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适配骨组织工程的蚕丝增强聚己内酯复合材料研究

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中国修复重建外科杂志 2024年

作者：田文晗何观平刘玉增管娟北京航空航天大学材料科学与工程学院首都医科大学附属北京朝阳医院骨科北京市生物医学工程高精尖创新中心

目的报道一种与骨组织力学适配的可降解骨植入材料，为临床骨再生与修复提供新材料。方法通过叠层组装与热压复合技术，将天然蚕丝织物与医用聚己内酯（polycaprolactone,PCL）物理混合，制备含20%、40%、60%蚕丝的蚕丝增强PCL复合材... 详细信息

目的报道一种与骨组织力学适配的可降解骨植入材料，为临床骨再生与修复提供新材料。方法通过叠层组装与热压复合技术，将天然蚕丝织物与医用聚己内酯（polycaprolactone,PCL）物理混合，制备含20%、40%、60%蚕丝的蚕丝增强PCL复合材料（silk reinforced PCL composite,SPC）。观察其宏观形态并采用扫描电镜观察微观结构，以压缩试验检测其压缩力学性能，表面接触角测试检测材料表面润湿性，于PBS缓冲液中浸泡180 d后观测材料降解情况，采用细胞计数试剂盒8法检测MC3T3-E1细胞在20%-/40%-SPC上的增殖情况。取6只SD大鼠，背部皮下分别植入PCL和20%-SPC两种材料，采用Masson染色分析其180 d内体内降解行为和血管化效果。结果 3种SPC断面的孔隙缺陷均较少。在20%～60%区间内，随着蚕丝含量增加，PCL含量越来越少，蚕丝织物层间距变小，纤维几乎布满整个断面。SPC的压缩模量和压缩强度呈现增大趋势，60%-SPC压缩模量略低于40%-SPC，各材料间压缩模量和强度比较差异均有统计学意义（P增加，各材料静态水接触角逐渐减小，且均可促进MC3T3-E1细胞增殖。大鼠皮下降解实验示，20%-SPC植入后30 d开始降解，180 d材料降解和血管化显著，与PCL形成鲜明对比。结论 SPC具有与骨组织适配的力学特性和亲水特性，在体外模拟体液环境中长期保持力学强度，在体内通过机体免疫调控机制，实现材料降解和组织再生及血管化动态同步，有望为临床骨修复提供一种新型植入材料。

关键词：可降解生物材料蚕丝纤维聚己内酯纤维增强复合材料骨组织工程

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时空信息的基本内涵与赋能机理

地理学报 2024年第5期79卷 1099-1114页

作者：刘万增陈军国家基础地理信息中心北京100830 自然资源部时空信息与智能服务重点实验室北京100830

时空信息赋能是充分释放和放大时空信息作为生产要素的价值,助力经济社会各领域的高质量发展的时代需求。当前时空信息赋能的基础研究还相对薄弱,应用即赋能的观点占主导地位,缺乏对时空信息赋能机理的深层次认知和探究,导致时空信息的... 详细信息

时空信息赋能是充分释放和放大时空信息作为生产要素的价值,助力经济社会各领域的高质量发展的时代需求。当前时空信息赋能的基础研究还相对薄弱,应用即赋能的观点占主导地位,缺乏对时空信息赋能机理的深层次认知和探究,导致时空信息的内涵与外延不清,时空信息赋能的内在机理不明,制约着其科学高效赋能,亟需厘清其基本内涵、赋能机理与赋能模式等。本文针对时空信息赋能问题,梳理了时空信息的基本概念、丰富内涵和基本特征;指出熵是时空信息赋能的物理基础,熵减是时空信息赋能的内生动力;时空信息赋能的本质是以时空信息为载体,以负熵流转为动能,以不确定性转化为特征,通过人、机、物(环境)相互影响、相互作用,实现系统结构优化、效能提升的过程;并提出了时空信息作为自在信息直接赋能、作为自为信息间接赋能、转为时空知识倍增赋能3种模式;最后,探讨了时空信息赋能自然资源高质量发展的路径。

关键词：时空信息高质量发展赋能机理信息熵国土空间

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不锈钢管道焊缝超声检测技术研究

今日制造与升级 2024年第6期 116-118页

作者：王抄深圳生富检测股份公司广东深圳518067

文章探究不锈钢管道焊缝的超声检测技术,特别是双晶纵波相控阵探头的应用。研究内容包括对双晶纵波相控阵探头的声场特性进行仿真与实验分析,以及在此基础上进行裂纹缺陷高度的精确测量。实验结果显示,通过适当的参数调整和数据修正,该... 详细信息

文章探究不锈钢管道焊缝的超声检测技术,特别是双晶纵波相控阵探头的应用。研究内容包括对双晶纵波相控阵探头的声场特性进行仿真与实验分析,以及在此基础上进行裂纹缺陷高度的精确测量。实验结果显示,通过适当的参数调整和数据修正,该技术能够显著提高裂纹检测的准确度,减小测量误差,满足ASME标准要求。该研究成果为不锈钢管道焊缝的超声检测提供了可靠的技术支持,为未来在复杂结构焊缝检测中的应用提供了理论与实践基础。

关键词：不锈钢管道焊缝处理超声检测技术实验研究

适配骨组织工程的蚕丝增强聚己内酯复合材料理化及生物特征研究

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中国修复重建外科杂志 2024年第9期38卷 1123-1129页

作者：田文晗何观平刘玉增管娟北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100083 首都医科大学附属北京朝阳医院骨科北京100020 北京市生物医学工程高精尖创新中心北京102402

目的报道一种与骨组织力学适配的可降解骨植入材料,为临床骨再生与修复提供新材料。方法通过叠层组装与热压复合技术,将天然蚕丝织物与医用聚己内酯(polycaprolactone,PCL)物理混合,制备含20%、40%、60%蚕丝的蚕丝增强PCL复合材料(silk ... 详细信息

目的报道一种与骨组织力学适配的可降解骨植入材料,为临床骨再生与修复提供新材料。方法通过叠层组装与热压复合技术,将天然蚕丝织物与医用聚己内酯(polycaprolactone,PCL)物理混合,制备含20%、40%、60%蚕丝的蚕丝增强PCL复合材料(silk reinforced PCL composite,SPC)。大体观察形态并采用扫描电镜观察微观结构,以压缩试验检测其压缩力学性能,表面接触角测试检测材料表面润湿性,于PBS缓冲液中浸泡180 d后观测材料降解情况,采用细胞计数试剂盒8法检测MC3T3-E1细胞在20%-/40%-SPC上的增殖情况。取6只SD大鼠,背部皮下分别植入PCL和20%-SPC两种材料,采用Masson染色分析其180 d内体内降解特征和血管化效果。结果3种SPC断面的孔隙缺陷均较少。在20%~60%区间内,随着蚕丝含量增加、PCL含量越来越少,蚕丝织物层间距变小,纤维几乎布满整个断面;SPC的压缩模量和压缩强度呈增大趋势,60%-SPC压缩模量略低于40%-SPC,各材料间压缩模量和压缩强度比较差异均有统计学意义(P增加,各材料静态水接触角逐渐减小,且均可促进MC3T3-E1细胞增殖。大鼠皮下降解实验示,20%-SPC植入后30 d开始降解,180 d材料降解和血管化显著,与PCL形成鲜明对比。结论SPC具有与骨组织适配的力学特性和亲水特性,在体外模拟体液环境中长期保持力学强度,在体内通过机体免疫调控机制,实现材料降解和组织再生及血管化动态同步,有望为临床骨修复提供一种新型植入材料。

关键词：骨组织工程可降解生物材料蚕丝纤维聚己内酯纤维增强复合材料理化及生物特征

机器视觉下多特征组合的围岩风化程度判定方法

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隧道建设（中英文） 2024年第4期44卷 673-681页

作者：毛勤平刘军成杨晓秋刘学增桑运龙江西省交通投资集团有限责任公司项目建设管理公司江西南昌330003 上海同岩土木工程科技股份有限公司上海200092 上海地下基础设施安全检测与养护装备工程技术研究中心上海200092 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092

针对围岩风化程度判定存在主观性强、准确率低的问题,开展基于图像识别和机器学习的围岩风化程度定量化判别技术研究。依托大广复线扩容工程搜集隧道施工期间掌子面的图像,采用数字图像处理技术对掌子面图像颜色信息、表面纹理信息、节... 详细信息

针对围岩风化程度判定存在主观性强、准确率低的问题,开展基于图像识别和机器学习的围岩风化程度定量化判别技术研究。依托大广复线扩容工程搜集隧道施工期间掌子面的图像,采用数字图像处理技术对掌子面图像颜色信息、表面纹理信息、节理信息进行自动化提取。基于提取的指标参数,借助机器学习方法进行指标筛选,并建立围岩风化程度预测模型。通过研究可以得到:1)对预测模型准确率贡献度由大到小的指标分别为颜色、完整性和纹理,各单一指标预测模型准确率分别为71.91%、70.78%、47.19%;2)多指标组合模型相较单一指标模型判定准确率更高,采用颜色、纹理、完整性3个指标的组合模型,准确率达到86.52%;3)对13个二级指标进行特征筛选,剔除5个贡献度较低的纹理特征指标,采用剩余的8个关键指标构建预测模型,预测精度仍能达到85%,满足工程需求。研究结果表明:掌子面图像的颜色、纹理、完整性信息能够有效表征围岩风化程度,建立在这些指标之上的机器学习预测模型能够稳定有效地对掌子面的风化程度进行判定。

关键词：隧道工程围岩风化程度机器学习数字图像处理技术

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基于自稳平衡拱理论的巷道支护研究

煤炭与化工 2024年第3期47卷 22-26,33页

作者：侯增平陕西延长石油集团横山魏墙煤业有限责任公司陕西榆林719000

巷道支护对巷道稳定性及掘进工程进度影响较大,若支护强度不足,导致巷道失稳,引起安全事故;若支护强度过大,则造成不必要的开支且降低巷道掘进工程进度。为解决魏墙煤矿盘区巷道支护难题,提高巷道掘进工程进度,应用自稳平衡拱理论对魏... 详细信息

巷道支护对巷道稳定性及掘进工程进度影响较大,若支护强度不足,导致巷道失稳,引起安全事故;若支护强度过大,则造成不必要的开支且降低巷道掘进工程进度。为解决魏墙煤矿盘区巷道支护难题,提高巷道掘进工程进度,应用自稳平衡拱理论对魏墙煤矿三盘区巷道进行支护参数设计,采用FLAC3D数值模拟软件对巷道稳定性进行检验,并对两种支护方案消耗材料进行对比分析,使其兼顾巷道稳定性的同时,提高魏墙煤矿三盘区巷道的掘进工程进度。研究表明,基于自稳平衡拱理论的支护方案较原方案共缩减了29 000根锚杆、2000根锚索及其对应的托盘、锚固剂等材料,降低了矿井生产成本,提高了巷道掘进工程进度,巷道稳定性未有明显降低,满足矿井安全生产要求。

关键词：自稳平衡拱巷道支护锚杆索数值模拟

质量敏感度信息、垂直差异化竞争与信息保护政策的福利影响——数字经济时代双寡头模型再探

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系统工程理论与实践 2024年第1期44卷 15-28页

作者：连增甘朗郑捷北京外国语大学国际商学院北京100089 山东大学经济研究院济南250100

数字经济时代,反垄断问题与信息保护问题交叉重叠,向公共政策的制定和落实提出巨大挑战.本文在产品质量存在垂直差异且消费者对不同产品的质量敏感度具有负相关性的市场条件下构建双寡头模型,探究不同强度的信息保护政策对寡头厂商的定... 详细信息

数字经济时代,反垄断问题与信息保护问题交叉重叠,向公共政策的制定和落实提出巨大挑战.本文在产品质量存在垂直差异且消费者对不同产品的质量敏感度具有负相关性的市场条件下构建双寡头模型,探究不同强度的信息保护政策对寡头厂商的定价策略与消费者决策的影响,并在此基础上从福利指标的角度分析信息保护政策的具体效应.研究结论表明,对于消费者质量敏感度呈跨产品负相关分布的市场,强信息保护政策会带来社会福利的无谓损失,弱信息保护政策和不实行信息保护并不会带来社会福利的减损,原因在于信息通过促进竞争的方式削弱了寡头厂商的垄断力量.同时,在产品特征不同的情况下,强保护政策和弱保护政策对消费者剩余和厂商利润的影响并不相同,原因在于信息资源介入市场将会带来“垄断效应”和“竞争效应”,这两种效应互相博弈抗衡,使市场呈现出不同的福利分配格局.本文结论对推进我国反垄断与信息保护工作的走深走实具有一定的政策启示.

关键词：反垄断信息保护政策效应质量敏感度垂直差异化

多年生高寒栽培草地土壤微生物学特性对短期氮添加的响应

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环境科学 2024年

作者：童永尚张春平俞旸曹铨杨增增张小芳王敏董全民青海省高寒草地适应性管理重点实验室青海大学畜牧兽医科学院青海省畜牧兽医科学院青海大学三江源区高寒草地生态教育部重点实验室西北师范大学地理与环境科学学院

解除氮限制是提高高寒草地植物生产力的必要措施.为了解氮添加对环青海湖地区多年生高寒栽培草地土壤理化性质和微生物群落结构的影响，进行了短期氮添加试验.于2022年6～8月，以4龄多年生栽培草地为研究对象，设置4个施氮梯度(T0: 0 kg... 详细信息

解除氮限制是提高高寒草地植物生产力的必要措施.为了解氮添加对环青海湖地区多年生高寒栽培草地土壤理化性质和微生物群落结构的影响，进行了短期氮添加试验.于2022年6～8月，以4龄多年生栽培草地为研究对象，设置4个施氮梯度(T0: 0 kg·hm-2·a-1，T1:22.5 kg·hm-2·a-1，T2:45 kg·hm-2·a-1，T3:67.5 kg·hm-2·a-1)，采集0～20 cm土层的土壤样品，对不同处理下土壤理化性质和微生物群落结构进行了测定.结果表明，随着施氮水平的提高，土壤含水量(SWC)、有机碳(SOC)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、速效氮(AN)、速效磷(AP)、全磷(TP)、全氮(TN)和全碳(TC)的含量均有增加趋势，T3处理显著降低了土壤pH.氮添加未显著改变土壤微生物群落的Alpha多样性，不同施氮水平对土壤微生物群落结构产生不同程度的影响.T1和T2处理增加了土壤细菌和真菌的数量，T3处理降低了土壤细菌和真菌的数量.氮添加提高了放线菌门、接合菌门、芽球菌属和赤霉菌属等优势菌群的相对丰度，降低了变形杆菌门、拟杆菌门、鞘氨醇单胞菌属和近明球囊霉属等优势菌群的相对丰度.RDA分析表明，SOC和土壤电导率(EC)是影响土壤细菌群落变化的关键土壤理化因子，土壤pH是影响土壤真菌群落分布的主要因素.综合而言，67.5 kg·hm-2·a-1可能是改善多年生高寒栽培草地土壤环境的最佳施氮水平.

关键词：高寒栽培草地施氮水平土壤理化性质微生物群落结构冗余分析

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隧道衬砌锈蚀钢筋的热效应及红外检测方法

同济大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 192-202页

作者：刘学增谷文川同济大学土木工程学院上海200092 上海地下基础设施安全检测与养护装备工程技术研究中心上海200092

隧道衬砌受腐蚀环境、材料劣化以及地下水的影响,衬砌钢筋锈蚀将成为衬砌后期服役的主要病害之一,钢筋锈蚀以及产生的顺筋裂缝直接威胁衬砌的耐久性和安全性,为此,及时检测钢筋锈蚀程度十分重要。目前的检测方法以接触式测量为主,效率低... 详细信息

隧道衬砌受腐蚀环境、材料劣化以及地下水的影响,衬砌钢筋锈蚀将成为衬砌后期服役的主要病害之一,钢筋锈蚀以及产生的顺筋裂缝直接威胁衬砌的耐久性和安全性,为此,及时检测钢筋锈蚀程度十分重要。目前的检测方法以接触式测量为主,效率低,为探究非接触快速检测的可行性,采用室内试验和数值分析相结合的方法,深入研究了浅层钢筋锈蚀的热传导规律,分析了主动热激励条件下钢筋锈蚀程度和混凝土保护层厚度对衬砌表面温度场的影响规律。结果表明:主动热激励条件下锈蚀产物表面分布区在热像图中表现为高温区;钢筋锈蚀率为4.36%~23.16%时,衬砌表面温差为2.3℃~4.4℃;试件表面温差随钢筋锈蚀程度的增加而增大,呈现三次函数的关系;而混凝土保护层厚度与表面温差呈明显的负相关性,保护层厚度越大,温差越小。夏季时由于衬砌内外温差导致的热传导效应将在钢筋锈蚀位置的衬砌表面产生,通过红外热像仪检测衬砌表面的温度分布,结合衬砌表观特征,可以综合判定钢筋的锈蚀程度,为钢筋锈蚀的快速检测提供了新的方法和技术手段。

关键词：钢筋锈蚀锈蚀率红外检测数值分析室内试验