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新型稀土基纳米材料电致化学发光生物传感器设计与应用

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新型稀土基纳米材料电致化学发光生物传感器设计与应用

作者：魏明港烟台大学

学位级别：硕士

稀土纳米材料结合了稀土材料和纳米材料的特性,拥有丰富且独特的优势,因此深受科学家们的青睐。此类材料所展现出的优异电学和光学性能,使其在电化学发光（ECL）领域的应用前景广阔。随着科技的进步,传统的单信号ECL生物传感器越来越不... 详细信息

稀土纳米材料结合了稀土材料和纳米材料的特性,拥有丰富且独特的优势,因此深受科学家们的青睐。此类材料所展现出的优异电学和光学性能,使其在电化学发光（ECL）领域的应用前景广阔。随着科技的进步,传统的单信号ECL生物传感器越来越不能满足科研人员的需求。因此,本文基于稀土纳米材料设计开发了三种双信号ECL生物传感器,并将其应用于对目标物的检测,具体研究内容如下:第一章:本章对稀土纳米材料进行了阐述,并简要地探讨了其独特性质、制备方法及应用范围,重点介绍了双信号ECL生物传感器。第二章:尿激酶（UK）是主要从健康人尿中分离提取的一种酶蛋白,可用于评估人体肾脏功能、心血管疾病和炎症状态等。本章报道了一种基于单磷酸铽—鸟苷无限配位聚合物网络（Tb-GMP ICPn）包裹三（4,4'-二羧酸-2,2'-联吡啶基）二氯化钌(Ru（dcbpy）)构建的三明治式比率型ECL生物传感器,并将其首次用于对UK的灵敏检测。在最佳的实验条件下当以过硫酸钾（KSO）和三正丙胺（TPA）分别为共反应剂时,在10～10～4 ng m L的浓度区间内,ECL强度变化值与UK浓度之间展现出了良好的线性相关,其检出限（LOD）分别为7.2 pg m L和5.8 pg m L。此外,对实际样品中UK的检测也得到了令人满意的结果,表明所制备的比率型ECL生物传感器在临床检测诊断领域具有良好的潜力。第三章:葡萄糖（Glu）是人体能量的主要来源,对于维持正常的生理功能和能量代谢至关重要。本章中,通过水热合成法成功合成了具有优异ECL性能和类过氧化物酶性质的掺铕氧化铈(Ce O:Eu)纳米材料,将其分别应用于ECL和UV-vis传感器的构建,检测不同浓度范围下的Glu。其中,ECL传感器在1n M～0.1 m M的浓度区间内对Glu的ECL响应表现出显著的线性关联,LOD低至0.033 n M,用于实际样品的检测,加标回收率为96.49%～104.5%。同时,利用UV-vis传感器检测Glu,实现了浓度范围为1μM～0.01 M的准确测定,其LOD低至0.97μM,加标回收率为99.05%～103.6%。此外,两种传感器均表现出优秀的选择性与稳定性,为灵敏快速检测Glu提供了新方法。第四章:乌司他丁（UTI）是从人类尿液中提取的一种对多种酶具有抑制作用的蛋白酶抑制剂,具有改善人体微循环,免疫调理等作用。在本章中,合成了负载掺铕氧化铈的金纳米粒子(Ce O:Eu-Au@Au)和同时负载鲁米诺、牛血清蛋白和Ab的金星纳米粒子生物偶联物（Luminol-Au star@BSA-Ab）,将其应用于构建ECL以及荧光（FL）双模式传感平台,检测不同浓度的UTI。实验结果表明,ECL传感器在浓度范围为10～10 M时,其对UTI表现出了良好的线性关系,LOD为8.28 p M。FL传感器对UTI表现出了良好的线性关系,线性范围为10～10 M时,LOD为0.026 n M。另外,两种不同模式的传感器均已成功应用于实际样品（血清）中UTI浓度的检测,结果令人满意,可作为一种潜在的方法用于人体中UTI的灵敏检测。

关键词：稀土纳米材料双信号电致化学发光生物传感器尿激酶葡萄糖乌司他丁

曲柄-滑道-弹齿滚筒式花生捡拾机构设计与参数优化

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农业工程学报 2024年第4期40卷 62-71页

作者：许涛刘志侠高连兴梁港平辽宁石油化工大学机械工程学院抚顺113001 沈阳农业大学工程学院沈阳110866 吉林农业大学工程技术学院长春130118

为进一步解决花生捡拾过程植株漏捡、掉果损失等问题,该研究在分析捡拾过程中曲柄-滑道式弹齿滚筒捡拾机构弹齿摆动、花生植株运动规律基础上,建立凸轮理论滑道,运用目标函数法对机构进行了优化设计。以弹齿在地面铲拾距离最大和护板半... 详细信息

为进一步解决花生捡拾过程植株漏捡、掉果损失等问题,该研究在分析捡拾过程中曲柄-滑道式弹齿滚筒捡拾机构弹齿摆动、花生植株运动规律基础上,建立凸轮理论滑道,运用目标函数法对机构进行了优化设计。以弹齿在地面铲拾距离最大和护板半径最小为目标函数,采用非支配排序遗传算法对捡拾机构参数中的弹齿铲拾段初始安装角、弹齿捡拾长度、曲柄夹角、滚筒半径、上护板倾角、弹齿长度进行了优化求解。利用ADAMS软件建立了机构模型并进行了仿真分析,获得弹齿摆角和齿端运动轨迹仿真曲线,验证了机构参数的正确性和可行性。通过对比仿真分析,较优化前弹齿捡拾长度增大至135 mm、护板直径减小至159 mm,铲拾面积增加近30%。制作样机并进行田间试验,获得捡拾装置最优工作参数为:前进速度为48.0 m/min,转速为45 r/min,弹齿入土深度为17 mm。在花生植株含水率15%~17%的两段收获条件下,花生植株捡拾率为99.1%,掉果损失率为1.85%。研究结果可为两段式花生捡拾收获机捡拾装置的研究提供参考。

关键词：农业机械优化花生弹齿滚筒式捡拾装置凸轮滑道设计目标函数法

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生物质基电磁屏蔽与吸波材料的制备及其功能化研究

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生物质基电磁屏蔽与吸波材料的制备及其功能化研究

作者：彭庆港齐鲁工业大学

学位级别：硕士

电子通讯技术的快速发展在为人类带来便利的同时,也产生了严重的电磁污染。电磁辐射已然成为新型“隐形杀手”,不仅对电子产品的正常使用造成影响,还会危害人类健康。电磁屏蔽材料和吸波材料能够对入射电磁波进行反射和吸收,从而达到对... 详细信息

电子通讯技术的快速发展在为人类带来便利的同时,也产生了严重的电磁污染。电磁辐射已然成为新型“隐形杀手”,不仅对电子产品的正常使用造成影响,还会危害人类健康。电磁屏蔽材料和吸波材料能够对入射电磁波进行反射和吸收,从而达到对电磁波衰减的效果,有效解决电磁干扰和电磁污染问题。基于此,本文首先探讨了国内外电磁屏蔽和吸波材料的研究现状,然后从电磁波的基本特性出发,通过将二维纳米材料MXene与生物质基材料复合,制备了一系列生物质基电磁屏蔽和吸波材料。并对其介电性能、磁性能、化学组成等进行分析,揭示了内部结构以及填料组成等对电磁波作用的影响。主要研究内容和结果如下:1.采用简单的真空抽滤方法制备了一种具有良好疏水性和柔韧性的多功能电磁屏蔽薄膜。通过将FeO@BC和FeO@MXene TiCT层层抽滤,形成多层异质结构,使电磁波在内部形成“Z”型折射。结果表明,MXene TiCT/FeO&bacterial cellulose（BC）/FeO&Methyltrimethoxysilane(SBTF)的电导率和EMI SE分别达到526.0 S/cm和54.55 dB。此外,对于SBTF薄膜,高纵横比的BC相互交织形成稳定的基体,提高了薄膜的力学性能。MTMS的加入可以在膜表面形成疏水的Si-O-Si结构,SBTF的（接触角）CA比BTF提高了38.41°,疏水性能显著提升。疏水性能和柔韧性的提升使其在复杂的小型化、集成化电子器件应用领域显示出巨大的潜力。2.以泡桐为前驱体,通过高温碳化,得到生物质多孔炭骨架（WPC）。通过电荷吸引将具有优良导电性的MXene包覆在CoFe-MOF表面,得到具有介电和磁损耗双损耗机制的MXene@CoFe-MOF复合填料。利用WPC丰富的孔隙结构,将填料填充其中,制备得到MXene@CoFe-MOF@Sodium alginate@WPC超轻吸波材料MMSW。当厚度为1.5 mm时,MMSW的微波吸收值达到-57 dB,EAB值为5.8 GHz。通过在1.5-6.0 mm范围内改变MMSW的厚度,RL的峰值可以在6-18 GHz范围内超过-20 dB。通过给MMSW反复施加电压,模拟内部形成感应电荷后以焦耳热散失的情景,结果表明,MMSW在经过连续施加电压后仍具有较高的电热转换效率和稳定的性能。同时,MMSW由于其出色的阻燃能力,在酒精灯上加热90 s后保持不变。3.以TiCT MXene@CoFe-MOF为基体,通过简单的冷冻干燥过程和热处理,制备了一种轻质多孔TiCT MXene/CoFe-MOF/CS（TMC）混合碳气凝胶。TMC解决了由内部填料分布不均而引起的吸波性能降低的问题。通过引入壳聚糖（CS）,通过氢键作用,使TiCT MXene@CoFe-MOF分散均匀,同时提升碳气凝胶的力学性能。TiCTMXene@CoFe-MOF作为填料填充在CS衍生的多孔碳骨架中,形成了连续的导电网络和非均匀界面。值得注意的是,TMC的密度很小,只有35.09mg/cm,却表现出优异的微波吸收性能。在厚度仅为1.5 mm时,RL达到-50.95dB,而EAB值为6.32 GHz,有效地覆盖了EMW波段的大部分。值得注意的是,TMC同时具有显著的隔热和阻燃性能,有利于应用在航空航天、国防等高端电磁干扰屏蔽领域。

关键词：电磁屏蔽电磁波吸收 MXene MOF 生物质

黄河流域建筑业碳排放与经济高质量发展耦合协调研究

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黄河流域建筑业碳排放与经济高质量发展耦合协调研究

作者：杨庆港西安理工大学

学位级别：硕士

随着气候变暖问题日益严重,建筑业成为节能减排的重要领域。同时,推动经济高质量发展是建设社会主义现代化国家的核心任务。在此背景下,降低建筑业碳排放强度与提升经济发展质量成为我国发展的双重目标。黄河流域,作为我国生态安全的重... 详细信息

随着气候变暖问题日益严重,建筑业成为节能减排的重要领域。同时,推动经济高质量发展是建设社会主义现代化国家的核心任务。在此背景下,降低建筑业碳排放强度与提升经济发展质量成为我国发展的双重目标。黄河流域,作为我国生态安全的重要屏障和关键经济区域,对其建筑业碳排放强度与经济高质量发展之间的耦合协调关系进行深入探究,是实现“碳达峰、碳中和”及经济高质量发展的关键路径。本研究采用碳排放系数法,对黄河流域建筑业的碳排放量及强度进行了计算。基于“经济、创新、协调、绿色、开放、共享”六大维度,构建了经济高质量发展综合评价指标体系,并运用熵权法对2008至2021年间黄河流域的经济高质量发展水平进行了全面评估。借鉴物理学中的耦合度与耦合协调度模型,从时间序列和空间分布两个维度,对黄河流域“建筑业碳排放强度-经济高质量发展”系统的耦合协调性进行了深入评价,详细评价了该系统耦合度和耦合协调度的动态变化及所处阶段。主要研究成果:(1)测度了黄河流域建筑业碳排放量和碳排放强度。整体来看,黄河流域建筑业碳排放总量年均增长5.96%,建筑业的二氧化碳排放主要来源于建筑业间接碳排放,约占建筑业总排放量的80%-90%。除内蒙古建筑业碳排放年均变化率为负,其余省份的年均变化率均为正。内蒙古的人口密度小,居民住宅和商业建筑等建筑物达到饱和后,建筑需求量变小,建材使用量减少,建筑业碳排放量因此减少。黄河流域建筑业碳排放强度整体呈下降趋势,虽然碳排放量不断上升,但建筑业生产总值上升速度更快,表现为碳排放强度下降。不同地区建筑业碳排放强度存在较大差异,其中,上游地区差异较大,除内蒙古外黄河中下游地区碳排放强度均处于较低水平。(2)构建了经济高质量发展指标体系,对黄河流域经济高质量发展水平进行综合评价。黄河流域经济高质量发展综合指数均值介于0.2047-0.3486,这意味着黄河流域经济高质量发展水平不高;但综合指数均值整体呈现上升趋势,从2008年的0.2047上升到2021年的0.3486,增长率为70.30%。从黄河流域空间分布特征来看,黄河流域下游沿海地区的山东省经济高质量发展水平最高;其次是黄河流域中游的陕西省和黄河流域上游的四川省;山西省、内蒙古、河南省处于中等水平;黄河流域上游青海省、甘肃省、宁夏回族自治区最为落后,经济高质量发展水平总体呈现东中西依次递减的分布态势。(3)分析了黄河流域“建筑业碳排放强度-经济高质量发展”系统耦合度和耦合协调度变化情况以及所处阶段。2008-2021年黄河流域建筑业碳排放强度和经济高质量发展系统耦合度处于0.904-0.961之间,耦合度呈波动态势,均处于高水平耦合阶段,表明两系统相互影响程度大。2008-2021年,黄河流域整体层面的耦合协调度呈现出显著上升趋势,从2008年的0.500稳步提升至2021年的0.706,标志着该流域在平衡建筑业碳排放强度与经济高质量发展方面取得了积极进展。耦合协调类型也实现了从勉强协调到中级协调的跨越。在空间分布上,2008-2021年黄河流域建筑业碳排放强度和经济高质量发展耦合协调性可分为三个等级,下游地区(山东、河南)和中游地区(四川)耦合协调性较高,上游地区(内蒙古)、中游地区(陕西)耦合协调性居中,而上游的青海、甘肃、宁夏以及中游的山西等地区的耦合协调性则相对较低,最终黄河流域九省东南部耦合协调性最高。因东南部地区经济高质量发展水平高,且技术创新水平高,建筑业碳排放强度低,故耦合协调度高。

关键词：碳排放强度经济高质量发展耦合协调度模型黄河流域

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基于知识增强的文本语义匹配模型研究

情报学报 2024年第4期43卷 416-429页

作者：张贞港余传明中南财经政法大学信息与安全工程学院武汉430073

文本语义匹配模型在信息检索、文本挖掘等领域已经获得了广泛应用。为解决现有模型主要从文本自身角度判断文本之间的语义关系而忽略对外部知识有效利用的问题,本文提出一种新的基于知识增强的文本语义匹配模型,以知识图谱实体作为外部... 详细信息

文本语义匹配模型在信息检索、文本挖掘等领域已经获得了广泛应用。为解决现有模型主要从文本自身角度判断文本之间的语义关系而忽略对外部知识有效利用的问题,本文提出一种新的基于知识增强的文本语义匹配模型,以知识图谱实体作为外部知识,有效建模文本的外部知识信息,并自适应地过滤外部知识中存在的噪声。针对自然语言推理和释义识别两个文本语义匹配任务,与基线方法相比,本文模型在大多数指标上取得了最优效果。研究结果表明,本文模型有助于揭示知识图谱在文本语义匹配任务中的作用,为将知识图谱应用到智能信息服务领域提供了参考。

关键词：文本语义匹配信息检索知识图谱知识增强

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基于SNP芯片数据的泰山黑猪群体遗传结构与选择信号分析

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基于SNP芯片数据的泰山黑猪群体遗传结构与选择信号分析

作者：郭宝港山东农业大学

学位级别：硕士

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种植密度对辽北玉米生长的影响

农业工程技术 2024年第1期44卷 28-29页

作者：窦淑华辽宁省康平县乡村振兴发展中心辽宁康平110500

为探究适合辽北地区玉米生产的种植密度,该试验以玉米品种辽单31为试验对象,设置不同种植密度水平,了解对玉米产量及农艺性状的影响。试验结果表明,种植密度对产量及农艺性状均有一定影响,种植密度为5.5万株/hm^(2)时产量最高,各项农艺... 详细信息

为探究适合辽北地区玉米生产的种植密度,该试验以玉米品种辽单31为试验对象,设置不同种植密度水平,了解对玉米产量及农艺性状的影响。试验结果表明,种植密度对产量及农艺性状均有一定影响,种植密度为5.5万株/hm^(2)时产量最高,各项农艺性状表现适中,适宜在辽北玉米生产中应用。

关键词：辽北地区玉米种植密度影响农艺性状产量田间试验

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基于DEM与MFBD双向耦合的反铲挖掘机工作装置分析

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机械设计与制造 2024年

作者：徐庆港林谢昭福州大学机械工程及自动化学院

为正确评价挖掘机工作装置在作业过程中的动态性能，需要准确模拟工作装置在挖掘过程中所受的载荷变化以及铲斗的装料过程。在RecurDyn中构建了工作装置的刚柔耦合模型，并与基于离散单元法的土壤模型进行双向协同仿真。结果表明，结合... 详细信息

为正确评价挖掘机工作装置在作业过程中的动态性能，需要准确模拟工作装置在挖掘过程中所受的载荷变化以及铲斗的装料过程。在RecurDyn中构建了工作装置的刚柔耦合模型，并与基于离散单元法的土壤模型进行双向协同仿真。结果表明，结合离散单元法的刚柔耦合仿真能提供更符合真实工况的动态变化数据，能正确地反应挖掘全过程中斗杆和动臂的强度/刚度的动态变化，避免了传统计算只取个别特征位姿的不足。仿真得到的挖掘阻力比传统解析解大约38%，所确定的工作装置危险姿态也与现国标中的构型略有差异。

关键词：挖掘阻力工作装置离散单元法刚柔耦合

双发同轴面齿轮分汇流传动系统的静动态均载特性研究

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双发同轴面齿轮分汇流传动系统的静动态均载特性研究

作者：梁港西安工业大学

学位级别：硕士

均载特性作为衡量具有分流特性与汇流特性的齿轮传动系统其稳定性与可靠性的重要指标,同时该类型传动系统的使用寿命与应用前景直接由其均载性能优劣决定。双发同轴面齿轮分汇流传动系统因其同时具有分流与汇流特性,使其逐渐成为同轴双... 详细信息

均载特性作为衡量具有分流特性与汇流特性的齿轮传动系统其稳定性与可靠性的重要指标,同时该类型传动系统的使用寿命与应用前景直接由其均载性能优劣决定。双发同轴面齿轮分汇流传动系统因其同时具有分流与汇流特性,使其逐渐成为同轴双旋翼高速直升机传动系统的重点研究对象,同时其均载特性更是研究的关键点。本课题围绕双发同轴面齿轮分汇流传动系统的均载特性进行研究。在考虑安装位置角、多种误差(制造误差、安装误差)、多种刚度(扭转刚度、支承刚度)等多激励因素的基础上,针对系统的静力学均载特性建立其静力学模型,后续采用最小二乘法进行求解步骤,得到体现系统各级静态均载特性的静态均载系数。针对系统静态均载特性在不同因素影响下的变化规律进行重点分析研究。研究结果显示,安装位置角为180°时,系统左右输入端表现为完全均载状态,各级静态均载系数相等。制造误差及安装误差在Ⅲ级齿轮上的影响明显高于Ⅰ级与Ⅱ级齿轮。此外,在扭转刚度较小以及支承刚度较小的情况下,系统的静态均载特性能得到提升。在考虑制造误差、安装误差、扭转刚度和支承刚度等因素的基础上,根据集中质量参数法建立其84自由度的弯曲-扭转耦合动力学模型。进一步推导了系统的动力学微分方程,并利用Runge-Kutta法进行求解,重点针对制造误差、安装误差、扭转刚度和支承刚度对系统动态均载特性影响规律进行分析。研究结果显示,Ⅲ级齿轮的误差是主要影响系统动态均载特性因素。系统动态均载特性会随着分扭轴与双联轴扭转刚度的增大而变差;而各齿轮的支承刚度增大则会先改善后边差系统的动态均载特性。因此,合理控制支承刚度在一个适当范围内对系统动态均载特性的提升有利。最后利用ADAMS多体动力学仿真软件对系统进行多体动力学有限元仿真分析,其中包括当Ⅰ级及Ⅲ级齿轮制造误差为5μm时系统动态均载特性的变化规律的验证,制造误差、分扭轴与双联轴扭转刚度、Ⅰ级输入小锥角齿轮与Ⅱ级小圆柱齿轮支承刚度变化时系统动态均载特性变化规律的验证,通过将多体动力学有限元仿真得到的结果与理论计算的结果进行比较,得到两者的差值最大为0.380,满足工程误差允许的±5%,进而验证了系统的动态均载特性与动力学模型的正确性。基于上述研究结论,揭示了系统静/动态均载特性的在相关因素影响下的变化规律,为该构型传动系统的进一步研究提供了理论依据,同时也为实际工程应用奠定了理论基础。

关键词：同轴面齿轮分汇流误差刚度静/动态均载动力学验证