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Flexible pressure sensors with ultrahigh stress tolerance enabled by periodic microslits

Microsystems & Nanoengineering 2024年第1期10卷 301-311页

作者： Song Wang Chenying Wang Yifan zhao Yujing Zhang Yaxin Zhang xiangyue Xu Qijing Lin Kai Yao Yuheng Wang Feng Han Yu Sun Zhuangde Jiang State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering International Joint Laboratory for Micro/Nano Manufacturing and Measurement TechnologiesSchool of Mechanical EngineeringXi’an Jiaotong UniversityXi’anChina State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering International Joint Laboratory for Micro/Nano Manufacturing and Measurement TechnologiesSchool of Instrument Science and TechnologyXi’an Jiaotong UniversityXi’anChina The Faculty of Electrical Engineering and Computer Science Ningbo UniversityNingboChina Department of Mechanical and Industrial Engineering University of TorontoTorontoCanada

Stress tolerance plays a vital role in ensuring the effectiveness of piezoresistive sensing films used in flexible pressure sensors.However,existing methods for enhancing stress tolerance employ dome-shaped,wrinkle-shaped,and pyramidal-shaped microstructures in intricate molding and demolding processes,which introduce significant fabrication challenges and limit the sensing performance.To address these shortcomings,this paper presents periodic microslits in a sensing film made of multiwalled carbon nanotubes and polydimethylsiloxane to realize ultrahigh stress tolerance with a theoretical maximum of 2.477 MPa and a sensitivity of 18.092 kPa−1.The periodic microslits permit extensive deformation under high pressure(e.g.,400 kPa)to widen the detection range.Moreover,the periodic microslits also enhance the sensitivity based on simultaneously exhibiting multiple synapses within the sensing interface and between the periodic sensing cells.The proposed solution is verified by experiments using sensors based on the microslit strategy for wind direction detection,robot movement sensing,and human health monitoring.In these experiments,vehicle load detection is achieved for ultrahigh pressure sensing under an ultrahigh pressure of over 400 kPa and a ratio of the contact area to the total area of 32.74%.The results indicate that the proposed microslit strategy can achieve ultrahigh stress tolerance while simplifying the fabrication complexity of preparing microstructure sensing films.

关键词： robot shaped stress

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Bifunctional noble-metal-free cocatalyst coating enabling better coupling of photocatalytic CO_(2)reduction and H_(2)O oxidation on direct Z-scheme heterojunction

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Nano Research 2024年第6期17卷 5022-5030页

作者： Wei zhao Weihao Mo Yan Zhang Lingxuan Hu Yiyi Zheng Zhulei Chen xiangyue Niu Yuling zhao Lichun Liu Shuxian Zhong Song Bai Key Laboratory of the Ministry of Education for Advanced Catalysis Materials College of Chemistry and Materials ScienceZhejiang Normal UniversityJinhua 321004China College of Biological Chemical Sciences and Engineering and Nanotechnology Research InstituteJiaxing UniversityJiaxing 314001China College of Geography and Environmental Sciences Zhejiang Normal UniversityJinhua 321004China College of Chemical and Biological Engineering Zhejiang UniversityHangzhou 310058China School of Biological and Chemical Engineering Panzhihua UniversityPanzhihua 617000China

Selective loading of spatially separated redox cocatalysts on direct Z-scheme heterojunctions holds great promise for advancing the efficiency of artificial photosynthesis,which however is limited to the photodeposition of noble metal cocatalysts and the fabrication of hollow double-shelled semiconductor heterojunctions.Moreover,the co-exposure of discrete cocatalyst and semiconductor increases the product diversity when both the exposed sites of which participate in CO_(2)photoreduction.Herein,we present a facile and versatile protocol to overcome these limitations via surface coating of Z-scheme heterojunctions with bifunctional noble-metal-free cocatalysts.With Cu_(2)O/Fe_(2)O_(3)(CF)as a model heterojunction and layered Ni(OH)_(2)as a model cocatalyst,it is found that Ni(OH)_(2)lying on the surfaces of Cu_(2)O and Fe_(2)O_(3)separately co-catalyzes the CO_(2)reduction and H_(2)O oxidation.Thorough experimental and theoretical investigation reveals that the Ni(OH)_(2)outer layer:(i)mitigates the charge recombination in CF and balances their transfer and consumption;(ii)reduces the rate-determining barriers for CO_(2)-to-CO and H_(2)O-to-O_(2)conversion,(iii)suppresses the side proton reduction occurring on CF,and(iv)protects the CF from component detachment.As expected,the redox reactions stoichiometrically proceed,and significantly enhanced photocatalytic activity,selectivity,and stability in CO generation are achieved by the stacked Cu_(2)O/Fe_(2)O_(3)@Ni(OH)_(2)in contrast to CF.This study demonstrates the significance of the synergy between bifunctional cocatalysts and Z-scheme heterojunctions for improving the efficacy of overall redox reactions,opening a fresh avenue for the rational design of artificial photosynthetic systems.

关键词： Z-scheme heterojunction bifunctional cocatalyst CO_(2)reduction H_(2)O oxidation stoichiometric redox reaction

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Enhancing pain modulation: the efficacy of synchronous combination of virtual reality and transcutaneous electrical nerve stimulation

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General Psychiatry 2023年第6期36卷 501-511页

作者： Yanzhi Bi Xu Liu xiangyue zhao Shiyu Wei Jingwei Li Faguang Wang Wenbo Luo Li Hu CAS Key Laboratory of Mental Health Institute of PsychologyChinese Academy of SciencesBeijingChina Department of Psychology University of Chinese Academy of SciencesBeijingChina Research Center of Brain and Cognitive Neuroscience Liaoning Normal UniversityDalianLiaoningChina School of Inteligent Manufacturing Wenzhou PolytechnicWenzhouZhejangChina Key Laboratory of Brain and Cognitive Neuroscience DalianLiaoningChina

Introduction Virtual reality(VR)and transcutaneous electrical nerve stimulation(TENS)have emerged as effective interventions for pain reduction.However,their standalone applications often yield limited analgesic effects,particularly in certain painful conditions.Aims Our hypothesis was that the combination of VR with TENS in a synchronous manner could produce the best analgesic effect among the four experimental conditions.Methods To address this challenge,we proposed a novel pain modulation strategy that synchronously combines VR and TENS,aiming to capitalise on both techniques'complementary pain modulation mechanisms.Thirty-two healthy subjects participated in the study and underwent three types of interventions:VR alone,a combination of VR with conventional TENS,and a combination of VR with synchronous TENS.Additionally,a control condition with no intervention was included.Perceived pain intensity,pain unpleasantness,positive and negativeaffect scores,and electroencephalographic(EEG)data were collected before and after the interventions.To delve into the potential moderating role of pain intensity on the analgesic efficacy of VR combined with synchronous TENS,we incorporated two distinct levels of painful stimuli:one representing mild to moderate pain(ie,low pain)and the other representing moderate to severe pain(ie,high pain).Results Our findings revealed that both combination interventions exhibited superior analgesic effects compared with the VR-alone intervention when exposed to low and high pain stimuli.Notably,the combination of VR with synchronous TENS demonstrated greater analgesic efficacy than the combination of VR with conventional TENS.EEG data further supported these results,indicating that both combination interventions elicited a greater reduction in event-related potential magnitude compared with the VR-alone intervention during exposure to low and high pain stimuli.Moreover,the synchronous combination intervention induced a more significant reduction in N2 amplitude than the VR-alone intervent

关键词： pain stimulation alone

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Influences of Lactiplantibacillus plantarum and Saccharomyces cerevisiae fermentation on the nutritional components,flavor property and lipid-lowering effect of highland barley

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未来食品学报(英文) 2024年第3期4卷 258-266页

作者： Juan Bai Linzhao He Jinfu Zhang xiangyue Gu Beiqi Wu Anlin Wang Ying Zhu Jiayan Zhang Yansheng zhao Jie Yuan Xiang Xiao School of Food and Biological Engineering Jiangsu UniversityZhenjiang 212013China

Highland barley is a well-known cereal in Qinghai-Tibet Plateau area with high nutritional value,which has been reported to be a health-promoting grain for the obesity and the diabetes.Fermentation by certain microbiota can improve the flavor property and nutritional characteristics.In the present study,Lactiplantibacillus plantarum and Saccharomyces cerevisiae were singly or jointly applied to ferment highland barley,and the profile of volatile substances and lipid-lowering effects of the respective extracts were analyzed.Results indicated that either L.plantarum or S.cerevisiae or co-fermentation could consume the polysaccharides of highland barley to provide energy,and dramatically increase the contents of total protein and polyphenol.Gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS)analysis revealed that the presence of S.cerevisiae was critical for production of the pleasant flavors,especially for the ethyl ester substances including hexadecanoic acid ethyl,hexanoic acid ethyl ester and so on.Meanwhile,we found that fermented highland barley extracts by L.plantarum exhibited stronger lipid-lowering effects in Caenorhabditis elegans than that by S.cerevisiae,while the co-fermentation not only emitted pleasant odors but also exerted high hypolipidemic function.In all,co-fermentation by L.plantarum and S.cerevisiae was proposed to be a promising processing to improve the flavor and functional properties of highland barley.

关键词： Highland barley Lactiplantibacillus plantarum Saccharomyces cerevisiae Fermentation Flavor property Lipid-lowering

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基于多阶段特征选择和CNN-GRU的网络入侵检测模型

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中北大学学报（自然科学版） 2024年第1期45卷 66-73页

作者：王相月赵利辉中北大学软件学院山西太原030051

针对网络入侵检测数据中冗余特征多导致入侵检测准确率低的问题,本文提出了一种基于多阶段特征选择和CNN-GRU的网络入侵检测模型。首先,针对数据集的特征冗余,结合皮尔逊相关系数(PCC)和随机森林(RF)构建PCC-RF特征选择算法进行多阶段... 详细信息

针对网络入侵检测数据中冗余特征多导致入侵检测准确率低的问题,本文提出了一种基于多阶段特征选择和CNN-GRU的网络入侵检测模型。首先,针对数据集的特征冗余,结合皮尔逊相关系数(PCC)和随机森林(RF)构建PCC-RF特征选择算法进行多阶段特征选择,构造最优特征子集。其次,利用卷积神经网络(CNN)对空间特征的强大提取能力和门控循环单元(GRU)的优秀时序特征提取能力,构建CNNGRU模型。最后,将最优特征子集输入到CNN-GRU模型中进行训练。使用UNSW-NB15数据集进行实验,实验结果表明:数据集在经过PCC-RF特征处理算法后,维度更低,效果更佳,本文所提模型检测准确率达到84.72%。

关键词：网络入侵检测特征选择卷积神经网络门控循环单元

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BGA焊点缺陷的全光学激光超声检测技术

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红外与激光工程 2024年第6期53卷 98-105页

作者：刘洋宋鹏刘湘玥赵江浩刘聪刘俊岩中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241 哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

激光超声检测技术凭借其检测精度高、响应速度快、非接触、无损伤等优点,在无损检测与材料性能评估领域具有重要地位。光学麦克风作为一种新型的全光学激光超声探测器,具有全光学、带宽范围广、灵敏度高等优势,已得到学者广泛关注。文... 详细信息

激光超声检测技术凭借其检测精度高、响应速度快、非接触、无损伤等优点,在无损检测与材料性能评估领域具有重要地位。光学麦克风作为一种新型的全光学激光超声探测器,具有全光学、带宽范围广、灵敏度高等优势,已得到学者广泛关注。文中采用光学麦克风探测器对球状引脚栅格阵列封装(Ball Grid Array, BGA)焊点与模拟缺陷开展了激光超声检测的初步理论、仿真及试验研究。首先对脉冲激光作用于材料表面激发出超声波的过程进行理论分析,并利用有限元方法建立了BGA焊点的热力耦合仿真模型,研究了模拟焊点内部超声波的传播规律与缺陷对超声波传播的影响。最后利用全光学激光超声检测系统对具有模拟缺陷的BGA封装电路板样件进行检测试验研究,并通过Lanczos去噪算法对结果进行处理。结果表明:利用波长为532 nm,单脉冲能量为2.66 mJ的脉冲激光能够实现直径5.5 mm焊点及缺陷的检测。

关键词：无损检测激光超声焊点缺陷光学麦克风

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老年智慧教育的目标指向与实践路径研究

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职教论坛 2024年第4期40卷 77-84页

作者：曾祥跃戚志明姜楠赵凤梅广东开放大学教务部广东广州510091 广东开放大学继续教育学院广东广州510091 广东开放大学信息化建设部广东广州510091

智慧教育已成为我国教育发展的主旋律,发展老年智慧教育是顺应国家战略发展的重要举措,是推动老年教育高质量、规模化发展的应然选择。发展老年智慧教育,需要立足国家积极老龄化战略,充分利用现代信息技术,开展以德为先、全面发展,面向... 详细信息

智慧教育已成为我国教育发展的主旋律,发展老年智慧教育是顺应国家战略发展的重要举措,是推动老年教育高质量、规模化发展的应然选择。发展老年智慧教育,需要立足国家积极老龄化战略,充分利用现代信息技术,开展以德为先、全面发展,面向人人、服务终身,因材施教、知行合一,共建共享、融合发展的老年智慧教育。践行老年智慧教育,需要从老年智慧学习平台的建构、老年智慧学习资源的建设、老年智慧课堂的打造以及老年智慧教学的实施等方面进行整体架构。

关键词：老年智慧教育人口老龄化目标指向实践路径

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节点柔性理论对导管架平台强度分析的影响研究

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海洋工程装备与技术 2024年第1期11卷 30-36页

作者：张湘跃赵宝祥陈力刘贤玉易涤非冯猛陈土顺张权中海油安全技术服务有限公司湛江分公司广东湛江524057 中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江524057

本文研究了海上导管架平台的管节点柔性模拟方法,分析其对结构内力及位移的影响,及其导致的不同构件刚度和强度变化。通过南海西部典型导管架平台的分析,分别对比3种理论的差别;与刚性假定的结果对比,总结出节点柔性技术对结构强度、疲... 详细信息

本文研究了海上导管架平台的管节点柔性模拟方法,分析其对结构内力及位移的影响,及其导致的不同构件刚度和强度变化。通过南海西部典型导管架平台的分析,分别对比3种理论的差别;与刚性假定的结果对比,总结出节点柔性技术对结构强度、疲劳寿命以及极限强度的影响的一般结论。

关键词：导管架平台管节点柔性冲剪极限强度

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线粒体氨基酰-tRNA合成酶基因变异所致遗传性疾病的研究进展

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中华医学遗传学杂志 2022年第12期39卷 1424-1428页

作者：赵祥月郁婷婷王剑上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心遗传分子诊断科上海200127

氨基酰-tRNA合成酶是一类细胞内普遍表达的具有重要功能的保守酶,包括胞质氨基酰-tRNA合成酶、线粒体氨基酰-tRNA合成酶以及双功能型tRNA合成酶。其中线粒体氨基酰-tRNA合成酶在线粒体内催化氨基酸与相对应的tRNA结合,生成氨基酰-tRNA,... 详细信息

氨基酰-tRNA合成酶是一类细胞内普遍表达的具有重要功能的保守酶,包括胞质氨基酰-tRNA合成酶、线粒体氨基酰-tRNA合成酶以及双功能型tRNA合成酶。其中线粒体氨基酰-tRNA合成酶在线粒体内催化氨基酸与相对应的tRNA结合,生成氨基酰-tRNA,参与线粒体基因组编码的13种氧化磷酸化复合物亚基的翻译。编码线粒体氨基酰-tRNA合成酶的基因发生变异可导致多种遗传性疾病。本文就线粒体氨基酰-tRNA合成酶基因变异所致遗传病的临床表型特点、分子发病机制研究进展及治疗探索进行综述。

关键词：氨基酰-tRNA合成酶线粒体变异遗传性疾病

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3D-pCASL评估成人烟雾病血管重建术后脑血流动力学的变化

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南方医科大学学报 2023年第3期43卷 483-487页

作者：查相月赵茜茜许乙凯南方医科大学南方医院医学影像中心广东广州510515

目的利用三维伪连续动脉自旋标记(3D-pCASL)技术评估成年烟雾病患者血管重建术后脑血流动力学的变化及其与神经症状预后的关系。方法收集我院经DSA或MRA确诊并接受单侧颞浅动脉(STA)-大脑中动脉(MCA)搭桥术的40例成年烟雾病患者,所有患... 详细信息

目的利用三维伪连续动脉自旋标记(3D-pCASL)技术评估成年烟雾病患者血管重建术后脑血流动力学的变化及其与神经症状预后的关系。方法收集我院经DSA或MRA确诊并接受单侧颞浅动脉(STA)-大脑中动脉(MCA)搭桥术的40例成年烟雾病患者,所有患者均于术前及术后行3D-pCASL检查,术后随访时间为3~11月。在覆盖手术侧大脑中动脉皮层区域及同侧小脑半球勾画感兴趣区(ROI),比较术前术后脑血流量(CBF)及相对脑血流量(rCBF)值,评估脑血流动力学改变情况。分析术前rCBF与铃木(Suzuki)分期的关系以及术后神经症状变化与rCBF变化之间的关系。结果手术前后CBF分别为(53.96±10.04)mL/100 g·min、(58.90±13.57)mL/100 g·min,差异有统计学意义(t=-3.068,P=0.004);rCBF分别0.96±0.14、1.15±0.18,差异有统计学意义(t=-7.155,P<0.001)。术后神经症状变化与rCBF变化(P=0.017)及发病类型(P<0.001)有关。结论3D-pCASL可以用于监测成年烟雾病患者血管重建术后血流动力学变化情况,且由于其无创、无需使用对比剂等特点,值得在临床推广。

关键词：烟雾病三维伪连续动脉自旋标记血管重建术脑血流动力学

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