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磁性核壳胶囊局域中和胃酸用于活性益生菌的高效递送

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物理化学学报 2024年第7期40卷 61-68页

作者：李芷阳邓晖蔡芯琪陈卓湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室分子科学与生物医学实验室长沙410082

近年来基于益生菌的幽门螺旋杆菌感染治疗策略受到了越来越多的关注,然而益生菌在胃部中直接递送会受到胃酸环境的干扰,难以存活,无法有效抑制幽门螺旋杆菌。为了实现益生菌在胃部的高效递送,我们制备了具有核壳结构的益生菌胶囊。胶囊... 详细信息

近年来基于益生菌的幽门螺旋杆菌感染治疗策略受到了越来越多的关注,然而益生菌在胃部中直接递送会受到胃酸环境的干扰,难以存活,无法有效抑制幽门螺旋杆菌。为了实现益生菌在胃部的高效递送,我们制备了具有核壳结构的益生菌胶囊。胶囊外壳由海藻酸钙(Alg)、碳酸钙(CaCO_(3))以及铁钴磁性石墨纳米囊FeCo@G组成,胶囊内核为益生菌(约氏乳杆菌,Laj)菌液。其中,CaCO_(3)用于局域中和胃酸以保护内核益生菌,而FeCo@G则赋予了胶囊良好的磁驱动性能。我们利用扫描电子显微镜以及细胞显微成像系统等手段考察了益生菌胶囊的形貌和包裹稳定性,结果显示,胶囊能稳定包裹益生菌并抵御模拟胃液(SGF)中盐酸的侵蚀,维持了益生菌活性,并对幽门螺旋杆菌(H.p)具有明显抑制作用。此外,我们进一步探究了Alg/CaCO_(3)/FeCo@G-Laj(ACFL)胶囊在模拟胃部环境内的磁导航运动性能,结果表明,在磁场条件下,ACFL胶囊在不同粘度的介质中均可以实现高效的磁驱动效应,证实了ACFL胶囊的益生菌靶向递送能力。综上,ACFL胶囊为幽门螺旋杆菌的治疗提供新的方法,同时也为胃酸不稳定药物的高效保护以及精准投递提供了新平台。

关键词：益生菌幽门螺旋杆菌胃部药物投递磁性石墨纳米囊酸稳定性

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基于ACPI的磁浮球系统控制方法

铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 1180-1188页

作者：张昌琪曾喆昭王伟长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410076

针对传统控制算法在解决磁浮球系统中存在高度非线性特性、参数摄动以及外部扰动的技术局限性问题,提出一种基于自耦PID(Auto-coupling PID, ACPID)控制理论的磁浮球系统控制方法。首先根据电磁力在平衡点附近进行1阶Taylor展开,结合电... 详细信息

针对传统控制算法在解决磁浮球系统中存在高度非线性特性、参数摄动以及外部扰动的技术局限性问题,提出一种基于自耦PID(Auto-coupling PID, ACPID)控制理论的磁浮球系统控制方法。首先根据电磁力在平衡点附近进行1阶Taylor展开,结合电磁线圈的动态模型,形成以电压为控制输入的磁浮球位置动态系统。在磁浮球动力学模型的基础上,再将不确定高阶项、电磁线圈的未知电流动态以及外部未知有界扰动定义为总扰动,从而可将一个非线性不确定磁浮球系统映射为一个2阶线性扰动系统。其次,基于ACPID控制量纲匹配构造的误差函数,可将2阶线性扰动系统映射为1阶线性系统,进而构建一个在总扰动反相激励下的闭环受控误差系统,据此设计了基于速度因子的磁浮球位置通道控制器,建立磁浮球位置控制系统并进行鲁棒稳定性分析,理论证明了ACPI方法的有效性。最后与国外现有较为先进的控制方法进行对比仿真,分别进行了方波跟踪实验、正弦跟踪实验、抗扰动实验以及鲁棒性实验。与NTSMC+GPIO方法相比,在方波跟踪实验中ACPI控制系统的响应速度提升了50%,ITAE值降低了82%,RMSE值降低了22.4%,其他仿真实验下的控制性能也有明显的提升。研究结果表明,ACPI控制策略不仅可以实现在超调量较小的情况下具备较快的响应速度、较高的控制精度、较强的抗扰动能力以及较好的鲁棒性,而且控制器结构简单、计算量小,在磁浮球控制系统领域具有一定的应用前景。

关键词：磁浮球自耦PID(Auto-coupling PID,ACPID)控制总扰动误差函数速度因子

医患共同决策对中医药技术在肿瘤专科的优化作用

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中医药管理杂志 2024年第7期32卷 239-241页

作者：胡佩乐章倩影谢寒芳温州市中西医结合医院浙江温州325000

目的:探讨和研究医患共同决策管理模式对中医药技术在肿瘤专科的优化作用,提高肿瘤科患者护理质量。方法:选取医院2022年2月—2023年5月的163例肿瘤科患者为研究对象,随机分为对照组81例与观察组82例,对照组患者接受常规的护理措施进行... 详细信息

目的:探讨和研究医患共同决策管理模式对中医药技术在肿瘤专科的优化作用,提高肿瘤科患者护理质量。方法:选取医院2022年2月—2023年5月的163例肿瘤科患者为研究对象,随机分为对照组81例与观察组82例,对照组患者接受常规的护理措施进行管理和干预,观察组患者接受医患共同决策管理模式及护理措施,比较两组患者的管理效果。结果:观察组患者的各项生活质量评分均显著高于对照组(P<0.05)。观察组肿瘤科患者决策干预总满意率显著高于对照组(P<0.05)。观察组患者依从性评分均显著高于对照组(P<0.05)。结论:医患共同决策应用在肿瘤专科中医药技术的实施中具有显著的优化作用,经过医患共同决策管理干预后肿瘤科患者在生活质量、决策干预满意度及护理干预依从性方面均有较好的改善,具有显著的应用效果。

关键词：医患共同决策中医药技术肿瘤专科优化作用

GNSS-IR潮位反演中高仰角数据质量控制方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第1期49卷 68-76页

作者：赵涛叶世榕罗歆琪夏朋飞武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

全球导航卫星系统干涉反射测量(global navigation satellite system-interferometric reflectometry,GNSS-IR)技术可利用信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)数据包含的多路径信息反演潮位,但通常需限制仰角范围,导致可用数据量少以及时间分辨率不足。针对上述问题,提出一种数据质量控制方法,重构SNR残差序列获得仅受多路径影响的SNR序列,再设计并训练Transformer神经网络模型对数据进行分类,在潮位反演前筛除无效SNR数据,将高仰角数据纳入可用范围。实验表明,该方法可大幅度提升高仰角数据有效率,将反演站点的可用数据仰角范围扩展至5°~30°,从而显著提升可用数据量和潮位反演值的时间分辨率,对利用GNSS-IR技术的海啸、风暴潮实时监测等应用和长期海平面变化等海洋研究具有重要意义。

关键词： GNSS干涉反射测量潮位监测 Transformer模型数据质量控制高仰角

提高年循环效率的永磁同步发电机-齿轮传动系统机电协同设计

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机械工程学报 2024年第1期60卷 296-308页

作者：李峥琪刘长钊宋健王磊重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室重庆400044 重庆大学机械与运载工程学院重庆400030

为实现永磁同步风力发电机组轻量化、高年循环效率的设计目标,提出了一种永磁同步发电机-齿轮传动系统机电协同参数优化设计方法。首先建立风轮计算模型,以风电场实测的年风速工况作为风力发电机组的运行工况。接着建立齿轮传动系统的... 详细信息

为实现永磁同步风力发电机组轻量化、高年循环效率的设计目标,提出了一种永磁同步发电机-齿轮传动系统机电协同参数优化设计方法。首先建立风轮计算模型,以风电场实测的年风速工况作为风力发电机组的运行工况。接着建立齿轮传动系统的损耗模型,并基于有限元建立永磁同步发电机饱和磁链模型、转矩模型和损耗模型。在此基础上,为最大限度地发挥各参数下发电机组的效率潜力,采用非线性效率最优电流分配策略对发电机的控制电流进行优化。最后在发电机电磁约束、齿轮几何和强度约束、连续传动约束条件下,以发电机和齿轮的参数作为优化变量,以永磁同步发电机-齿轮传动系统的总质量和年循环风速工况下的总损耗作为目标函数,利用NSGA-Ⅱ算法对目标函数进行优化。该过程优化中嵌套优化,整个过程通过脚本自动化运行,最大程度地降低了系统的损耗和质量,减少了时间成本。基于上述方法对8 MW永磁同步发电机-齿轮传动系统进行优化,优化后系统总质量降低了40.2%,系统年循环损耗减少了461 562.53 kW·h,表明该方法有效地降低了系统的质量且提高了年循环效率。

关键词：永磁同步风力发电机组轻量化年循环效率机电协同设计参数优化

图案化微米线阵列Nafion膜制备及燃料电池性能

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化工进展 2024年第1期43卷 320-327页

作者：李蕴琪谢函霏崔丽瑞卢善富北京航空航天大学能源与动力工程学院仿生能源材料与器件北京市重点实验室北京100191 国家电投集团氢能科技发展有限公司北京102209

质子交换膜燃料电池(PEMFCs)中商业Nafion膜的平整表面结构造成膜和催化层界面接触面积偏小,Pt基催化剂利用率低,仅有25%~35%。为了提高催化层中Pt利用率,本工作以荷叶表面自然生长的乳突结构为模板,采用PDMS铸模剂复刻荷叶表面微观结构... 详细信息

质子交换膜燃料电池(PEMFCs)中商业Nafion膜的平整表面结构造成膜和催化层界面接触面积偏小,Pt基催化剂利用率低,仅有25%~35%。为了提高催化层中Pt利用率,本工作以荷叶表面自然生长的乳突结构为模板,采用PDMS铸模剂复刻荷叶表面微观结构,再将图案化纹理结构精确转印到Nafion膜表面,分别构筑了平均直径为(5.89±1.45)μm和(6.95±1.70)μm的微米线阵列结构。用图案化Nafion膜组装的单电池性能显著提升,最大功率密度由0.625W/cm^(2)提升至0.757W/cm^(2)。通过构建图案化结构能增强Nafion膜表面疏水性,强化传质效率,降低膜电极反应电阻和内阻。通过循环伏安曲线考察了Nafion膜上微米线阵列结构对Pt催化剂利用率的影响,Pt基催化剂的电化学活性面积(ECSA)结果提高了151%,Pt利用率提高至43.4%。在Nafion膜表面构筑微米线阵列有利于形成电子/质子/反应物的三相反应界面,改善质子交换膜与催化层间界面结构,显著提升了Pt利用率。

关键词： Nafion膜微米线阵列传质强化燃料电池

基于GA-BP神经网络的多层多道焊工艺预测及优化

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焊接学报 2024年第5期45卷 29-37页

作者：王天琪孟锴权王传睿天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室天津300387

针对目前多层多道焊工艺参数的选择问题,利用遗传算法(genetic algorithm, GA)对BP神经网络(back propagation neural network, BPNN)进行优化,提出多层多道焊成形预测及焊接工艺参数优化方法,旨在为工艺参数选取提供有效指导,提高焊接... 详细信息

针对目前多层多道焊工艺参数的选择问题,利用遗传算法(genetic algorithm, GA)对BP神经网络(back propagation neural network, BPNN)进行优化,提出多层多道焊成形预测及焊接工艺参数优化方法,旨在为工艺参数选取提供有效指导,提高焊接生产效率及焊接质量.首先通过分析多层多道焊图像,提出采用三次样条插值法与自适应分段法进行特征点识别,然后根据焊接顺序、焊道工艺建立焊接过程各焊道横截面积形状预测模型,运用解析法进行焊接工艺参数预测,进一步结合不同焊道工艺参数优选原则,采用改进神经网络进行焊接工艺参数优化,从而建立具有实时性的焊接工艺参数与焊缝轮廓关系模型.结果表明,该方法对多层多道焊中各焊道焊接工艺参数提供有效预测,试验结果满足实际需求,对提高焊接产品质量、简化焊接工艺参数选取具有实际意义.

关键词：工艺参数优化图像处理解析法预测神经网络优化

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煤矸石规模化生态利用原理与关键技术

煤炭学报 2024年第2期49卷 978-987页

作者：胡振琪赵艳玲毛缜中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 矿山生态安全教育部工程研究中心北京100083

煤炭是我国主要能源,是能源安全的压舱石。煤矸石作为采煤和洗煤加工过程中的必然产物,每年产出量达7亿t以上,亟需规模化、生态化利用技术,以破解煤矸石作为企业发展绊脚石的难题。在分析煤矸石大规模利用中的生态损伤机理的基础上,提... 详细信息

煤炭是我国主要能源,是能源安全的压舱石。煤矸石作为采煤和洗煤加工过程中的必然产物,每年产出量达7亿t以上,亟需规模化、生态化利用技术,以破解煤矸石作为企业发展绊脚石的难题。在分析煤矸石大规模利用中的生态损伤机理的基础上,提出煤矸石规模化生态利用原理,从技术视角探讨了环境安全的规模化生态利用具体解决途径,提出了酸性煤矸石山原位污染控制与生态修复和煤矸石地面充填造地两大规模化生态利用方式关键技术。结果表明:(1)煤矸石规模化生态利用的关键是环境污染的防控,通过对矸石的可利用性和经济性评价,结合风险管控手段,可实现煤矸石规模化生态利用。(2)对已堆积的矸石山采用原位污染控制基础上的植被恢复以实现生态化利用,提出了污染源头诊断-防灭火与污染阻隔-植被恢复一体化的生态利用技术。基于矸石氧化产酸产热导致污染的机理分析,采用热红外与测绘技术相耦合进行煤矸石山深部燃点(氧化点)定位;研发了杀菌剂与还原菌耦合的氧化抑制剂并结合惰性材料覆盖碾压进行抑氧隔氧污染阻隔;对自燃区采用喷浆控火与注浆灭火结合的安全灭火技术;氧化抑制剂结合惰性材料覆盖碾压的长效防火技术;提出以乡土草灌为主的防燃型植被恢复技术,可实现酸性煤矸石山的原位污染控制与生态修复。(3)通过地面充填生态化利用可行性分析、充填生态化利用技术和维护管理长期监测,可实现煤矸石地面充填造地的生态化利用。其关键是矸石材料筛选的污染风险分析、地面充填场地选择的可行性分析以及充填全过程的环保措施,包括充填前的场地底部防渗阻隔、渗滤液导排等安全环保措施,充填中的分层充填技术、防火控酸的污染防控和土壤剖面重构技术,充填后的侵蚀控制、植被恢复等技术。煤矸石规模化生态利用不仅解决了矿区固废堆存带来的生态环境问题,还通过对新、旧矸石的科学合理利用,打造矿区生态修复的新模式。

关键词：煤矸石规模化生态利用污染防控

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新型配电系统分布式资源调度研究现状与展望

电网技术 2024年第3期48卷 933-948页

作者：潘美琪贺兴艾芊唐跃中上海交通大学国家电投智慧能源创新学院上海市闵行区200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市闵行区200240 国网上海市电力公司上海市浦东新区200122

为推动新型配电系统成为分布式能源管理、新能源消纳和区域综合能源协同优化等功能于一身的能源互动平台,该文从调度问题出发,首先针对大量分布式资源集群调度问题,论述新型配电系统调度架构,并根据分层分区调度原则从如何分层分区和分... 详细信息

为推动新型配电系统成为分布式能源管理、新能源消纳和区域综合能源协同优化等功能于一身的能源互动平台,该文从调度问题出发,首先针对大量分布式资源集群调度问题,论述新型配电系统调度架构,并根据分层分区调度原则从如何分层分区和分层分区后如何协同两个方面,分别论述分布式资源(distributed energy resource,DER)聚合方法和不同层级、不同区域、不同能源间的协同调度方法;针对优化调度问题,基于系统态势感知和外界风险感知把握全局内外因素进而优化调度;针对调度求解问题,梳理分布式优化求解方法;最后基于数字孪生展望未来调度智能化发展方向,为调度智能化升级提供参考。

关键词：新型配电系统分布式资源优化调度智能调度