結(jié)構(gòu)型傳感器

本項目針對壓縮感知、圖像處理、魯棒主成分分析、半定規(guī)劃、機器學(xué)習(xí)、信息處理等領(lǐng)域中數(shù)據(jù)量巨大與問題的結(jié)構(gòu)特點，研究了各種結(jié)構(gòu)型優(yōu)化問題的理論、快速算法及其應(yīng)用。提出、分析并測試了慣性原始對偶算法、慣性交替方向法、慣性鄰近點算法、非精確交替方向收縮算法，并著重研究了從不完全卷積信息中恢復(fù)圖像信號、魯棒主成分分析與半定規(guī)劃的Gauge對偶理論與可并行化算法。通過挖掘內(nèi)在結(jié)構(gòu)，包括變換稀疏、結(jié)構(gòu)型稀疏、低秩等，借助理論分析與數(shù)值實驗相結(jié)合的方法系統(tǒng)研究了各種結(jié)構(gòu)型優(yōu)化模型的有效性，并設(shè)計了根據(jù)問題結(jié)構(gòu)特殊定制的高效數(shù)值計算方法，我們的程序與實驗結(jié)果可供工程技術(shù)界使用。所提出的慣性算法能夠提高計算效率，gauge對偶理論可用于設(shè)計單步計算量低的算法，用于超大規(guī)模矩陣計算。另外，我們還對壓縮感知、L1模優(yōu)化、圖像處理中全變差正則化問題的快速算法進(jìn)行總結(jié)與推廣。合作者在多塊分裂問題上的交替方向法的反例在理論上了說明了多塊問題的復(fù)雜性，并驅(qū)動多塊問題的收斂算法研究。另外，指導(dǎo)學(xué)生完成的交替慣性鄰近點算法具有更好的收縮性質(zhì)，并引起一些法國學(xué)者的廣泛關(guān)注。 2100433B

無序物質(zhì)構(gòu)型變化是基礎(chǔ)科學(xué)研究的前沿。壓力可以改變物質(zhì)內(nèi)部的原子和電子結(jié)構(gòu)，并進(jìn)而改變物質(zhì)的電子狀態(tài)和物理化學(xué)性能，同時也能幫助人們深入認(rèn)識物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性能及其變化規(guī)律。壓力下無序物質(zhì)構(gòu)型變化的研究對新型防御武器材料國防技術(shù)發(fā)展具有重要意義。本項目執(zhí)行時間為2014年1月至2017年12月，在項目執(zhí)行四年內(nèi)，課題組成員積極認(rèn)真地采用先進(jìn)實驗技術(shù)（原位同步輻射X射線衍射、吸收譜)和先進(jìn)理論計算與模擬方法（反蒙特卡羅、第一性原理和經(jīng)典分子動力學(xué)），系統(tǒng)地研究無序合金體系原子電子結(jié)構(gòu)隨壓力的變化規(guī)律, 從原子和電子分布的角度揭示了無序合金在壓力下的晶化機理，發(fā)現(xiàn)了As2Se3無序物質(zhì)出現(xiàn)非晶-晶體的可逆相變新現(xiàn)象，獲得了無序合金材料在高壓下大q范圍的高質(zhì)量衍射譜數(shù)據(jù)，揭示了無序合金材料原子結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)了無序物質(zhì)中2D-3D非晶-非晶相變，從原子和電子結(jié)構(gòu)兩方面揭示無序合金中非晶態(tài)相變的機理。

構(gòu)型（configuration）指分子內(nèi)原子或基團(tuán)在空間“固定”排列關(guān)系，分為：順反異構(gòu)，旋光異構(gòu)二種。

構(gòu)型順反異構(gòu)

由于雙鍵或環(huán)的存在，使得旋轉(zhuǎn)發(fā)生困難，而引起的異構(gòu)現(xiàn)象。

命名：順、反 （Cis，Syn-；Trans， Anti）。 用 “Z”， “E”表示。

Z：Zusammen 二個大的基團(tuán)都在一側(cè)（相當(dāng)于順） E：Entgegen 二個大的基團(tuán)分在兩側(cè) （相當(dāng)于反）

關(guān)于C=N和N=N雙鍵的命名

含C=N雙鍵的化合物主要是指醛肟和酮肟（醛或酮與羥胺NH2OH反應(yīng)得到）

孤對電子的序數(shù)為“0”。

文獻(xiàn)上還沿用順、反命名。把-OH，-H在一側(cè)的叫順式，Cis-，Syn-；把-OH，-H在兩側(cè)的叫反式，Trans-，Anti-。

N=N雙鍵也用順反命名：一般反式穩(wěn)定，減少了基團(tuán)間的排斥作用。

（反式對稱性好，分子排列更為緊密、有序，有較高的熔點，較低的溶解度（在水中，因極性?。?，燃燒熱、氫化熱比順式低。

對于環(huán)狀化合物仍用順反而不用E、Z，把環(huán)看成是一個平面的，取代基團(tuán)在同一側(cè)的為順式。 如果有三個以上時，選一個參考基，用小寫r（reference group）表示，再和別的取代基比較與之關(guān)系。

構(gòu)型對映異構(gòu)

手性分子（chiral molecule）、手性碳，從上世紀(jì)七十年代起廣泛使用，能夠使平面偏振光向左或向右旋的物質(zhì)稱為旋光性物質(zhì)（或光活性物質(zhì)）。

手性分子是指一個分子與其鏡象不能重合。 手性分子一定是光活性物質(zhì)。

對映異構(gòu)體：二個互為鏡象，但不能重合，是二種不同化合物。旋光能力相同，但方向相反，如同左、右手。

考察一個分子是否為手性分子，可以從有無手性碳出發(fā)，但是最根本是要看分子對稱性來考察。

符合手性分子的充要條件：

①無對稱面； ②無對稱中心； ③無交換對稱軸。

三者不可缺一，但一般說來，只要求分子是否有對稱面或?qū)ΨQ中心即可了。（注意：對稱軸不能作為判據(jù)。）

手性（chiral）在醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品添加劑、香料等領(lǐng)域需求越來越多。手性液晶材料、手性高分子材料具有獨特的理化性能，成為特殊的器件材料。一個新興的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)-手性技術(shù)（chirotechnology）正在悄然興起。