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Bioinspired Rotation Microneedles for Accurate Transdermal Positioning and Ultraminimal-Invasive Biomarker Detection with Mechanical Robustness

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Research 2022年第3期2022卷 45-59页

作者： Yilin Cai Shiyi Huang Zhinan zhang jiazheng zhang Xingyue Zhu Xiaoxiang Chen Xianting Ding State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration School of Mechanical EngineeringShanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China State Key Laboratory of Oncogenes and Related Genes Institute for Personalized MedicineSchool of Biomedical EngineeringShanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200030China Department of Rheumatology Renji HospitalShanghai Jiao Tong University School of MedicineShanghaiChina

Microneedle permits transdermal biosensing and drug delivery with minor pain.However,accurate microneedle transdermal positioning with minimal skin deformation remains a significant technical challenge due to inhomogeneous skin topology and discontinuous force applied to the microneedle.Here,we introduce bioinspired rotation microneedles for in vivo accurate microneedle positioning as inspired by honeybees’stingers.We demonstrate the benefits of rotation microneedles in alleviating skin resistance through finite element analysis,full-thickness porcine validations,and mathematical derivations of microneedleskin interaction stress fields.The max penetration force was mitigated by up to 45.7%and the force attenuation rate increased to 2.73 times in the holding stage after penetration.A decrease in max skin deflection and a faster deformation recovery introduced by rotation microneedles implied a more precise penetration depth.Furthermore,we applied the rotation microneedles in psoriasis mice,a monogenic disorder animal model,for minimally invasive biological sample extraction and proinflammatory cytokine monitoring.An ultrasensitive detection method is realized by using only one microneedle to achieve cytokine mRNA level determination compared to commonly required biopsies or blood collection.Thus,rotation microneedles permit a simple,rapid,and ultraminimal-invasive method for subcutaneous trace biological sample acquisition and subsequent point-of-care diagnostics with minimal damage to both microneedles and skins.

关键词： rotation precise faster

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The deep thermal structure of the lithosphere in the northwestern South China Sea and its control on the shallow tectonics

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Science China Earth Sciences 2021年第6期64卷 962-976页

作者： Xiaofang WANG Haibo HUANG Hehua XU Ziqiang REN jiazheng zhang Zhongxian ZHAO Key Laboratory of Ocean and Marginal Sea Geology South China Sea Institute of OceanologyInnovation Academy of South China Sea Ecology and Environmental EngineeringChinese Academy of SciencesGuangzhou511458China Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory Guangzhou511458China

The northwestern sub-basin of South China Sea(SCS)is a unique tectonic unit formed in the early spreading of the SCS.The northwestern Sub-basin has a series of complex geological structures such as seamounts and fault zones surrounded by the Xisha Trough,the Zhongsha Massif,and the Pearl River Valley.These extensional structures and magmatic activity in the northwestern sub-basin are closely related to the lithospheric structure and its deformation.However,details of the deep lithosphere structure are still poorly known.Here,we obtained detailed data of water and Moho depth using sonar buoys,Extended Spread Profiles(ESP),Ocean Bottom Seismometer(OBS),both Multi-beam and land-sea joint seismic surveys in the northwestern sub-basin and its surrounding areas.Then we adopted a thermal isostasy method to calculate the depth of the Lithosphere-Asthenosphere Boundary(LAB)in the northwestern sub-basin of the SCS and its surrounding regions.Results show that the range of LAB depth is~25–110 km.The shallowest burial depth is 25–60 km occurring in the ocean basin.The depth increases to 60–110 km toward the continental margin.The lithospheric structure on the north and south sides of the Xisha Trough is symmetrical and shows the deep structure and thermal features of aborted rifts.The LAB depth in the Zhongsha Trough and the Zhongsha Massif increased from 60 to 70 km southwestwards,consistent with the trend of surface morphology.The LAB depth to the west side of the Pearl River Valley is 60–80 km,and the thinning of the lithosphere is related to the distribution of faults,depressions and the magmatic activity.The LAB depth in the northwestern sub-basin and the eastern subbasin is less than 60 km with the thinnest part being less than 46 km.Combining ocean drilling,seismic investigation,and seafloor topography,we show that the ocean basin of the northwestern sub-basin of the SCS locates within the 46 km isobath of the LAB.The formation of the rifted valleys and discrete blocks surrounding the ocean basins is both controlled b

关键词： Northwestern sub-basin of SCS Thermal isostasy Ocean-continent transition zone Thickness of lithosphere

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Outstanding magnetocaloric effect of Fe88-xZr8B4Smx(x=0, 1, 2, 3) amorphous alloys

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Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2018年第5期61卷 69-72页

作者： LanSheng Chen jiazheng zhang Lin Wen Peng Yu Lei Xia Chongqing Key Laboratory of Photo-Electric Functional Materials College of Physics and Electronic Engineering Chongqing Normal University Chongqing 401331 China China Standard Certification (Beijing) Co. Ltd. Beijing 102218 China

Since the first investigation on the formation and magnetic properties of Fe-C-P amorphous phase by Duwez and Lin in1967[1,2],Fe-based amorphous alloys have attracted extensive interest because of their low cost,excellent soft magnetic properties,good corrosion resistance,and mechanical properties[2-7].Among the Fe-based amorphous alloys,Fe-Zr-B ternary amorphous alloys exhibit excellent magnetocaloric effect(MCE)near room temperature,and thus,act as a fertile ground for the exploration of novel working materials for magnetic refrigerators[6-14].

关键词：非结晶合金 Fe-Zr-B 突出机械性质房间温度软磁性 MCE

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南海洋脊跃迁的深地震探测数据分析

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地球物理学报 2024年第6期67卷 2364-2377页

作者：全余杰关慧心赵明辉张佳政贺恩远程锦辉中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室中国科学院南海海洋研究所广州511458 中国科学院大学北京100049

洋脊跃迁事件是海底扩张阶段受强烈构造和岩浆作用的普遍现象,地球物理资料表明洋脊跃迁事件存在于南海多期次海底扩张过程中,然而关于洋脊跃迁的深部速度结构特征尚不清楚.2021年国家自然科学基金共享航次实施了深地震探测测线OBS2021... 详细信息

洋脊跃迁事件是海底扩张阶段受强烈构造和岩浆作用的普遍现象,地球物理资料表明洋脊跃迁事件存在于南海多期次海底扩张过程中,然而关于洋脊跃迁的深部速度结构特征尚不清楚.2021年国家自然科学基金共享航次实施了深地震探测测线OBS2021-1,该测线横穿南海东部次海盆洋脊跃迁(J3)区域.本文介绍了该测线数据的采集情况,完成了导航文件(Ukooa文件)的制作、原始数据的格式转换、炮点位置和海底地震仪(OBS)位置校正的前期数据处理工作.结果表明,OBS2021-1测线数据质量良好,经过炮点和OBS位置校正后,OBS综合地震记录剖面可识别出多组清晰的P波震相,包括Pw、Pg、PmP以及Pn震相.根据同船采集的多道地震处理解释和国际大洋发现计划(IODP)钻探数据,建立了沿测线的初始速度模型.使用RayInvr软件初步获得了OBS2021-1测线下方的正演速度结构模型,识别洋脊跃迁的深部速度结构特征.数据处理结果表明南海洋脊跃迁的地壳厚度增厚,在多道地震剖面上存在渐新世地层的缺失,为进一步研究南海洋脊跃迁过程与构建南海形成演化历史奠定了研究基础.

关键词：海底地震仪数据处理速度模型洋脊跃迁南海

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海底地震仪数据丢失异常及内部时间校正

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地球物理学报 2024年第7期67卷 2863-2873页

作者：李子正丘学林张佳政贺恩远王强张浩宇南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州511458 中国科学院南海海洋研究所边缘海与大洋地质重点实验室广州510301 中国科学院南海生态环境工程创新研究院广州510301 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院南京211103 中国科学院大学北京100049 福建省厦门地质工程勘察院海洋地质调查研究所福建厦门361008 福建省地质工程勘察院自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室福州350002

TS03航次使用国产海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer,OBS)在马里亚纳海沟南段进行了一系列主动源和被动源地震作业,旨在获取跨越海沟的壳幔结构和地震活动性.但在数据处理过程中,我们发现POBS04台站地震剖面的直达水波到时异常,给接... 详细信息

TS03航次使用国产海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer,OBS)在马里亚纳海沟南段进行了一系列主动源和被动源地震作业,旨在获取跨越海沟的壳幔结构和地震活动性.但在数据处理过程中,我们发现POBS04台站地震剖面的直达水波到时异常,给接下来的计算模拟工作带来困难.为此,本文计算了直达水波理论到时,对比SAC文件中气枪信号到时,以此进行异常数据的检查分析.结果表明,POBS04台站记录过程中发生了部分数据丢失,从而造成其内部时间存在错误,体现在SAC文件中气枪信号到时提前,以及相邻数据文件之间存在数十秒的时间间隔.因此,本文在SAC软件中将整段气枪信号进行延后,使其可以和直达水波理论到时准确对应;之后再进行裁截、分道排列和SEGY格式转换,最终得到了正常的单台地震剖面.这项研究发现了一种新型数据异常,为后续准确的OBS位置校正和地壳结构计算模拟提供了可靠的数据保障,也为国产仪器的改进及其异常数据修复提供了新的参考.

关键词：海底地震仪(OBS) 数据丢失异常内部时间校正挑战者深渊

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南海北部被动陆缘洋陆转换带张裂–破裂研究新进展

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热带海洋学报 2024年第2期43卷 173-183页

作者：赵明辉袁野张佳政张翠梅高金尉王强孙珍程锦辉中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室中国科学院南海海洋研究所广东广州511458 中国科学院大学北京100049 广州海洋地质调查局自然资源部海底矿产资源重点实验室广东广州511458 中国科学院深海科学与工程研究所海南三亚572000 福建省厦门地质工程勘察院福建厦门361008

文章基于深地震探测数据与大洋钻探资料,研究了南海北部被动陆缘洋陆转换带张裂–破裂机制科学问题。2018-2023年在国家基金委共享航次的协助下,实施了三维深地震探测实验,共投放海底地震仪52台次,海底电磁仪2台次,放炮数量达8750炮,累... 详细信息

文章基于深地震探测数据与大洋钻探资料,研究了南海北部被动陆缘洋陆转换带张裂–破裂机制科学问题。2018-2023年在国家基金委共享航次的协助下,实施了三维深地震探测实验,共投放海底地震仪52台次,海底电磁仪2台次,放炮数量达8750炮,累积获得了294Gb的第一手数据,并取得了一系列的创新性成果:1)首次获得南海北部陆缘洋陆转换带深达上地幔的三维速度结构,精准确定了研究区洋陆转换带三维空间展布范围宽度为10~20km;2)揭示南海北部陆缘异常活跃的岩浆作用,提出了不同时间段的构造与岩浆相互作用方式,岩浆活动随着伸展作用不断向洋迁移并逐渐占据主导地位;3)建立了边缘海独特的张裂–破裂地质演化模型,最后一期强烈的岩浆活动导致岩石圈破裂,形成由玄武岩为主的“鳄鱼嘴”构造,同时张裂–破裂过程沿其陆缘走向又存在显著的构造–岩浆差异性。

关键词：洋陆转换带二维/三维深部结构海底地震仪张裂–破裂机制南海北部陆缘

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基于印刷螺旋线圈的自谐振无线能量传输系统

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电子设计工程 2024年第3期32卷 170-175页

作者：胥云飞张家祯穆晓念宋涛上海航天控制技术研究所上海201109

基于印刷螺旋线圈的自谐振无线能量传输系统,其PCB板的顶层和底层分布螺旋线圈,等效电路由电感、电阻和电容的RLC串联组成。自谐振无线能量传输线圈具有结构简单、无需额外补偿电路及便于和PCB电路集成等优点。理论推导了无线能量传输... 详细信息

基于印刷螺旋线圈的自谐振无线能量传输系统,其PCB板的顶层和底层分布螺旋线圈,等效电路由电感、电阻和电容的RLC串联组成。自谐振无线能量传输线圈具有结构简单、无需额外补偿电路及便于和PCB电路集成等优点。理论推导了无线能量传输效率和线圈品质因数的关系,并参数化分析了螺旋线圈的圈数和线宽对线圈的电感、电阻和品质因数的影响。仿真实验表明,当发射线圈和接收线圈的传输距离在45 mm内,自谐振无线能量传输效率可达85%以上;当发射线圈和接收线圈的轴向距离设定为45 mm时,收发线圈的水平偏移量在30 mm内,自谐振无线能量传输效率可达80%以上。

关键词：无线能量传输自谐振印刷螺旋线圈品质因数

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Low RBC counts predict high on-treatment platelet reactivity in patients undergoing percutaneous coronary intervention and treated with clopidogrel

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The Journal of Biomedical Research 2024年第1期38卷 87-91页

作者： Qian Gu Qin Wang Rui Hua Wenhao zhang Jianzhen Teng jiazheng Ma Zhou Dong Xiaoxuan Gong Chunjian Li Department of Cardiology the First Affiliated Hospital of Nanjing Medical UniversityNanjingJiangsu 210029China

Dear Editor,Cardiovascular disease is the leading cause of deaths worldwide,with coronary artery disease(CAD)accounting for approximately 50%of its mortality.Dual antiplatelet therapy,including aspirin and a P2Y12 inhibitor,is the most important treatment for CAD patients undergoing percutaneous coronary intervention(PCI)to prevent recurrent ischemic events and cardiac death.Clopidogrel is one of the commonly used P2Y12 inhibitors.However,up to 30%of patients treated with a standard dose of clopidogrel present with high on-treatment platelet reactivity(HOPR),which is associated with the increased ischemic risks[1].The causes of HOPR are multifactorial and complex.

关键词： coronary patients mortality

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Seismic phases from the Moho and its implication on the ultraslow spreading ridge

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Acta Oceanologica Sinica 2013年第12期32卷 75-86页

作者： zhang jiazheng ZHAO Minghui QIU Xuelin LI Jiabiao RUAN Aiguo Key Laboratory of Marginal Sea Geology of Chinese Academy of Sciences South China Sea Institute of OceanologyChinese Academy of Sciences University of Academy of Sciences The Second Institute of Oceanography State Oceanic Administration

The Moho interface provides critical evidence for crustal thickness and the mode of oceanic crust accretion. The seismic Moho interface has not been identified yet at the magma-rich segments （46°-52°E） of the ultra- slow spreading Southwestern Indian Ridge （SWIR）. This paper firstly deduces the characteristics and do- mains of seismic phases based on a theoretical oceanic crust model. Then, topographic correction is carried out for the OBS record sections along Profile Y3Y4 using the latest OBS data acquired from the detailed 3D seismic survey at the SWIR in 2010. Seismic phases are identified and analyzed, especially for the reflected and refracted seismic phases from the Moho. A 2D crustal model is finally established using the ray tracing and travel-time simulation method. The presence of reflected seismic phases at Segment 28 shows that the crustal rocks have been separated from the mantle by cooling and the Moho interface has already formed at zero age. The 2D seismic velocity structure across the axis of Segment 28 indicates that detachment faults play a key role during the processes of asymmetric oceanic crust accretion.

关键词： Moho interface seismic phases ultra-slow spreading ridge 2D crustal structure SouthwesternIndian Ridge （SWIR）

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一种基于区块链技术的公安执法电子证据系统的设计与实现

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智能系统学报 2022年第6期17卷 1182-1193页

作者：王琪张嘉政刘文奇昆明理工大学数据科学研究中心云南昆明650500 昆明理工大学云南省计算机技术应用重点实验室云南昆明650504

针对公安执法环境的复杂性和电子证据取证及证据固定的困难,根据公安执法场景中电子证据的功能需求,创建了一类基于区块链技术的公安执法电子证据模型的原型系统。该系统具备分布式、不可篡改、可溯源和安全性高等特点,较好地解决了公... 详细信息

针对公安执法环境的复杂性和电子证据取证及证据固定的困难,根据公安执法场景中电子证据的功能需求,创建了一类基于区块链技术的公安执法电子证据模型的原型系统。该系统具备分布式、不可篡改、可溯源和安全性高等特点,较好地解决了公安执法电子证据在取证和诉讼中证据的易变性、逻辑混乱和时间不一致等核心问题。该系统将执法过程中涉及举证的数据上链,通过改进实用拜占庭将军容错(practical byzantine fault tolerance, PBFT)共识算法来监测试图篡改执法数据的行为,利用层级监管特性启动备用共识节点以提高整体效率,基于星际文件系统(interplanetary file system, IPFS)对超大文件上链进行数据存储,有利于公安系统在处理大型数据信息时做到及时、安全与高效。最后通过公安局办案大厅执法场景的测试与分析,验证了该系统的可行性。该系统的应用可赋能公安执法电子证据举证效力的提升和司法领域反腐倡廉,并为案件侦破的串并案智能化提供可靠的数据基础。

关键词：区块链电子证据分布式存储 PBFT共识算法数据库异构共识数据差分公安执法

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