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基于MXene复合水凝胶的光—热—电多功能器件

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基于MXene复合水凝胶的光—热—电多功能器件

作者：李智林华中科技大学

学位级别：硕士

柔性光电传感器通常需要外部电源供电,水凝胶是一类光学透明且具备优良机械延展性与功能修饰性的离子-电子混合导体,通过离子热电转换效应可以收集废热并为柔性光电传感器提供电能。基于二维材料MXene优良的光热吸收效应与水凝胶的离子... 详细信息

柔性光电传感器通常需要外部电源供电,水凝胶是一类光学透明且具备优良机械延展性与功能修饰性的离子-电子混合导体,通过离子热电转换效应可以收集废热并为柔性光电传感器提供电能。基于二维材料MXene优良的光热吸收效应与水凝胶的离子热电效应,MXene复合水凝胶可完成光-热-电的转换,从而实现高性能的柔性离子热电器件与多功能光电传感器。本研究发现在聚乙烯醇(PVA)水凝胶中引入MXene和离子后,其离子热电品质因数(ZT)的三个参数(S、σ、λ)均得到优化。MXene复合水凝胶在90%RH的湿度下具备高达11.6 m V/K的塞贝克系数(S),同时表现出更高的离子电导率(σ,3.5 S/m)和更低的热导率(λ,0.504 W/m/K),在最佳条件下获得了0.235的ZT值,这是目前纯水系固态电解质中的最高值之一。此外该水凝胶还具备约380%的高断裂伸长率和5.4 MPa的高机械强度,可用于制备可拉伸离子型热电超级电容器(ITEC)。保持恒温差时,ITEC在外部负载的反复开闭下表现出可逆的充放电行为。基于不同的水凝胶交联方式,通过掺杂MXene以及控制交联的程度,对水凝胶的热电极性进行了调控,分别获得n型与p型热电器件,以此可集成离子热电模组。基于MXene带来的高光热吸收系数与双电层电容(EDL)结构,MXene离子导电水凝胶同时具备光-热-电转换功能与压电效应,将其制备为多功能光电传感器,可用于检测光照、应变、温度等物理参数。MXene的引入极大提升了光电传感器的响应度与传感性能,MXene复合离子水凝胶在532 nm光波长下获得了3.8 m V/m W的高光-热-电转换系数,以及室温下的高应变响应度(GF=4.3)与高温度响应度(B值=1363 K)。将导电聚合物聚(3,4-乙基二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)作为水凝胶支撑网络,通过MXene掺杂制备了适合3D打印的导电油墨以及具备50 S/cm高电导率的电子型导电水凝胶,可用于人体运动监测,表明离子型与电子型导电的MXene复合水凝胶在柔性光电子领域中具备巨大的应用潜力。

关键词： MXene 水凝胶离子热电传感器光热效应热电超级电容器

基于红柳沙包落叶层阳离子的罗布泊北部地区环境变化研究

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基于红柳沙包落叶层阳离子的罗布泊北部地区环境变化研究

作者：李智林河北师范大学

学位级别：硕士

罗布泊地处新疆塔里木盆地东侧,是世界著名的干旱中心。罗布泊地区因其特殊的地理位置和脆弱敏感的自然环境而闻名。罗布泊正在发生的环境变化逐渐受科学界关注,已成为研究古气候的理想场所和热点区域。然而,对该地区高分辨环境变化研... 详细信息

罗布泊地处新疆塔里木盆地东侧,是世界著名的干旱中心。罗布泊地区因其特殊的地理位置和脆弱敏感的自然环境而闻名。罗布泊正在发生的环境变化逐渐受科学界关注,已成为研究古气候的理想场所和热点区域。然而,对该地区高分辨环境变化研究还需要进一步深入。研究表明,红柳沙包沉积纹层记录具有信息丰富、高分辨率等优点,也适合研究区高分辨气候环境变化序列重建。因此,本文以罗布泊北部地区孔雀河下游和红柳井的两个红柳沙包为研究对象,剖面深度分别为1.76m和2.46m。利用C、Pb和Cs方法测得68个年龄,确定罗布泊红柳沙包沉积纹层的年代,并利用树轮校正模型验证定年的准确性。并通过实验获取192个阳离子含量数据,结合孔雀河气象站、罗中气象站的1960-2019年气温、降水、风速资料,以K、Ca、Na、Mg含量为主要指标,采用相关分析法、逐步回归法、正交经验函数EOF、FFT傅立叶快速算法、线性拟合等方法,确立高分辨率的红柳沙包沉积纹层阳离子年代序列;采用逐步回归模型,利用红柳落叶阳离子重建近100年来的气温、降水和风速,分析重建气温降水的周期变化。结合气象站记录与红柳落叶K、Ca、Na、Mg含量记录进行对比研究,综合分析罗布泊北部地区气温、降水和风速变化趋势,为罗布泊地区近几百年来气温、降水、风速变化的定量重建提供准备,并为进一步理解区域气候系统演化与机制提供支持。研究结果如下:(1)通过对两个采样点剖面C测年法、Pb测年法以及Cs时标测年综合对比,得出红柳井(20HLJB)采样点的平均沉积速率为1.01 cm/a,孔雀河(20KQHA)采样点的平均沉积速率为1.03 cm/a。20HLJB采样点红柳沙包沉积纹层的确定年代为1784-2019年,20KQHA采样点确定年代为1832-2019年。(2)红柳沙包枯枝落叶中K、Ca、Na、Mg的含量各不相同。红柳对Na、Ca、Mg吸收利用率最好,对K的吸收利用率比较差。20KQHA采样点中Ca含量在EOF1中的载荷量较高,Na在EOF2中的载荷量较高,Mg含量在EOF3中的载荷量较高,K含量在EOF4中的载荷量较高。20HLJB采样点中Ca含量在EOF1中的载荷量较高,Na在EOF2中的载荷量较高,Mg含量在EOF3中的载荷量较高,K含量在EOF4中的载荷量较高。(3)红柳沙包枯枝落叶中K、Ca、Na、Mg等含量与气候指标的相关性均较为理想,可以作为气温、降水、风速的参考指标,重建罗布泊地区年均温、年均降水、年平均风速。重建的罗布泊地区20HLJB采样点所在地区85年和20KQHA采样点所在地区107年的气候环境变化反映出过去59年气温、降水显著增加,风速显著降低。(4)利用20KQHA采样点Ca含量重建气温序列表明,罗布泊北部地区气候冷暖变化大致可分为3个冷时段和3个暖时段,在1895-1924、1936-1962、1974-2019年是冷期,在1813-1895、1924-1936、1962-1974年为暖期。利用Na重建气温序列的冷暖变化大致可分为个3个冷时段和2个暖时段,在1813-1826、1879-1962、1994-2019年为冷期,在1826-1879、1962-1994年为暖期。利用K重建气温,罗布泊地区气温序列冷暖变化大致可分为个2个冷时段和1个暖时段。在1813-1873、1976-2019年为冷期,在1873-1976年为暖期。利用Na重建降水序列气候干湿变化大致可分为3个干时段和2个湿时段,在1826-1879、1962-1994年为湿期,在1813-1826、1879-1962、1994-2019年为干期。在利用K重建降水序列干湿变化大致可分为3个干时段和2个湿时段。在1827-1842、1877-1978年为湿期,在1813-1827、1842-1877、1978-2019年为干期。20HLJB采样点利用Na重建气温,罗布泊北部地区气温冷暖变化大致可分为2个冷时段和2个暖时段。在1900-1926、1999-2019年为冷期,在1832-1900、1926-1999年为暖期。(5)利用傅里叶FFT快速算法得出罗布泊北部地区重建气温、降水的周期。20KQHA采样点Na、K、Ca含量重建气温序列峰谱对应的震荡周期值都为11a,20HLJB采样点Na含量重建气温序列峰谱对应的震荡周期值为12a。20KQHA采样点Na、K含量重建降水序列峰谱对应的震荡周期值都为1a,而20HLJB采样点Mg含量重建降水序列峰谱对应的震荡周期值存在异常。在塔里木河泛洪年与两个采样点阳离子含量变化存在对应关系。两个采样点在少数年份均有阳离子的滞后现象发生,在下一年能够很明显的发现阳离子含量的下降现象。随着罗布泊面积增加,地下水阳离子浓度变低。并且,罗布泊红柳沙包落叶阳离子可以记录厄尔尼诺事件。可发现有钾盐矿

关键词：红柳沙包阳离子沉积纹层 FFT算法环境变化罗布泊北部

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基于混合模型的非均衡数据分类研究

基于混合模型的非均衡数据分类研究

作者：李智林南京邮电大学

学位级别：硕士

随着科技的进步,各行各业无时无刻不在产生大量的数据,也面临着海量数据的分析与处理的难题,如何从海量数据中获得所需的价值成为学术界和工业界关注的焦点。海量数据不仅规模庞大,还常常呈现不均衡性,即隶属于正常/多数类别的数据的数... 详细信息

随着科技的进步,各行各业无时无刻不在产生大量的数据,也面临着海量数据的分析与处理的难题,如何从海量数据中获得所需的价值成为学术界和工业界关注的焦点。海量数据不仅规模庞大,还常常呈现不均衡性,即隶属于正常/多数类别的数据的数量与隶属于异常/少数类数据的数量之间的差异很大。传统的数据分析、处理方法很难应对不均衡性。基于此,本文利用混合模型在描述数据分布上的优势,对非均衡数据分类问题展开研究。本论文的研究内容主要包括以下几方面:(1)基于高斯混合模型提出了一种GMM-Na?ve Bayes算法,用于解决不均衡数据的分类。该算法的改进在数据处理层面,主要工作是设计了一种基于GMM的过采样算法,即,通过GMM对少数类样本进行建模,然后利用训练好的GMM进行采样,从而获得新的少数类样本。通过该算法可以有效的解决传统的过采样算法没有深入研究样本集属性特征的问题,得到的新的少数类样本能够有效地提升非均衡数据的分类效果。(2)利用高斯混合模型,提出了一种集成单类学习方法,从学习算法层面解决不均衡数据的分类问题。具体而言,针对传统的单类学习算法中存在模型对样本描述能力不足的情况,将GMM和SVDD算法相结合,通过GMM对多数类样本进行聚类,然后对于每个类使用SVDD算法训练基单类分类器,最后对基单类分类器进行集成。这种方法对多模多聚簇的样本描述更加准确,使得分类器对非均衡数据分类的性能得到有效地改善。(3)针对在使用GMM进行聚类的过程中,需要事先指定反映少数类样本分布中的簇的数量,并且分类结果对这个值也很敏感的问题,提出基于狄利克雷过程混合模型(DPMM)的过采样算法。首先,使用高斯逆Wishart分布作为狄利克雷分布的先验,通过CRP方式对少数类样本的分类进行初始化,接着使用Collapsed Gibbs采样算法迭代更新,从而训练出反映少数类数据分布的DPGMM,最后,对训练好的DPMM进行采样,从而获得新的少数类样本。通过这种方法,我们能够获得少数类样本集最优的分类,进一步提升非均衡数据的分类效果。

关键词：高斯混合模型单类分类支持向量描述狄利克雷过程混合模型非均衡数据集

精细被膜解剖法联合纳米碳甲状腺淋巴示踪技术对甲状腺切除术中甲状旁腺保护作用的临床研究

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精细被膜解剖法联合纳米碳甲状腺淋巴示踪技术对甲状腺切除术中甲...

作者：李智林山西医科大学

学位级别：硕士

目的：探讨甲状腺（全切+中央区淋巴结清扫）手术时采用精细被膜解剖法与甲状腺淋巴示踪技术对甲状旁腺的保护作用。方法:选择2012年3月-2013年1月在山西省肿瘤医院头颈外科采用传统手术方式行甲状腺全切除术+中央区淋巴结清扫术的患者... 详细信息

目的：探讨甲状腺（全切+中央区淋巴结清扫）手术时采用精细被膜解剖法与甲状腺淋巴示踪技术对甲状旁腺的保护作用。方法:选择2012年3月-2013年1月在山西省肿瘤医院头颈外科采用传统手术方式行甲状腺全切除术+中央区淋巴结清扫术的患者共62例(A组)为传统手术组，2012年11月-2013年9月在山西省肿瘤医院头颈外科采用精细被膜解剖法与甲状腺淋巴示踪技术行甲状腺全切除术+中央区淋巴结清扫术的患者临床资料作为研究组，共51例(B组)。病例选择标准：两组患者年龄均为20-65岁，术中快速病检确诊均甲状腺癌，术后病理进一步证实。记录两组患者手术前及术后第1、2、4、7天、1个月、6个月的血清钙离子、甲状旁腺激素水平以及低钙症状情况。结果：1、样本病例中所有行甲状腺（全切+中央区淋巴结清扫）手术的患者在手术以后均未出现永久性低钙血症，未发生永久性甲状旁腺功能减退，;无死亡病例。全组暂时性甲状旁腺功能减退的发生率为49%（55/113）。传统手术组暂时性甲状旁腺功能减退发生率为66%（41/62），精细手术组暂时性甲状旁腺功能减退发生率为27%（14/51）。2、传统手术组低钙症状发生率为31%（19/62）;精细手术组低钙症状发生率为10%（5/51）。3、传统手术组术后甲状旁腺素PTH及血清钙离子水平均低于精细手术组。结论：1、与传统手术方式相比，精细被膜解剖法在甲状腺（全切+中央区淋巴结清扫）手术中能更好的保护甲状旁腺。2、甲状腺淋巴示踪技术在甲状腺（全切+中央区淋巴结清扫）手术中，对于异位甲状旁腺辨认及在中央区淋巴结清扫甲状旁腺组织的辨认保留起到了一定的作用。3、精细被膜解剖法联合甲状腺淋巴示踪技术在甲状腺（全切+中央区淋巴结清扫）手术中能更好的保护甲状旁腺组织。

关键词：甲状腺全切术精细被膜解剖法甲状腺淋巴示踪技术甲状旁腺

应用TMS探讨左侧梭状回在汉字阅读中的功能及其与高级脑区的协作机制

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应用TMS探讨左侧梭状回在汉字阅读中的功能及其与高级脑区的协作...

作者：李智林陕西师范大学

学位级别：硕士

左侧梭状回(Fusiform gyrus,FFG)中部被认为是视觉词汇识别区,但是对该脑区在词汇阅读中的功能认识还没有达成一致。有研究认为FFG的参与激活是刺激材料自下而上的范畴特异性敏感(文字材料),更多的研究却认为该脑区可能受到自上而下的... 详细信息

左侧梭状回(Fusiform gyrus,FFG)中部被认为是视觉词汇识别区,但是对该脑区在词汇阅读中的功能认识还没有达成一致。有研究认为FFG的参与激活是刺激材料自下而上的范畴特异性敏感(文字材料),更多的研究却认为该脑区可能受到自上而下的高级语言加工的调节,从而表现出对字形-语音、字形-语义的整合加工敏感。近年来,揭示FFG在词汇阅读中的功能及其与高级语言脑区之间的协作机制成为研究者广泛关注的热点问题。本研究应用经颅磁刺激(TMS)技术对左侧梭状回的激活施加虚拟损伤,从神经因果的角度揭示FFG在汉字阅读中的功能及其与高级语言加工脑区之间的协作机制。本研究设计了两个实验,采用完全相同的实验设计,通过构建四种汉字材料来对比考察汉字阅读中正字法、亚词典和词典加工。四种汉字材料分别是:同时包含词典(整字)和亚词典(部件具有语音和语义)信息的真字(RW)、只具有亚词典信息且符合正字法的假字(PS)、不具有亚词典信息但符合正字法的假字(OO)、以及完全不符合正字法的非字条件(RR)。实验一采用近红外功能成像(f NIRS)技术考察FFG在汉字阅读中的参与激活及其与高级脑区的协作机制。结果发现FFG在加工符合正字法的OO假字时比RR假字具有更大的血氧浓度变化。但是RW、PS和OO条件之间差异不显著;进一步的脑区间相关分析发现,FFG在正字法(OO>RR)、亚词典(PS>OO)以及词典加工(RW>PS)都表现出与高级脑区间(角回、缘上回等)活动的相关。通过计算所有22个通道的网络中心度,结果发现最大的中心度体现在FFG。上述结果表明FFG同时参与了汉字的正字法、亚词典和词典加工,并且与高级语言脑区之间存在着协作机制。实验二使用经颅磁刺激(TMS)技术虚拟损伤FFG的激活,从而建立FFG的激活与阅读加工之间的神经因果联系。结果发现FFG功能受损后,在加工四种汉字材料时FFG的激活不存在差异。脑区间相关及网络中心度的结果发现,FFG的功能受损后,被试在加工汉字正字法时(OO>RR),FFG与高级脑区间的相关性、以及脑区中心度的分布模式没有显著变化,最大中心度脑区从FFG转移到了缘上回。但是,在加工亚词典信息时(PS>OO),颞上回与额下回、V3之间产生了更强的相关,最大中心度脑区从FFG附近转移到了角回。而在加工词典信息时(RW>PS),角回与颞上回、额下回、V3之间表现出更高的相关,腹侧高中心度脑区减少,最大中心度的脑区从FFG附近转移到了角回。以上结果表明FFG的活性受到抑制以后,汉字阅读会更多依赖于背侧通路使得背侧相关脑区之间的协作增强。因此,本研究表明FFG在汉字阅读中可能同时对正字法、亚词典和词典加工敏感,是腹侧通路的重要节点。其受损或功能受到抑制,会导致阅读过程中背侧通路的更多参与激活,并会表现出FFG与高级语言脑区间的协作机制。

关键词：词汇阅读梭状回功能连接

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城市污水处理厂CASS工艺曝气系统改造

给水排水 2013年第6期39卷 56-59页

作者：石富生古凌艳李智林深圳市金信安水务集团有限公司深圳518035

对采用CASS工艺城市污水处理厂的曝气系统进行改造,废除原有效率较低、能耗较高的复叶推流式液下曝气机,改用高速磁悬浮离心鼓风机及池底管式微孔曝气器。改善了出水水质,提高了出水达标排放保障率,大大降低了运行电耗,且减轻了曝气设... 详细信息

对采用CASS工艺城市污水处理厂的曝气系统进行改造,废除原有效率较低、能耗较高的复叶推流式液下曝气机,改用高速磁悬浮离心鼓风机及池底管式微孔曝气器。改善了出水水质,提高了出水达标排放保障率,大大降低了运行电耗,且减轻了曝气设备的维护、维修工作量。

关键词：污水处理厂 CASS工艺曝气系统改造推流式液下曝气机磁悬浮离心鼓风机微孔曝气