2016休斯顿大学实习项目实习周记（10）

公共篇

10月将至，休斯顿前两个月令人叫苦不迭的燥夏的威力也有所减弱，周末的一场大暴雨，好像将“夏老虎”的最后一点余威也浇灭了。随着温度的降低，终也让大家有了秋日的感觉，而正所谓秋是“计划”之秋，也是“积累”之秋，在这里的各位同学们在实验室的工作也是在各自的计划之中渐入佳境，虽有遇挫甚至犯错之时，但是将这作为积累的宝贵的经验，也正与大家来这里实习是想让自己在科研上更进一步成长的初衷相契合。

而大家不仅积极的投身奔走活跃在各自的实验室里，也在日常的生活中会经常调剂自己，让自己在张弛有道的生活中度过这里的每一天。在这一周的周末，我，常晟源，白小龙和王冉同学收到来自friendship program的夫妇Chris和Cortney之邀，一起乘坐着休斯顿的最常用的通勤方式，俗称小火车的metro，先是来到了位于医疗中心附近的Chipotle店内用餐，夫妇俩很热情，不仅向我们一一介绍了店内不同的食品具体的做法并且向我们推荐了他们各自所喜爱的菜式，并且他们也对中国的一切非常感兴趣，在一同用餐之时，我们不仅聊了有关美国的本地人所爱食用的guacamole酱，这种酱的主料是牛油果，并且由辣椒，大蒜等佐料做成，并且他们还邀请我们一起尝试了这种酱。当然，他们也没有放过这一能了解中国风土人情的机会，我们先从“如果能选一道你最爱的菜”这一话题聊起，当他们听说“热干面”这一新鲜名词的时候，他们显得很感兴趣，并且兴奋的表示有机会一定要去试一试。

图为Chipotle店内内景

接下来我们便来到了休斯顿的科学博物馆，在这里我们不仅有机会接触到大师级的玛瑙和石英为原料的作品。而且还在展示地球生命历程的巡回展览中从三叶虫再到恐龙再到最终的人类，历遍了迄今的生命奇迹，让人无不惊叹这些生命的构造之精巧，生命力之顽强，并且还走进了展示休斯顿当地的野生动物的展厅。可以看出博物馆内不仅在展品的质量上做足了功夫，并且在教育方面也费了番心思，在这一展厅中，不仅可以看到这些野生动物的模型或是标本，也有不少视频在介绍保护这些野生动物所做出的努力，并且呼吁大家珍惜和保护这些动物。最终我们和这两位夫妇告别，并约定如果有机会，我们下次会一起品尝这里的粤菜。

图为博物馆中的三叶虫标本

图为博物馆中的恐龙标本

个人篇

李斌

这个星期周五组会是Andrew Paek进行presentation，题目是Causal interpretation rules for encoding and decoding models in neuroimaging。主要内容就是脑部信息的编码和译码。因为星期五之前就发了文章给我们看，所以在讲presentation的时候我发现在文章的介绍部分就花了很大一部分时间，其他同学就信号的各种影响提出了很多问题。我不知道为什么一个小小的例子就需要这么多的争论。后来在和David讨论我们这个项目为什么进度这么慢的时候，David说因为这些东西都需要测试证明没问题，如果你没有测试，出问题了你就要负责，测试以后如果还出问题就可能是病人自身的因素，这样责任就不在我们身上了。下图中的Matt就在最近一次来访时受了一点伤，当时他并没感觉，是回到医院的时候才发现的。由此可见严谨的态度确实是很重要的。

周六我去把已经打印好的模型装在了拐杖上，装好之后发现很合适，再也不用像以前那样一个东西需要多次设计和打印了，总之进步还是有的。凑巧的是我们实验室有一个研究生毕业的学长今天也来了，我问他怎么今天也来了，他说他要为面试做准备。因为他是印度人，所以我也问了一些关于毕业之后在美国找工作的事情。而且我发现网上面试的一个好处就是可以提前把稿子打开，一下忘词了还可以看看。当时偷偷看他在视频面试的时候就是这么做的。

向杰伟

这周主要还是在解决光纤表面波纹状褶皱的问题。我在网上查阅了很多关于Styrene crosslink的文献，但都没有提到有Styrene镀层表面有褶皱的现象。在这周三的组会上，我把我所做的实验和遇到的褶皱问题提了出来。教授说这可能是因为厚度的问题，但我之前已经做了理论的计算，如果是镀层厚度的问题，在我减少镀膜时间的实验里应该有更加明晰的区别，而实验的现象几乎没有什么变化。并且教授也建议我先用长的光纤镀上Styrene，接着再将光纤分为两部分，一部分进行crosslink，另一部分不做处理，再镀上金，拿到SEM下观察。我按照教授的要求，做了实验。但当在SEM下观察的时候，结果却是大出我们的预料。无论有没有经过crosslink，光纤上都没有褶皱。经过思考，我认为很大的可能性是我们以前一直忽略的，镀金的过程，因为Styrene表面能较小，而金的表面能较大，所以金不能很好得附着在Styrene的镀层上面。当我们在使用Gold Sputter的时，在转动的时候，因为光纤较长，所以有较大的晃动，所以金镀层上会产生褶皱。为了验证自己的猜想，我开始设计实验。我用两个较长的光纤，先让其镀上Styrene，接着再将其中的一根光纤，首尾颠倒进行镀金，以此来找褶皱是出现在Styrene表面还是金的表面。

赵雪妍

周一我还是将教授上周让我学习的CV27仪器和picoscope软件的操作熟悉了一下，并在Dongjun的要求下根据软件测出的波形绘制了一幅I-U曲线。教授在周二下午回到了实验室，问了下我的情况，看了下我的曲线，就说会有其他的事情在周三组会上安排给我。

这周的组会，跟之前的套路十分相似，就是汇报下近况和发布下接下来的任务。我接下来的一周要帮助Dhaivat做实验，具体做什么还没有说明，教授只是让我们分别准备一下样品和溶液，作为实验室除了Dongjun以外唯一做了金相抛光的学生，我要做的就是继续抛光样品，做完之后再进行电化学抛光和annealing。这次的样品是纯金，磨起来的时候我更加小心翼翼了，还有了一种掌握了一门技能的小雀跃。

左图是未抛光前的样品，右图为经过四道抛光剂抛光后的样品

因为抛光确实是一件很耗费时间而且需要耐心的事情，每天从我到实验室就开始抛光样品，除了短暂的午饭时间外，要一直磨到回家，每天都很疲惫，但周五结束时我还剩下0.1微米的抛光剂需要使用，只能留给下个星期继续了。另外，发现Dr. Brankovic真的是一位很好的老师，我跟Dhaivat提出周六接着来搞这样我们就可以快点做实验了，但他跟我说教授很不鼓励大家加班，所以实验室的人都是十点才到，下午六点半之前就各回各家了，很少会周末加班。

周五中午我又去了学院的seminar，这次的主题是电磁学的未来发展，这位教授开篇就说这次讲座只是希望大家能够投身于电磁方面应用的研究，教授讲的确实鼓动性很强，连我这种专业不相关的人都有点跃跃欲试。

商尚炀

本周只做了一些微小的工作，很是惭愧。

第一件，便是完成了休斯顿大学社会心理学实验培训课程，并且通过了相应的测试，获得主持实验的资格。从这个课程的内容来看，美国心理学界对被试的人权极为看重，极力保护被试不受任何可能的心灵上的损害。虽然这样做有低效之嫌，可仍有学习的价值，毕竟缺什么就该补什么。

第二件，是整理了实验室所有的电脑主机。说来这是只是个力气活而已，原由是导师委托我寻找遗失的Copwin软件，范围是实验室所有八台电脑。其中有五台电脑的登录账号和密码有已经遗失，所以必须请学院信息处的管理人员重置密码，这项工作从头到尾耗去了两天时间。

第三件，是集齐了eeg和ekg有关的所有器件。之前的清点过程中，发现eeg的电极和ekg的activity2.0说明书消失不见，只得网上购买一套新的，所幸的是新买的电极和说明书正是我们所需要的，之前担心的版本不兼容问题并没有出现。

这周的其他一些事情，例如修正了蛙泳泳姿，学校停水两天，以及印度小哥讨论宗教信仰的话题也是很重要的，希望下周的工作能更加顺利。

陈丽莎

这周除了测试一些较先进算法在本具体问题上的聚类效果，还将之前的重建步骤算法进行整理以及完善。

由于其他方法如Kmeans倾向于检测出圆形的cluster，而谱聚类可以检测出包括环形在内的不规则cluster，故这周主要学习了谱聚类，阅读大量文献，包括综述。

由于感兴趣的运动神经元组区域染色往往较边界更深，故尝试修改聚类过程中使用的距离，在某些切片上能够在原来算法基础上略有提升，但总体提升效果不明显。可能需要对图像进行某种处理突出运动神经元组所在的背景区域与运动神经元组之间的边界的灰度差，同时弱化运动神经元和运动神经元组所在背景区域的灰度差。

由于发现对于每张切片有不同的最佳聚类数，为了提高聚类过程的自动化程度，尝试设计算法根据每张切片自动选取最佳聚类数。尝试找到拉普拉斯矩阵较小特征值和较大特征值之间的分界线，来选取聚类数。自动选取聚类数本身就是一个难点，也是一个研究分支。目前思路是先借鉴前人在谱聚类自动选取聚类数方向上已有的研究成果，再根据具体问题和谱聚类算法进行改进。

最终还是认为应该在多层之间进行聚类，充分利用层与层之间的信息提高聚类准确度。

此外，为了提高整个三维重建过程的自动化程度，将配准过程中的人为选取central canal和脊髓中线改为了自动检测central canal中心和脊髓中线。

马雅尧

本周是用物理系实验室的固体与液体样品进行Z-scan实验。来自尼泊尔的博士5年级生和我一起合作。样品是他自己制备的新材料，目的是将石墨烯与银分子溶于NMP中，在烧结成固体样品，样品有不同的浓度。他希望制得的新材料可以兼具两种分子的性质，他已经做了UV-Vis的光谱测量，接下来需要得到Z-scan曲线来全面衡量这种新材料。

他要求用纳秒激光器代替CW激光器来做，因此我需要重新搭建光路。跟他事先进行了一些交流，比如样品的保存要求，表面状况，如何清理表面的污渍，最后再开始进行试验。由于他对光学实验过程不熟悉，对光学的基本仪器也不熟悉，当看见比色皿的溶液有些许沉淀时，就直接大幅晃动比色皿，结果把我们实验室最后一个仅存的比色皿给打破了。有时他不注意就会不经意间触动已经搭建好的光路。光学实验最重要的就是光路的准直，一旦有任何一个实验仪器位置有任何的偏差，光路就会偏离，导致测量结果不准确。经过反复交流之后，我们达成一致，开始默契的进行试验。

实验过程中也在跟他聊天，由于是他是在尼泊尔获得了硕士学位之后再申请美国的博士，问了他一些关于申请学校的问题，感觉收获还是不少。

陈宇遥

这一周的工作主要在合成CoInS电催化剂和基于BiVO₄的光电催化剂的合成。但是在周一以来就有一个坏消息：那就是刚刚买来的用于进行Se化和S化的加热带（tape）可能是因为在使用的过程中有重叠导致部分区域的温度过高而烧断了，因为在加热时虽然管子的中心会达到750度的高温，但是放在管子两边的S或Se粉则温度会很低，所以就需要加热带进行加热。在联系过厂家之后厂家表示必须要重新买加热带，新的加热带需要2周才能到达。所以现在使用的方法是让原来位于在石英管两边的S或Se粉靠近中心的高温区域，现在使用的位置是在加热炉的边缘区域，并且用500mg的过量S粉分别进行了15min，30min，35min的750度加热时间组的对比。在这之后在碱性的条件下进行了产氢和产氧性能的测试，发现CoInS的催化剂的产氢性能很不错，但是详细的条件还需要在下一步进行摸索。同时对样品的表征性能进行了测试，XRD测试表明制取的样品应为我们预想中的CoInS。

XRD测试

而这周测得的CoPI-NiOOH-BVO的样品在光照时与无光照时几乎电流未变化，但是这个样品与之前的所测的光电流最大的CoPI-NiOOH-BVO样品为同一批，认为这种材料重复性不好。另外也测了另外一片NiOOH，一开始光电流很大为350uA，但接下来几次测得的光电流开始减小到160u然后一直稳定。我们现在发现带有NiOOH材料的稳定性都不太好，是否会因为在测试过程中发生了反应？还待后续确定。

常晟源

鉴于本周我的软件测试工作已经结束，并且Sebastian师兄和Mayerich教授动身前往密西西比州参加会议，一周都不在实验室，所以本周我们实验室人员的任务主要是进行缓冲和总结，我也不例外。

回想起来，Mayerich教授曾经和我粗略交代过测试完成后的安排，大概是进行一下一个特定的显微系统初步设计。说起来，这也算是我们光电学生的本职工作之一——成像系统设计。在脑海中努力回想了一下当年大二时自己做的《光学课程设计》的课程项目，我首先打算去看看计算机辅助光学设计的部分。

经过一番调研，我的心思凉了半截：目前来讲，用的最为广泛的光学设计仿真软件就要数Zemax（后改名OptiStudio）了。这款软件实在是太广为人知，以至于我们实验室的光学仪器生产厂商——Thorlabs都好心地在自己产品的附带技术文档里面加入了已经建模好的Zemax仪器模型。不过，在鼓捣了一番之后，我发现自己电脑上的2009版Zemax无法打开模型文件，提示版本过低，但是我手边又找不到更高的版本……于是，我只好作罢。

不过，好在条条大路通罗马，在谷歌了一下之后，我找到了另一款常用的光学设计软件——OSLO。这款软件的好处在于，它提供了一个教育版本，禁用了部分过于专业的功能，但是是对大众免费开放下载的。于是，我立即把它下载下来，开始熟悉这款软件。

当然，本周另一个喜讯是我们的液氮储备室从原来需要横跨半个学校的Research Shop改到了同一层的包教授的实验室里面，这样在IR成像使用的液氮用完时，我们就不必顶着烈日，长途跋涉去取液氮了。看着蒸腾的水汽，我们不禁玩性大发起来，在水汽里面来回穿梭，倒也乐趣十足。（图中是Davar师兄的手臂）

白小龙

为了尽可能使制作的小球具有一致性，我们采用一批相同的模具进行同步浇筑。混凝土外壳的尺寸是厚度为10mm并且能够紧密扣合内部的PZT小球。用于浇筑混凝土外壳的模具都用3D打印准备好了，于是这周就可以开始制作外壳，准备组装了。

浇筑选用的是一种速成混凝土，与水按照4：1的比例进行混合。接着分别倒入3D模子等待干燥。最后两片混凝土外壳成型取出之后，将PZT球和两个半外壳装配起来并用Gorilla Super Glue胶水进行密封处理。这样得到的便是可植入的压电小球。

拿出来之后，进行假组还是觉得小球的线比较歪，因此合并前需要对外壳进行一定的打磨。这样一共进行了五组混凝土制作。

另外还有个需要解决的问题是，最终组装前需要测试绝缘性，不过问题是这样球壳的结构还没有想到合适的测试办法，下周的重点就是想办法解决这个问题了。

王冉

这个星期继续对上周的EEG数据进行处理，使用有参数和无参数Anova对所选神经元的数据进行分析。主要分为两个部分，第一个部分是将每个实验打的时间分成两个区间，分别代表动作计划和实际动作，通过Anova，可以定量地得出在这两个区间内该神经元活动强度差异的显著程度，从而判断该神经元参与了哪一个过程。第二个部分是判断所选神经元所参与的动作方向，找出活动强度最高的方向。感觉这边上课的作业要求的都特别正式，不仅要避开各种bug做出最后的结果，还要将思路，步骤，代码，图像等全部用OneNote整理好，虽然整理的过程比较费时间，不过对后面接手工作的人来说就会容易很多了。

Exoskeleton的项目走之前应该是完不成了，我的这部分也没有什么改动的必要了，只能找时间把资料整理好留给David，等他们把主控的任务解决完再联调。这周David在写关于FDA认证的论文，对于学校项目，大家一般都主要考虑功能，实现了就好，但实际上要做成产品，还要考虑非常多其他的东西，包括安全方面的设计，测试，才能最终通过FDA的测试投放市场。这周Prasad订的触摸屏也到了，试了一下感觉无论从敏感度还是色彩来说都非常不错，可以考虑结合GPRS模块，做一款小手机了。

周末去了动物园看大象，大象真好看。还见到了狐獴，果然不怕人，非常配合地跟我们合了影。鸟类区的火烈鸟非常漂亮，翅膀张开的时候可以看到双翅火红的羽毛。整个动物园的主题就是保护动物，看到那些可爱漂亮的和不太可爱漂亮的小动物，介绍牌上却写着濒危或是受威胁，真的于心不忍。也许美国的小朋友们看到这些后能够慢慢培养起保护环境珍惜资源的意识，不再浪费那么多水电和自然资源。