混合物中颗粒粒径对激光诱导等离子体演化的影响：(i)通过阴影成像和二维等离子体成像技术，探究激光诱导冲击波的时空演化过程；(ii)利用二维光谱成像技术分析等离子体中元素的时空分布特征。本研究源于将激光诱导击穿光谱(LIBS)应用于混凝土化学分析的需求，进而获取桥梁、停车场地坪等结构损伤评估相关信息。土木工程领域特别关注颗粒粒径分布——制备混凝土需按筛分曲线(64毫米至0.125毫米)使用不同级配的骨料。数据集中可排除180微米以上的骨料，因此LIBS检测仅需考虑粒径小于180微米的细骨料含量。所有小于0.125毫米的混凝土组分均归属为粉料含量。测试样品包括作为基准的干硬性水泥净浆(水灰比w/z=0.5)。通过向水泥中添加不同比例(10%、30%、50%和60%)的粉料(粒径40微米)和硅灰(粒径0.1微米)，并与剩余比例的干/水化水泥混合制备骨料混合物。可视化结果表明：仅在等离子体形成的初始阶段（即前3微秒内），才能检测到等离子体演化与样品粒径的关联性。光谱信息揭示了等离子体中硅和钙元素（包括中性态与电离态）的分布情况，该显著效应同样出现在等离子体寿命最初1微秒内。
关键词： 等离子体成像、激光诱导击穿光谱、粒径、水泥基材料、阴影成像
更新于2025-09-16 10:30:52
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利用纳米颗粒的等离子体成像探测单分子结合与自由能分布
摘要： 测量分子间结合对于理解基本生化过程、开发分子诊断技术以及筛选药物至关重要。本研究通过在分子结合对上连接纳米颗粒，在单分子水平研究分子结合。我们利用等离子体散射成像技术以亚纳米精度追踪单个纳米颗粒的热涨落，证明这些涨落由分子结合对而非纳米颗粒本身控制。通过分析热涨落，可获得分子结合的独特信息，包括结合能分布、有效弹簧常数以及单分子与多分子结合事件之间的转换。该方法不仅为分子结合提供了新见解，还能区分非特异性结合与特异性结合——这在生物传感器领域一直是个难题。
关键词： 等离子体成像、非特异性结合、特异性结合、自由能分布、纳米粒子、单分子结合
更新于2025-09-11 14:15:04