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LiOH-mediated crystallization regulating strategy enhancing electrochemical performance and structural stability of SiO anodes for lithium-ion batteries

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Nano Research 2024年第9期17卷 8174-8183页

作者： Zhengqiu He Zewen Xu Yu Long Jiexin Zhu Hao Yang kuo chen Qiang Zhou Ning Cao Xiaobo Wang Juan Wang Xiaojie Tan Litao Wang Luhai Wang Shengbao He Mengdi Zhang Han Hu Mingbo Wu State Key Laboratory of Heavy Oil Processing College of Chemistry and Chemical EngineeringChina University of Petroleum(East China)Qingdao 266580China Department of Chemistry National University of Singapore3 Science Drive 3Singapore 117543Singapore School of Chemical Sciences University of AucklandAuckland 1010New Zealand Petrochemical Research Institute Petro China Company Ltd.Beijing 102206China

Silicon monoxide(SiO)is widely recognized as a promising anode material for next-generation lithium-ion *** to its metastable amorphous structure,SiO exhibits a highly complex degree of crystallization at the microscopic level,which significantly influences its electrochemical *** a consequence,accurately regulating the crystallization of SiO,and further establishing the relationship between crystallinity and electrochemical performance are very critical for SiO *** this article,carbon-coated SiO materials with different crystallinity degrees were synthesized using lithium hydroxide monohydrate(LiOH·H_(2)O)as a structural modifier to reveal this ***,moderate amount of LiOH·H_(2)O addition results in the forming of an oxygen-rich shell,which effectively inhibits the inward migration of oxygen atoms on the SiO surface and suppresses volume ***,the crystallinity of SiO will gradually enhance and the crystalline phase appears with increasing the amount of LiOH·H_(2)O,which will generate a deteriorative Li+diffusion *** balancing the above two contradictions,a mass fraction of 1%LiOH·H_(2)O for the additive yielded SiO@C-1,characterized by optimal ***@C-1 demonstrates exceptional long-cycle stability with 74.8%capacity retention after 500 cycles at 1 A·g^(-1).Furthermore,it achieves a capacity retention of 52.2%even at a high density of 5 A·g^(-1).This study first reveals the relationship between SiO crystallinity and electrochemical performance,which efficiently guides the design of high-performance SiO anodes.

关键词： lithium-ion batteries SiO anodes crystallinity regulation high rate long life

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达芬奇机器人保留乳头乳晕乳腺切除即刻假体乳房重建术中预防热蒸汽损伤皮肤组织临床研究

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中国修复重建外科杂志 2024年第7期38卷 813-817页

作者：陈阔吕鹏威郑州大学第一附属医院乳腺外科郑州450052

目的探讨达芬奇机器人保留乳头乳晕乳腺切除即刻假体乳房重建术(robotic nipple-sparing mastectomy and immediate breast reconstruction,R-NSM-IBR)中预防热蒸汽损伤皮肤组织的方法。方法回顾性分析2022年9月—2023年12月接受R-NSM-IBR治疗且符合选择标准的128例乳腺癌女性患者临床资料。术中乳腺切除期间,99例采用覆盖冰水冷却后纱布来降低乳房皮肤温度(A组),29例不作处理(B组)。两组患者年龄、手术侧别、身体质量指数、乳腺癌病理类型及接受辅助化疗、新辅助化疗构成比比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。记录并比较术中乳房表面温度、单侧乳腺切除时间以及术中乳房热损伤并发症发生情况。结果A、B组单侧乳腺切除时间分别为(77.18±9.23)、(76.38±12.88)min,差异有统计学意义(P<0.05)。A组术中乳房表面温度为(25.61±0.91)℃,低于B组(33.38±1.14)℃,差异亦有统计学意义(P<0.05)。术中7例发生皮肤热损伤,其中A组2例(2.0%)、B组5例(17.2%),发生率差异有统计学意义(P<0.05)。其中,B组1例水疱破裂并感染,最终导致假体取出;其余患者均干预处理后恢复正常。结论R-NSM-IBR术中采用在乳房表面覆盖冰水冷却后纱布降温方法可有效降低热蒸汽损伤皮肤的风险。

关键词：机器人手术乳房重建皮肤热损伤

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Design and Gait Planning of a Worm-inspired Metameric Robot for Pipe Crawling

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Journal of Bionic Engineering 2024年第3期21卷 1265-1277页

作者： Yu Liu Qingbiao Shi Zhen chen Pen-tung Sah Institute of Micro-Nano Science and Technology Xiamen UniversityXiamen361102China

The earthworm has been attracted much attention in the research and development of biomimetic robots due to their unique locomotion mechanism,compact structure,and small motion *** paper presents a new design and prototype of a worm-inspired metameric robot with a movement pattern similar to that of *** robot consists of multiple telescopic modules connected in series through joint *** telescopic module mimics the contraction and elongation motion modes of the earthworm segments.A kinematic and dynamic analysis is conducted on the telescopic module,and an input torque calculation method is provided to ensure sufficient friction between the robot and the pipe *** gait modes of the prototype robot for straight and turning locomotion are introduced,and these modes are extended to robots constructed by different numbers of telescopic *** addition,a method is proposed to increase the friction between the robot and the pipe wall in the aforementioned gait modes without changing the robot structure,thereby improving the robot’s motion ability in *** theoretical model of gait modes has also been validated through gait *** findings of this paper would provide a useful basis for the design,modeling,and control of future worm inspired robots.

关键词： Bio-inspired robot Spatial linkage mechanism Kinematics model Peristaltic locomotion

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全双工主动窃听非正交多址接入系统智能超表面辅助物理层安全传输技术

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 798-807页

作者：阔永红曹琳吕璐贺冰涛陈健西安电子科技大学通信工程学院西安710071

针对全双工被动窃听和主动干扰攻击下的多用户非正交多址接入(NOMA)系统,该文提出一种智能超表面(RIS)辅助的鲁棒波束赋形方案以实现物理层安全通信。考虑在仅已知窃听者统计信道状态信息的条件下,以系统传输中断概率和保密中断概率作... 详细信息

针对全双工被动窃听和主动干扰攻击下的多用户非正交多址接入(NOMA)系统,该文提出一种智能超表面(RIS)辅助的鲁棒波束赋形方案以实现物理层安全通信。考虑在仅已知窃听者统计信道状态信息的条件下,以系统传输中断概率和保密中断概率作为约束,通过联合优化基站发射波束赋形、RIS相移矩阵、传输速率和冗余速率,来最大化系统的保密速率。为解决上述多变量耦合非凸优化问题,提出一种有效的交替优化算法得到联合优化问题的次优解。仿真结果表明,所提方案可实现较高的保密速率,且通过增加RIS反射单元数,系统保密性能更佳。

关键词：智能超表面非正交多址接入物理层安全波束赋形

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Arbitrary acoustic orbital angular momentum detection using dual-layer metasurfaces

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Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2024年第6期67卷 106-112页

作者： Zhanlei Hao Haojie chen Yuhang Yin Shan Zhu Yadong Xu cheng-Wei Qiu Huanyang chen Department of Physics College of Physical Science and TechnologyXiamen UniversityXiamen 361005China Department of Electrical and Computer Engineering National University of SingaporeSingapore 117583Singapore Department of Mechanical and Electrical Engineering Xiamen UniversityXiamen 361005China Pen-tung Sah Institute of Micro-Nano Science and Technology Xiamen UniversityXiamen 361005China School of Physical Science and Technology and Jiangsu Key Laboratory of Thin Films Soochow UniversitySuzhou 215006China

Orbital angular momentum(OAM),with its unique physical properties and vast application prospects,has attracted widespread attention in various ***,the development of valid and practical acoustic OAM detection methods continues to be a challenging *** this paper,we propose a novel construction method of dual-layer metasurfaces to achieve a doubleconversion process for the waveform reshaping and differentiated focusing of two-dimensional vortex sources with different ***,by utilizing a concise formula,a one-to-one correspondence is established between the OAM of incident vortex waves and different imaging *** fundamental principle of this special conversion relationship is rigorously constrained by the directional compensation of phase and the material parameters of dual-layer metasurfaces with different quadratic phase *** importantly,the highly consistent results between numerical demonstrations and acoustic experiments further confirm the feasibility and effectiveness of the proposed OAM detection *** work provides a new perspective on the precise manipulation for the phase of vortex fields,holding potential applications in super-resolution imaging and the design of acoustic OAM-based devices.

关键词： arbitrary acoustic OAM detection vortex waves dual-layer metasurfaces waveform reshaping differentiated focusing acoustic experiments

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Efficient conversion of acoustic vortex using extremely anisotropic metasurface

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Frontiers of physics 2024年第4期19卷 257-264页

作者： Zhanlei Hao Haojie chen Yuhang Yin cheng-Wei Qiu Shan Zhu Huanyang chen Institute of Electromagnetics and Acoustics and Department of Physics College of Physical Science and TechnologyXiamen UniversityXiamen 361005China Department of Electrical and Computer Engineering National University of Singapore4 Engineering Drive 3117583Singapore Department of Mechanical and Electrical Engineering Xiamen UniversityXiamen 361005China Pen-tung Sah Institute of Micro-Nano Science and Technology Xiamen UniversityXiamen 361005China

Vortex wave and plane wave,as two most fundamental forms of wave propagation,are widely applied in various research ***,there is currently a lack of basic mechanism to enable arbitrary conversion between *** this paper,we propose a new paradigm of extremely anisotropic acoustic metasurface(AM)to achieve the efficient conversion from 2D vortex waves with arbitrary orbital angular momentum(OAM)to plane *** underlying physics of this conversion process is ensured by the symmetry shift of AM medium parameters and the directional compensation of ***,this novel phenomenon is further verified by analytical calculations,numerical demonstrations,and acoustic experiments,and the deflection angle and direction of the converted plane waves are qualitatively and quantitatively confirmed by a simple *** work provides new possibilities for arbitrary manipulation of acoustic vortex,and holds potential applications in acoustic communication and OAM-based devices.

关键词： efficient wave conversion vortex wave plane wave orbital angular momentum acoustic metasurface

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基于聚类分析的土壤重金属分体式LIBS检测方法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第9期44卷 2506-2513页

作者：关丛荣梁帅陈吉文王占扩北方工业大学北京100144

土壤是人类赖以生存的物质基础,它的特性与人们的生产生活密切相关,传统土壤重金属检测方法如原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法分析能力较弱且价格昂贵,因此亟需一种开发低成本易操作的土壤多种元素同时定量分析方法。激光诱导... 详细信息

土壤是人类赖以生存的物质基础,它的特性与人们的生产生活密切相关,传统土壤重金属检测方法如原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法分析能力较弱且价格昂贵,因此亟需一种开发低成本易操作的土壤多种元素同时定量分析方法。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术因其分析快速、多元素同时分析等优点被广泛关注,但由于其体积较大不便于携带并且大多应用于实验室分析,为了满足现场检测的需求,研制了一台分体式现场LIBS检测仪,其设计是将仪器分为探测头和机箱两部分并通过包塑管进行连接,采用微型二极管泵浦激光器,脉冲能量可达100mJ,波长1064nm,重复频率为1~10Hz;此外采用多通道高分辨率光谱仪,提高LIBS的分析性能;为了减小辐射背景干扰,利用FPGA实现μs级延迟时间功能。对其应用在11种土壤获取光谱数据,实验设置脉冲能量为100mJ,延迟时间设为1μs,积分时间2ms,每个样品采集10个不同位置的光谱,每个位置测量20次,共采集200个光谱数据,为减少噪声干扰,对每个样品的光谱数据进行均值预处理后再进行Beads算法基线校正,利用PCA主成分分析得到贡献率最大的3个主成分分量,再通过Kmeans++算法对不同地区不同类型的11种土壤进行聚类分析,将相同类别的土壤代入偏最小二乘(PLSR)算法,每个元素选取两个特征谱线以及上下各10个点来增强光谱信息,选择一种样品作为预测对Cu、Cr、Ni、Co、Cd五种土壤重金属元素进行定量分析。结果表明,与未进行聚类分析相比,此方法可明显提高元素的拟合相关系数,五种重金属元素的相关系数分别从0.953、0.992、0.989、0.982、0.99提高至0.999、0.998、0.9995、0.9965、0.993,相关系数均达到0.99及以上满足LIBS线性分析要求,其预测结果与实际含量之间的平均相对误差分别从83.45%、16.03%、22.94%、43.91%、125.768%提高至1.14%、0.99%、0.895%、1.879%、1.862%,可以发现经过聚类分析后,其预测误差大大降低,均在5%以内,具有较好的分析性能,五种元素的相关系数和预测误差相比于直接进行PLSR方法均有提升。PCA与Kmeans++结合的方法能够更准确的进行聚类,在降维后进行聚类可以减少噪声和冗余信息的影响,加快计算速度,减少异常点对聚类效果的影响提高鲁棒性。

关键词：土壤聚类分析偏最小二乘法激光诱导击穿光谱

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反向散射NOMA赋能的混合多播-单播协作传输方案

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电子与信息学报 2024年第6期46卷 2372-2381页

作者：阔永红薛彦文吕璐贺冰涛陈健西安电子科技大学通信工程学院西安710071

针对协作中继通信系统频谱效率低和链路利用率低的问题,面向多播、单播业务共存场景,该文提出一种反向散射NOMA赋能的混合多播-单播协作传输方案。机会式选择一个多播用户作为协作节点,将其接收信号的一部分功率用于自身解码,剩余功率... 详细信息

针对协作中继通信系统频谱效率低和链路利用率低的问题,面向多播、单播业务共存场景,该文提出一种反向散射NOMA赋能的混合多播-单播协作传输方案。机会式选择一个多播用户作为协作节点,将其接收信号的一部分功率用于自身解码,剩余功率反向散射以增强其余用户的接收质量。为提升系统性能,通过联合优化基站功率分配系数、协作用户反向散射系数和协作节点选择变量,在保障多播服务质量的前提下,实现单播用户最小可达速率的最大化。为解决上述高度非凸联合优化问题,该文设计一种协作用户选择准则并提出了一种迭代算法来获取原问题的最优解。仿真结果验证了所提迭代算法的快速收敛性,相较于传统非协作传输方案,所提方案可将单播用户最小可达速率提升11.5%,有效保证多业务服务质量。

关键词：反向散射非正交多址接入协作式多播-单播用户选择

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达芬奇机器人乳腺外科手术151例

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中华普通外科杂志 2024年第7期39卷 516-520页

作者：陈阔吕鹏威郑州大学第一附属医院乳腺外科郑州450052

目的总结使用达芬奇机器人乳腺外科手术(robot breast surgery,RBS)技术的初步经验。方法回顾性分析2022年9月至2024年1月期间在郑州大学第一附属医院乳腺外科接受RBS的151例患者的临床资料。结果14例患者使用达芬奇机器人Si^(TM)系统,... 详细信息

目的总结使用达芬奇机器人乳腺外科手术(robot breast surgery,RBS)技术的初步经验。方法回顾性分析2022年9月至2024年1月期间在郑州大学第一附属医院乳腺外科接受RBS的151例患者的临床资料。结果14例患者使用达芬奇机器人Si^(TM)系统,137例患者使用达芬奇机器人Xi^(TM)系统手术。术后随访时间(3±1)个月,无乳头乳晕复合体坏死,除3例假体丢失外,其余患者无严重的围手术期及晚期并发症,且对术后美学效果满意。结论虽然目前现有的证据还不成熟且随访时间较短,但初步结果表明RBS能提供更好的美容效果,而且可能降低乳头坏死的风险。

关键词：乳腺肿瘤乳房成形术假体植入机器人手术

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Aldo-keto reductase family member C3(AKR1C3)promotes hepatocellular carcinoma cell growth by producing prostaglandin F2α

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Oncology Research 2024年第1期32卷 163-174页

作者： kuo-SHYANG JENG PO-YU chenG YUEH-HSIEN LIN PO-CHUN LIU PING-HUI TSENG YU-CHAO WANG CHIUNG-FANG CHANG CHUEN-MIIN LEU Division of General Surgery Far Eastern Memorial HospitalNew Taipei City22060Taiwan Institute of Microbiology and Immunology National Yang Ming Chiao Tung UniversityTaipei City11221Taiwan Institute of Biochemistry and Molecular Biology National Yang Ming Chiao Tung UniversityTaipei City11221Taiwan Institute of Biomedical Informatics National Yang Ming Chiao Tung UniversityTaipei City11221Taiwan Department of Medical Research Far Eastern Memorial HospitalNew Taipei City22060Taiwan

Hepatocellular carcinoma(HCC)is a leading cause of death *** therapies are effective for HCC patients with early disease,but many patients suffer recurrence after surgery and have a poor response to ***,new therapeutic targets are *** analyzed gene expression profiles between HCC tissues and normal adjacent tissues from public databases and found that the expression of genes involved in lipid metabolism was significantly *** analysis showed that AKR1C3 was upregulated in tumors,and high AKR1C3 expression was associated with a poorer prognosis in HCC *** vitro,assays demonstrated that the knockdown of AKR1C3 or the addition of the AKR1C3 inhibitor indomethacin suppressed the growth and colony formation of HCC cell *** of AKR1C3 in Huh7 cells reduced tumor growth in *** explore the mechanism,we performed pathway enrichment analysis,and the results linked the expression of AKR1C3 with prostaglandin F2 alpha(PGF2a)downstream target *** of AKR1C3 activity reduced the production of PGF2a,and supplementation with PGF2a restored the growth of indomethacin-treated Huh7 *** of the PGF receptor(PTGFR)and treatment with a PTGFR inhibitor significantly reduced HCC *** showed that indomethacin potentiated the sensitivity of Huh7 cells to *** summary,our results indicate that AKR1C3 upregulation may promote HCC growth by promoting the production of PGF2α,and suppression of PTGFR limited HCC ***,targeting the AKR1C3-PGF2a-PTGFR axis may be a new strategy for the treatment of HCC.

关键词： Hepatocellular carcinoma Aldo-keto reductase family member C3 Prostaglandin F2 alpha Prostaglandin F receptor

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