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结构可控有机/无机杂化微胶囊的制备与性能研究

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结构可控有机/无机杂化微胶囊的制备与性能研究

作者：李俊锋电子科技大学

学位级别：硕士

随着智能时代的到来,人类对材料使用寿命的要求越来越高。微胶囊(Microcapsules,MS)是一种核壳结构的球体,具有保护内部芯材原始物化性质及应用方法简便等优势,在自修复材料、相变材料和自润滑材料等领域广泛使用。特别是自修复微胶囊... 详细信息

随着智能时代的到来,人类对材料使用寿命的要求越来越高。微胶囊(Microcapsules,MS)是一种核壳结构的球体,具有保护内部芯材原始物化性质及应用方法简便等优势,在自修复材料、相变材料和自润滑材料等领域广泛使用。特别是自修复微胶囊复合材料,通过控制微胶囊内部芯材的释放,完成对损伤裂纹的物理修复,显著延长了材料的使用寿命。传统聚合物基微胶囊的耐用性较差,易于出现壳层提前破裂或芯材失效等问题,导致其较低的自愈修复性能。为提高自修复微胶囊的结构稳定性与修复效率,以多元异氰酸和液态金属为芯材,具体研究内容如下:(1)将原子层沉积技术(Atomic Layer Deposition,ALD)与原位聚合及界面聚合原理相结合,制备了包埋有4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(4,4’-dicyclohexylmethane Diisocyanate,HMDI)的有机/无机杂化微胶囊,提升了微胶囊的机械性能和耐热性能。采用原子层沉积技术,形成了致密堆叠结构的氧化铝纳米层,赋予杂化微胶囊高机械性能与高耐热性能。在机械性能提升方面,杂化微胶囊在90 C和0.5 MPa压合条件下,仍然保持了完整结构,显示出了优异的结构稳定性;在耐热性能方面,杂化微胶囊初始失重温度为200℃,高于对照组,表现出了较好地的耐热性能。进一步,本论文以环氧树脂为基体材料在碳钢基底上制备了自修复环氧树脂-微胶囊防腐涂层。在48 h盐雾腐蚀实验中,在杂化微胶囊自修复涂层损伤处碳钢基底未出现腐蚀现象,而对照组损伤处的碳钢基底出现了严重的腐蚀现象,证明了杂化微胶囊极大提升了涂层在恶劣工作环境中的防腐性能。因此,通过致密无机纳米壳层的修饰构建的有机/无机杂化微胶囊,具有优异的耐用性,对自修复微胶囊的修复效率提升具有重要意义。(2)利用原位聚合原理及超声分散,制备了包埋有镓铟合金(Eutectic gallium-indium,EGa In)的聚脲甲醛微胶囊(EGa In-MS),提升了EGa In在环境中的稳定性,解决了EGa In的团聚、表面氧化及分散问题。首先,通过超声分散工艺的优化,实现了EGa In-MS的形貌与粒径调控,得到了粒径约为20μm的EGa In-MS。其次,将EGa In-MS混入导电银浆制备了自修复电极,将该自修复电极与乳酸基压电弹性体薄膜结合制备了自修复压电传感器。该传感器在切断损伤前后的压电信号保持率高达76.9%。最后,以EGa In-MS为添加剂,制备了自修复硅负极,显示出了优异的循环稳定性与倍率性能,即在电流密度2.1 A?g的条件下充放电循环100圈后,含有20 wt%EGa In-MS的硅负极放电比容量和容量保留率分别为806.7m Ah·g和35.15%,明显优于Pure Si和EGa In/Si;此外,20%EGa In-MS具有优异的倍率性能,在2.1 A·g、4.2 A·g电流密度下的平均放电比容量分别为1400mAh·g、709 mAh·g。

关键词：自修复微胶囊原子层沉积异氰酸酯液态金属

高线性FMCW激光雷达信号产生与处理技术研究

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高线性FMCW激光雷达信号产生与处理技术研究

作者：李俊锋电子科技大学

学位级别：硕士

高精密测量方法是推动科技发展、实现产业升级、建设军事强国的核心技术,激光雷达可满足复杂背景下的高精密计量需求,在工程测量、军事探测、自动驾驶等领域都展现出优秀的应用前景。其中,调频连续波(Frequency-Modulated Continuous Wa... 详细信息

高精密测量方法是推动科技发展、实现产业升级、建设军事强国的核心技术,激光雷达可满足复杂背景下的高精密计量需求,在工程测量、军事探测、自动驾驶等领域都展现出优秀的应用前景。其中,调频连续波(Frequency-Modulated Continuous Wave,FMCW)激光雷达兼具激光光源线宽窄、相干性强等优势和调频测距技术环境适应性强、抗噪抗干扰能力强等特点,因此相比广泛应用的飞行时间式激光雷达具有显著测量优势。但FMCW激光雷达光源在调制过程中存在光强变化和调频非线性,成为影响测量精度和分辨率的核心因素。本文以FMCW测距原理为基础搭建激光雷达系统,并针对上述问题并进行研究。首先,分析了FMCW激光雷达测距技术的发展现状,对高线性FMCW激光雷达信号产生与处理系统中的关键问题和方法进行了广泛调研,从原理上研究了FMCW激光雷达测距系统的结构与相关理论,讨论了相应指标参数的影响因素,建立了外界干扰下的FMCW调制光源模型。其次以分布式反馈(Distributed Feedback,DFB)激光器为光源搭建了信号源模块,实现了基于FPGA的信号产生、采集与处理模块,为FMCW激光雷达系统的研究奠定了基础。然后以相关测距原理为基础,构建FMCW激光雷达仿真模型,针对激光器调频光强变化导致的测量误差问题进行了研究,分别阐述了预校正开环控制和闭环负反馈光功率控制原理,设计了基于FPGA的开闭环联合光功率控制算法,并在系统仿真模型基础上针对光强变化问题对控制算法进行了数值仿真。围绕功率控制器件的特性进行了测试,并根据测试结果对算法参数进行校正,基于开环预校正与闭环光电负反馈联合控制,实现了激光光源功率均衡技术。实验结果表明,在周期为1 ms、调制带宽为90 GHz的实验环境下光强稳定度提高71.7倍。最后针对激光器调频非线性变化带来测量误差的问题进行研究,建立对应的量化评判指标,结合非线性调制抑制非线性扫频以及迭代校正的思想,以MATLAB和FPGA为平台设计和实现了FMCW激光测距光源非线性校正算法,仿真结果充分验证了方案的可行性,之后对整个系统进行了实验测试。结果表明,线性程度显著提高,测距精度提高至原基础的8.4倍,达到0.003 m。

关键词：调频连续波 FPGA 功率均衡调频非线性

烟台市农业“用工荒”影响因素及对策研究 ——以芦洋村等四类典型农业村为调查对象

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作者：李俊锋烟台大学

学位级别：硕士

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国内循环和国际循环动态关系南北差异研究

商业经济研究 2023年第7期 181-184页

作者：李俊锋李鲲鹏华北科技学院经济管理学院北京101601 首都经济贸易大学经济学院首都经济贸易大学国际经济管理学院北京100072

中国区域发展差距正由过去的东中西向南北转变。南北维度下探讨双循环格局能较大程度规避外生区位差异影响,更准确呈现不同区域经济循环体系的本质特征。本文利用内生动态计量模型,基于城市面板数据在区域协调发展视角下,实证分析内外... 详细信息

中国区域发展差距正由过去的东中西向南北转变。南北维度下探讨双循环格局能较大程度规避外生区位差异影响,更准确呈现不同区域经济循环体系的本质特征。本文利用内生动态计量模型,基于城市面板数据在区域协调发展视角下,实证分析内外循环动态关系的南北差异。实证发现:北方国际循环对国内循环影响更大,南方国内循环对国际循环影响更大;南方经济增长更依赖国内消费和投资等内部市场因素,而北方经济更依赖外需,内循环因素则相对滞后,尤其投资动力严重不足。

关键词：国内循环国际循环动态关系南北差异

GDP构成中内外循环的再测算:基于进口分解的视角

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统计与决策 2023年第22期39卷 42-46页

作者：李俊锋李鲲鹏华北科技学院经济管理学院北京101601 首都经济贸易大学经济学院北京100072 首都经济贸易大学国际经济管理学院北京100072

由于出口和进口相互抵消,因此使用净出口作为外循环指标来测算GDP内外循环占比必然会高估内循环,而低估外循环。文章把进口分解到消费、投资和出口中,利用省级国民经济核算数据重新测算内外循环占比,结果显示新测算的外循环比重明显高... 详细信息

由于出口和进口相互抵消,因此使用净出口作为外循环指标来测算GDP内外循环占比必然会高估内循环,而低估外循环。文章把进口分解到消费、投资和出口中,利用省级国民经济核算数据重新测算内外循环占比,结果显示新测算的外循环比重明显高于使用净出口数据测算的占比,更为客观地呈现了内外循环占比的年度变化特征。区域异质性分析结果显示,东部地区外循环占比明显高于中西部地区,说明东部地区参与国际循环的竞争力更强。此外,还探讨了不同地区省际贸易净流出的差异,发现东部地区省际贸易净流出规模也高于中西部地区,地区间呈现供需互补特征。

关键词： GDP构成内外循环占比进口分解省际净流出区域差异

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太阳能热电联产技术与建筑一体化的应用研究

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第10期 0107-0110页

作者：李俊锋济南热电集团有限公司山东济南250000

随着科学技术水平不断的提高,传统的火电站热电联产技术可以在一定程度上满足人们日常对用电、用热的需求,但是传统的火电站热电联产技术对环境造成的危害很大。尤其是太阳能热电联产技术已经在建筑设计上被广泛的应用。但是当下很多的... 详细信息

随着科学技术水平不断的提高,传统的火电站热电联产技术可以在一定程度上满足人们日常对用电、用热的需求,但是传统的火电站热电联产技术对环境造成的危害很大。尤其是太阳能热电联产技术已经在建筑设计上被广泛的应用。但是当下很多的建筑在应用太阳能热电联产技术时都会出现应用较为被动和死板的问题,因此深入地研究太阳能热电联产技术与建筑一体化的应用是很有必要的。

关键词：太阳能热电联产技术建筑一体化应用

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预测性维护任务计算卸载与资源分配联合优化

郑州大学学报(理学版) 2023年

作者：张博王承昊李俊锋郑州大学网络空间安全学院

针对预测性维护(predictive maintenance,PdM)人工参与资源调配的问题,提出了一种基于改进人工蜂群算法(artificial bee colony,ABC)的计算卸载和资源分配方案。该方法利用遗传算法的进化思想,改进了侦察蜂的搜寻步骤,解决了传统人工蜂... 详细信息

针对预测性维护(predictive maintenance,PdM)人工参与资源调配的问题,提出了一种基于改进人工蜂群算法(artificial bee colony,ABC)的计算卸载和资源分配方案。该方法利用遗传算法的进化思想,改进了侦察蜂的搜寻步骤,解决了传统人工蜂群算法容易陷入局部最优解、多样性不足等缺点,能够根据设备故障率生成维护成本最低的资源分配方案。仿真实验结果表明,该算法较其他算法收敛速度更快、收敛质量更高、减少维护成本更明显,能够有效解决PdM场景的计算卸载和资源分配问题。

关键词：移动边缘计算(MEC) 预测性维护(PdM) 任务卸载资源分配

基于原子力显微镜纳米压痕研究纳米药物及载体细胞毒性

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基于原子力显微镜纳米压痕研究纳米药物及载体细胞毒性

作者：李俊锋长春工业大学

学位级别：硕士

年来,大分子聚合物被广泛用于药物递送系统,促进了纳米药物在生物医学领域的快速发展。在众多聚合物之中,树枝状大分子聚酰胺胺(Polyamidoamine,PAMAM)因其在结构和性质上的优势,已被广泛用于多种药物和基因转运的载体。然而已有报道PA... 详细信息

年来,大分子聚合物被广泛用于药物递送系统,促进了纳米药物在生物医学领域的快速发展。在众多聚合物之中,树枝状大分子聚酰胺胺(Polyamidoamine,PAMAM)因其在结构和性质上的优势,已被广泛用于多种药物和基因转运的载体。然而已有报道PAMAM对细胞具有一定的破坏作用,因此全面了解PAMAM细胞毒性对于其更好的应用于纳米医学具有重要意义。本论文利用原子力显微镜(AFM)纳米压痕技术可以在生理条件下测量单个细胞力学性质的优势,通过比较不同代数、不同末端基团PAMAM作用后细胞力学性质(杨氏模量)的改变来分析其细胞毒性。进一步评估时间、浓度等参数对不同代数、不同末端基团PAMAM细胞毒性影响的差异。研究取得进展如下。1.研究纳米药物载体PAMAM的细胞毒性,以0.5μmol/L G5-PAMAM-NH与He La细胞共孵育0 h、0.5 h、1 h和2 h后,细胞杨氏模量分别为0.61±0.49 k Pa、0.45±0.33k Pa、0.46±0.33 k Pa和0.22±0.15 k Pa,而分别以0.5μmol/L、1μmol/L、2μmol/L和5μmol/L G5-PAMAM-NH与He La细胞共孵育2 h后,细胞杨氏模量分别为0.30±0.18k Pa、0.20±0.08 k Pa、0.17±0.06 k Pa和0.22±0.15 k Pa。结果发现对于G5-PAMAM-NH,共孵育时间是其细胞毒性的主导因素。而对于不同末端基团的G5-PAMAM-COOH,其细胞毒性具有浓度依赖性。2.利用纳米压痕技术和荧光显微成像技术研究了吸附性对PAMAM细胞毒性的影响。通过对比孵育0.5 h和0.5 h+1.5 h条件下G2-PAMAM-NH、G5-PAMAM-NH、G7-PAMAM-NH、G5-PAMAM-OH和G5-PAMAM-COOH硬度的差异,结合荧光显微镜成像结果表明,末端具有氨基基团的G5-PAMAM和G7-PAMAM均具有一定的细胞膜吸附性,也会影响其细胞毒性。3.发现紫杉醇(Paclitaxel)以浓度0.1μmol/L、1μmol/L、10μmol/L孵育细胞2h时后,细胞硬度由0.61±0.49 k Pa(未经药物处理)增长为1.99±1.10 k Pa、2.57±1.53k Pa、1.68±1.53 k Pa。Paclitaxel处理后,细胞的硬度先升高后降低,Paclitaxel抑制微管解聚使细胞硬度上升,浓度升高伴随的毒性提升使细胞凋亡,进而导致硬度下降。本研究将为纳米药物载体PAMAM更好的应用于纳米医学奠定理论基础。

关键词：原子力显微镜聚酰胺胺树枝状大分子纳米压痕细胞力学细胞毒性

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基于知识图谱的视觉问答技术研究

基于知识图谱的视觉问答技术研究

作者：李俊锋云南大学

学位级别：硕士

视觉问答任务要求模型能够理解输入的图像和文本问题内容,然后给出相应的答案。相比只需要处理单一模态信息的纯文本问答任务,视觉问答要对视觉模态和文本模态的信息进行多模态信息融合处理,这样的任务更符合人类面对问题的真实场景,更... 详细信息

视觉问答任务要求模型能够理解输入的图像和文本问题内容,然后给出相应的答案。相比只需要处理单一模态信息的纯文本问答任务,视觉问答要对视觉模态和文本模态的信息进行多模态信息融合处理,这样的任务更符合人类面对问题的真实场景,更接近具有推理能力的人工智能形态,存在较高的研究价值以及在医疗辅助、安防、幼儿教育等领域有着广阔的应用场景。目前,视觉问答任务面临着以下问题与挑战:在模型面对来自图像和文本语言两个不同模态信息的输入时,如何高效的处理多模态信息并得到准确的视觉图像特征表示、自然语言文本特征表示或者是图像文本特征联合表示存在着挑战;模型如何提取高维的图像特征和文本特征以及实现图像文本语义对齐;模型如何根据文本问题来提取图像中相应的物体属性或物体关系特征并进行推理,这些问题都阻碍着视觉问答任务的进一步发展。针对以上问题,本文通过模拟人类在面对现实场景问题时的感知、认知推理过程对视觉问答模型提出了改进方案。主要研究内容如下:（1）本文通过数据集中的标注数据并且提取数据集图像中的物体、属性以及物体关系构建了一个图像关联知识图谱,并结合Word Net中不同的语义相似度计算方法设计了上述知识图谱中的实体关系权重。提出了基于知识图谱特征嵌入及注意力增强的视觉问答框架,将知识图谱中的图像场景结构化知识特征与文本问题特征以及图像特征相结合,在一定程度上解决了图像文本语义对齐问题。（2）本文提出了一种基于跨模态预训练与知识图谱特征对齐的视觉问答框架,通过引入Transformer结构编码图像模态与文本模态信息,以及设计了知识图谱实体预测、关系预测、属性预测、图像ROI区域掩码类别预测、图像文本匹配判断等多个预训练任务让模型学习图像、文本、知识图谱联合特征,有效解决了多模态特征融合和更细粒度的图像文本语义特征提取问题。实验结果表明,在视觉问答模型中加入含有图像场景信息的知识图谱特征能有效的辅助视觉问答任务性能提升。

关键词：视觉问答知识图谱图像理解多模态融合