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Development of a Completely New PFOS Alternative with Lower Surface Tension for Minimizing the Environmental Burden

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Chemical Research in Chinese Universities 2023年第3期39卷 408-414页

作者： ZHOU Zhen GUO Rui chen bolei WANG Ling CAO Huiming WEI Cuiyun HU Ming ZHAN Yuhang LI Shutao WANG Yawei LIANG Yong Hubei Key Laboratory of Environmental and Health Effects of Persistent Toxic Substances School of Environment and HealthJianghan UniversityWuhan430056P.R.China Hubei Hengxin Chemical Co. Ltd.Yingcheng432400P.R.China State Key Laboratory of Environmental Chemistry and Ecotoxicology Research Center for Eco-Environmental SciencesChinese Academy of SciencesBeijing100085P.R.China

Improving the technical performance of related industrial products is an efficient strategy to reducing the application quantities and environmental burden for toxic chemicals.A novel polyfluoroalkyl surfactant potassium 1,1,2,2,3,3,4,4-octafluoro-4-(perfluorobutoxy)butane-1-sulfonate(F404)was synthesized by a commercializable *** had a surface tension(γ)of 18.2 mN/m at the critical micelle concentration(CMC,1.04 g/L),significantly lower than that of perfluorooctane sulfonate(PFOS,ca.33.0 mN/m,0.72 g/L),and exhibited remarkable suppression of chromium-fog at a dose half that of *** half maximal inhibitory concentration(IC_(50))values in HepG2 cells and the lethal concentration of 50%(LC_(50))in zebrafish embryos after 72 hpf indicated a lower toxicity for F404 in comparison to *** a UV/sulphite system,89.3%of F404 were decomposed after 3 h,representing a defluorination efficiency of 43%.The cleavage of the ether C—O bond during the decomposition would be expected to form a short chain·C_(4)F_(9) as the position of the ether C—O in the F404 fluorocarbon chains is C4—*** ether unit is introduced in the perfluoroalkyl chain to improve water solubility,biocompatibility and degradation,thereby minimizing the environmental burden.

关键词： Perfluorooctane sulfonate(PFOS) Surface tension Chromium-fog inhibitor Perfluoropolyether

From Environmental Toxicants to Antibacterial Agents:BPA Analogues Selectively Inhibit the Growth of Gram-Positive Bacteria by Disturbing Biosynthesis of the Cell Wall

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Environment & Health 2023年第4期1卷 291-299页

作者： Huiming Cao Zhunjie Li bolei chen Jing Wang Zhen Zhou Zhi Li Yun Qian Yong Liang Hubei Key Laboratory of Environmental and Health Effects of Persistent Toxic Substances School of Environment and HealthJianghan UniversityWuhan 430056P.R.China Department of Orthopedics General Hospital of Central Theater Command of Chinese People’s Liberation ArmyWuhan 430070P.R.China Department of Biomedical Engineering Florida International UniversityMiamiFlorida 33174United States

Remarkable antibacterial activity of BPA analogues especially for tetrabromobi-sphenol A against Staphylococcus aureus 25923(Sa25923)and methicillin-resistant Staphylococcus aureus(MRSA)has been reported in our previous ***,the toxic effects of the compounds as environmental contaminants on the endocrine system limited their applications in the field of medicine and *** the abuse of antibiotics has led to the emergence of multiple super-resistant bacteria,we considered that structural modifications based on the BPA structure will be available for molecular designing of potential antimicrobial agents without drug *** this study,to further improve the antibacterial activity and reduce the biological toxicity,we performed the computational models to evaluate the binding affinities of BPA analogues to the potential target DltA protein in the biosynthesis of cell wall.A series of synthesized achiral analogues ofα,α,α′-tris(4-hydroxyphenyl)-1-ethyl-4-isopropylbenzene(α,α,α′-TEIB)exhibited low minimum inhibitory concentration against Sa25923 and MRSA(2 or 1μg mL−1).Especially,the analogue A4 did not induce the drug-resistant mutants for all tested Gram-positive bacterial strains and exhibited relatively lower cytotoxicity in HepG2 *** developed classification model based on the light gradient boosting algorithm showed the superior performances on the internal robustness and generalization ability for the ligand-based virtual screening of bisphenol and polyphenol antimicrobial ***,our findings suggest that the molecular structure ofα,α,α′-TEIB is promising as a scaffold,which is expected to achieve a breakthrough in the development of antibiotics which can prevent the invasion of MRSA and other super bacteria.

关键词： Environmental toxicants Antibacterial agents BPA analogues Lipoteichoic acid Virtual screening Machine learning

Intermediate phase assisted sequential deposition of reverse-graded quasi-2D alternating cation perovskites for MA-free perovskite solar cells

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InfoMat 2023年第3期5卷 134-149页

作者： Shaofu Wang Yumin Liu Junjie Zou Junjun Jin Yun Jiang Tao Zeng Wenyan Zhao Rong-Xiang He bolei chen Yu chen Shuoxue Jin Hong-Xiang Li Zhipeng Xie Chang-An Wang Weiwei Sun Qiang Cao Xing-Zhong Zhao School of Materials Science and Engineering National Engineering Research Center for Domestic&Building CeramicsJingdezhen Ceramic UniversityJingdezhenthe People Republic of China School of Physics and Technology Institute of Technological SciencesKey Laboratory of Artificial Micro/Nano StructuresMinistry of EducationWuhan UniversityWuhanthe People Republic of China Institute for Interdisciplinary Research(IIR) Key Laboratory of Optoelectronic Chemical Materials and DevicesMinistry of EducationJianghan UniversityWuhanthe People Republic of China Beijing Synchrotron Radiation Facility Institute of High Energy PhysicsChinese Academy of SciencesBeijingthe People Republic of China College of Polymer Science and Engineering State Key Laboratory of Polymer Materials EngineeringSichuan UniversityChengduthe People Republic of China College of Aerospace Science and Engineering National University of Defense TechnologyChangshathe People Republic of China

One-step deposition approaches have been widely applied and developed in the fabrication of quasi-2D ***,the regulation of quantum wells(QWs)and crystalline orientation is difficult and complicated when using this *** deposition is another widespread synthetic approach for preparing perovskite films and perovskite dimension *** this article,δ-CsPbI_(3)intermediate phase assisted sequential(IPAS)deposition is successfully carried out to fabricate MA-free quasi-2D ACI *** amount of theδ-CsPbI_(3)intermediate phase in the PbI2 layer and the concentration of GAI molecule in the IPA solution both play important roles in the production of MA-free quasi-2D ACI perovskite *** n value of the MA-free quasi-2D ACI perovskites can be adjusted,which affects the photovoltaic performance and device *** with one-step deposition,the MA-free quasi-2D ACI perovskites prepared via IPAS deposition have opposite reverse-graded QW distribution and improved vertical orientation,leading to a remarkable PEC of up to 18.86%and allowing the preparation of unpackaged devices with prominent working stability(80%,400 h).The underlying mechanism and crystallization pathway of IPAS deposition confirm that sequential deposition has unique superiority in regulating the QW distribution and crystalline orientation of quasi-2D perovskites.

关键词： intermediate phase quantum well distribution quasi-2D perovskite sequential deposition solar cells

D-氨基酸在细菌生理中的结构性能和调节功能的研究进展

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微生物学报 2018年第12期58卷 2078-2086页

作者：纪芳陈博磊梁勇江汉大学医学院湖北武汉430056 江汉大学交叉学科研究院湖北武汉430056 江汉大学环境与健康研究院湖北武汉430056

除最小的甘氨酸外,所有的氨基酸(amino acid,AA)都有手性,以D-氨基酸(DAA)或L-氨基酸(LAA)形式存在。DAA广泛存在于各类生物中,尤其是细菌。DAA虽没有参与蛋白质合成,但DAA尤其是非典型DAA在细菌生理中具有很多特殊功能。在结构性能方面... 详细信息

除最小的甘氨酸外,所有的氨基酸(amino acid,AA)都有手性,以D-氨基酸(DAA)或L-氨基酸(LAA)形式存在。DAA广泛存在于各类生物中,尤其是细菌。DAA虽没有参与蛋白质合成,但DAA尤其是非典型DAA在细菌生理中具有很多特殊功能。在结构性能方面,DAA是细菌细胞壁肽聚糖的重要组分,并参与组成某些非核糖体合成途径产生的生物多肽,少数细菌能产生含有D-Glu的γ-聚谷氨酸。对细胞个体而言,DAA能调节细菌表面电荷和自溶素活性,抑制细菌芽胞萌发,调节稳定期细胞壁的重塑及调节病原菌的毒力等。对细菌群落而言,DAA对生物膜的解聚和细菌生态也具有调控作用。此外,某些DAA还能直接作为营养支持某些细菌的生长,而有的DAA则具有抑菌作用。本文主要综述了DAA在细菌生理过程中发挥多项功能的研究进展。

关键词： D-氨基酸非典型D型氨基酸细菌细胞壁生物膜细菌生理活动的调节

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基于树莓派和神经计算棒的智能家居机器人

单片机与嵌入式系统应用 2019年第7期19卷 56-59,64页

作者：陈铂垒中南民族大学计算机科学学院

利用树莓派、Intel二代神经计算棒、Arduino mega2560设计了一种基于科大讯飞语音识别API和ROS机器人操作系统的智能家居机器人。利用OpenVINO软件平台对神经网络进行优化和视觉推理,使机器人更加智能化。本文主要介绍了智能家居机器人... 详细信息

利用树莓派、Intel二代神经计算棒、Arduino mega2560设计了一种基于科大讯飞语音识别API和ROS机器人操作系统的智能家居机器人。利用OpenVINO软件平台对神经网络进行优化和视觉推理,使机器人更加智能化。本文主要介绍了智能家居机器人系统的整体设计、硬件组成、软件设计和算法实现等。经过测试,本文设计的智能家居机器人灵活性好、机动性强,能够较好地实现人机交互和家电控制。

关键词：树莓派 Intel二代神经计算棒 Arduino mega2560 ROS OpenVINO

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带式连续真空干燥香蕉粉的失水特性研究

食品与发酵工业 2005年第6期31卷 19-21页

作者：王娟李远志陈人人龚丽陈波雷华南农业大学食品学院广东省农业机械研究所广州510630

对带式连续真空干燥条件下香蕉粉的失水特性进行研究。结果表明,香蕉粉的干燥曲线在不同的参数设置下有所不同,经拟合得出带式连续真空干燥香蕉粉的数学模型可以用单项扩散模型即MR=αexp(-kdt)来描述。

关键词：真空干燥香蕉特性研究带式失水特性干燥条件参数设置干燥曲线扩散模型数学模型

全氟辛酸和全氟辛基磺酸的光降解技术及机理研究进展

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环境化学 2022年第1期41卷 46-56页

作者：詹宇航秦雅鑫陈博磊周珍曹慧明梁勇江汉大学环境与健康研究院武汉430056 江汉大学交叉学科研究院武汉430056 江汉大学光电化学材料与器件教育部重点实验室化学与环境工程学院武汉430056

目前,普遍存在于各种环境介质中的全氟辛酸(PFOA)和全氟辛基磺酸(PFOS)造成的环境污染问题已引起全球的广泛关注。PFOA和PFOS具有稳定性、持久性和生物累积性等特点。常规的方法如:超声降解法、电化学氧化法和微生物降解法等,很难将其... 详细信息

目前,普遍存在于各种环境介质中的全氟辛酸(PFOA)和全氟辛基磺酸(PFOS)造成的环境污染问题已引起全球的广泛关注。PFOA和PFOS具有稳定性、持久性和生物累积性等特点。常规的方法如:超声降解法、电化学氧化法和微生物降解法等,很难将其彻底降解,因此开发有效的PFOA和PFOS降解技术成为了环境领域的研究重点。近年来,光降解技术在有效去除环境介质中的PFOA和PFOS方面显示出巨大潜力和优良的应用前景,并引起科学研究者的广泛关注。因此,本论文系统综述了近年来国内外关于PFOA和PFOS光降解方面的研究报道,重点对比了不同催化剂、氧化剂和光敏剂对PFOA和PFOS光降解效率的影响及降解机理。同时系统分析了目前PFOA和PFOS光降解技术可能存在的问题及其应用前景,以期为开发安全有效的PFOA和PFOS光降解技术提供全面的科学信息,并为光降解PFOA和PFOS的发展方向提供参考意见。

关键词：全氟化合物全氟辛酸全氟辛基磺酸光降解降解机理

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基于亲水性污泥陶粒开展城市黑臭水体生态修复的应用示范

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环境化学 2024年第6期43卷 1767-1777页

作者：余婷曹梦西陈路锋潘钰陈博磊冯畅熊飞梁勇持久性有毒污染物环境与健康危害湖北省重点实验室环境与健康学院江汉大学武汉430056

重建水生植物尤其是沉水植物群落结构,被广泛认为是水体修复治理的有效途径.目前城市河、湖、渠的黑臭水体治理主要采用截污、清淤等方式,生态功能恢复大多围绕生态浮岛开展浮水、挺水植物的种植,加之城市硬化沟渠等封闭的水系统由于硬... 详细信息

重建水生植物尤其是沉水植物群落结构,被广泛认为是水体修复治理的有效途径.目前城市河、湖、渠的黑臭水体治理主要采用截污、清淤等方式,生态功能恢复大多围绕生态浮岛开展浮水、挺水植物的种植,加之城市硬化沟渠等封闭的水系统由于硬化的底质无法种植沉水植物,造成了城市黑臭水体生态修复收效甚微.本文以江汉大学清源河作为城市硬化沟渠黑臭水体的典型代表,利用亲水性污泥陶粒作“新型土壤”种植苦草(Vallisneria natans(Lour.)***),构建“水下森林”生态系统,实现城市黑臭水体的生态原位修复.种植沉水植物后,沉水植物生物量从241.20 g显著增长至1566.13 g,清源河中水生微型生物的生物多样性显著提升,蓝藻(Cyanobacteria)相对丰度显著降低,总体水质从劣Ⅴ类提升至近Ⅲ类,且平稳运行两年未返黑臭.该应用示范体系中,亲水性污泥陶粒一方面为苦草提供固着基质,实现了无底泥硬化沟渠中沉水植物的种植和生长,另一方面可为水生微型生物提供栖息地.清源河示范治理工程应用亲水性污泥陶粒开展城市黑臭水体生态修复,不仅将城市生态系统中的污泥烧制成陶粒后回用到淡水生态系统的修复,同时实现污泥的无害化和资源化的循环利用,为城市黑臭水体的修复及生态重构和国家达成“碳中和”目标提供了新思路.

关键词：亲水性污泥陶粒沉水植物淡水生态修复生态重构生物多样性

耐药菌的环境分布、传播及新型抗菌技术研究进展

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环境化学 2024年第1期43卷 1-13页

作者：欧阳富成曹慧明陈博磊李准洁李智梁勇南方医科大学第一临床医学院广州510515 持久性有毒污染物环境与健康危害湖北省重点实验室环境与健康学院江汉大学武汉430056 中部战区总医院骨科武汉430070

抗生素的广泛使用导致细菌耐药性增加、多重耐药菌菌群数量急剧增多,严重威胁着人类生命健康.环境中耐药菌(ARB)及耐药基因(ARGs)的存在给临床治疗耐药菌感染带来了巨大挑战.有关医院中常见耐药致病菌的研究已有很多,尚缺乏环境中耐药... 详细信息

抗生素的广泛使用导致细菌耐药性增加、多重耐药菌菌群数量急剧增多,严重威胁着人类生命健康.环境中耐药菌(ARB)及耐药基因(ARGs)的存在给临床治疗耐药菌感染带来了巨大挑战.有关医院中常见耐药致病菌的研究已有很多,尚缺乏环境中耐药菌的分布、传播及新型耐药菌抗菌技术等的相关研究.本文综述了耐药菌的环境分布特征及其传播机制,概述了新型抗菌技术及其应用,最后展望了有关环境耐药菌研究的未来发展方向.

关键词：耐药菌环境分布传播抗菌技术展望