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Designed imidazole-based supramolecular catalysts for accelerating oxidation/hydrolysis cascade reactions

Nano Research 2024年第6期17卷 4916-4923页

作者： Yuanxi Liu Wenjie Xu Shichao Xu haifeng wu Baoli Zhang Li Song Zhen-Gang Wang State Key Laboratory of Organic-Inorganic Composites Key Lab of Biomedical Materials of Natural Macromolecules(Ministry of Education)Beijing Laboratory of Biomedical MaterialsCollege of Materials Science and EngineeringBeijing University of Chemical TechnologyBeijing 100029China National Synchrotron Radiation Laboratory CAS Center for Excellence in NanoscienceUniversity of Science and Technology of ChinaHefei 230029China

Reconstructing enzymatic active sites presents a significant challenge due to the intricacies involved in achieving enzyme-like scaffold folding and spatial arrangement of essential functional groups.There is also a growing interest in building biocatalytic networks,wherein multiple enzymatic active sites are localized within a single artificial system,allowing for cascaded transformations.In this work,we report the self-assembly of imidazole or its derivatives with fluorenylmethyloxycarbonyl-modified histidine and Cu2+to fabricate a supramolecular catalyst,which possesses catechol oxidase-like dicopper center with multiple imidazole as the coordination sphere.Transmission electron microscopy,low-temperature X-band continuous-wave electron paramagnetic resonance,K-edge X-ray absorption spectra/the extended X-ray absorption fine structure analysis,and density functional theory modeling were used for the structural characterization of the catalyst.The phenol derivatives and the dissolved oxygen were used as the substrates,with the addition of 4-aminoantipyrine to generate a red adduct with a maximum absorbance at 510 nm,for obtaining time-dependent absorbance change curves and estimating the activities.The results reveal that the addition of imidazole synergistically accelerates the oxidative activity about 10-fold and the hydrolysis activity about 14-fold than fluorenylmethyloxycarbonyl modified-histidine/Cu2+.The supramolecular nanoassembly also exhibits the ability to catalyze oxidation/hydrolysis cascade reactions,converting 2′,7′-dichlorofluorescin diacetate into 2′,7′-dichlorofluorescein.This process can be regulated through the methylation of the imidazole component at various positions.This work may contribute to the design of advanced biomimetic catalysts,and shed light on early structural models of the active sites of the primitive copper-dependent enzymes.

关键词： enzyme mimic self-assembly supramolecular catalyst cascade reactions

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Homogenization Function of Microchannel on Heat Absorber with Compound Parabolic Concentrator

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Journal of Thermal Science 2022年第6期31卷 2022-2031页

作者： WANG Xueqing wu haifeng MA Yusen WANG Suilin XU Rongji Beijing Engineering Research Center of Sustainable Energy and Buildings Beijing University of Civil Engineering and ArchitectureBeijing 100044China

Microchannels offer unique advantages on heat transfer performance. In this paper, microchannels are applied to the compound parabolic concentrator(CPC) system. A multi-physical field coupling model based on Finite Element Method is proposed to investigate the homogenization effect of the microchannel heat absorber on the CPC non-uniform concentration. The energy conversion process from optics to heat is simulated using TracePro software, and the heat transfer processes in the microchannel are computed by Fluent using user defined functions(UDF). It is found that the microchannels behave well on weakening the influence of the nonuniformity solar heat flux on the performance of the CPC. The temperature nonuniformity of the outlet section is less than 10^(-3) in the direction of fluid flow caused by the microchannel, although the maximum surface heat flux inhomogeneity of the microchannel reaches 2.3. The peak value of the heat flux on the surface of the absorber changes from double peak to single peak, and moves to the edge, resulting in more uneven heat flux distribution with the increase of the incident angle within the acceptance semi-angle of the CPC. The result of TracePro clearly shows that when the concentration ratio is less than 5, the heat flux nonuniformity on the surface of the absorber decreases with the increase in concentration ratio. It was interestingly found that the temperature distribution of the heat transfer fluid has weak sensitivity to the changes of truncation ratio. This work provides a way to design a CPC solar collector.

关键词： solar energy microchannel compound parabolic concentrator multi-physical field

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Integration of a thermochemical energy system driven by solar energy and biomass for natural gas and power production

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Science China(Technological Sciences) 2022年第6期65卷 1383-1395页

作者： wu haifeng ZHANG BoWen QU WanJun XU RongJi LIU QiBin Beijing Engineering Research Center of Sustainable Energy and Buildings Beijing University of Civil Engineering and ArchitectureBeijing 100044China Guangdong Provincial Key Laboratory of Distributed Energy Systems School of Chemical Engineering and Energy TechnologyDongguan University of TechnologyDongguan 523808China Institute of Engineering Thermophysics Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China

Energy systems with multi-energy product outputs driven by renewable energy sources are becoming increasingly popular.To satisfy the diversification of energy use forms in China,this study proposes a new thermochemical energy system driven by solar energy and biomass for natural gas and power production.In this system,syngas from solar-driven biomass gasification is used to synthesize natural gas,whereas the unreacted syngas is burned directly in a combined cycle for power generation.To adjust the production capacity of the system,a shift reaction was used to change the H_(2)/CO ratio in the syngas.The biomass gasification model was experimentally verified,and the thermodynamic performance of the system was studied numerically.The results showed that the production rate of natural gas,with a heat value of 714.88 k J/mol,was approximately 0.306 m^(3)-SNG/kg-bio,and the primary energy efficiency was 47%.The new system showed a good energy-saving potential of 15.29%.Parametric analysis indicated that an increase in the gasification temperature led to a reduction in the natural gas production and an increase in the power output of the system,with a maximum energy efficiency of 66.72%at gasification temperature of 1050°C.With an increase in the syngas share entering the transfer reactor,the natural gas production rate and energy efficiency of the system were improved with an optimum share of approximately 0.55,thereby facilitating the development and optimization of operation strategies.This study provides a promising way to increase the share of renewable energy instead of fossil fuels.

关键词： solar energy biomass gasification natural gas thermochemical energy system thermodynamics performance

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在高中生物学教学中渗透灾疫伦理教育的路径探索

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生物学教学 2024年第1期49卷 83-84页

作者：吴海峰江苏省滨海县八滩中学盐城224541

新课程标准的理念与灾疫伦理教育内涵非常契合,因此有必要在高中生物学教学中渗透灾疫伦理教育。通过积极落实课程目标、增加灾疫伦理教育的教学内容、丰富灾疫伦理教育的教学方法等途径,让灾疫伦理教育的开展成为可能,彰显生物学课程... 详细信息

新课程标准的理念与灾疫伦理教育内涵非常契合,因此有必要在高中生物学教学中渗透灾疫伦理教育。通过积极落实课程目标、增加灾疫伦理教育的教学内容、丰富灾疫伦理教育的教学方法等途径,让灾疫伦理教育的开展成为可能,彰显生物学课程的核心教育价值。

关键词：灾疫伦理教学渗透路径探索高中生物学

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2023年日本东京大学入学考试生物学试题分析与启示

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生物学教学 2024年第5期49卷 60-63页

作者：吴海锋吴尚鑫兰瑛广西师范大学生命科学学院桂林541006 广西睿领教育研究院南宁530021

以2023年东京大学入学考试生物学试题为例,分析其试题特点。试题注重考查对生物学基本概念的理解、科学探究能力、逻辑思维和实验结果分析能力,可为我国生物学试题命制提供一定的参考。

关键词：东京大学入学考试生物学

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交通设施改善、市场集聚效应与城市人口增长差异

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经济与管理研究 2024年第1期45卷 55-74页

作者：魏守华吴海峰钱非非南京大学长江三角洲经济社会发展研究中心南京210093

针对中国城市人口增长率和城市规模明显分化的现象,本文从向心力的集聚效应和离心力的通勤成本视角进行研究。理论模型和1990—2020年全国人口普查数据的回归结果显示,地铁等交通设施改善和基于市场潜力的消费集聚效应会增大均衡时城市... 详细信息

针对中国城市人口增长率和城市规模明显分化的现象,本文从向心力的集聚效应和离心力的通勤成本视角进行研究。理论模型和1990—2020年全国人口普查数据的回归结果显示,地铁等交通设施改善和基于市场潜力的消费集聚效应会增大均衡时城市规模,区位基础等本地特征因素也会影响均衡城市规模。稳健性和异质性检验表明,交通设施的改善驱动高等级大城市人口的持续增长,来自市场潜力的集聚效应是中小城市人口增长的关键因素。进一步分解关键解释变量的计量结果表明,城市群,特别是都市圈的中小城市的人口快速增长得益于圈层结构中市场潜力带来的集聚效应,而内陆和东北的孤立中小城市因市场潜力弱而人口增长缓慢。机制分析结果显示,市场潜力通过增加产品需求和提升工资水平、交通设施改善通过提高有效劳动力数量和提升公共服务水平,吸引人口流入并推动人口增长,且房价调节关键解释变量与人口增长的关系。为促进城镇体系协调发展,国家应构建“中心城市-都市圈-城市群+外围中小城市”多层次空间格局,优化区域空间功能分工体系。

关键词：城市规模通勤成本交通设施改善集聚效应市场潜力人口增长

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动态功能性连接模式的状态判决与分类研究

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重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第4期38卷 204-211页

作者：马佳吴海锋李顺良云南民族大学电气信息工程学院昆明650504 云南省无人自主系统重点实验室昆明650500

针对动态脑网络分析中存在不同状态的连接模式,采用传统的聚类算法效果较差的问题,对神经疾病患者进行动态功能性连接分析,寻找稳定的状态特征来提高疾病分类准确率。阐述了脑网络构建、分析等基本理论,对现有研究存在的不足进行分析,... 详细信息

针对动态脑网络分析中存在不同状态的连接模式,采用传统的聚类算法效果较差的问题,对神经疾病患者进行动态功能性连接分析,寻找稳定的状态特征来提高疾病分类准确率。阐述了脑网络构建、分析等基本理论,对现有研究存在的不足进行分析,介绍了动态功能性连接计算和有效特征提取过程。提出一种在交叉验证下微状态识别法,并与基于线性表达的维度压缩法结合,对原始动态功能连接进行稳定聚类与特征降维;引入类内距离准则对交叉验证下组内特征进行特征选择,对分类模型进行优化,提高了分类准确率。对比已有的聚类识别状态方法在公共数据集及轻度认知障碍识别分类中的应用,结果表明所提方法在稳定聚类和分类预测方面均表现较好,在特征选择后的分类准确率可以达到最优值86%。

关键词：动态脑网络功能性连接状态识别特征选择分类

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建筑施工中桩基施工技术分析

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工程技术研究 2024年第2期9卷 103-105页

作者：吴海锋广州一建建设集团有限公司广东广州511457

现代化建设进程的加快促使城市内建筑数量持续增加,建筑工程质量也引发了大众的关注。从建筑的施工过程来看,桩基施工是保障建筑施工质量的关键。作为建筑施工的基础,桩基施工出现问题,势必会给后续施工和项目整体质量埋下隐患。文章结... 详细信息

现代化建设进程的加快促使城市内建筑数量持续增加,建筑工程质量也引发了大众的关注。从建筑的施工过程来看,桩基施工是保障建筑施工质量的关键。作为建筑施工的基础,桩基施工出现问题,势必会给后续施工和项目整体质量埋下隐患。文章结合文献调查和实证研究,对当前建筑施工桩基工程中存在的问题进行了探讨,并就建筑施工中桩基施工技术的有效应用展开了研究,从建筑桩基施工准备和施工技术两方面提出了相应的策略。

关键词：建筑施工桩基测量放线护筒

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金鱼藻、黑藻和大肠杆菌过氧化氢酶活性比较研究

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生物学教学 2024年第3期49卷 49-52页

作者：吴海锋李杰丽兰瑛广西师范大学生命科学学院桂林541006 广西睿领教育研究院南宁530021

研究黑藻、金鱼藻和大肠杆菌粗提液的过氧化氢酶活性,发现10%—50%浓度范围内,三种材料粗提液的酶活性均随浓度增加而增大。其中,黑藻粗提液酶活性变化相对较小。通过对流食助推器收集到的O_(2)体积比较,不同浓度粗提液分解H_(2)O_(2)... 详细信息

研究黑藻、金鱼藻和大肠杆菌粗提液的过氧化氢酶活性,发现10%—50%浓度范围内,三种材料粗提液的酶活性均随浓度增加而增大。其中,黑藻粗提液酶活性变化相对较小。通过对流食助推器收集到的O_(2)体积比较,不同浓度粗提液分解H_(2)O_(2)速率不同,30%金鱼藻粗提液或30%大肠杆菌菌液催化效率高,可替代20%肝脏研磨液进行“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的定量观察。

关键词：金鱼藻黑藻大肠杆菌实验改进

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MCI患者高阶动态功能连接的图论网络构建方法及分类

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计算机应用研究 2024年第4期41卷 1094-1103页

作者：王霞王勇吴海锋张珊王卓然云南民族大学电气信息工程学院昆明650500 云南民族大学云南省高校智能传感器网络及信息系统科技创新团队昆明650500

针对在低阶脑网络应用图论忽视了功能连接高阶动态性的问题,提出了一种基于高阶动态功能连接的图论网络构建方法(GNC-HodFC),提取高阶FC网络的图论特征以对轻度认知障碍患者和健康被试者进行差异性分析及分类。首先定义了表征高阶动态... 详细信息

针对在低阶脑网络应用图论忽视了功能连接高阶动态性的问题,提出了一种基于高阶动态功能连接的图论网络构建方法(GNC-HodFC),提取高阶FC网络的图论特征以对轻度认知障碍患者和健康被试者进行差异性分析及分类。首先定义了表征高阶动态脑网络连接的图论节点和边;然后利用滑动窗相关技术提取低阶功能连接信息,提出平稳性判据,选取最优特征子集以构建图论的节点;最后提出自适应阈值策略对高阶动态功能连接信息进行选取以构建图论的边,最终完成高阶动态脑网络的图构建。实验结果表明,GNC-HodFC的平均分类准确率可以达到70.5%,优于其他三种对比方法,且患者组和健康组的图论特征中存在显著性差异,GNC-HodFC方法可以为轻度认知障碍的诊断提供新的辅助手段。

关键词：轻度认知障碍动态功能连接图论低阶网络高阶网络

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