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激光诱导金表面周期性结构瞬态特性理论研究

激光与光电子学进展 2024年

作者：张静韩冰刘延硕戴晗王仁杰南京理工大学电子工程与光电技术学院

目的：为了探讨激光诱导表面周期性结构（laser-induced surface periodic structures,LIPSS）形成过程中的瞬态变化，本论文从理论上研究了飞秒激光作用下金表面出现周期性结构的动态过程。方法：首先利用双温模型对金表面的电子和晶... 详细信息

目的：为了探讨激光诱导表面周期性结构（laser-induced surface periodic structures,LIPSS）形成过程中的瞬态变化，本论文从理论上研究了飞秒激光作用下金表面出现周期性结构的动态过程。方法：首先利用双温模型对金表面的电子和晶格的温度进行了计算，然后考虑电子和晶格温度会影响电子散射频率这一物理量，而电子散射频率又会影响介电常数的大小。因此，电子和晶格温度的瞬态变化会影响瞬态介电常数，从而得到随时间变化的介电常数。由于介电常数和材料的光学特性有密切的关系，所以利用激发态介电常数可以计算出金在被激光辐照后其瞬态光学特性的变化，进而探讨了折射率、消光系数和LIPSS周期变化关系。利用被辐照后金表面的电子温度和晶格温度变化可以分别计算出电子-电子散射频率、电子-声子散射频率随时间的变化，进而探讨了电子-电子散射频率、电子-声子散射频率和LIPSS周期变化关系。结果：材料光学特性、电子-电子散射频率、电子-声子散射频率和LIPSS周期在激光作用后都出现波动，材料光学特性和自由电子散射频率都历经40 ps左右趋于稳定，该理论预测与文献报道的实验现象吻合。结论：LIPSS是激光与材料相互作用过程中表面等离子体极化激元（surface plasmon polaritons, SPP）的激发引起的能量周期性调制导致的，激光辐照后材料的消光系数k相比于材料的折射率n、材料的电子-电子散射频率相比于电子-声子散射频率对LIPSS周期的影响更显著，通过激发态介电常数用SPP模型成功预测了LIPSS周期在飞秒激光作用后的时间演化特性。

关键词：激光诱导表面周期性结构双温方程瞬态介电常数瞬态光学特性自由电子散射频率 SPP模型

浅谈“实用”策略回归“生活”表达——以《太空生活趣事多》为例

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河北教育(教学版) 2024年第1期 27-30页

作者：戴晗湖州市爱山小学教育集团仁北校区

《义务教育语文课程标准（2022年版）》将“实用性阅读与交流”设为六个学习任务群之一，旨在加强实用文阅读。本文以《太空生活趣事多》一课为例，尝试以任务驱动的形式展开教学，从实用性、趣味性、导向性和创新性四方面探讨如何紧扣...

《义务教育语文课程标准（2022年版）》将“实用性阅读与交流”设为六个学习任务群之一，旨在加强实用文阅读。本文以《太空生活趣事多》一课为例，尝试以任务驱动的形式展开教学，从实用性、趣味性、导向性和创新性四方面探讨如何紧扣实用文的文本特质，实现信息的提取与交流。

关键词：

应用型医学类院校本科生学习投入影响因素研究——以南京医科大学康达学院为例

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科技风 2024年第24期 148-150页

作者：顾金媛谢亮戴晗谢雯曹悦德南京医科大学康达学院江苏连云港222000 南京医科大学档案馆江苏南京211166

本文以国务院、办公厅印发的《关于加快医学教育创新发展的指导意见》为背景,立足学院招生规模逐年扩大的实际情况,结合学习投入理论在现实教学中的反馈,针对近年来大学生在课上课下学习投入和学习效果之间的关系,对应用型本科类院校学... 详细信息

本文以国务院、办公厅印发的《关于加快医学教育创新发展的指导意见》为背景,立足学院招生规模逐年扩大的实际情况,结合学习投入理论在现实教学中的反馈,针对近年来大学生在课上课下学习投入和学习效果之间的关系,对应用型本科类院校学生提出了提高学习投入度的策略,包括增强专业认同、内驱动力主导、人文精神关怀,以及改善教学环境等。

关键词：学习投入大学生医学院校

一种荧光碳点R-CDs对炭疽芽孢杆菌标志物的响应检测

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中南农业科技 2024年第5期45卷 37-40页

作者：施锦辉王金娟黄键王晓颖张露吴忧凡张敏戴晗祎南通海关综合技术中心江苏南通226001

采用简单的水解法制备荧光探针R-CDs,高灵敏、可视化地现场检测炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)孢子标志物,探索一种荧光碳点R-CDs对炭疽芽孢杆菌标志物的响应检测方法。结果显示,该方法可以保持较好的线性关系,线性相关系数r为0.995 ... 详细信息

采用简单的水解法制备荧光探针R-CDs,高灵敏、可视化地现场检测炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)孢子标志物,探索一种荧光碳点R-CDs对炭疽芽孢杆菌标志物的响应检测方法。结果显示,该方法可以保持较好的线性关系,线性相关系数r为0.995 4和0.994 9;利用3σ/k计算方法的检出限(LOD)为48.40 nmol/L。建立了一套操作简便、切实可行的炭疽快速检测技术,能够及时发现问题,有效提高国家进出口制品安全质量,保障人民身体健康,同时具有功能多样化、高效化、应用广泛化等优点,该技术成果转化性强,应用价值和利润值较高,市场推广前景广阔。

关键词：炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis) 标志物 R-CDs 荧光碳点检测

一种可快速检测大肠杆菌O157:H7的纸基传感器的制备与应用

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现代食品 2024年第3期30卷 173-177页

作者：王晓颖施锦辉王金娟戴晗祎郭骁驹王晓惠南通海关综合技术中心江苏南通226004 江南大学食品学院江苏无锡214122 南通市如皋生态环境监测站江苏如皋226500

大肠杆菌O157:H7是一种致病性较强的食源性细菌,通常在生制食品中被检出,一旦被人体摄入会引发肠道疾病,严重危害公众健康。本研究制备了功能化的长余辉探针,并结合适配体的特异性识别功能构建了能快速检测大肠杆菌O157:H7的纸基传感器... 详细信息

大肠杆菌O157:H7是一种致病性较强的食源性细菌,通常在生制食品中被检出,一旦被人体摄入会引发肠道疾病,严重危害公众健康。本研究制备了功能化的长余辉探针,并结合适配体的特异性识别功能构建了能快速检测大肠杆菌O157:H7的纸基传感器,检出限达7.5×10^(3) CFU·mL^(-1)。该传感器可同时检测3个样品,具有特异性好、操作简便和环境友好的特点,可应用于大量样品中大肠杆菌O157:H7的快速筛查。

关键词：大肠杆菌O157:H7 长余辉探针纸基传感器快速筛查

典型生态环境脆弱区公路边坡生态治理技术识别与评价

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典型生态环境脆弱区公路边坡生态治理技术识别与评价

作者：戴晗北京林业大学

学位级别：硕士

近年来,我国公路建设过程中施行了大量的边坡生态治理技术,技术的质量参差不齐,然而在技术的评价上,以往的研究过度关注技术实施所带来的生态效益,忽视了技术成本以及技术成熟度的综合评价,使得很多技术使用后并不能达到预期效果,造成... 详细信息

近年来,我国公路建设过程中施行了大量的边坡生态治理技术,技术的质量参差不齐,然而在技术的评价上,以往的研究过度关注技术实施所带来的生态效益,忽视了技术成本以及技术成熟度的综合评价,使得很多技术使用后并不能达到预期效果,造成了大量的浪费,制约着公路建设及经济发展。本研究依托国家重点研发计划“生态技术评价方法、指标体系及全球生态治理技术评价”,针对现阶段我国公路建设的发展状况,综合考虑技术成本、技术成熟度以及技术的生态效益三个方面,构建边坡生态治理技术综合评价指标体系,采用层次分析法确定指标权重。以指标体系为基础,通过大量的文献收集、书籍查阅以及公路建设项目的水土保持方案、初步设计及验收报告的收集以及市场调研工作,整理出我国实际应用到公路边坡的所有生态治理技术,并以我国北方风沙区、黄土高原区、青藏高原区、西南喀斯特山区等四大典型生态环境脆弱区为研究区域,对所应用到各区域的公路边坡生态治理技术进行全面识别,依据评价指标体系确定的评价指标及对应的量化方法,结合典型公路实地调研,计算出各技术的指标参数,对不同区域的各项边坡生态治理技术进行综合评价,研究结果如下:(1)北方风沙区公路边坡生态治理技术的综合评分大小排序为厚层基材喷附技术(7.24分)>浆砌片石骨架植草护坡技术(5.47分)>柴草沙障护坡技术(4.98分)。单项指标评分结果表明,浆砌片石骨架植草护坡技术的成熟度最高,厚层基材喷附技术的生态效益最高,柴草沙障护坡技术的成本最低。(2)黄土高原区公路边坡生态治理技术的综合评分大小排序为客土喷播技术(6.72分)>三维植被网护坡技术(6.53分)>浆砌片石骨架植草护坡技术(5.52分)。单项指标评分结果表明,浆砌片石骨架植草护坡技术的成熟度最高,客土喷播技术生态效益最高,三维植被网护坡技术的成本最低。(3)青藏高原区公路边坡生态治理技术的综合评分大小排序为客土喷播技术(5.42分)>三维植被网护坡技术(4.84分)>浆砌片石骨架植草护坡技术(4.61分)。单项指标评分结果表明,浆砌片石骨架植草护坡技术的成熟度最高,客土喷播技术生态效益最高,三维植被网护坡技术的成本最低。(4)西南喀斯特山区公路边坡生态治理技术的综合评分大小排序为厚层基材喷附技术(7.35分)>喀斯特灌木护坡技术(7.15分)>香根草生态护坡技术(7.09分)>植被混凝土生态护坡技术(6.27分)>浆砌片石骨架植草护坡技术(4.26分)。单项指标评分结果表明,植被混凝土生态护坡技术和浆砌片石骨架植草护坡技术的成熟度最高,厚层基材喷附技术的生态效益最高,香根草生态护坡技术的成本最低。

关键词：公路边坡生态治理技术评价体系层次分析法

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利用稻瘟病菌致病缺陷突变体诱导水稻抗病性

利用稻瘟病菌致病缺陷突变体诱导水稻抗病性

作者：戴晗浙江大学

学位级别：硕士

稻瘟病是水稻上最重要的真菌病害之一,对稻瘟病的研究与防治备受国内外学者关注。目前,在分子水平上揭示稻瘟病菌致病机理的研究已取得许多有意义的进展,但在利用稻瘟病菌致病缺陷突变体诱导水稻抗病性方面尚未有较系统的研究,开展这一... 详细信息

稻瘟病是水稻上最重要的真菌病害之一,对稻瘟病的研究与防治备受国内外学者关注。目前,在分子水平上揭示稻瘟病菌致病机理的研究已取得许多有意义的进展,但在利用稻瘟病菌致病缺陷突变体诱导水稻抗病性方面尚未有较系统的研究,开展这一方面的探索可为稻瘟病的绿色防控积累研究材料与数据,具有重要意义。本研究主要在筛选和鉴定稻瘟病菌致病缺陷T-DNA插入突变体的基础上,测定部分致病缺陷突变体诱导水稻的抗瘟反应,并进一步测定了一些抗病性相关酶类的活性和病程相关蛋白基因的表达,取得以下研究结果:1.获得23个致病缺陷T-DNA插入突变体采用农杆菌介导转化法获得了5707个稻瘟病菌T-DNA插入转化子。通过大麦离体致病性测定,筛选出23个致病缺陷突变体。经过表型分析后发现,其中6个突变体丧失产孢能力,7个突变体具备产孢能力,但分生孢子不能在疏水表面形成附着胞,10个突变体能产孢和形成附着胞,但致病力有不同程度的减弱或丧失。采用TAIL-PCR、Nested Inverse PCR等方法,获得了7个突变体的T-DNA插入位点的侧翼DNA序列,经生物信息学分析发现,这些T-DNA标记基因(菌株)分别为MGG＿06637(D919)、MGG＿17198(D1308)、MGG＿04296(D2902)、MGG＿07619(D3519)、MGG＿04677(D4241)、MGG＿05883(D4979)和MGG＿02696(D5338)。上述基因和其它突变体T-DNA标记基因的生物学功能有待进一步研究。2.稻瘟病菌致病缺陷突变体处理水稻可提高抗瘟性分别选用本文获得的稻瘟病菌致病缺陷突变体菌株D4979和D3519,及突变体Δmst12和Δznf1作为诱导菌株对水稻品种Co39进行孢子悬浮液(浓度5×10个/m L)喷雾处理,其中突变体D4979和Δmst12能在疏水表面形成附着胞,而D3519和Δznf1则丧失形成附着胞的能力。诱导接种2天后,用野生型菌株Guy11进行挑战接种,5天后统计发病率和病情指数,结果显示经诱导处理的水稻病情指数均显著低于对照组(清水处理),病情减轻在33.83%到40.48%之间,但不同诱导突变体处理组之间的病情没有显著性差异。上述研究结果显示,稻瘟病菌致病缺陷突变体可诱导水稻产生抗瘟性,突变体是否形成附着胞对诱导抗瘟性影响不明显。3.稻瘟病菌致病缺陷突变体激活水稻抗病性的机制初探分别用诱导菌株D4979、Δmst12、D3519和Δznf1的孢子悬浮液(浓度同上)喷雾处理Co39幼苗叶片。经测定发现,喷雾处理1天后,诱导菌株处理的叶片中活性氧保护酶系的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性显著高于对照组(清水处理);多酚氧化酶(PPO)活性在第3天显著高于对照组;苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性在3天内均显著高于对照组,第3天达到峰值。表明,稻瘟病菌致病缺陷突变体诱导处理可显著提高水稻叶片内的SOD、POD、PPO和PAL活性,SOD和POD对诱导的响应比PPO和PAL更为迅速。进一步用荧光定量PCR的方法,测定诱导处理后部分防御基因在水稻叶片中的表达,结果显示病程相关蛋白基因PR1b、PR4、PR5和JIOs PR10表达水平显著上调,而Cht-1和CHS的表达水平受诱导处理的影响较小。PR1b和PR4的表达水平在诱导处理后第7天达到最高,PR5和JIOs PR10则在第1天达到最高。初步研究结果表明,利用稻瘟病菌致病缺陷突变体可诱导和提高水稻的抗瘟性,抗瘟性的提高可能与水稻叶片内SOD、POD、PPO和PAL酶活性上升,及病程相关基因PR1b、PR4、PR5和JIOs PR10表达水平的上调有关。本研究探索了利用稻瘟病致病缺陷突变体诱导水稻抗病性进行稻瘟病的绿色防控的可行性,研究结果具有较好的应用前景。

关键词：稻瘟病致病缺陷突变体诱导抗性防卫反应绿色防控

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1-3型压电复合材料及其声发射传感器研究

1-3型压电复合材料及其声发射传感器研究

作者：戴晗济南大学

学位级别：硕士

桥梁是提高交通运输效率和改善国民经济的基础设施。据统计,在我国越来越多的桥梁投入使用,现役和在建桥梁多达90余万座。然而,受工作环境和服役时间影响,其安全性面临严重挑战。为了确保桥梁结构安全,避免灾害性事故发生和保障人民的... 详细信息

桥梁是提高交通运输效率和改善国民经济的基础设施。据统计,在我国越来越多的桥梁投入使用,现役和在建桥梁多达90余万座。然而,受工作环境和服役时间影响,其安全性面临严重挑战。为了确保桥梁结构安全,避免灾害性事故发生和保障人民的生命财产安全,开展桥梁结构在线健康监测迫在眉睫。声发射监测技术凭借其响应速度快、监测范围广、灵敏度高等优势,可以实现大型结构损伤的实时、动态监测,在桥梁健康监测方面具有先天优势。然而,大跨度桥梁主要由钢桁架、混凝土箱梁和支座等组成,由于钢桁架和混凝土箱梁材质不同,在损伤过程中产生的声发射信号存在明显差异,导致对大跨度桥梁整体的监测精度下降。因此,本文针对混凝土和金属材料声发射特性,通过有限元分析探讨了PZT体积分数和宽高比等结构参数对1-3型压电复合材料机电性能的影响,并利用切割-浇注法制备了不同PZT体积分数和宽高比的1-3型压电复合材料,并研究其机电、压电、介电、机械品质因数、机电耦合系数等性能。以1-3型压电复合材料为传感器压电元件、环氧树脂为背衬层制备了系列1-3型声发射传感器,明确了其声发射特征参数、波形信息变化规律,并对其进行标定。利用制备的1-3型声发射传感器构建了混凝土龄期、强度及距离与声发射特征信号之间的关系,明确了钢板腐蚀程度与声发射特征信号之间的关联性,并以此为基础研究了不同材料声发射信号源的定位特性。具体研究结果如下:（1）采用切割-浇注法制备了1-3型压电复合材料,通过有限元分析和实验验证探讨了压电陶瓷柱体积分数、宽高比等结构参数对1-3型压电复合材料压电、介电和声学性能的影响。研究结果表明:随着PZT体积分数的增加,1-3型压电复合材料电导值增大且峰形变窄,谐振频率都在210 k Hz附近,振动模态以厚度模态为主;相对介电常数ε增大,且基本呈线性增长的趋势,压电应变常数d增大,压电电压常数g减小,厚度机电耦合系数K_t在0.64-0.74之间波动;机械品质因数Q由6增大至61.7。随着PZT陶瓷柱宽高比的增大,电导值增大且峰形变宽,振动模态以厚度模态为主,谐振频率由208 k Hz增加到255 k Hz;ε、d逐渐减小,g几乎不受宽高比的影响,在35.5 m·C和37.5 m·C之间微小波动,K_t呈现减小的趋势,在0.69至0.75之间变化,Q逐渐减小。与有限元分析的结果相对应。故选择PZT体积分数为56.0%、宽高比为0.2的1-3型压电复合材料作为声发射传感器的压电元件。（2）以制备的1-3型压电复合材料作为传感器压电元件、环氧树脂作为背衬层、AlO陶瓷片作为匹配层制备了1-3型声发射传感器。在铝板上,通过断铅试验模拟声发射源,探索了传感器性能变化规律,研究结果表明:随着声发射信号源与声发射传感器距离的增加,能量和幅值均减小,且线性相关性较大;背衬层由于水泥、钨粉的添加,声发射电压最大值均得到提高,且信号衰减更快。背衬层为环氧/钨粉/水泥的声阻抗最大,为3.9 MRal,吸波能力最强,反射声波能力最小,因此标定结果中背衬层为环氧/钨粉/水泥的1-3型声发射传感器带宽最宽,为41-280 k Hz,且响应平缓,这与在铝板上的断铅试验结果相一致。表明本文制备的背衬层为环氧/钨粉/水泥的1-3型声发射传感器一致性良好且幅值稳定,具有良好的声发射信号接受能力,能够用于各材料损伤源的定位监测。（3）本文还设计了C30、C40、C50三种不同理论强度的混凝土试块,将背衬层为环氧/钨粉/水泥的1-3型声发射传感器外贴于混凝土表面,研究了混凝土龄期变化对声发射特性的影响,研究结果表明:随着龄期的增加其抗压强度逐渐增加,声波在样品中的传播速度逐渐增大。C30混凝土在距离传感器5 cm处的断铅信号能量随着龄期的增加而增大。在每个龄期内,断铅信号的能量和幅值均随距离的增大而减小,且幅值随距离的变化更加线性;5至10 cm的能量变化大于10至25 cm的能量变化。C40和C50混凝土的能量和幅值也有以上规律。随着设计强度的增加,声发射传感器接收到的波形最高值逐渐变大;随着龄期的增加,其幅值逐渐增大、声发射特征频率逐渐变宽,当龄期达到14天后都趋于稳定。该发现为评价混凝土所处状态和提高混凝土监测精度提供了理论基础。（4）利用外加直流电压法设计了金属加速腐蚀实验,采用1-3型声发射传感对金属腐蚀过程进行了实时监测,依据监测结果构建了金属腐蚀过程与声发射特征信号之间的关联性,研究结果表明:腐蚀过程声发射幅值主要集中于45-55 d B;前期声发射能量均较小,随着加速腐蚀实验的进行腐蚀信号能量略微增大,在腐蚀时间达到100000 s-120000 s出现能量异常增大现象;腐蚀前期和腐蚀中期出现大量撞击信号;结合声发射累积撞击数,可以将钢板腐蚀过程划分为前期去钝化、持续腐蚀和锈蚀产物脱落三个阶段。（5）基于以

关键词： 1-3型压电复合材料声发射传感器结构健康监测金属腐蚀声发射信号源定位

面向毫米波大规模MIMO-NOMA系统的波束加权叠加技术研究

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面向毫米波大规模MIMO-NOMA系统的波束加权叠加技术研究

作者：戴晗越南京邮电大学

学位级别：硕士

随着移动通信的发展,从最开始的第一代移动通讯技术实现了模拟语音通信,到第四代移动通讯技术实现了局域高速上网,而第五代移动通讯技术通过毫米波实现了随时、随地、万物互联,高速率、高容量、低延时的服务。本硕士论文主要致力于提升... 详细信息

随着移动通信的发展,从最开始的第一代移动通讯技术实现了模拟语音通信,到第四代移动通讯技术实现了局域高速上网,而第五代移动通讯技术通过毫米波实现了随时、随地、万物互联,高速率、高容量、低延时的服务。本硕士论文主要致力于提升第五代移动通讯系统的频带利用率。与第四代移动通信不同的是,第五代移动通信主要使用的是高频段的毫米波,由于其波长较短的特性,天线数量更多,就更能把能量集中给目标用户,但随之而来的是,波束宽度更窄了,且只能一个方向的波束无法同时服务过多用户。为了提升频带利用率,本文提升频带利用率的方向为将单波束转化为多波束,从而可以更精准的服务多个用户并提升用户间的公平性。本文研究毫米波信道的特性,根据其特性采用基于扩展的SV信道模型建模并研究数字预编码设计。设计出基于强用户和基于SVD等效信道的近似迫零数字预编码,通过比较,验证了基于强用户等效信道的近似迫零数字预编码的性能优势。本文研究了用户分组和多波束方法,波束分裂、波束叠加以及结合两者优点的加权波束叠加。通过波束响应增益图和系统性能仿真图,验证发现,经过系数加权后的波束叠加,在不同总功率下,不论何种信道情况,与其他多波束方法相比,加权波束叠加的性能总是最优。研究毫米波大规模MIMO-NOMA下的功率分配方法,提出了基于Qo S的功率分配,在满足弱用户的Qo S的基础上,对系统和速率进行提升。从公平性和系统性能的角度,对多种多波束的方法加以验证和比较,运用了新的基于Qo S功率分配方法后,加权波束叠加的性能和公平性均佳。

关键词：毫米波 NOMA 多波束功率分配公平性