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基于Phyphox的“落体竖压弹簧”问题的可视化实验设计

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科技风 2025年第1期 102-104页

作者：邹颖徐洁杨蝶姚斌云南师范大学物理与电子信息学院云南昆明650500

在“落体竖压弹簧”问题中,落体和弹簧的相互作用时间短,且相互作用过程中弹簧对落体的作用力为变力,阻碍了高中生准确有效地理解该问题。可视化实验是基于可视化技术或方法来设计的实验,它可以丰富学生的感性认知,增强学生对物理方法... 详细信息

在“落体竖压弹簧”问题中,落体和弹簧的相互作用时间短,且相互作用过程中弹簧对落体的作用力为变力,阻碍了高中生准确有效地理解该问题。可视化实验是基于可视化技术或方法来设计的实验,它可以丰富学生的感性认知,增强学生对物理方法的应用能力,同时培养他们的实践和创新能力。本文利用智能手机中的Phyphox软件设计可视化实验,把手机与弹簧相互作用过程中手机的加速度变化情况可视化,然后基于牛顿第二定律,并利用Excel中的函数功能将手机所受弹力变化情况可视化,从而获得直观的实验结果,丰富该类问题的教学素材。

关键词：落体弹簧作用力可视化 Phyphox软件

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选区激光熔化AlSi10Mg熔道搭接过程的热动力学研究

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激光与光电子学进展 2025年

作者：倪小南胡子健梁言迅王安森杨温鑫王红卫赵哲邓欣广东工业大学机电工程学院广州瑞通增材科技有限公司广东金瓷三维技术有限公司

为明晰选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)中扫描间距对成形质量的调控机制，采用多物理场数值模拟结合实验的方法，探究了扫描间距对相邻熔道搭接过程中热动力学行为的影响机理。结果表明：前一扫描道的预热作用会提高后续扫... 详细信息

为明晰选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)中扫描间距对成形质量的调控机制，采用多物理场数值模拟结合实验的方法，探究了扫描间距对相邻熔道搭接过程中热动力学行为的影响机理。结果表明：前一扫描道的预热作用会提高后续扫描道的基础温度和峰值温度，但这种作用会随着扫描间距增大而减弱。当扫描间距过小（≤50μm）时，在扫描第二道时会使第一道区域温度达到1168 K而发生重熔，而较大的扫描间距（≥90μm）会增加熔道的温度梯度，同时降低该扫描道的冷却速率。熔道搭接过程中，靠近已烧结侧的熔池流量充足且熔体速度分布均匀，靠近未烧结侧的熔池表现相反。当扫描间距为70μm时，熔池两侧的熔体流速差最小，更利于熔池稳定性，最终提高SLM成形质量，相对密度和维氏硬度分别达到98%和131.1HV。扫描间距这一参数应与其它工艺参数协同调节，实现在保证搭接效率的同时提高成形质量。

关键词：选区激光熔化扫描间距熔道搭接数值模拟热动力学

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多罗兰圆晶体高分辨X射线光谱诊断研究

光学学报 2025年

作者：施军江月黎淼王峰杨国洪韦敏习孙奥王瑞泽杨记鑫重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆邮电大学光电工程学院中国工程物理研究院激光聚变研究中心

为了满足X射线光谱诊断宽频谱范围与高光谱分辨的检测要求，基于罗兰圆原理提出了多罗兰圆弯曲晶体结构，该结构不仅能够实现高收光效率，还因遵循罗兰圆原理，在宽频谱范围内保持了高光谱分辨的优势。本文设计了多罗兰圆晶体X射线光谱... 详细信息

为了满足X射线光谱诊断宽频谱范围与高光谱分辨的检测要求，基于罗兰圆原理提出了多罗兰圆弯曲晶体结构，该结构不仅能够实现高收光效率，还因遵循罗兰圆原理，在宽频谱范围内保持了高光谱分辨的优势。本文设计了多罗兰圆晶体X射线光谱检测系统，检测布拉格角度范围为32.1°～36.5°，覆盖X射线波长范围为0.1461 nm～0.1635 nm，对应光谱能量范围为7.6 keV～8.5 keV。完成了该系统对X射线光谱检测的仿真分析，仿真结果显示多罗兰圆结构能够在设计的频谱范围内实现高光谱分辨诊断，其仿真光谱分辨力约为5000，且能够很好的抑制光源延展对光谱分辨力的影响。采用α-石英（2023）晶体材料研制了多罗兰圆弯曲晶体，利用Cu靶X射线管及X射线光子探测器搭建了光谱检测系统，进行了X射线探测实验。实验结果表明，该系统能够成功获取Cu的Kα1及Kα2聚焦光谱，其实际光谱分辨力超过3000。

关键词： X射线光学多罗兰圆结构高光谱分辨力衍射聚焦宽频谱检测范围

高速铁路槽型钢箱组合梁斜拉桥空间受力特性模型试验

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实验技术与管理 2025年

作者：谢明志蒋志鹏黄胜前曾甲华杨灯杨永清西南交通大学土木工程学院西南交通大学桥梁智能与绿色建造全国重点实验室中铁第四勘察设计院集团有限公司

为加强学生形象的理解高速铁路组合梁斜拉桥空间受力特性，本文依托福厦高铁泉州湾跨海大桥，设计了一种基于过程建造的槽型钢箱组合梁辅助墩负弯矩区试验模型模拟桥梁建造关键过程的施工演变及成桥状态，并制作了1：2.5试验模型，研究... 详细信息

为加强学生形象的理解高速铁路组合梁斜拉桥空间受力特性，本文依托福厦高铁泉州湾跨海大桥，设计了一种基于过程建造的槽型钢箱组合梁辅助墩负弯矩区试验模型模拟桥梁建造关键过程的施工演变及成桥状态，并制作了1：2.5试验模型，研究了不同荷载工况作用下组合梁空间应力分布状态，并对关键截面进行积分，深入探明竖向剪力及轴力在钢箱梁各部件中的传力特性。通过该模型试验，为学生掌握跨海桥梁建造过程、体系转换、结构受力特点提供直观展示的同时，加强理论与实践的融会贯通，激发学生对科研的兴趣，提升学生创新思维和团队协作能力，为学生掌握高铁混合梁斜拉桥设计及参数优化提供创新试验平台，进一步培养其综合创新能力。

关键词：高速铁路组合梁斜拉桥模型试验应力分布创新能力

聚多巴胺修饰矸石基沸石及净化含镉污水的性能与机制

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中国环境科学 2025年

作者：周育智龙林丽胡翩孙晶玉牛经纬陈敏王文硕陈孝杨安徽理工大学地球与环境学院深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室浙江大学台州研究院

针对传统沸石合成成本高且表面缺乏特异性吸附位点的问题，本研究以煤矸石为研究对象，多巴胺为聚合单体，采用水热法-表面自聚合反应制备了聚多巴胺改性矸石基沸石（Zeolite@PDA）用于水中镉的高效吸附去除，通过静态吸附实验研究了改... 详细信息

针对传统沸石合成成本高且表面缺乏特异性吸附位点的问题，本研究以煤矸石为研究对象，多巴胺为聚合单体，采用水热法-表面自聚合反应制备了聚多巴胺改性矸石基沸石（Zeolite@PDA）用于水中镉的高效吸附去除，通过静态吸附实验研究了改性前后沸石的吸附性能，运用SEM-EDS和XPS表征手段揭示了其对水中Cd（Ⅱ）的吸附机制。结果表明，聚多巴胺涂层显著提高了煤矸石基沸石对Cd（Ⅱ）的吸附能力。Zeolite@PDA吸附Cd（Ⅱ）的过程更符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学模型，说明吸附过程是单层的化学吸附，且理论上最大吸附可达130.89 mg/g，约为矸石基沸石的2倍(qmax=66.49 mg/g)。热力学研究表明Zeolite@PDA吸附Cd（Ⅱ）是自发、吸热且固液界面紊乱度增加的过程。SEM-EDS和XPS表征显示，Zeolite@PDA对Cd（Ⅱ）的去除机理包括沸石中Na+与Cd（Ⅱ）的离子交换反应和聚多巴胺涂层官能团与Cd（Ⅱ）的表面络合作用。研究成果符合“绿色化学”、“以废治废”理念，Zeolite@PDA非常适合用于镉污染水体的治理。

关键词：煤矸石沸石镉吸附性能吸附机制

场驱动医疗微机器人:材料制备工艺不断优化的应用前景

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中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2097-2104页

作者：肖文谦韩宏娟杨淏程李波何彬艳重庆科技大学纳微生物医学检测技术重庆市工程实验室重庆市401331 绵阳市肿瘤医院手术室四川省绵阳市621000

背景:微机器人具有体积小、灵活、靶向性强等特点,可以在狭窄的环境下通过单体或集群的方式完成复杂的工作。随着材料、制备工艺以及驱动方式的不断优化,其在生物医学领域内显示出越来越重要的应用价值。目的:分析场驱动微机器人在生物... 详细信息

背景:微机器人具有体积小、灵活、靶向性强等特点,可以在狭窄的环境下通过单体或集群的方式完成复杂的工作。随着材料、制备工艺以及驱动方式的不断优化,其在生物医学领域内显示出越来越重要的应用价值。目的:分析场驱动微机器人在生物医学领域的应用并展望其应用前景。方法:以“微机器人,纳米机器人,驱动,生物医学,医疗”为中文关键词,以“microrobots,micro-robots,nanorobots,micromachine,microswimmer,medical”为英文关键词,分别检索万方以及Pub Med数据库,检索时间范围重点为2010年1月至2024年1月,同时纳入少数远期文献。通过阅读文题、摘要初步筛选,排除重复性研究、低质量期刊以及与内容不相关的文献,阅读全文后最终纳入66篇文献进行综述。结果与结论:场驱动医疗微机器人涵盖了磁、光、热、超声及多种混合因素驱动机器人。场驱动机器人已被应用于肠道诊断、药物靶向治疗及干细胞治疗等多个领域。尽管医用微机器人在临床医学中已有少数应用,但大多数还处于理论和实验阶段。医用微机器人的未来面临诸多挑战,如实现大规模制备、进一步提升精确控制、解决回收或体内降解问题,以及所用材料是否会对人体产生不良反应等,此外微机器人还需与相应的微创医学手术相配合。

关键词：微机器人场驱动医疗靶向微创研究进展

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建设健康社会的催化剂:健康社会工作者与全科医生在基层的合作

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中国全科医学 2025年第4期28卷 516-520页

作者：李奕桦赵艾杨曾飞方雪张旺王欣武汉大学中南医院创伤与显微骨科湖北省武汉市430071 巴东县人民医院骨科湖北省恩施土家族苗族自治州444300

以“健康中国”战略为导向,从优势互补专业知识、共同连接医院社区、拓展研究社会健康三个方面去探讨健康社会工作者与全科医生在基层卫生环境中的合作价值,尤其在完善公共卫生应急体系和构建医联体上,健康社会工作者与全科医生的合作... 详细信息

以“健康中国”战略为导向,从优势互补专业知识、共同连接医院社区、拓展研究社会健康三个方面去探讨健康社会工作者与全科医生在基层卫生环境中的合作价值,尤其在完善公共卫生应急体系和构建医联体上,健康社会工作者与全科医生的合作可以发挥必不可少的作用,能有效推动健康社会的建设进程。同时文章也指明了目前健康社会工作面临的主要挑战,并提出相应的对策。

关键词：健康社会健康社会工作者全科医生基层卫生公共卫生应急医联体

高分子材料配施木醋液对滨海盐渍土壤团聚体及酶活性的影响

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土壤 2025年

作者：杨采怡汪帆曹巍巍刘广明陈金林姚荣江王秀萍南京林业大学南方现代林业协同创新中心中国科学院南京土壤研究所江苏沿海生态科技发展有限公司河北省农林科学院滨海农业研究所

为了研发改良粉砂土壤团粒结构的新型方法，应用室内培养试验，研究了2种高分子材料(γ-聚谷氨酸、壳寡糖))与木醋液配施对盐渍土壤团聚体和酶活性的改良效应。结果表明：(1)高分子材料配施木醋液能够显著降低土壤pH、电导率，对土壤有... 详细信息

为了研发改良粉砂土壤团粒结构的新型方法，应用室内培养试验，研究了2种高分子材料(γ-聚谷氨酸、壳寡糖))与木醋液配施对盐渍土壤团聚体和酶活性的改良效应。结果表明：(1)高分子材料配施木醋液能够显著降低土壤pH、电导率，对土壤有机质有不同程度的促进作用；(2)0.2%和0.4%(土壤质量百分比，下同))的壳寡糖与木醋液配施能显著提高粒径>0.25 mm大团聚体含量，促进平均重量粒径(MWD))提升；0.4%的γ-聚谷氨酸与木醋液配施能显著增加粒径为0.053～0.25mm微团聚体含量，降低粒径<0.053 mm黏粉粒含量；(3)土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性在高分子材料配施木醋液条件下较对照分别提升4.07%～25.80%、68.24%～189.76%、0.46%～47.56%和84.86%～350.16%。高分子材料与木醋液配施能够促进盐渍土壤团聚体形成、改善土壤团粒结构和增强土壤团聚体稳定性，同时提升土壤酶活性。本研究对于盐渍土壤结构改良和地力提升具有重要的理论与实际应用价值。

关键词：高分子材料木醋液团聚体土壤酶活性盐渍土壤

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2D Mesh的多故障容错路由算法

天津理工大学学报 2025年第1期41卷 70-76页

作者：胡宇杨代广珍陈乃金安徽工程大学电气工程学院安徽工程大学计算机与信息学院

容错路由算法是确保片上网络(network on chip, NoC)可靠性的主要方法，然而多故障点的绕行容错往往会导致网络负载不均衡及网络时延增大，为了解决这个问题提出了一种多故障点的无虚通道绕行容错路由算法。算法依赖于内建自测试(built-... 详细信息

容错路由算法是确保片上网络(network on chip, NoC)可靠性的主要方法，然而多故障点的绕行容错往往会导致网络负载不均衡及网络时延增大，为了解决这个问题提出了一种多故障点的无虚通道绕行容错路由算法。算法依赖于内建自测试(built-in self-test, BIST)技术获取故障区域的位置信息，继而传输到部分节点的故障存储器中。通过数据包在X维度和Y维度遇到故障区域的情况分别采用了不同的绕行策略，且无死锁特性。在8×8的2D Mesh中，相比于参考的算法，在故障区域大小横向扩展为2×2,2×3,2×4的情况下，饱和注入率分别提高了18.75%,30.23%,12.85%,并且均衡了故障区域周围的网络负载。通过周期精确的仿真模拟器实验表明，随着故障区域的横纵扩展，所提算法有效地减少了网络时延，提高了饱和注入率。

关键词：片上网络路由算法无虚通道容错饱和注入率