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3D printing of living bacteria electrode

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Nano Research 2020年第5期13卷 1318-1323页

作者： Megan C.Freyman tianyi kou Shanwen Wang Yat Li Department of Chemistry and Biochemistry University of CaliforniaSanta Cruz CA 95064USA

The capability of preparing three-dimensional(3D)printable living inks provides a unique way to harness the activity of microbes and use them in functional *** we demonstrate the incorporation of the living bacteria Shewanella Oneidensis MR-1(*** MR-1)directly into an ink used for creating 3D printed ***,*** MR-1 survives the 3D printing process by showing prominent activity in degrading the methyl orange azo *** the addition of carbon black to this ink,we further demonstrate the direct printing of a living microbial fuel cell(MFC)*** our knowledge,this is the first report on implementing 3D printed bacteria structure as a living electrode for an MFC *** capability of printing living and functional 3D bacterial structure could open up new possibilities in design and fabrication of microbial devices as well as fundamental research on the interaction between different bacterial strains,electrode materials,and surrounding environments.

关键词： Shewanella Oneidensis MR-1 microbial fuel cells 3D printing bacteria ink living electrode

Hierarchically porous carbon foams for electric double layer capacitors

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Nano Research 2016年第10期9卷 2875-2888页

作者： Feng Zhan Tianyu Liu Guihua Hou tianyi kou Lu Yue Rongfeng Guan Yat Li Key Laboratory for Advanced Technology in Environmental Protection of Jiangsu Province Yancheng Institute of Technology Yancheng 224051 China Department of Chemistry and Biochemistry University of California Santa Cruz 1156 High Street Santa Cruz CA 95064 USA

The growing demand for portable electronic devices means that lightweight power sources are increasingly sought after. Electric double layer capacitors （EDLCs） are promising candidates for use in lightweight power sources due to their high power densities and outstanding charge/discharge cycling stabilities. Three-dimensional （3D） self-supporting carbon-based materials have been extensively studied for use in lightweight EDLCs. Yet, a major challenge for 3D carbon electrodes is the limited ion diffusion rate in their internal spaces. To address this limitation, hierarchically porous 3D structures that provide additional channels for internal ion diffusion have been proposed. Herein, we report a new chemical method for the synthesis of an ultralight （9.92 mg/cm3） 3D porous carbon foam （PCF） involving carbonization of a glutaraldehyde- cross-linked chitosan aerogel in the presence of potassium carbonate. Electron microscopy images reveal that the carbon foam is an interconnected network of carbon sheets containing uniformly dispersed macropores. In addition, Brunauer-Emmett-Teller measurements confirm the hierarchically porous structure. Electrochemical data show that the PCF electrode can achieve an outstanding gravimetric capacitance of 246.5 F/g at a current density of 0.5 A/g, and a remarkable capacity retention of 67.5% was observed when the current density was increased from 0.5 to 100A/g. A quasi-solid-state symmetric supercapacitor was fabricated via assembly of two pieces of the new PCF and was found to deliver an ultra-high power density of 25 kW/kg at an energy density of 2.8 Wh/kg. This study demonstrates the synthesis of an ultralight and hierarchically porous carbon foam with high capacitive performance.

关键词： hierarchically porouss tructure glutaraldehyde-crosslinked chitosan light weight carbon foam electrical double layer capacitors

Terahertz Spectroscopy for Accurate Identification of Panax quinquefolium Basing on Nonconjugated 24(R)-Pseudoginsenoside F_(11)

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Plant Phenomics 2021年第1期3卷 57-64页

作者： tianyi kou Ji Ye Jing Wang Yan Peng Zefang Wang Chenjun Shi Xu Wu Xitian Hu Haihong Chen Ling Zhang Xiaohong Chen Yiming Zhu Huiliang Li Songlin Zhuang Terahertz Technology Innovation Research Institute Shanghai Key Lab of Modern Optical SystemTerahertz Science Cooperative Innovation CenterUniversity of Shanghai for Science and TechnologyShanghai Institute of Intelligent Science and TechnologyShanghaiChina Department of Pharmacy Second Military Medical UniversityShanghaiChina School of Pharmacy Nanjing Medical UniversityNanjingChina Shanghai Institute of Intelligent Science and Technology Tongji University ShanghaiChina

Panax quinquefolium is a perennial herbaceous plant that contains many beneficial ginsenosides with diverse pharmacological effects.24(R)-pseudoginsenoside F_(11)is specific to ***,a useful biomarker for distinguishing this species from other related ***,because of its nonconjugated property and the complexity of existing detection methods,this biomarker cannot be used as the identification *** herein present a stable 24(R)-pseudoginsenoside F_(11)fingerprint spectrum in the terahertz band,thereby proving that F_(11)can be detected and quantitatively analyzed via terahertz *** also analyzed the sample by high-performance liquid chromatography-triple quadrupole mass *** difference between the normalized data for the two analytical methods was less than 5%.Furthermore,*** from different areas and other substances can be clearly distinguished based on these terahertz spectra with a standard principal component *** method is a fast,simple,and cost-effective approach for identifying and quantitatively analyzing ***.

关键词： ginsenoside conjugated thereby

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基于太赫兹光谱的人参和西洋参鉴别

光学仪器 2020年第5期42卷 27-32页

作者：寇天一上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

为了快速区分人参和西洋参,依据两者所含的人参皂苷在太赫兹波段具有不同指纹光谱,提出了一种基于人参皂苷的太赫兹光谱鉴别人参和西洋参的方法。采用MATLAB软件识别人参和西洋参的太赫兹光谱,同时根据太赫兹光谱特征并通过标准的主成... 详细信息

为了快速区分人参和西洋参,依据两者所含的人参皂苷在太赫兹波段具有不同指纹光谱,提出了一种基于人参皂苷的太赫兹光谱鉴别人参和西洋参的方法。采用MATLAB软件识别人参和西洋参的太赫兹光谱,同时根据太赫兹光谱特征并通过标准的主成分分析(PCA)区分出人参、西洋参。实验结果表明,基于太赫兹光谱的主成分分析可精确区分出人参、西洋参,并且还可以应用于其他类似物质的区分中。

关键词：人参西洋参皂苷太赫兹主成分分析(PCA)

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神经细胞中五种常见物质的太赫兹波谱的推定

太赫兹科学与电子信息学报 2019年第1期17卷 35-39页

作者：罗洁寇天一施辰君吴旭上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室上海200093

利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)对神经细胞中常见的5种物质(L-谷氨酸、γ-氨基丁酸、肌酸、盐酸多巴胺和肌醇)的纯品进行特征谱检测。实验结果显示,5种物质在太赫兹波段有明显且独特的吸收谱线,并且同一种物质不同浓度的吸收系数符合... 详细信息

利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)对神经细胞中常见的5种物质(L-谷氨酸、γ-氨基丁酸、肌酸、盐酸多巴胺和肌醇)的纯品进行特征谱检测。实验结果显示,5种物质在太赫兹波段有明显且独特的吸收谱线,并且同一种物质不同浓度的吸收系数符合朗伯比尔定律。此外,利用CASTEP软件包对5种物质的光谱进行仿真,结果显示太赫兹波段光谱特征吸收峰的成因主要由分子基团的振动而引起。之后,对肌醇、L-谷氨酸、γ-氨基丁酸和肌酸的1:1:1:1混合物的谱线进行检测,结合最小二乘法等算法倒推,可以准确推断每一种物质的含量及比例。结果表明,当4种物质混合时,物质含量推断的准确率为94%以上,这一研究结果对于癌组织的早期检测有重大意义。

关键词：太赫兹时域光谱技术混合物成分分析吸收系数光谱检测

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基于多个太赫兹时域光谱系统的物质识别方法

光学仪器 2019年第2期41卷 28-33页

作者：徐鸣谦寇天一彭滟朱亦鸣上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室

提出了一种基于多个太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)的物质识别方法。将来自不同THz-TDS的光谱数据,通过小波变换去除基线及噪声等干扰信息,并用3次样条插值将不同的采样频率映射到相同的频率上,从而得到标准化后的光谱数据。将此光谱作为... 详细信息

提出了一种基于多个太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)的物质识别方法。将来自不同THz-TDS的光谱数据,通过小波变换去除基线及噪声等干扰信息,并用3次样条插值将不同的采样频率映射到相同的频率上,从而得到标准化后的光谱数据。将此光谱作为支持向量机(SVM)的特征向量,选择合适的核函数并用网格搜索法寻找最优SVM参数,最终得到98.33%的识别准确率。该方法对于准确识别物质具有重要的参考价值。

关键词：太赫兹波谱物质识别支持向量机

降低CFB锅炉NOx初始浓度的方法及其对燃烧性能的影响

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电力科技与环保 2022年第4期38卷 333-338页

作者：卢伟王西伦苏岳亮寇天一国能宿州热电有限公司安徽宿州234000 烟台龙源电力技术股份有限公司山东烟台264006 国能铜陵发电有限公司安徽铜陵244100

为了进一步降低CFB锅炉NO_(x)初始浓度,以某电厂300MW亚临界循环流化床锅炉为例,在不对设备进行改造的前提下,利用调试手段对二次风母管压力、钙硫比以及床温等参数进行调整,同时结合二次风喷口差异化配风和差异化给煤等手段,对锅炉污... 详细信息

为了进一步降低CFB锅炉NO_(x)初始浓度,以某电厂300MW亚临界循环流化床锅炉为例,在不对设备进行改造的前提下,利用调试手段对二次风母管压力、钙硫比以及床温等参数进行调整,同时结合二次风喷口差异化配风和差异化给煤等手段,对锅炉污染物排放与燃尽特性进行深入研究,旨在充分发挥现有设备潜能,降低NO_(x)初始浓度,为未来超低排放降低成本提供可靠依据。燃烧调整试验结果表明:(1)300MW负荷时,二次风母管风压由7kPa提升至10kPa时,炉膛出口NO_(x)初始浓度由250mg/m^(3)降至200mg/m^(3),NO_(x)浓度可降低50mg/m^(3);飞灰可燃物由4.74%降至3.41%,飞灰可燃物可降低1.32%;炉渣可燃物由1.82%降至1.49%,炉渣可燃物可降低0.33%;(2)300MW负荷,床温为900、925℃,940℃时,炉膛出口NO_(x)初始浓度分别为98mg/m^(3)、113mg/m^(3)、192mg/m^(3),床温在925℃时是NO_(x)急剧生成的拐点;(3)二次风母管压力在10kPa左右可保证煤颗粒具有更好的燃尽特性。在此基础上对大型循环流化床锅炉进行NO_(x)超低排放改造,在降低喷氨量的前提下,不仅可以有效降低改造设备投资成本,还可以在一定程度上降低燃料消耗量,经济效益显著。

关键词： CFB 燃烧调整 Ca/S 床温二次风低NOx排放

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管状波导−单壁碳纳米管太赫兹透射光谱研究

光学仪器 2020年第4期42卷 56-60,74页

作者：仲路铭寇天一袁帅彭滟冯吉军上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室上海200093 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

单壁碳纳米管是新一代透明导电材料,具有许多特殊的光学、电学和机械特性,在多种领域应用广泛。为此通过电弧法制备了单壁碳纳米管并进一步与有机玻璃(PMMA)管状波导集成,经实验和模拟研究了基于管状波导的单壁碳纳米管太赫兹透射光谱... 详细信息

单壁碳纳米管是新一代透明导电材料,具有许多特殊的光学、电学和机械特性,在多种领域应用广泛。为此通过电弧法制备了单壁碳纳米管并进一步与有机玻璃(PMMA)管状波导集成,经实验和模拟研究了基于管状波导的单壁碳纳米管太赫兹透射光谱特性。研究结果表明,单壁碳纳米管可以使管状波导的太赫兹共振增强,可有效提高共振消光比,而石墨烯和炭黑对管状波导的太赫兹透射光谱几乎没有影响。

关键词：太赫兹光谱单壁碳纳米管管状波导

冠突散囊菌发酵甘薯茶对高脂血症大鼠脂质代谢和肠道菌群紊乱的调节

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食品与发酵工业 2023年第16期49卷 231-239页

作者：寇静史琳娜马添翼陕西中医药大学医学技术学院陕西咸阳712046

探讨冠突散囊菌发酵甘薯茶对高脂饲料诱发的高脂血症大鼠脂质代谢和肠道菌群的影响。以健康雄性SD大鼠为试验对象,分为正常对照组、高脂对照组、茶饮高剂量和茶饮低剂量干预组,干预饲养8周。实验期间测量大鼠体重和脂质代谢相关指标,并... 详细信息

探讨冠突散囊菌发酵甘薯茶对高脂饲料诱发的高脂血症大鼠脂质代谢和肠道菌群的影响。以健康雄性SD大鼠为试验对象,分为正常对照组、高脂对照组、茶饮高剂量和茶饮低剂量干预组,干预饲养8周。实验期间测量大鼠体重和脂质代谢相关指标,并收集肝脏及粪便进行病理学和肠道菌群分析。结果表明,发酵后甘薯茶能够显著降低高脂饮食大鼠血清总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白含量,促进肝脏脂质代谢,减轻脂肪在高脂饮食大鼠肝脏内堆积。测序结果显示,与模型组相比,肠道细菌中厚壁菌门与拟杆菌门的比例被提升,瘤胃球菌NK4A214 group、Christensenellaceae R-7 group菌属的丰度显著升高,Bacteroides等菌属的丰度显著降低。发酵后的甘薯茶能够有效改善高脂饮食大鼠的脂质代谢紊乱、肝损伤及肠道菌群紊乱。

关键词：甘薯茶饮发酵高脂血症肠道菌群菌群分析