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会聚视角下关键核心技术研发特征与突破路径

科学学研究 2024年第3期42卷 571-582,672页

作者：施锦诚朱凌王迎春上海人工智能实验室治理研究中心上海200232 浙江大学中国科教战略研究院浙江杭州310058

会聚科学引发新一波科技创新浪潮,对关键核心技术实现从“落后追赶”到“领先超越”的突破具有重要作用,然而对关键核心技术的研发特征及其突破路径的研究仍存在缺口。本文面向传统制造业和新兴产业领域,选取工业机器人轴承和脑机接口... 详细信息

会聚科学引发新一波科技创新浪潮,对关键核心技术实现从“落后追赶”到“领先超越”的突破具有重要作用,然而对关键核心技术的研发特征及其突破路径的研究仍存在缺口。本文面向传统制造业和新兴产业领域,选取工业机器人轴承和脑机接口两个典型技术,运用德温特专利网络分析方法,探索关键核心技术研发特征及突破路径。研究发现:技术会聚视角下关键核心技术研发特征存在显著差异,工业机器人轴承为代表的基础性技术,以相近学科交叉、技术内部类别交叉为主,强调技术网络融通;脑机接口为代表的前沿性技术,以大范围学科交叉、跨技术部类交叉为主,强调技术集群多样性;在关键核心技术研发特征分析基础上,研究得出“场景需求牵引+技术内部类别融合+领军企业带动产业链”“技术创新驱动+跨技术部类间融合+产学研创新联合体”两条突破路径。本文进一步完善与发展了关键核心技术突破的理论研究,对实现我国高水平科技自立自强具有一定的借鉴意义。

关键词：关键核心技术技术网络技术会聚研发特征突破路径

超声辅助热处理联合海藻糖和谷氨酰胺转氨酶对未漂洗鱼糜凝胶特性的影响

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食品科学 2024年第7期45卷 233-242页

作者：张畅李强王嵬仪淑敏李学鹏励建荣渤海大学食品科学与工程学院生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心国家鱼糜及鱼糜制品加工技术研发分中心辽宁锦州121013

研究海藻糖、谷氨酰胺转氨酶(glutamine transaminase,TGase)与超声波技术联用对热致未漂洗鱼糜凝胶品质的影响。首先对凝胶特性、持水性等凝胶特性指标进行测定,再对其构象及作用的变化进行分析。结果表明:在超声辅助处理的同时,添加... 详细信息

研究海藻糖、谷氨酰胺转氨酶(glutamine transaminase,TGase)与超声波技术联用对热致未漂洗鱼糜凝胶品质的影响。首先对凝胶特性、持水性等凝胶特性指标进行测定,再对其构象及作用的变化进行分析。结果表明:在超声辅助处理的同时,添加质量分数4.5%海藻糖和/或质量分数0.05%TGase使鱼糜凝胶强度提升35.11%~169.25%,其中海藻糖抑制了蛋白质结构的展开,而TGase则表现出相反的作用;但实际上超声辅助处理抑制了TGase的催化作用,使凝胶强度降低至4737.23 g·mm,游离水相对含量降低19.52%,抑制了蛋白质过度交联;此外,超声处理促进了海藻糖保护作用下的蛋白质展开,当海藻糖与TGase同时存在时,各自对蛋白质结构的影响均被削弱。

关键词：鱼糜凝胶肌球蛋白超声海藻糖谷氨酰胺转氨酶

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低温等离子体灭活细菌气溶胶的效能及机制

中国环境科学 2024年第7期44卷 3615-3624页

作者：焦阳吉硕于欣王赫党小庆张宇飞西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西西安710055 陕西省环境工程重点实验室西北水资源与环境生态教育部重点实验室陕西西安710055

针对室内细菌气溶胶传播导致的空气生物安全性问题,以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌为模式菌种,低温等离子体作为灭菌手段,对细菌气溶胶进行灭活实验研究.探究了输入电压、载气流速和初始浓度对灭活效率的影响,发射光谱、电子顺磁共振波谱及... 详细信息

针对室内细菌气溶胶传播导致的空气生物安全性问题,以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌为模式菌种,低温等离子体作为灭菌手段,对细菌气溶胶进行灭活实验研究.探究了输入电压、载气流速和初始浓度对灭活效率的影响,发射光谱、电子顺磁共振波谱及生物表征结果揭示了低温等离子体产生的活性物种(主要包括1 O_(2)、O_(2)-和·OH),在灭活过程中破坏了细菌的细胞膜,导致其蛋白质泄露,脂质和核酸被分解,最终导致细菌完全失活.而增加输入电压和减小流速可提高灭活效率,较高的初始浓度也有利于细菌气溶胶的灭活.两类细菌对低温等离子体的抗性为:枯草芽孢杆菌>大肠杆菌,而枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的灭活速率常数(k)为0.0038和0.0043L/J,能量效率为0.027和0.021(kW·h)/m^(3),结果证明低温等离子体灭杀革兰氏阴性菌更具优势.

关键词：低温等离子体细菌生物气溶胶灭活机制活性物种

基于可拉伸反射基底介质超光栅的太赫兹增强吸收谱

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光子学报 2024年第9期53卷 81-92页

作者：聂禄李向军王梓灏孙文骁孙杰中国计量大学信息工程学院浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室杭州310018 中国计量大学信息工程学院太赫兹研究所杭州310018 浙江省计量科学研究院信息与电磁计量研究所杭州310018

提出了一种利用纳米银浆作为反射层的可拉伸介质超光栅的亚波长增强结构,在指纹谱检测时可以有效提升待测物周围的局域场而实现超宽带太赫兹吸收谱信号增强。当太赫兹波以一定角度照射到可拉伸弹性衬底介质超光栅上表面时,对衬底进行一... 详细信息

提出了一种利用纳米银浆作为反射层的可拉伸介质超光栅的亚波长增强结构,在指纹谱检测时可以有效提升待测物周围的局域场而实现超宽带太赫兹吸收谱信号增强。当太赫兹波以一定角度照射到可拉伸弹性衬底介质超光栅上表面时,对衬底进行一系列拉伸,不同的拉伸因子激发出一系列导模共振,对应的介质超光栅响应曲线上的谐振峰频率覆盖0.46~0.61 THz。选择0.2~1.0μmα-乳糖薄膜作为待测微量分析物时,各拉伸因子对应的谐振峰幅度随待测物的吸收谱大幅度改变,其包络线组成的吸收谱峰值比没有介质超光栅周期结构时,最多增强111倍。该基于金属基底的可拉伸微结构为微量分析物的太赫兹高灵敏度检测提供了一种新的有效方法。

关键词：太赫兹波指纹谱动态拉伸介质超光栅纳米银反射

基于轨迹数据的出租车潜在充电需求估计及时空特征分解

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地球信息科学学报 2024年第10期26卷 2282-2299页

作者：马瑞晨王聘玺黄爱玲奇格奇徐笑涵北京交通大学交通运输学院北京100044 香港理工大学土地测量及地理资讯学系香港999077 清华大学车辆与运载学院汽车安全与节能国家重点实验室北京100084 北京交通发展研究院城市交通节能减排检测与评估北京市重点实验室北京100161

在大城市出租车队电动化转型过程中,出租车充电需求呈现出充电负荷高、时空分布随机性强的特征。为精确估计出租车队完全电动化转型后的充电需求,本文提出了一种仅基于燃油出租车轨迹数据的潜在充电需求识别概念模型以及基于轨迹地图匹... 详细信息

在大城市出租车队电动化转型过程中,出租车充电需求呈现出充电负荷高、时空分布随机性强的特征。为精确估计出租车队完全电动化转型后的充电需求,本文提出了一种仅基于燃油出租车轨迹数据的潜在充电需求识别概念模型以及基于轨迹地图匹配的二叉树实现算法,为电动化转型滞后地区提供了新的充电需求估计范式。本文使用890辆带有电池状态字段的电动出租车轨迹数据对模型和算法进行验证,结果表明,充电区段数量、充电需求电量等指标的估计误差小于6.5%。此外,模型和算法在不同电池电量消耗阈值θ和不同空间尺度(500、1000和10000 m栅格)下具有较高的时空分布估计精度。在此基础上,本文提出以北京市六环内真实道路网为空间分析单元,运用奇异值分解算法对潜在充电需求时空矩阵进行分解降维,以挖掘潜在充电需求的时空特征模式。最后,运用北京市连续3 d共1913辆出租车轨迹数据进行案例研究,结果表明,北京市出租车潜在充电需求的空间分布呈现出明显的重点区域、关键通道聚集性特征,与该区域的高出行活动强度以及长途出行相关的高密度充电需求高度吻合。分解后的充电需求呈现出常态化充电需求为主导、上下午异质性充电需求以及工作时段和非工作时段异质性充电需求为辅的时空结构特征。该分析方法有助于挖掘潜在充电需求的空间分布结构特征及时空耦合关系,为出租车队电动化转型下的充电基础设施中长期规划、电网负荷调度调节和充电需求管理等提供决策参考。

关键词：城市交通交通电动化充电需求二叉树地图匹配奇异值分解时空特征轨迹数据

强吸波催化剂协同微波能强化果糖脱水制5-羟甲基糠醛

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化工学报 2024年第4期75卷 1565-1577页

作者：徐安冉刘凯王娜赵振宇李洪高鑫天津大学化工学院精馏技术国家工程研究中心天津300072 物质绿色创造与制造海河实验室天津300192

利用硬模板法制备了中空多孔碳球(mHCS),系统研究了热处理温度、金属负载量、刻蚀前后对mHCS电磁参数的影响。从中选取高介电损耗值(ε″)的mHCS-800(ε″=213)作为催化剂载体,并以SCS-800(ε″=50)和SCS(ε″=0.08)作为对比样品,经磺... 详细信息

利用硬模板法制备了中空多孔碳球(mHCS),系统研究了热处理温度、金属负载量、刻蚀前后对mHCS电磁参数的影响。从中选取高介电损耗值(ε″)的mHCS-800(ε″=213)作为催化剂载体,并以SCS-800(ε″=50)和SCS(ε″=0.08)作为对比样品,经磺化后用于催化果糖水解制5-羟甲基糠醛,根据在微波加热和常规油浴条件下的反应动力学探究了ε″对微波催化效果的影响。结果表明,在80 W微波功率辐照下使用mHCS-800-SO_(3)H作为催化剂,5 min转化率即可达97.7%;反应速率常数(k)为0.76 min^(-1),是常规加热(k=0.0847 min^(-1))的8.97倍,该催化剂相较于SCS-800-SO_(3)H和SCS-SO_(3)H的微波催化效果(k比常规分别提升了164.9%、11.9%)更加显著。以上研究结果源于中空多孔结构和高的石墨化程度相耦合更有利于在催化剂颗粒表面形成“热点”,从而加速催化反应。

关键词：微波辐照果糖水解多相反应动力学介电损耗催化

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Er^(3+)掺杂无铅铁电陶瓷的电学和光致发光性能

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硅酸盐学报 2024年第5期52卷 1656-1663页

作者：张怡笑王小丽杨健关朋飞郑明中国矿业大学材料与物理学院江苏徐州221116

无铅多功能铁电陶瓷在各类信息的检测、转换、存储及处理中具有广泛的应用,且稀土元素由于其特殊的电子结构和稳定的发光特性,有望赋予铁电陶瓷新的发光性能并改善其电学性能,为设计新型光电器件提供了可能。采用传统的高温固相反应法... 详细信息

无铅多功能铁电陶瓷在各类信息的检测、转换、存储及处理中具有广泛的应用,且稀土元素由于其特殊的电子结构和稳定的发光特性,有望赋予铁电陶瓷新的发光性能并改善其电学性能,为设计新型光电器件提供了可能。采用传统的高温固相反应法制备稀土Er^(3+)掺杂Ba_(0.85)Ca_(0.15)Ti_(0.90)Zr_(0.10)O_(3)(BCTZ)无铅多功能铁电陶瓷,系统研究Er^(3+)掺杂浓度对BCTZ铁电陶瓷微观结构、电学性能及光致发光的影响及内在联系。研究表明,陶瓷平均晶粒尺寸随Er^(3+)掺杂浓度的增加单调减小,由7.59μm减小至3.82μm,减小约49.67%;陶瓷可释放的能量密度(Wrec)和储能效率(η)可分别提高约29.81%和122.79%。Er^(3+)掺杂BCTZ陶瓷表现出强烈的绿光发射(548 nm)且发光强度相对可调性可达173.09%。Er^(3+)掺杂BCTZ陶瓷优异、特殊的电光性能,在电介质储能电容器和光学器件等领域具有潜在应用前景。

关键词：稀土掺杂锆钛酸钡钙铁电储能光致发光

基于mOGWO的45#钢表面激光抛光工艺参数多目标优化

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表面技术 2024年第10期53卷 173-182页

作者：梁强徐永航李永亮王敬杜彦斌重庆工商大学机械工程学院重庆400067 重庆工商大学智能装备绿色设计与制造重庆市重点实验室重庆400067

目的提高45#钢表面激光抛光后的成形质量,提出一种激光抛光工艺参数多目标优化方法。方法构建基于功率、扫描速度、搭接距离的三因素三水平激光抛光试验,并分别应用粗糙度测量仪、显微硬度计和超景深三维显微镜测试抛光层的粗糙度、显... 详细信息

目的提高45#钢表面激光抛光后的成形质量,提出一种激光抛光工艺参数多目标优化方法。方法构建基于功率、扫描速度、搭接距离的三因素三水平激光抛光试验,并分别应用粗糙度测量仪、显微硬度计和超景深三维显微镜测试抛光层的粗糙度、显微硬度和抛光层深度。基于试验数据,分别应用指数模型和二阶响应面模型构建抛光工艺参数与表面粗糙度、显微硬度、抛光深度的回归预测模型,并对2种模型的预测精度进行对比分析。采用多目标灰狼优化算法(mOGWO)结合优劣解距离法(TOPSIS)-CRITIC综合评价决策体系对抛光工艺参数进行寻优和多属性决策。结果二阶响应面模型具有更高的预测精度,能够更好地反映激光抛光工艺参数与各响应目标之间的映射关系。当功率为113W、扫描速度为3m/min、搭接距离为0.13 mm时,粗糙度值Ra从11.563μm降至5.713μm,降幅为50.59%,显微硬度从185.9HV0.5升至364.7HV0.5,升幅为96.18%,此时的抛光深度为0.051 mm,最大相对误差为7.84%。结论此方法可以为其他金属材料表面激光抛光质量预测模型的构建及工艺参数寻优提供借鉴。

关键词：激光抛光二阶响应面模型 mOGWO算法 TOPSIS-CRITIC 多目标优化

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考虑粗糙度的复合微织构轴承动力特性分析

振动．测试与诊断 2024年第3期44卷 544-550,621,622页

作者：王丽丽张伟段敬东李国清葛雪山东科技大学机械电子工程学院青岛266590 山东科技大学矿山机械工程山东省重点实验室青岛266590 山东科大机电科技股份有限公司济宁272000

为了提高滑动轴承旋转摩擦副的动力学性能和优化轴承结构,综合考虑表面粗糙度和复合微织构等因素,建立轴承转子系统的动力学特性计算模型,从理论上研究了考虑表面粗糙度时的复合微织构轴承的稳定性。针对圆形复合矩形微织构轴承,计算了... 详细信息

为了提高滑动轴承旋转摩擦副的动力学性能和优化轴承结构,综合考虑表面粗糙度和复合微织构等因素,建立轴承转子系统的动力学特性计算模型,从理论上研究了考虑表面粗糙度时的复合微织构轴承的稳定性。针对圆形复合矩形微织构轴承,计算了不同粗糙度下轴承的油膜压力和临界速度,分析了不同复合微织构深度下的轴承刚度系数、阻尼系数及临界速度。研究结果表明:复合微织构轴承可以获得更大的临界速度,提高轴承的稳定性;复合微织构轴承的稳定性随织构深度的增大先增大后减小,在圆形和矩形织构无量纲深度分别为0.2和0.3附近稳定性最佳;相较于不考虑粗糙度时,采用均方根偏差为0.209μm时的考虑粗糙度的复合微织构轴承稳定性更佳,但最佳织构深度有所减小。

关键词：复合微织构轴承织构深度动力学特性临界速度表面粗糙度

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