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Dual cross-linked MXene/cellulose nanofiber/nickel alginate film with improved mechanical properties and electromagnetic interference shielding performance

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Frontiers of Chemical Science and Engineering 2023年第10期17卷 1460-1469页

作者： Pengcheng Deng shiyi feng Canhui Lu Zehang Zhou State Key Laboratory of Polymer Materials Engineering Polymer Research Institute of Sichuan UniversityChengdu 610065China

Electromagnetic interference pollution has raised urgent demand for the development of electromagnetic interference shielding materials.Transition metal carbides(MXenes)with excellent conductivity have shown great potential in electromagnetic interference(EMI)shielding materials,while the poor mechanical strength,flexibility,and structural stability greatly limit their further applications.Here,cellulose nanofibers and sodium alginate are incorporated with MXene nanosheets as flexible matrices to construct strong and flexible mussellike layered MXene/Cellulose nanofiber/Sodium Alginate composite films,and nickel ions are further introduced to induce metal coordination crosslinking of alginate units.Benefited from the dual-crosslinked network structure of hydrogen bonding and metal coordination,the tensile strength,Young’s modulus,and toughness of the MXene/cellulose nanofiber/nickel alginate composite film are significantly increased.After subsequent reduction by ascorbic acid,excess nickel ions are reduced to nickel nanoparticles and uniformly dispersed within the highly conductive composite film,which further improved its hysteresis loss effect toward the incident electromagnetic waves.Consequently,the MXene/cellulose nanofiber/nickel alginate-Ni composite film presents a considerably enhanced electromagnetic interference shielding effectiveness(47.17 dB)at a very low thickness of 29μm.This study proposes a feasible dual-crosslinking and subsequent reduction strategy to synergistically enhance the mechanical properties and electromagnetic interference shielding performance of MXene-based composite materials.

关键词： Ti3C2Tx MXene double crosslinking mechanical properties EMI shielding performance

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Shear stress-induced delamination method for the mass production of Ti_(3)C_(2)Tx MXene nanosheets

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Journal of Materiomics 2023年第6期9卷 1151-1159页

作者： Zehang Zhou Lingfei Wei Ya Yi shiyi feng Zeying Zhan Dong Tian Canhui Lu State Key Laboratory of Polymer Materials Engineering Sichuan UniversityChengdu610065China Institute of Ecological and Environmental Sciences Sichuan Agricultural UniversityChengdu611130China

MXene nanosheets are considered advantageous for functional materials,but current delamination methods to prepare MXene nanosheets have many limitations including high cost,small production scale,low efficiency,and deteriorated structure integrity of obtained nanosheets.Here,we propose a simple,efficient,and scalable shear stress-induced delamination(SSID)strategy to boost the production of single-/few-layered Ti_(3)C_(2)T_(x) MXene nanosheets.Molecular dynamics simulation indicates that the pan mill-type grinding discs create a strong hydrodynamic flow field,which exerts gigantic shear stress to substantially delaminate the multilayered MXene stacks into homogeneously dispersed MXene nanosheets.Furthermore,shear stress generated from vigorous water flow has limited fragmentation effect,ensuring large lateral size and good structure integrity to the obtained MXene nanosheets as evidenced by the morphological and structural characterizations.Compared to conventional delamination methods,this novel SSID strategy exhibits great advantages in terms of efficiency,scalability and the properties of resultant MXene nanosheets,which opens up great opportunity for the scalable production and commercialization of high-performance MXene-based materials.

关键词： MXene nanosheets Hydrodynamic flow field Shear stress-induced delamination Structural evolution Structure integrity

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SWIR FluorescenceImaging In Vivo Monitoring and Evaluating Implanted M2 Macrophages in Skeletal Muscle Regeneration

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Engineering 2024年第2期33卷 283-294页

作者： Mo Chen Yuzhou Chen Sijia feng Shixian Dong Luyi Sun Huizhu Li Fuchun Chen Nguyen Thi Kim Thanh Yunxia Li shiyi Chen You Wang Jun Chen Sports Medicine Institute of Fudan University Department of Sports MedicineHuashan HospitalFudan UniversityShanghai 200040China Department of Bone and Joint Surgery Department of OrthopedicsRenji HospitalSchool of MedicineShanghai Jiaotong UniversityShanghai 200127China Department of Anatomy and Physiology School of MedicineShanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200025China Key Laboratory of Infrared System Detection&Imaging Technology Shanghai Institute of Technical PhysicsChinese Academy of SciencesShanghai 200083China Biophysics Group Department of Physics and AstronomyUniversity College LondonLondon WC1E 6BTUK Healthcare Biomagnetic and Nanomaterials Laboratories University College LondonLondon W1S 4BSUK

Skeletal muscle has a robust regeneration ability that is impaired by severe injury,disease,and aging.resulting in a decline in skeletal muscle function.Therefore,improving skeletal muscle regeneration is a key challenge in treating skeletal muscle-related disorders.Owing to their significant role in tissue regeneration,implantation of M2 macrophages(M2MФ)has great potential for improving skeletal muscle regeneration.Here,we present a short-wave infrared(SWIR)fluorescence imaging technique to obtain more in vivo information for an in-depth evaluation of the skeletal muscle regeneration effect after M2MФtransplantation.SWIR fluorescence imaging was employed to track implanted M2MФin the injured skeletal muscle of mouse models.It is found that the implanted M2MФaccumulated at the injury site for two weeks.Then,SWIR fluorescence imaging of blood vessels showed that M2MФimplantation could improve the relative perfusion ratio on day 5(1.09±0.09 vs 0.85±0.05;p=0.01)and day 9(1.38±0.16 vs 0.95±0.03;p=0.01)post-injury,as well as augment the degree of skeletal muscle regencration on day 13 post-injury.Finally,multiple linear regression analyses determined that post-injury time and relative perfusion ratio could be used as predictive indicators to evaluate skeletal muscle regeneration.These results provide more in vivo details about M2MФin skeletal muscle regeneration and confirm that M2MФcould promote angiogenesis and improve the degree of skeletal muscle repair,which will guide the research and development of M2MФimplantation to improve skeletal muscle regeneration.

关键词： In vivo Short-wave infrared Skeletal muscle Macrophage Regeneration

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天然气水合物及其应用

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化学教学 2023年第5期 85-90页

作者：袁振东冯诗诒安阳师范学院化学化工学院河南安阳455000 河南师范大学化学化工学院河南新乡453007

介绍了天然气水合物从发现到应用的历程:科学家于19世纪在实验室发现气体水合物,至20世纪,科学家在自然界发现天然气水合物矿藏,并确定了天然气水合物的概念。随后,科学家从影响因素和形成模型等方面探索了天然气水合物的形成机理,且致... 详细信息

介绍了天然气水合物从发现到应用的历程:科学家于19世纪在实验室发现气体水合物,至20世纪,科学家在自然界发现天然气水合物矿藏,并确定了天然气水合物的概念。随后,科学家从影响因素和形成模型等方面探索了天然气水合物的形成机理,且致力于把天然气水合物作为新型能源进行开发利用,已在发电系统、储存和运输天然气等方面取得一定的成果,应用前景将更加广阔。

关键词：天然气水合物可燃冰新型能源

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In vivo real-time monitoring delayed administration of M2 macrophages to enhance healing of tendon by NIR-II fluorescence imaging

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Nano Research 2024年第5期17卷 4379-4390页

作者： Yuzhou Chen Mo Chen Chengxuan Yu Huizhu Li Liman Sai Nguyen T.K.Thanh Yueming Wang Yan Wo Jian Zhang Xing Yang Evgenii L.Guryev Andrei V.Zvyagin Hao De Min Tang shiyi Chen Yunxia Li Yuefeng Hao Sijia feng Jun Chen Sports Medicine Institute of Fudan University Department of Sports MedicineHuashan HospitalFudan UniversityShanghai 200040China Department of Orthopedic Surgery Xinhua Hospital Affiliated to Shanghai Jiao Tong University School of MedicineShanghai 200092China Department of Bone and Joint Surgery Department of OrthopedicsRenji HospitalSchool of MedicineShanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200001China Department of Physics Shanghai Normal UniversityShanghai 200234China Biophysics Group Department of Physics and AstronomyUniversity College LondonLondon WC1E 6BTUK UCL Healthcare Biomagnetic and Nanomaterials Laboratories London W1S 4BSUK Department of Anatomy and Physiology School of MedicineShanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200025China Department of Orthopedics Affiliated Suzhou Hospital of Nanjing Medical UniversitySuzhou 215500China Institute of Biology and Biomedicine Lobachevsky State University of Nizhny NovgorodNizhny Novgorod 603950Russia Mathematical Institute University of OxfordOxford OX26GGUK Institute of Natural Sciences School of MathematicsShanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China

The administration time is a critical but long-neglected point in cell therapy based on macrophages because the incorrect time of macrophage administration could result in diverse outcomes regarding the same macrophage therapy.In this work,the second near-infrared(NIR-II)fluorescence imaging in vivo tracking of M2 macrophages during a pro-healing therapy in the mice model of rotator cuff injury revealed that the behavior of administrated macrophages was influenced by the timing of their administration.The delayed cell therapy(DCT)group had a longer retention time of injected M2 macrophages in the repairing tissue than that in the immediate cell therapy(ICT)group.Both Keller-Segel model and histological analysis further demonstrated that DCT altered the chemotaxis of M2 macrophages and improved the healing outcome of the repaired structure in comparison with ICT.Our results offer a possible explanation of previous conflicting results on reparative cell therapy and provoke reconsideration of the timing of these therapies.

关键词： macrophage cell therapy NIR-II in vivo imaging delayed therapy tendon healing

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面向移乘护理的冗余双臂机器人行为安全控制

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机械工程学报 2023年第9期59卷 76-89页

作者：李洋冯适意朱德良郭士杰宋元昊田倩倩河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130 河北省机器人感知与人机融合重点实验室天津300130

人体移乘是劳动强度最大的护理任务之一,因此移乘护理任务的机器人化是护理领域的迫切需求,双臂机器人以其灵活性和多功能化的优势,在护理领域受到广泛关注。不同于传统工业机器人的定位任务,护理任务需要机器人与人体接触,且场景通常... 详细信息

人体移乘是劳动强度最大的护理任务之一,因此移乘护理任务的机器人化是护理领域的迫切需求,双臂机器人以其灵活性和多功能化的优势,在护理领域受到广泛关注。不同于传统工业机器人的定位任务,护理任务需要机器人与人体接触,且场景通常为存在障碍的非结构化环境,因此任务过程中人体的安全性和舒适性至关重要。为实现非结构化环境中的人体移乘护理任务,提出轨迹变形算法,使双臂机器人具备规避障碍物及主动柔顺的功能。首先通过人工势场概念设计基于障碍及位姿的排斥函数和吸引函数,将机器人的障碍规避及主动柔顺功能通过人工势场虚拟力及人机交互力的合力描述。以合力下虚拟弹簧-阻尼系统的等效运动作为轨迹偏差,并通过雅可比矩阵将轨迹偏差变换到关节空间,避免冗余机器人的逆运动学求解。仿真结果表明,轨迹变形算法可在实现主动柔顺的同时规避障碍物。最后进行双臂机器人的人体移乘护理实验,验证轨迹变形算法可基于交互力及势场迭代调整轨迹,证明轨迹变形算法可用于非结构化场景中的人体护理任务,对提高人机交互过程中的安全性,进而实现机器人在康复护理领域的推广与应用具有重要意义。

关键词：移乘护理双臂机器人轨迹变形主动柔顺人工势场

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Discovery of new potential magnetic semiconductors in quaternary Heusler compounds by addition of lanthanides

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Chinese Physics B 2023年第12期32卷 589-593页

作者：郭金冯时怡陶容王国霞王越刘志锋 School of Physical Science and Technology Inner Mongolia UniversityHohhot 010021China

Magnetic semiconductors have attracted a lot of attention by having both electronic charge and spin degrees of freedom. In this paper, we obtained twenty magnetic semiconductors such as FeVLaSb, FeVPrSb, FeCrTbSi, CoVDySi, and CoVHoSi by adding lanthanides to quaternary Heusler compounds based on the Slater-Pauling law and orbital hybridization theory. The relationship between the lattice constants and energy gaps of the magnetic semiconductors with lanthanide elements is investigated by in-depth analysis. These magnetic semiconductors of quaternary Heusler compounds are promising candidates to find applications as spin filtering materials in spintronics devices.

关键词： magnetic semiconductor rare-earth element quaternary Heusler compounds

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国际经验对我国未来碳税立法的启示

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中国物价 2022年第5期 102-104页

作者：封室伊刘志雄广西民族大学国际教育学院广西民族大学经济学院

为应对日益严重的气候问题和履行大国责任,中国作出了“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”的国际承诺。作为世界工厂,我国即将迎来一场产业结构和能源结构的革命。而碳税作为一种专门性、有针对性的税种... 详细信息

为应对日益严重的气候问题和履行大国责任,中国作出了“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”的国际承诺。作为世界工厂,我国即将迎来一场产业结构和能源结构的革命。而碳税作为一种专门性、有针对性的税种,必将会在这次能源革命中起到重要的促进作用。因此,本文详细探讨了我国征收碳税的必要性,分析了已征收碳税国家的成功经验及其对我国的启示,以期对我国未来制定碳税法律制度提供有益参考,最大限度地减少碳税立法对我国经济的短期冲击,确保其充分发挥保护环境及促进低碳经济增长的设计初衷。

关键词：碳税立法国际经验碳中和

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基于关节优先级的冗余机械臂柔顺控制方法

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机床与液压 2023年第4期51卷 15-22页

作者：冯适意刘吉晓李洋王荣博郭士杰河北工业大学机械工程学院天津300130 河北省机器人感知与人机融合重点实验室天津300130 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130

针对冗余机械臂柔顺控制过程中某些关节运动可能超出安全范围导致安全事故的问题,提出一种基于关节优先级的冗余机械臂柔顺控制方法。此方法通过雅可比矩阵的加权广义逆矩阵与阻抗控制中机械臂的末端速度相结合,计算出关节角度增量,并... 详细信息

针对冗余机械臂柔顺控制过程中某些关节运动可能超出安全范围导致安全事故的问题,提出一种基于关节优先级的冗余机械臂柔顺控制方法。此方法通过雅可比矩阵的加权广义逆矩阵与阻抗控制中机械臂的末端速度相结合,计算出关节角度增量,并对关节角度进行迭代更新。在机械臂运动过程中,为减小超限关节的角度增量,将相应关节设置较小的关节优先级,将超限关节角度变化保持在安全范围内。最后使用一种八自由度的冗余机械臂进行柔顺控制实验验证。结果表明:将相应关节设置较小优先级后,该关节角度增量减小,证明了该柔顺控制方法的可行性和有效性。

关键词：冗余机械臂柔顺控制关节优先级关节角度增量

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认知行为干预对脑卒中后抑郁患者的应用效果分析

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临床心身疾病杂志 2023年第5期29卷 150-153页

作者：王恒尚晋赵体英尹征冯诗意郑州大学第一附属医院河南郑州450000

目的分析认知行为干预对脑卒中后抑郁患者的应用效果。方法将92例脑卒中后抑郁患者按照随机数表法分为研究组46例和对照组46例。对照组患者给予常规干预,研究组患者给予认知行为干预。干预前后以日常生活活动能力评定量表评定两组患... 详细信息

目的分析认知行为干预对脑卒中后抑郁患者的应用效果。方法将92例脑卒中后抑郁患者按照随机数表法分为研究组46例和对照组46例。对照组患者给予常规干预,研究组患者给予认知行为干预。干预前后以日常生活活动能力评定量表评定两组患者活动能力,以简易智能精神状态检查量表评定两组患者认知功能,以抑郁自评量表、焦虑自评量表评定两组患者抑郁、焦虑负面情绪情况,并统计干预后两组患者干预总有效率。结果干预后两组患者日常生活活动能力、认知功能均较干预前升高,且研究组高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.01)。干预后两组患者抑郁、焦虑负面情绪情况均较干预前降低,且研究组低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.01)。研究组患者干预总有效率高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论认知行为干预可提升脑卒中后抑郁患者的活动能力及认知功能,有效改善患者抑郁、焦虑情绪,值得临床推广。

关键词：认知行为干预脑卒中抑郁认知功能负性情绪活动能力

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