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Microstructured Cantilever Probe on Optical Fiber Tip for Microforce Sensor

Photonic Sensors 2024年第2期14卷 89-99页

作者： Famei WANG changrui LIAO Mengqiang ZOU Dejun liu Haoqiang HUANG Chao liu Yiping WANG Shenzhen Key Laboratory of Ultrafast Laser Micro/Nano Manufacturing Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education/Guangdong ProvinceCollege of Physics and Optoelectronic EngineeringShenzhen UniversityShenzhen 518060China Shenzhen Key Laboratory of Photonic Devices and Sensing Systems for Internet of Things Guangdong and Hong Kong Joint Research Centre for Optical Fibre SensorsState Key Laboratory of Radio Frequency Heterogeneous IntegrationShenzhen UniversityShenzhen 518060China School of Electronics Science Northeast Petroleum UniversityDaqing 163318China

Benefiting from the great advances of the femtosecond laser two-photon polymerization(TPP)technology,customized microcantilever probes can be accurately 3-dimensional(3D)manufactured at the nanoscale size and thus have exhibited considerable potentials in the fields of microforce,micro-vibration,and microforce sensors.In this work,a controllable microstructured cantilever probe on an optical fiber tip for microforce detection is demonstrated both theoretically and experimentally.The static performances of the probe are firstly investigated based on the finite element method(FEM),which provides the basis for the structural design.The proposed cantilever probe is then 3D printed by means of the TPP technology.The experimental results show that the elastic constant k of the proposed cantilever probe can be actively tuned from 2.46N/m to 62.35N/m.The force sensitivity is 2.5nm/μN,the Q-factor is 368.93,and the detection limit is 57.43nN.Moreover,the mechanical properties of the cantilever probe can be flexibly adjusted by the geometric configuration of the cantilever.Thus,it has an enormous potential for matching the mechanical properties of biological samples in the direct contact mode.

关键词： Optical fiber sensor microforce sensing microstructured cantilever two-photon polymerization

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Biodegradable,superhydrophobic walnut wood membrane for the separation of oil/water mixtures

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Frontiers of Chemical Science and Engineering 2022年第9期16卷 1377-1386页

作者： Tong Xing Changqing Dong Xiaodong Wang Xiaoying Hu changrui liu Haiyang Lv National Engineering Laboratory for Biomass Power Generation Equipment School of New EnergyNorth China Electric Power UniversityBeijing 102206China State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources North China Electric Power UniversityBeijing 102206China National Energy Biological Power Generation Group Corporation LTD Beijing 100052China

The preparation of environmentally friendly oil/water separation materials remains a great challenge.Freeze-drying of wood after lignin removal yields wood aerogels,which can be used as substrates to prepare fluorine-free environmentally friendly superhydrophobic materials,However,they are more suitable for absorption rather than filtration applications due to their poor strength.A study using cross-sections of pristine wood chips as substrates retains the original strength of wood,but the use of the cross-sectional of wood pieces limits their thickness,strength,and size.In this paper,a degradable fluorine-free superhydrophobic film(max.water contact angle of approximately 164.2°)with self-cleaning and abrasion resistance characteristics was prepared by a one-step method using pristine and activated walnut longitudinal section films as the substrate,with tetraethyl orthosilicate as a precursor and dodecyltriethoxysilane as a modifier.The tensile strength results show that superhydrophobic films with pristine or activated wood substrates maintained the strength of pristine wood and were 2.2 times stronger than the wood aerogel substrate.In addition,after cross-laminating the two samples,the films had the ability to separate oil and water by continuous filtration with high efficiency(98.5%)and flux(approximately 1.3×10^(3)L∙m^(‒2)∙h^(‒1)).The method has potential for the large-scale fabrication of degradable superhydrophobic filtration separation membranes.

关键词： wood nanotechnology superhydrophobic biodegradable surface modification oil/water separation

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Defend Against Adversarial Samples by Using Perceptual Hash

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Computers, Materials & Continua 2020年第3期62卷 1365-1386页

作者： changrui liu Dengpan Ye Yueyun Shang Shunzhi Jiang Shiyu Li Yuan Mei Liqiang Wang Key Laboratory of Aerospace Information Security and Trusted Computing Ministry of EducationSchool of Cyber Science and EngineeringWuhan UniversityWuhan430072China School of Mathematics and Statistics South Central University for NationalitiesWuhan430074China University of Central Florida 4000 Central Florida Blvd.OrlandoFlorida32816USA

Image classifiers that based on Deep Neural Networks(DNNs)have been proved to be easily fooled by well-designed perturbations.Previous defense methods have the limitations of requiring expensive computation or reducing the accuracy of the image classifiers.In this paper,we propose a novel defense method which based on perceptual hash.Our main goal is to destroy the process of perturbations generation by comparing the similarities of images thus achieve the purpose of defense.To verify our idea,we defended against two main attack methods(a white-box attack and a black-box attack)in different DNN-based image classifiers and show that,after using our defense method,the attack-success-rate for all DNN-based image classifiers decreases significantly.More specifically,for the white-box attack,the attack-success-rate is reduced by an average of 36.3%.For the black-box attack,the average attack-success-rate of targeted attack and non-targeted attack has been reduced by 72.8%and 76.7%respectively.The proposed method is a simple and effective defense method and provides a new way to defend against adversarial samples.

关键词： Image classifiers deep neural networks adversarial samples attack defense perceptual hash image similarity

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miR-125a靶向转录无调性碱性螺旋环螺旋转录因子8对肺腺癌恶性进展的影响

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中国医科大学学报 2024年第2期53卷 114-120页

作者：姜昌瑞张楚函刘洋李玥中国医科大学附属第一医院胸外科沈阳110001 中国医科大学附属第一医院输血科沈阳110001

目的探讨miR-125a通过靶向转录无调性碱性螺旋环螺旋转录因子8(ATOH8)对肺腺癌恶性进展的影响。方法通过在线数据库UALCAN分析ATOH8在肺腺癌中的表达水平及其与患者生存率的相关性,以及miR-125a在肺腺癌中的表达水平及其与肺癌进展的关... 详细信息

目的探讨miR-125a通过靶向转录无调性碱性螺旋环螺旋转录因子8(ATOH8)对肺腺癌恶性进展的影响。方法通过在线数据库UALCAN分析ATOH8在肺腺癌中的表达水平及其与患者生存率的相关性,以及miR-125a在肺腺癌中的表达水平及其与肺癌进展的关系;提取肺腺癌及癌旁正常组织总RNA,实时PCR分析ATOH8表达水平差异;将ATOH8过表达载体转染至肺腺癌细胞中,CCK-8法检测过表达ATOH8对肺腺癌细胞存活能力的影响;预测与ATOH8的3’非翻译区(UTR)结合的微RNA(miRNA),将miR-125a模拟物和抑制物转染至肺腺癌细胞中,实时PCR和Western blotting检测ATOH8的表达水平变化。结果数据库及实时PCR验证结果显示,ATOH8在肺腺癌组织中显著下调(P<0.01);过表达ATOH8能够显著降低肺腺癌细胞存活能力(P<0.05);高表达ATOH8组患者5年生存率显著升高(P<0.05);miR-125a能够与ATOH8的3’UTR结合,显著抑制其表达(P<0.05)。miR-125a在有吸烟史、中晚期和淋巴转移的肺腺癌患者中显著上调(P<0.05)。结论ATOH8是肺腺癌潜在的抑癌基因,能够抑制肺腺癌细胞存活的能力,影响患者的5年生存率。miR-125a表达水平与吸烟史、肿瘤分期和淋巴转移密切相关。miR-125a能够靶向抑制肺腺癌患者ATOH8表达,是ATOH8在肺腺癌中异常表达的潜在因素。

关键词：无调性碱性螺旋环螺旋转录因子8 肺腺癌 miR-125a 细胞存活

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Iterative multi-photon adaptive compensation technique for deep tissue two-photon fluorescence lifetime imaging

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Chinese Optics Letters 2024年第4期22卷 89-94页

作者：王柯欣余文慧屈军乐廖常锐王义平何俊刘丽炜 State Key Laboratory of Radio Frequency Heterogeneous Integration(Shenzhen University) Shenzhen 518060China Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Guangdong Province&Ministry of Education College of Physics and Optoelectronic EngineeringShenzhen UniversityShenzhen 518060China

Fluorescence lifetime imaging can reveal the high-resolution structure of various biophysical and chemical parameters in a microenvironment quantitatively.However,the depth of imaging is generally limited to hundreds of micrometers due to aberration and light scattering in biological tissues.This paper introduces an iterative multi-photon adaptive compensation technique(IMPACT)into a two-photon fluorescence lifetime microscopy system to successfully overcome aberrations and multiple scattering problems in deep tissues.It shows that 400 correction modes can be achieved within 5 min,which was mainly limited by the frame rate of a spatial light modulator.This system was used for high-resolution imaging of mice brain tissue and live zebrafish,further verifying its superior performance in imaging quality and photon accumulation speed.

关键词： adaptive optics iterative optimization two-photon fluorescence lifetime imaging microscopy wavefront correction

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城市竣工测绘典型要素语义分割PointNet++深度学习模型适用性分析

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测绘通报 2024年第2期 85-89页

作者：黄应华董振川李昊陈壮刘长睿张献州西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都611756 成都市勘察测绘研究院四川成都610081 中国铁路设计集团有限公司天津300000

处理三维激光扫描仪获取的城市竣工测绘点云场景数据的传统方法存在较多局限性,无法适应信息化社会对产品高效处理的需求。基于此,本文分析了城市竣工测绘点云场景分类需求,研究了利用深度学习网络模型对点云场景进行自动化处理的方法... 详细信息

处理三维激光扫描仪获取的城市竣工测绘点云场景数据的传统方法存在较多局限性,无法适应信息化社会对产品高效处理的需求。基于此,本文分析了城市竣工测绘点云场景分类需求,研究了利用深度学习网络模型对点云场景进行自动化处理的方法。首先,对输入的城市竣工测绘数据进行预处理,以实现点云降采样、去噪、地面点与非地面点分割;然后,人工标注5个区域场景数据毫米级标签,进行数据增强;最后,测试PointNet++网络在城市竣工测绘点云场景下的语义分割性能和效果。测试结果表明,在少量样本下,PointNet++网络可以较好地实现城市竣工测绘点云场景的激光点云语义分割,总体mIoU达73.06%,能够满足城市竣工测绘点云语义自动化分割需求,为城市竣工测绘点云数据处理提供了新思路。

关键词：城市竣工测绘点云场景语义分割深度学习模型适用性

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术中放射治疗在早期乳腺癌保留乳房手术中的应用

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中华乳腺病杂志（电子版） 2024年第1期18卷 11-17页

作者：王丹朱见王军刘长瑞翟东亮刘懿心刘源源明珊珊贺青卿解放军第960医院甲状腺乳腺外科济南250031

目的探讨术中放射治疗在早期乳腺癌保留乳房手术中的可行性、临床疗效及美容效果。方法根据纳入及排除标准,回顾性分析2014年1月~2022年1月在解放军第960医院接受保留乳房手术的210例早期乳腺癌患者的临床资料。其中,117例患者接受术中... 详细信息

目的探讨术中放射治疗在早期乳腺癌保留乳房手术中的可行性、临床疗效及美容效果。方法根据纳入及排除标准,回顾性分析2014年1月~2022年1月在解放军第960医院接受保留乳房手术的210例早期乳腺癌患者的临床资料。其中,117例患者接受术中放射治疗(研究组),93例患者接受术后全乳及瘤床加量外照射治疗。随访9~105个月,中位随访时间68个月,随访率100%。对比两组患者并发症发生情况(手术切口相关并发症、放射相关并发症),比较两组患者美容效果、局部肿瘤复发以及死亡事件。组间比较采用χ^(2)检验或Fisher确切概率法,等级资料采用非参数检验。结果手术切口相关并发症:研究组切口脂肪液化4例,切口感染2例,血清肿15例,皮肤破裂瘤床愈合延迟3例;对照组切口脂肪液化1例,切口感染1例,血清肿3例。研究组患者血清肿发生率高于对照组,差异有统计学意义(12.82%比3.23%,χ^(2)=6.087,P=0.014)。放射相关并发症:研究组无放射性肺炎、放射性皮炎、急性血液毒性患者,放射性疼痛5例;对照组放射性肺炎2例、放射性皮炎11例、放射性疼痛10例。研究组患者放射性皮炎发生率低于对照组(0比11.83%,P<0.001)。术后6个月乳腺外观美容效果比较,2组差异有统计学意义(Z=-3.569,P<0.001)。研究组美容效果优良率86.32%(101/117),高于对照组的优良率67.74%(63/93)(χ^(2)=10.460,P=0.001)。随访期间,研究组肿瘤局部复发3例,死亡1例;对照组局部复发1例,死亡1例。2组总生存率、无复发生存率和无转移生存率比较,差异均无统计学意义(χ^(2)=0.004,P=0.953;χ^(2)=0.849,P=0.357;χ^(2)=0.840,P=0.360)。结论早期乳腺癌术中放射治疗安全可行,美容效果好,更经济省时。

关键词：乳腺肿瘤术中放射治疗局部复发外照射放射治疗

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扭转变形制备的梯度结构镁合金微结构与力学性能研究进展

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热加工工艺 2024年第10期53卷 1-9页

作者：魏中顺蓝永庭贾勉华振虎柯昌锐刘乃华广西科技大学机械与交通工程学院广西柳州545616 广西科技大学职业技术教育学院广西柳州545006

传统镁合金的强度和塑性相对较低,且难以同步提高,很大程度上限制了其在工程中的应用。已有大量研究表明,呈梯度结构的晶体缺陷可有效提升材料强度,优化其韧性,实现强度与韧性的完美契合。通过扭转变形的方式可向镁合金材料内部引入晶... 详细信息

传统镁合金的强度和塑性相对较低,且难以同步提高,很大程度上限制了其在工程中的应用。已有大量研究表明,呈梯度结构的晶体缺陷可有效提升材料强度,优化其韧性,实现强度与韧性的完美契合。通过扭转变形的方式可向镁合金材料内部引入晶体缺陷梯度结构,实现各梯度层之间相互作用与相互协调,从而极大优化和改善镁合金材料的整体性能。综述了采用扭转变形方式制备梯度镁合金材料的研究背景、制备原理、微观组织特点以及性能影响,论述了利用扭转变形方式优化镁合金材料性能的应用前景。

关键词：镁合金扭转变形梯度结构强韧化多功能性

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光学相干层析显微内窥成像技术研究进展(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第2期61卷 358-376页

作者：刘德军黄梓毅李卓荣台亚龙王晓彬张立廖常锐王义平深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳市超快激光微纳制造重点实验室广东深圳518060 深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室广东省光纤传感技术粤港联合研究中心深圳物联网光子器件与传感系统重点实验室广东深圳518060 南方科技大学医院泌尿外科广东深圳518055 香港中文大学机械与自动化工程学系中国香港新界沙田999077

光学相干层析成像(OCT)是一种无创或微创的、可提供组织深度信息的高分辨率可视化实时成像技术,广泛应用于生物医学成像与临床诊断领域。光纤OCT显微内窥成像技术是基于光纤传输和光纤显微内窥成像的OCT技术,除了具有OCT的一般成像优点... 详细信息

光学相干层析成像(OCT)是一种无创或微创的、可提供组织深度信息的高分辨率可视化实时成像技术,广泛应用于生物医学成像与临床诊断领域。光纤OCT显微内窥成像技术是基于光纤传输和光纤显微内窥成像的OCT技术,除了具有OCT的一般成像优点外,还具有体积小、质量轻、耐腐蚀、电绝缘、抗电磁干扰等特点,尤其适用于对现有其他成像技术无法到达的狭小腔道内的组织病变进行高分辨率检测和早期诊断。随着激光器、探测器和光纤器件制备技术的发展,光纤OCT系统、光纤探头设计和制备都取得了巨大进步,应用场景也得到不断扩展。具体地:光纤OCT系统从时域OCT发展到频域OCT,成像速度和分辨率获得显著提升;光纤OCT内窥成像探头先后历经了光纤-棱镜型、全光纤型及光纤复合型探头三个发展阶段,目前正朝着多功能集成、小型化、一体化的方向发展;光纤内窥OCT的临床应用从呼吸系统和消化系统逐渐拓展到心血管系统。从光纤OCT系统设计、探头设计与制备、内窥成像应用三方面综述近年来光纤OCT显微内窥成像技术的发展现状,重点总结光纤内窥探头的技术发展及其在医学诊断中的应用,最后结合现有前沿技术报道总结展望了未来光纤内窥OCT的发展方向。

关键词：光学相干层析成像生物医学成像光纤内窥成像心血管疾病

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Turning gas hydrate nucleation with oxygen-containing groups on size-selected graphene oxide flakes

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Journal of Energy Chemistry 2023年第12期87卷 351-358,I0009页

作者： Huiquan liu changrui Shi Zherui Chen Shuai Wang Mingjun Yang Jiafei Zhao Cong Chen Yongchen Song Zheng Ling Key Laboratory of Ocean Energy Utilization and Energy Conservation of Ministry of Education School of Energy&Power EngineeringDalian University of TechnologyDalian 116024LiaoningChina Ningbo Institute of Dalian University of Technology Ningbo 315016ZhejiangChina

Gas hydrate is a promising alternative for gas capture and storage due to its high gas storage capacity achieved with only structured water molecules.Nucleation is the critical controlling step in gas hydrate formation.Adding an alien solid surface is an effective approach to regulate gas hydrate nucleation.However,how the solid surface compositions control the gas hydrate nucleation remains unclear.Benefiting from the fact that the surface compositions of graphene oxide(GO)can be finely tuned,we report the effect of functional groups of size-selected GO flakes on methane hydrate nucleation.The carbonyl and carboxyl of GO flakes showed a more prominent promotion for methane hydrate nucleation than the hydroxyl of GO flakes.Surface energy,zeta potential,Raman spectra,and molecular dynamics simulation analysis were used to reveal the regulation mechanism of the functional groups of size-selected GO flakes on methane hydrate nucleation.The GO flakes with abundant carbonyl and carboxyl exhibited higher charge density than those enriched in hydroxyl.The negatively charged GO flakes can induce water molecules to form an ordered hydrogen-bonded arrangement via charge-dipole interactions.Therefore,the water molecules surrounding the carboxyl and carbonyl showed a more ordered hydrogen-bonded structure than those around the hydroxyl of GO flakes.The ordered water arrangement,similar to methane hydrate cages,significantly accelerated methane hydrate nucleation.Our study shows how the surface chemistry of solids control gas hydrate nucleation and sheds light on the design of effective heterogeneous nucleators for gas hydrate.

关键词： Methane hydrate Methane storage Energy storage Surface energy Hydrogen-bonded water

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