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基于增强条纹去除的超冷原子成像

物理学报 2024年第14期73卷 193-200页

作者：王帅李希姚星灿中国科学技术大学物理学院合肥微尺度物质科学国家研究中心合肥230026 中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子科技创新研究院上海量子科学研究中心上海201315 中国科学技术大学合肥国家实验室合肥230088

吸收成像是超冷原子实验中定量测量的基础.典型的成像过程涉及记录探测光场和原子吸收光场的照片.在拍摄这两张照片的时间间隔内,由于探测光不可避免的抖动,会在成像过程中引入条纹噪声模式.常规的条纹去除算法虽然可以抑制这种噪声,但... 详细信息

吸收成像是超冷原子实验中定量测量的基础.典型的成像过程涉及记录探测光场和原子吸收光场的照片.在拍摄这两张照片的时间间隔内,由于探测光不可避免的抖动,会在成像过程中引入条纹噪声模式.常规的条纹去除算法虽然可以抑制这种噪声,但由于其忽略了原子吸收效应对噪声信号的调制,使得原子团上会出现无法完全消除的剩余条纹,并且这一现象会随着原子密度的增大而愈发明显.本文提出了一种创新的增强条纹去除算法,该方法考虑了原子的吸收效应,并通过主动调制噪声信号的强度,从根本上避免了剩余条纹的产生并显著提高了成像的信噪比.在处理均匀费米气体的吸收成像时,新算法成功将表征原子密度波动的相对标准偏差降低约37%.此外,本文还利用该方法对6Li费米原子超流中的第二声波进行了定量观测.与传统的条纹去除算法相比,我们的新方法将密度波关联函数的对比度提高了近4倍,密度响应谱强度提升约15%.上述结果表明,增强条纹去除算法不仅可以有效地抑制条纹噪声,而且更有利于在高密度原子体系中识别和探测一些重要物理效应.

关键词：条纹去除吸收成像幺正费米超流第二声波

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C_(60)超原子近自由电子能带

科学通报 2024年第10期69卷 1327-1342页

作者：崔兴霞苑青娄灿灿李亚菲丰敏武汉大学物理科学与技术学院人工微纳结构教育部重点实验室武汉430072 武汉大学高等研究院武汉430072

从传统观念理解,有机分子及其固体的光电特性主要由前线轨道及其相互作用决定.本文以C_(60)为例,展示新的分子轨道和相互作用及其在有机半导体中产生的类金属近自由电子能带.一类是C_(60)超原子分子轨道:超原子分子轨道广泛存在于具有... 详细信息

从传统观念理解,有机分子及其固体的光电特性主要由前线轨道及其相互作用决定.本文以C_(60)为例,展示新的分子轨道和相互作用及其在有机半导体中产生的类金属近自由电子能带.一类是C_(60)超原子分子轨道:超原子分子轨道广泛存在于具有中空结构的体系,如层状、管状、笼状结构甚至芳香性分子中.其波函数模的平方在空间上非常弥散,因此在范德华固体中也能杂化生成近自由电子能带.另一类是C_(60)类共价准键相互作用:在黑磷表面被压缩的C_(60)单层中,C_(60)像超原子一样通过被基底模板化的π-π堆叠类共价准键相互作用,生成近自由电子能带.同传统观点相比,前者是利用能量更高、空间更扩展的镜像态在较远距离下生成近自由电子能带;而后者则是通过能量更低、更束缚的前线分子轨道在更短的距离中获得.两者均体现了以整个分子为超原子来相互作用的超原子材料制造思想.基于这一思想,有望构筑具有超高载流子迁移率的新型范德华有机半导体.

关键词： C_(60) 范德华间距超原子分子轨道类共价准键近自由电子能带载流子迁移率

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天然高分子抗菌水凝胶伤口敷料研究进展

高分子通报 2024年第10期 1337-1353页

作者：张广明王保平程萍范治平韩军聊城大学生物制药研究院聊城高新生物技术有限公司

天然高分子包括多糖和蛋白质等，其来源广泛且具有丰富的功能基团、易于改性，部分天然高分子还兼具抗菌性能和独特生物学性能，这些特点使其在制备抗菌水凝胶敷料中颇具优势。天然高分子水凝胶通常具有良好的生物相容性、可降解性和亲... 详细信息

天然高分子包括多糖和蛋白质等，其来源广泛且具有丰富的功能基团、易于改性，部分天然高分子还兼具抗菌性能和独特生物学性能，这些特点使其在制备抗菌水凝胶敷料中颇具优势。天然高分子水凝胶通常具有良好的生物相容性、可降解性和亲水性等，其三维结构为抗菌物质提供了理想的负载空间。对于抗菌水凝胶敷料的制备，除了材料的选择，交联策略的设计也至关重要。本文详细汇总了近年来天然高分子抗菌水凝胶敷料的制备方法，包括化学交联、物理交联以及杂化交联等；并且根据抗菌性能的来源，将其分为固有抗菌性能的天然高分子水凝胶和负载抗菌物质的天然高分子水凝胶，进而对这两种水凝胶敷料在医疗、健康等领域的应用进行了详细阐述；最后，对天然高分子抗菌水凝胶现存研究瓶颈进行分析并对其未来发展机遇进行展望。

关键词：天然高分子抗菌水凝胶伤口敷料

基于微流控技术的载银螺旋海藻复合纤维的绿色连续制备

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复合材料学报 2024年

作者：刘辉灿殷亚然王之豪陈秀芳张先明浙江理工大学材料科学与工程学院浙江理工大学绍兴柯桥研究院有限公司浙江省现代纺织技术创新中心

提高螺旋海藻纤维抗菌性可保障纤维应用安全及稳定性，然而由于抗菌剂和海藻纤维制备过程中试剂间的相容性等问题难以克服，致使共混纺丝过程步骤繁琐，复合纤维的螺旋形貌和性能难以保证。鉴于此，本文以绿色柠檬酸钠 (TSC) 作为纳米... 详细信息

提高螺旋海藻纤维抗菌性可保障纤维应用安全及稳定性，然而由于抗菌剂和海藻纤维制备过程中试剂间的相容性等问题难以克服，致使共混纺丝过程步骤繁琐，复合纤维的螺旋形貌和性能难以保证。鉴于此，本文以绿色柠檬酸钠 (TSC) 作为纳米银粒子 (AgNPs) 抗菌剂的还原稳定剂和海藻纤维螺旋形貌的成型促进剂，基于微流控技术构建了载银螺旋海藻复合纤维的连续纺丝系统，并对螺旋复合纤维的形貌、力学、热稳定、银元素释放和抑菌等性能进行了表征。结果表明，AgNPs呈球形，粒径较为均一，在4～12 nm之间。在抗菌剂-纤维连续制备下，AgNPs能够均匀分布在纤维内部，且增大AgNPs负载量，不仅有利于增强纤维断裂强度和热稳定性，还促进了螺旋复合纤维形成，使断裂伸长率和弹性显著高于线形复合纤维。当AgNPs负载量大于200 mg/kg时，抗菌率可达99.9%以上，且具有长效、高效的抗菌潜力。本研究为抗菌螺旋海藻纤维性能调控提供了理论基础，为复合材料的连续化精准构筑提供了技术指导。

关键词：微流控海藻酸钠纳米银柠檬酸钠抗菌活性

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长壁放顶煤工作面沿空巷道的变形破坏机理

Journal of Central South University 2024年第5期31卷 1542-1559页

作者：王浩森何满潮王炯王瑞明灿朱道勇马资敏 State Key Laboratory for Geomechanics and Deep Underground Engineering China University of Mining&TechnologyBeijing 100083China NBK Institute of Mining Engineering University of British ColumbiaVancouver BC V6T 1Z4Canada Mining Engineering and Geology College Xinjiang Institute of EngineeringUrumqi 830023China Department of Earth Sciences University of FlorenceFirenze 50121Italy College of Water&Architectural Engineering Shihezi UniversityShihezi 832003China School of Resource and Environmental Engineering Shandong University of TechnologyZibo 255000China

本文利用物理和数值模型研究了长壁放顶煤工作面沿空巷道的变形和破坏机理。物理模型实验表明,长壁放顶煤工作面沿空巷道的变形破坏过程可分为四个阶段:初始变形阶段Ⅰ(相邻工作面后方-47~45 m)、快速变形阶段Ⅱ(45~150 m)、变形稳定阶... 详细信息

本文利用物理和数值模型研究了长壁放顶煤工作面沿空巷道的变形和破坏机理。物理模型实验表明,长壁放顶煤工作面沿空巷道的变形破坏过程可分为四个阶段:初始变形阶段Ⅰ(相邻工作面后方-47~45 m)、快速变形阶段Ⅱ(45~150 m)、变形稳定阶段Ⅲ(150~240 m)和压实稳定阶段IV(工作面后方240 m外)。值得注意的是,长壁放顶煤工作面沿空巷道围岩的大变形主要发生在快速变形阶段Ⅱ和变形稳定阶段Ⅲ。这主要是由沿空巷道上方的侧向悬臂梁结构旋转下沉过程中产生的应力集中造成的。因此,本文提出了一种创新方法,使用顶板预裂技术来优化巷道顶板结构,控制长壁放顶煤工作面沿空巷道围岩的大变形并自动留巷。数值模拟和现场应用表明,使用顶板预裂自动留巷技术后,长壁放顶煤工作面沿空巷道实体煤帮的支承压力、顶底板变形量和两帮变形量分别降低了6.49%、79.25%和60%。因此,顶板预裂自动留巷技术可以有效控制长壁放顶煤工作面沿空巷道的围岩大变形。本文所提出的长壁放顶煤工作面顶板预裂自动留巷技术可以为厚及特厚煤层综放工作面使用切顶卸压无煤柱自成巷技术提供参考。

关键词：物理模型实验变形机理沿空巷道顶板预裂

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基于混合运动模型的相对状态估计

控制理论与应用 2024年第7期41卷 1207-1215页

作者：夏睿灿裴海龙华南理工大学自动化科学与工程学院自主系统与网络控制教育部重点实验室广东省无人机系统工程技术研究中心广东广州510640

相对状态的精确估计通常依赖参考平台准确的角加速度,在航天场景由外力矩计算,而在日常环境中由于未知阻力普遍存在,准确的外力矩难以获取,角加速度一般由角速度差分近似,导致相对状态估计精度下降.对此,本文构建一种仅依赖惯性测量的... 详细信息

相对状态的精确估计通常依赖参考平台准确的角加速度,在航天场景由外力矩计算,而在日常环境中由于未知阻力普遍存在,准确的外力矩难以获取,角加速度一般由角速度差分近似,导致相对状态估计精度下降.对此,本文构建一种仅依赖惯性测量的相对运动模型,称为混合运动模型,其将恒定加速度模型与向量运动学结合,在独立于力矩和惯性状态的情况下,精确预测相对状态.此外,本文设计扩展卡尔曼滤波器(EKF),将该运动模型与视觉相对观测结合,实现高精度相对状态估计,并以仿真和实际数据评估其性能.仿真实验从轨迹动态特性和相对观测丢失的角度对比该EKF和目前先进的方法,结果证明本文提出的方案具有较高的精度和稳定性.实际实验利用本方法实现虚拟现实应用中的六自由度手柄视觉跟踪,验证其具备先进的毫米级定位精度,演示链接见https://*** ***/video/BV1mv4y1d7iD/.

关键词：相对状态估计多机器人协同虚拟现实扩展卡尔曼滤波器传感器融合

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河道流量遥感估算研究进展与展望

地理学报 2024年第3期79卷 565-583页

作者：孙文超王星灿徐宗学北京师范大学水科学研究院北京100875 城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室北京100875

河道流量数据为水文水资源领域科学研究与水利工程规划设计提供重要的科学依据。缺实测资料地区河道流量估算是过去几十年水文学界重点解决的科学问题之一。基于遥感观测的河道流量估算方法是解决水文资料缺乏的有效手段,同时也是定量... 详细信息

河道流量数据为水文水资源领域科学研究与水利工程规划设计提供重要的科学依据。缺实测资料地区河道流量估算是过去几十年水文学界重点解决的科学问题之一。基于遥感观测的河道流量估算方法是解决水文资料缺乏的有效手段,同时也是定量遥感与水文水资源学科交叉研究的重要领域。本文系统总结了河道水面宽度、水面高程等与河道流量紧密相关水力学变量的遥感反演方法研究现状,梳理了经验关系法、与水文模型结合和与河流水动力模型结合等基于卫星观测的流量估算数学方法研究进展。在此基础上,阐述了河道流量遥感估算研究中流量估算结果误差评估、多星协作提升观测频率与方法普适性评估等难点问题与未来发展趋势。最后,探讨了遥感估算流量方法的应用前景。

关键词：遥感河道流量缺资料地区水力学水文循环

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关于城镇化新趋势对中国经济的影响与分析

产业创新研究 2024年第1期 74-76页

作者：龙灿明吉林财经大学吉林长春130117

城镇化是一个国家现代化进程中不可或缺的重要组成部分,也是改善农村地区的生产条件和提高居民生活水平的重要手段。本文旨在探究城镇化进程对我国经济增长的影响,研究使用了我国的城镇化率、人均GDP、居民消费水平和产业结构的面板数据... 详细信息

城镇化是一个国家现代化进程中不可或缺的重要组成部分,也是改善农村地区的生产条件和提高居民生活水平的重要手段。本文旨在探究城镇化进程对我国经济增长的影响,研究使用了我国的城镇化率、人均GDP、居民消费水平和产业结构的面板数据,构建了面板模型的随机效应模型,应用岭回归模型解决了多重共线性造成的参数估计量方差变大的问题,结果显示城镇化水平与经济增长之间呈正相关。

关键词：城镇化经济增长统计测度人均GDP 随机效应模型

河南省农业面源总磷污染时空演变特征及影响因素分析

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农业资源与环境学报 2024年

作者：李兴明李玲范行行尚元一李栋浩吴用河南农业大学资源与环境学院河南省土地整治与生态重建工程技术研究中心

为评估非点源总磷（TP）污染排放量及其主要驱动因素，本研究以高产量和高投入量的河南省为例，基于清单分析法评估2000—2020年研究区各县TP污染排放量，探讨TP污染的时空变化特征、主要污染来源和空间集聚情况，并运用随机森林模型和... 详细信息

为评估非点源总磷（TP）污染排放量及其主要驱动因素，本研究以高产量和高投入量的河南省为例，基于清单分析法评估2000—2020年研究区各县TP污染排放量，探讨TP污染的时空变化特征、主要污染来源和空间集聚情况，并运用随机森林模型和地理探测器识别TP污染的关键驱动因素和主要影响因子。结果表明：2000—2020年间，河南省TP排放量从1.051×105t上升至1.158×105t，呈现先上升后下降的趋势；化肥和畜禽养殖是TP排放量的主要来源，两者贡献率从80.23%上升至82.52%。河南省TP排放量呈现东南高、西北低的空间特征。邓州市和滑县的TP排放总量最多，为3 525.60、3 126.07 t；TP污染的热点区域主要集中在淮海平原以及西南部分县区，冷点区主要分布在豫西地区。地理探测器结果表明农业生产条件（解释度q=617）、磷肥施用量（q=496）、高程（q=0.324）和坡度（q=0.340）是TP污染的主要驱动因素；随机森林结果表明农业生产条件、磷肥施用量、坡度、城镇化率和环境规制是TP污染的驱动因素中相对重要性较高的影响因子。研究表明，我国农业政策影响了河南省TP污染排放量，而且驱动因素的影响机制不同，未来需制定针对性的农业发展和管理政策，这对提高该区域农业面源污染防控和可持续发展具有重要意义。

关键词：农业面源污染总磷时空演变驱动因素随机森林地理探测器