分形信息论及其应用

本文简述分形信息理论及其应用，解决了在分形几何学中悬而未解的问题，即什么是分形，什么是分形维数。本文所引进的分形示性数，分形维数与分形维谱统一与概囊了人们熟知的相信维数，容量维数、盒计数维数、信息维数与Ｒｅｎｙｉ维数。最后通过倍周期分支通向混沌之示例说明分形信息度量之应用，揭示分形信息论与分形几何学之间本质差别。分形信息论为复杂模式与图象之研究提供了新方法。     

基于分形理论的煤层瓦斯渗透率参数估计方法

基于分形理论和达西定律,研究了孔隙的弯曲分形维数和表面积分形维数与瓦斯渗透率参数之间的关系;数值模拟了煤层孔隙的弯曲分形维数和表面积分形维数对瓦斯渗透率参数的影响.研究表明,瓦斯渗透率随着孔隙弯曲分形维的增加而降低,随着孔隙表面分形维和最大毛细管直径的增加而增加;应用分形理论可以获得煤层孔隙发育程度和分布特征比较精确的定量信息.     

储层砂岩孔隙分形性质的研究

根据统计特征体法测量分形维数的测试原理，用砂岩断面的扫描电镜图片半自动分析方法，对砂岩孔隙的分形维数和分形孔隙度进行了测试，得到了储层砂岩孔隙的分形性质与砂岩的成分、结构及成岩作用的关系。文章还对分形范围、分形维数、分形孔隙度及分形孔隙度与总孔隙度之比值作了评述     

铝酸钠溶液晶种分解过程中的分形动力学

研究了铝酸钠溶液晶种分解过程中晶种对种分的影响,提出了铝酸钠溶液种分反应的分形介质反应动力学关系式,通过实验研究了铝酸钠溶液在高固含情况下晶种分解过程中的谱维数变化.研究结果表明铝酸钠溶液种分过程符合分形介质反应动力学的基本规律,种分过程中谱维数的变化与晶种的活性及温度有关;分形反应的速率常数kt与时间的谱维数相关,kt=ktds/2-1;以洗涤过的杂质含量少、没有附碱的氢氧化铝为晶种,铝酸钠溶液在45,50和55 ℃下种分,谱维数变化在1 h后存在转变时间点,而在65 ℃时则没有,随着温度升高,谱维数增大,前期反应活性增大;以未经洗涤、附碱含量高的氢氧化铝为晶种,在50 ℃存在谱维数转变点,在种分前期,反应谱维数较小,活性较低.     

遥感图像地物分形测量

用分线法和坡面法两种方法计算图像的分形维数,在GIS支持下用MATLAB成功计算出了三种地形（城市,农田和湖泊）的分形维数,并对两种方法的算法进行了阐述和比较。     

矸石破碎块度的分形性质及计算方法

用分形几何方法对破碎矸石块度进行了统计分析，结果表明，分形维数D是反映矸石破碎程度恰当的统计特征量，同时，分析了两种破碎块度分布函数，并基于幂率关系建立了一种新的块度表达式。     

利用轮廓分形区别人工目标与自然物体算法研究

根据人工目标和自然物体的固有差异，提出了一种在轮廓链码基础上提取轮廓粗糙性曲线的算法。在实际得到的水杯，车辆及岩石图像中，利用Ｖａｒｉａｔｉｏｎ算法进行了计算物体轮廓粗糙性曲线分维的实验。实验表明，水杯及车辆轮廓的分形维数较低，岩石则具有较高的分形维数，通过同二维结果的对比，从计算量的分形维数两证明用所提出的算法计算轮廓分形维数区别人工目标和自然物体是可行的。     

Cu 基低碳醇合成催化剂表面分形维数与催化性能

用分形几何描述催化剂的表面形貌，用盒子维模型测定了不同制备方法和载体所制备的催化剂表面分形维数，分形维数Ｄ被看作是催化剂形貌的表征参数。结果表明：催化剂表面形态具有自相似性，催化剂表面分形维数介于２．５７至２．６７之间，尖晶石载体对催化剂表面分形维数影响最大，制备方法也影响催化剂表面分形维数，相同组成的催化剂表面分形维数增大，催化剂的ＣＯ转化率提高。     

分形法在发动机隐含故障诊断中的应用

在对发动机的机械故障诊断中，由于其结构复杂常使其故障特征不明显，为此提出用分形法对某些隐含故障进行诊断。介绍了分形法诊断故障的基本原理，并利用奇异值降噪技术和分形维数法对隐含故障的特征进行了提取，实现了对发动机轴承隐含故障的诊断。诊断结果表明，发动机轴承正常状态下的分形维数为4．4，出现明显故障时轴承的分形维数为5．3，出现隐含故障时轴承的分形维数为5．37。由此可以看出，用分形维数可以诊断隐含故障，说明分形诊断法能从本质上反映故障的结构特征。     

基于GIS的地学信息的分形处理方法

讨论了用分形理论和方法处理基于GIS(Geographic Information System)的地质勘探数据信息的几种分形数值计算方法。利用分形理论中分维计算的公式和方法,提取出能够描述“散乱”与“复杂”的地质勘探数据信息特征的量化指标——分形维数。在简要介绍分形数学原理的基础上,给出了线状要素和面状要素两种情形分形维数的数值算法及计算流程。本文所叙述的分形数值计算方法简明直观,可用来解决其他应用领域的同类问题,具有广泛的适用性。     

一种非手性香蕉型液晶的光稳定特性研究

研究了一种自己合成的非手性香蕉型液晶,测量了其极化强度随光照时间变化的规律,发现尽管它含有桥键-COO-和-CH=N-,但是在持续3 h光照下,其极化强度并不改变,这说明它是一种光稳定性极好的香蕉型液晶。     

Optical isotropy and iridescence in a smectic 'blue phase'

When liquid crystal molecules are chiral, the twisted structure competes with spatially uniform liquid crystalline orders, resulting in a variety of modulated liquid crystal phases, such as the cholesteric blue phase, twist grain boundary and smectic blue phases. Here we report a liquid crystal smectic blue phase (SmBP(iso)), formed from a two-component mixture containing a chiral monomer and a 'twin' containing two repeat units of the first molecule connected by a linear hydrocarbon spacer. The phase exhibits the simultaneous presence of finite local-order parameters of helices and smectic layers, without any discontinuity on a mesoscopic length scale. The anomalous softening of elasticity due to a strong reduction in entropy caused by mixing the monomer and the twin permits the seamless coexistence of these two competing liquid crystal orders. The new phase spontaneously exhibits an optically isotropic but uniformly iridescent colour and automatically acquires spherical symmetry, so that the associated photonic band gap maintains the same symmetry despite the local liquid crystalline order. We expect a range of unusual optical transmission properties based on this three-dimensional isotropic structure, and complete tunability due to the intrinsic softness and responsiveness of the liquid crystalline order against external fields.     

含供吸电子的手性液晶聚合物的合成与性能

将有供电子基团的手性单体M1和含吸电子基团的单体M2接枝到聚甲基含氢硅氧烷上,得到系列手性液晶聚合物,其中,手性单体的摩尔分数为0～50%.通过红外光谱(IR)、核磁共振谱(1HNMR)、差示扫描量热法(DSC)、偏光显微分析法(POM)、热失重分析法(TGA)、X射线分析等手段研究了手性单体的含量及供吸基团对侧链胆甾型液晶聚合物性能的影响.结果表明P1～P8都有液晶性且为胆甾型液晶聚合物,系列液晶聚合物的tg随手性单体含量的增加而增加,ti随手性单体含量的增加而降低,P1～P8具有较宽的液晶相范围,热稳定性较高,质量损失5%时的热失重温度均在300℃左右.     

（R）－2－甲基－1，4－丁二醇及其衍生物的合成研究

手性２－甲基－１，４－丁二醇及其衍生物是合成各种手性近晶型液晶材料以及手性天然生物活性物质的重要中间体，以３－甲基－３－丁烯－１－醇为原料利用改进的不对称硼氢化－氧化反应，成功地合成了（Ｒ）－２－甲基－１，４－丁二醇以及其２种手性衍生物：（Ｒ）－２－甲基－４－四氢吡喃氧基－１－醇和（Ｒ）－２－甲基－４－四氢吡喃氧基丁醛．用ＩＲ及１ＨＮＭＲ进行表征，这３种目标产物的全合成的光学产率均为８４．９％．     

含有扭曲晶界相手性液晶AEMBB的合成

根据具有强扭曲的扭曲晶界相(TGB)理论,设计并合成了一种含有TGBC*相态的手性液晶单体(+)4-(2-丙烯酰氧基)乙氧基苯甲酰氧基-[4′-(2-甲基)丁氧基]联苯酯(AEMBB).通过红外光谱分析反应物的羧酸基和羟基峰的消失判断反应完成;通过核磁共振确定各氢原子位置以确定目标产物的实现;并通过偏光显微镜和DSC研究了目标产物的液晶性能和相转变类型.结合偏光显微镜和DSC证明单体AEMBB存在胆甾、扭曲晶界和手性近晶C等多种相态,为互变液晶.     

取向向列型液晶的VV—VH Raman散射

把只适用于各向同性系统的振动和转动相关函数分离理论推广到各向异性的取向向列型液晶中,并用MBBA在液晶相进行VV-VH实验,分离出振动和转动相关函数,分别研究其振动和转动弛豫。     

高分子液晶膜的形成及其氧氮渗透性

应用偏光显微镜、扫描电子显微镜、ＤＳＣ以及测定氧氮渗透性，对乙基纤维素液晶溶液和低分子液晶共混膜在电场下取向膜和非取膜的结构和性能进行研究，结果表明：高分子液晶和低分子液晶在电场下的均发生排列取向，渗透系数提高，渗透比稍微降低；各向同性溶液在电场下不发生取向；撤离电场后，发生部分分解取向，解取向程度与ＭＢＨｐＡ的含量和实验温度有磋。     

Liquid crystal 'blue phases' with a wide temperature range

Liquid crystal 'blue phases' are highly fluid self-assembled three-dimensional cubic defect structures that exist over narrow temperature ranges in highly chiral liquid crystals. The characteristic period of these defects is of the order of the wavelength of visible light, and they give rise to vivid specular reflections that are controllable with external fields. Blue phases may be considered as examples of tuneable photonic crystals with many potential applications. The disadvantage of these materials, as predicted theoretically and proved experimentally, is that they have limited thermal stability: they exist over a small temperature range (0.5-2 degrees C) between isotropic and chiral nematic (N*) thermotropic phases, which limits their practical applicability. Here we report a generic family of liquid crystals that demonstrate an unusually broad body-centred cubic phase (BP I*) from 60 degrees C down to 16 degrees C. We prove this with optical texture analysis, selective reflection spectroscopy, K?ssel diagrams and differential scanning calorimetry, and show, using a simple polarizer-free electro-optic cell, that the reflected colour is switched reversibly in applied electric fields over a wide colour range in typically 10 ms. We propose that the unusual behaviour of these blue phase materials is due to their dimeric molecular structure and their very high flexoelectric coefficients. This in turn sets out new theoretical challenges and potentially opens up new photonic applications.     

海藻酸钠溶致液晶行为的研究

本文用激光散射技术，偏光显微镜、熔点偏光显微镜及Ｘ－光衍射等方法剖析了海藻酸钠水溶液聚集态结构，它表现出明显的向列型液晶态特征。升温或降低浓度，液晶行为分别增强或减弱。存放导致溶液分层，上清液各向异性小于下层混浊液，经离心处理，这种差异增大。存放还引起粘度下降，估计这与液晶生成会使粘度下降有关。离心后的上清液在存放中会再度出现混浊，久置后再度分层，由此推测可能存在向列型液晶－各向同性相平衡。     

含氟及手性交联剂的液晶弹性体的合成与性能

合成向列液晶单体:4-((4-烯丙氧基)苯甲酰氧基)苯基-4-氟苯甲酸)酯(M1)和非液晶手性交联剂:双(4-((4-烯丙氧基)苯甲酰氧基)异山梨醇酯)(MC).按不同比例将M1和MC接枝共聚到聚甲基含氢硅氧烷上,得到含氟手性液晶弹性体PI~PVIII.用红外光谱、核磁共振表征单体和聚合物结构,用差示扫描量热仪、热失重仪、偏光显微镜及X射线衍射等手段研究其液晶性能.结果表明,含氟类短而硬的液晶基元更易被手性诱导,出现性能优异的胆甾相.其中,PI为向列型液晶,PII~PVII为出现油丝和Grandjean织构的胆甾型液晶,PVIII没有液晶性.弹性体玻璃化转变温度随着手性交联剂含量的增加先增大后减小,熔点和清亮点均呈下降趋势.所合成的液晶弹性体热稳定性好,质量损失5%时的热失重温度均在300℃以上.