《基於PBX炸藥波譜結構解析的化學計量學方法研究》是依託四川大學，由蒲雪梅擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於PBX炸藥波譜結構解析的化學計量學方法研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：蒲雪梅
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
PBX炸藥的定性定量準確測定在國防及安檢領域有著極其重要的作用，但其波譜測定中譜峰重疊的複雜性使得解析過程變得困難和繁瑣，限制了分析結果的準確性，而化學計量學方法能夠通過數學分離的方式解析複雜波譜。因此本項目擬結合化學計量學方法對PBX炸藥波譜解析進行系統研究。首先使用Java分散式技術方案構建PBX炸藥波譜資料庫，以實現對數據的安全存儲、檢索、處理和管理。基於所建立的波譜資料庫，使用模式識別和多元校正方法去構建PBX波譜數據與炸藥類別、組分性質含量(包括不同溫度、時間等條件下)及未知物質結構間的關係模型，並對方法進行最佳化和改進，構建適合於PBX炸藥體系的化學計量學模型，以實現對PBX炸藥多組分同時快速的定性定量測定、動力學變化的輔助解析及結構預測。並把構建的定性定量預測模型與PBX炸藥資料庫進行結合，最終建立PBX炸藥的計算機輔助分析專家系統，並推廣到其它炸藥體系。
結題摘要
PBX 炸藥的定性定量準確測定在國防及安檢領域有著極其重要的作用，然而樣品的複雜性使得已有的分析方法繁瑣耗時，限制了檢測效率，因此改進現有方法和發展新的簡便、快速和準確的炸藥分析方法成為一項重要和急需的任務。因此，本基金項目利用一些簡單快速的儀器分析方法，引入化學計量學方法優勢，通過數學分離代替化學分離來簡化炸藥複雜波譜的解析，提出了一類實驗和化學計量學方法相結合的交叉分析新策略，這種分析策略與原有的方法相比，不需要對樣品進行任何預分離，簡便快速準確，有望實現快速的線上檢測。本項目完成的主要成果包括4個部分：（1）炸藥性能資料庫的構建。系統完整的炸藥資料庫是炸藥結構性能研究的基礎和資源，本項目基於MySQL和PHP已開發了面向炸藥波譜及性能資料庫管理系統，此資料庫已獲得國家計算機軟體著作權，並在中國工程物理研究院得到實際的套用。（2）結合化學計量學中的多元校正方法（偏最小二乘法等）和多標籤的模式識別方法，利用簡單的紫外可見分光光度法和紅外光譜方法建立了一類新的定量定性分析方法，該方法可在不做任何分離的情況下利用簡單的紫外吸收光度計和紅外光譜實現對HMX，RDX、TNT、PETN、TBTA為功能成分的單組份炸藥、雙組份炸藥和三組份炸藥的多組分快速同時識別和同時定量測定，準確度高，這類新分析方法已申請了兩項國家專利。（3）本項目結合化學計量學方法和量子化學方法建立了一類新的解析炸藥激發態動力學的瞬態吸收光譜分析新策略，獲得了快速準確的分析結果，這種創新性的解析思路和研究成果已被Nature子刊Scientific Reports接受。（4）本項目還進一步開展了與炸藥檢測有關的化學感測器功能有機分子的研究，建立了先用量子化學方法進行分子設計，再有機合成表征的先進策略，這種策略明顯提高了實驗合成有機功能分子的效率和準確度，為炸藥檢測的化學感測器的使用環境、分子設計和合成提供了具有重要價值的信息。 此外，在本項目基金資助下利用所建立的一些交叉分析方法的策略還開展了對一些複雜蛋白質體系的結構功能研究，取得了突出的成果，為項目的拓展研究奠定了良好的基礎。總之，本基金項目超額完成了預定的研究內容，達到了研究目標，本項目的研究成果申請了兩項專利，獲得了一項計算機軟體著作權，並發表了論文16篇SCI論文。培養了十多名研究生，其中畢業6名，並培養了中國工程物理研究院參研青年3名。
