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Inhibition of Defect-Induced Ice Nucleation, Propagation, and Adhesion by Bioinspired Self-Healing Anti-Icing Coatings

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Research 2024年第1期2023卷 237-246页

作者： Shu Tian Ruiqi Li xinmeng Liu Jiancheng Wang Junyu Yu Sijia Xu Yunqing Tian Jing Yang Lei zhang Department of Biochemical Engineering Frontier Science Center for Synthetic Biology and Key Laboratory of Systems Bioengineering(MOE)School of Chemical Engineering and TechnologyTianjin UniversityTianjin 300350China Binzhou Institute of Technology Weiqiao-UCAS Science and Technology ParkBinzhou CityShandong Province 256606China

Anti-icing coatings on outdoor infrastructures inevitably suffer from mechanical injuries in numerous icing scenarios such as hailstorms,sandstorms,impacts of foreign objects,and icing–deicing cycles.Herein,the mechanisms of surface-defect-induced icing are clarified.At the defects,water molecules exhibit stronger adsorption and the heat transfer rate increases,accelerating the condensation of water vapor as well as ice nucleation and propagation.Moreover,the ice–defect interlocking structure increases the ice adhesion strength.Thus,a self-healing(at−20℃)antifreeze-protein(AFP)-inspired anti-icing coating is developed.The coating is based on a design that mimics the ice-binding and non-ice-binding sites in AFPs.It enables the coating to markedly inhibit ice nucleation(nucleation temperature<−29.4℃),prevent ice propagation(propagation rate<0.00048 cm^(2)/s),and reduce ice adhesion on the surface(adhesion strength<38.9 kPa).More importantly,the coating can also autonomously self-heal at−20℃,as a result of multiple dynamic bonds in its structure,to inhibit defect-induced icing processes.The healed coating sustains high anti-icing and deicing performance even under various extreme conditions.This work reveals the in-depth mechanism of defect-induced ice formation as well as adhesion,and proposes a self-healing anti-icing coating for outdoor infrastructures.

关键词： coating defect clarified

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SnO/SnO_(2) heterojunction:an alternative candidate for sensing NO_(2) with fast response at room temperature

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Frontiers of Materials Science 2022年第3期16卷 193-202页

作者： Pengtao WANG Wanyin GE Xiaohua JIA Jingtao HUANG xinmeng zhang Jing LU School of Materials Science and Engineering Shaanxi Key Laboratory of Green Preparation and Functionalization for Inorganic MaterialsShaanxi University of Science and TechnologyXi'an 710021China School of Materials Science and Engineering Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China

The SnO_(2)-based family is a traditional but important gas-sensitive material.However,the requirement for high working temperature limits its practical application.Much work has been done to explore ways to improve its gas-sensing performance at room temperature(RT).For this report,SnO_(2),SnO,and SnO/SnO_(2) heterojunction was successfully synthesized by a facile hydrothermal combined with subsequent calcination.Pure SnO_(2) requires a high operating temperature(145℃),while SnO/SnO_(2) heterojunction exhibits an excellent performance for sensing NO_(2) at RT.Moreover,SnO/SnO_(2) exhibits a fast response,of 32 s,to 50 ppm NO_(2) at RT(27℃),which is much faster than that of SnO(139 s).The superior sensing properties of SnO/SnO_(2) heterojunction are attributed to the unique hierarchical structures,large number of adsorption sites,and enhanced electron transport.Our results show that SnO/SnO_(2) heterojunction can be used as a promising high-performance NO_(2) sensitive material at RT.

关键词： SnO SnO_(2) heterostructure NO_(2) roomtemperature

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KAP1基因在恶性胸膜间皮瘤的表达及预后意义

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中华劳动卫生职业病杂志 2024年第4期42卷 258-267页

作者：梅雯王心萌刘如爱熊伟张也频楚雄彝族自治州第一人民医院病理科楚雄675000 大理大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室大理671000 云南省生物医药研发重点实验室大理671000

目的分析KRAB相关蛋白1(KAP1)在恶性胸膜间皮瘤(MPM)中的表达,研究其表达水平与MPM患者的临床特征及预后的关系。方法于2022年4月,通过TCGA数据库中下载的MPM患者KAP1 mRNA二代测序数据及临床病理资料,分析KAP1 mRNA表达量与临床参数相... 详细信息

目的分析KRAB相关蛋白1(KAP1)在恶性胸膜间皮瘤(MPM)中的表达,研究其表达水平与MPM患者的临床特征及预后的关系。方法于2022年4月,通过TCGA数据库中下载的MPM患者KAP1 mRNA二代测序数据及临床病理资料,分析KAP1 mRNA表达量与临床参数相关性;基于楚雄数据集队列临床样本分析KAP1蛋白表达量与临床病理参数的相关性及其预后价值。用qRT-PCR和Western blotting法分析人正常胸膜间皮细胞系Met-5A和MPM细胞系NCI-H28(上皮型)、NCI-H2052(肉瘤型)、NCI-H2452(双相混合型)和MTSO-211H中KAP1 mRNA和蛋白质的表达水平;用免疫组化和Western blotting法检测KAP1蛋白在MPM组织及正常胸膜组织中的表达。构建Kaplan-Meier模型探讨KAP1表达量对MPM患者预后的影响,Cox多因素回归分析MPM患者的预后影响因素。结果NCI-H28、NCI-H2052、NCI-H2452和MTSO-211H细胞中KAP1基因表达水平均明显高于Met-5A细胞(P<0.05)。与正常胸膜组织比较,MPM组织中KAP1明显高表达(P<0.05),KAP1蛋白表达水平与TP53蛋白表达水平、血清CEA水平相关(P<0.05)。KAP1 mRNA表达水平与总体生存率明显相关,KAP1 mRNA高表达的间皮瘤患者总生存时间均明显缩短(HR=3.7,Logrank P<0.001)。肿瘤类型、年龄与KAP1 mRNA表达水平MPM患者生存预后有关(P<0.05)。多因素分析发现,肿瘤类型和KAP1 mRNA表达水平是影响MPM患者预后的独立因素(P<0.05)。结论KAP1在MPM组织中呈高表达,其表达水平与病理类型可能与患者预后相关。

关键词：间皮瘤基因表达 KAP1基因 TCGA数据库楚雄队列

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不同G-四链体之间的再组装

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生物学杂志 2024年第2期41卷 25-31页

作者：毕昕萌付文强张钠王涛中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心合肥230031 中国科学技术大学科学岛分院合肥230026

主要通过液体核磁共振等技术发现,凝血酶适配体的突变序列TBA-M、人源端粒序列htel3在Na^(+)溶液中可各自折叠成G-四链体结构,而这两个预先已折叠完好的G-四链体之间还能够自发地通过DNA链置换作用再进一步重新组装成异分子间G-四链体... 详细信息

主要通过液体核磁共振等技术发现,凝血酶适配体的突变序列TBA-M、人源端粒序列htel3在Na^(+)溶液中可各自折叠成G-四链体结构,而这两个预先已折叠完好的G-四链体之间还能够自发地通过DNA链置换作用再进一步重新组装成异分子间G-四链体复合物TBA-M/htel3。该复合物中,TBA-M与htel3之间相互结合的DNA链当量比为1∶1,并且TBA-M仅以其3′末端3个连续鸟嘌呤残基(G_(14)G_(15)G_(16))参与TBA-M/htel3复合物中G-四链体核心区的Hoogsteen氢键配对。首次通过实验证明已经预先形成结构的两个G-四链体之间还能够进一步发生基于Hoogsteen氢键配对的DNA链置换现象,并且对其相互作用的过程与分子机制进行探讨。拓展对不同核酸结构之间相互作用方式与识别机制的更深层认知。

关键词：重组装异分子间G-四链体 G-四链体之间的链置换核磁共振圆二色谱 DMS足迹实验

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温度、光照强度和光照周期对铜藻有机碳释放速率的影响

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渔业科学进展 2024年第3期45卷 46-54页

作者：孙威吴文广刘毅仲毅王新萌张继红上海海洋大学水产与生命学院上海201306 中国水产科学研究院黄海水产研究所、农业农村部海洋渔业与可持续发展重点实验室山东青岛266071

为探究铜藻(Sargassum horneri)的有机碳释放速率、与净初级生产力(NPP)之间的关系及主要的调控因素等问题,本研究采用三变量三水平的正交实验,测定铜藻在不同温度(5、15和25℃)、光照[86、172和258μmol/(m^(2)·s)]和光照周期(L∶D=6 ... 详细信息

为探究铜藻(Sargassum horneri)的有机碳释放速率、与净初级生产力(NPP)之间的关系及主要的调控因素等问题,本研究采用三变量三水平的正交实验,测定铜藻在不同温度(5、15和25℃)、光照[86、172和258μmol/(m^(2)·s)]和光照周期(L∶D=6 h∶18 h、L∶D=12 h∶12 h、L∶D=24 h∶0 h,L表示光照时长,D表示黑暗时长)条件下溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)的释放速率和初级生产力。结果显示,DOC和POC释放速率的范围分别为0.653~4.785 mg/(g·h)和0.066~0.322 mg/(g·h);温度和光照强度分别是铜藻释放DOC和POC的主要调控因素;铜藻在高温、中光、L∶D=6 h∶18 h条件下的DOC释放速率最高[4.785 mg/(g·h)],在高温、高光、L∶D=24 h∶0 h条件下的POC释放速率最高[0.322 mg/(g·h)];铜藻释放的DOC和POC占NPP的比值分别为4%~130%和0.4%~5.9%;DOC释放速率与NPP之间存在负相关关系,POC释放速率与NPP之间无明显相关性。研究结果为深入了解铜藻的生理生态学特性及其对沿海生态系统碳循环的影响提供了科技支撑。

关键词：铜藻净初级生产力溶解有机碳颗粒有机碳

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桑沟湾春季有色溶解有机物吸收光谱特性及空间分布特征

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水产学报 2024年第2期48卷 80-93页

作者：吴文广张继红刘毅王新萌杨珺冯旭康秦梓上海海洋大学水产与生命学院中国水产科学研究院黄海水产研究所青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室

为探究有色溶解有机物(CDOM)光学性质如何示踪海水中溶解有机物组分的动态信息，实验利用紫外可见吸收光谱手段，分区域测定了桑沟湾春季水体及表层沉积物间隙水中CDOM的吸收光谱特征，探讨了CDOM的来源组成、空间分布特征、迁移转化过... 详细信息

为探究有色溶解有机物(CDOM)光学性质如何示踪海水中溶解有机物组分的动态信息，实验利用紫外可见吸收光谱手段，分区域测定了桑沟湾春季水体及表层沉积物间隙水中CDOM的吸收光谱特征，探讨了CDOM的来源组成、空间分布特征、迁移转化过程及其与养殖活动的关系。结果显示，(1)波长为355 nm的吸收系数[a(355)]范围为0.23～9.09/m，不同水层空间分布差异显著，表层和底层均从近岸区向贝藻区逐渐降低，在海带区升高后向外海逐渐降低；海带区从表层向底层先降低后升高，高密度、规模化的海带养殖释放了大量的CDOM，各区域沉积物间隙水a(355)是其表层、中层和底层之和的1.3～2.5倍，CDOM在沉积物间隙水中富集并逐渐累积。(2)光谱斜率(S275～295)范围为0.013～0.036，外海区和海带区S275～295均值显著高于其他各区，海带区和外海区CDOM中海源有机质占主要成分，而近岸区以陆源有机质为主；近岸区CDOM中的腐殖酸类物质含量从表层到底层逐渐降低，沉积物中积累的富里酸类物质含量较高，海带区和外海区呈相反趋势。(3)比紫外吸光度(SUVA254)范围为4.60～14.10 L/(mg·m)，贝类区、贝藻区和藻类区SUVA254均呈现出从表层到底层逐渐增大的趋势，CDOM的芳香性逐渐增强并在沉积物间隙水中达到最大；海带区和外海区沉积物间隙水中的SUVA254显著高于其他各区。研究表明，海带区的规模化养殖活动向养殖海区及邻近海域贡献了较多的惰性溶解有机物，暗示着海带养殖活动有较强的碳汇效应，并通过海流作用向外海输送。本研究对桑沟湾海域不同养殖区域的CDOM的吸收特性和空间分布特征进行研究，可为全面了解海水养殖的碳源汇效应提供基础数据。

关键词：有色溶解有机物紫外吸收光谱海水养殖碳汇桑沟湾

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Toehold链置换辅助智能手机比色法特异性检测废水中新冠病毒靶标RNA

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分析试验室 2024年第1期43卷 36-41页

作者：张琳张颖宋九华韩耀霞杨孝容雷欣梦黄莉翔徐君茹何思仪邱小凤史铠乐山师范学院新能源材料与化学学院乐山614000

基于Toehold介导的链置换反应(TSDR)与DNA酶,构建了一个强特异性及低成本检测废水中SARS-CoV-2靶标RNA单碱基突变的比色生物传感器。SARS-CoV-2靶标RNA与双链DNA(dsDNA)引发TSDR,释放出完整的G-四链体序列并与氯化血红素(Hemin)结合,形... 详细信息

基于Toehold介导的链置换反应(TSDR)与DNA酶,构建了一个强特异性及低成本检测废水中SARS-CoV-2靶标RNA单碱基突变的比色生物传感器。SARS-CoV-2靶标RNA与双链DNA(dsDNA)引发TSDR,释放出完整的G-四链体序列并与氯化血红素(Hemin)结合,形成G-四链体/Hemin DNA酶,进而催化双氧水氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺,使溶液呈蓝色。当SARS-CoV-2靶标RNA存在单碱基突变时,TSDR被抑制,导致裸眼观察到的溶液颜色与未突变异的靶标相比更浅。同时采用智能手机摄像头捕捉溶液的RGB值变化(ΔRGB),对裸眼观察结果的准确性进行验证。在最优条件下,构建的比色生物传感器能够特异性识别单个碱基突变的SARS-CoV-2靶标RNA,具有用于废水中SARS-CoV-2变异毒株检测的潜力。

关键词：新冠病毒靶标RNA Toehold链置换智能手机废水

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Construction of NiCeO_(x) nanosheets-skeleton cross-linked by carbon nanotubes networks for efficient electromagnetic wave absorption

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Journal of Materials Science & Technology 2023年第16期147卷 16-25页

作者： xinmeng Huang Xuehua Liu Yan zhang Jixi Zhou Guanglei Wu Zirui Jia Institute of Materials for Energy and Environment State Key Laboratory of Bio-fibers and Eco-textilesCollege of Materials Science and EngineeringQingdao UniversityQingdao 266071China College of Chemistry and Chemical Engineering Qingdao UniversityQingdao 266071China

In this work,two-dimensional NiCeOx nanosheet-modified carbon nanotubes(CNTs)composites were prepared by a hydrothermal method.NiCeOx with different morphologies can be formed by adjusting the addition ratio of nickel salt and cerium salt,and the introduction of CNTs in the subsequent synthesis process can effectively prevent the aggregation of NiCeOx nanosheets.Microstructural studies show that hexagonal NiCeOx nanosheets with a size of 100 nm are uniformly intertwined with CNTs.When applied to the attenuation of electromagnetic waves,NiCeOx/CNTs composites exhibit better electromagnetic wave(EMW)absorption performance than pure CNTs and NiCeOx nanosheets due to improved impedance matching and multiple polarization relaxation.At the matching thickness of 1.9 mm,the composite exhibits a minimum reflection loss(RL_(min))of–53.2 dB and an effective absorption bandwidth(RL<–10 dB)of 5.04 GHz with a thickness of 2.3 mm.These results indicate that the as-prepared NiCeOx/CNTs composites have excellent EMW absorption performance and are expected to be a candidate material for EMW absorption.

关键词： NiCeOx nanosheets Carbon nanotubes Dipole polarization Impedance matching Electromagnetic wave absorption

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Environmental effects of mariculture in China:An overall study of nitrogen and phosphorus loads

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Acta Oceanologica Sinica 2022年第6期41卷 4-11页

作者： Jihong zhang Wenguang Wu Yuchen Li Yi Liu xinmeng Wang Shandong Provincial Key Laboratory of Fishery Resources and Ecological Environment Yellow Sea Fisheries Research InstituteChinese Academy of Fishery SciencesQingdao 266071China Function Laboratory for Marine Fisheries Science and Food Production Processes Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology(Qingdao)Qingdao 266237China The University of North Carolina at Chapel Hill Chapel Hill 27514NCUSA

Eutrophication in coastal area has become more and more serious and mariculture potential is a main cause.Although there are some quantitative research on nutrient loads in national and global perspective,the calculation method problems make the results controversial.In this paper,the farming activities are divided into fed culture types(include cage culture and pond culture)and extractive culture types(e.***.seaweed,filter-feeding shellfish culture).Based on the annual yield of China in 2019 and feed coefficient of fed culture types and carbon(C),nitrogen(N),and phosphorus(P)content of extractive culture types,the annual nutrient loads was estimated.The results showed that to coastal region of China(1)annual nutrient released by fed culture types were about58451 t of N,9081 t of P,and annual nutrient removed by harvest of extractive culture types were 109245 t of N,11980 t of P and 1.86×10^(6)t of C.Overall,the net amount of nutrient removed annually by mariculture industry were 50794 t of N and 2901 t of P.(2)The nutrient released from mariculture industry influenced nutrient stoichiometry.Pond farming and seaweed farming had the potential of increasing the molar concentration ratio of N and P(N:P),while cage farming and bivalve farming decreased the N:P.(3)Due to different mariculture types and layouts in the coastal regions in China,N and P loading were regional different.Among the coastal regions in China,net release of nutrient from mariculture occurred only in Hainan and Guangxi regions,while in the other regions,N and P were completely removed by harvest.We suggest decrease the amount of fed culture types and increase the amount of integrated culture with extractive culture types.This study will help to adjust mariculture structure and layout at the national level to reduce the environmental impact.

关键词： fed culture type extractive culture type nutrient loads nitrogen phosphorus

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基于快速康复理念下耳穴贴压在糖尿病足患者围术期的研究

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糖尿病新世界 2024年第4期27卷 20-24页

作者：封华张新梦田文霞曹燕山东第一医科大学第二附属医院足踝外科山东泰安271000 济宁医学院护理学院山东济宁272067 山东第一医科大学第二附属医院脊柱外科山东泰安271000

目的探讨基于快速康复理念下耳穴贴压应用于糖尿病足患者围术期中的干预效果。方法选取2022年11月—2023年10月于山东第一医科大学第二附属医院足踝外科接受手术治疗的90例糖尿病足患者为研究对象,按照护理方法的不同分为观察组、对照组... 详细信息

目的探讨基于快速康复理念下耳穴贴压应用于糖尿病足患者围术期中的干预效果。方法选取2022年11月—2023年10月于山东第一医科大学第二附属医院足踝外科接受手术治疗的90例糖尿病足患者为研究对象,按照护理方法的不同分为观察组、对照组,每组45例。对照组给予常规护理干预,观察组在对照组基础上给予基于快速康复理念下耳穴贴压,干预后对比两组患者的护理效果。结果干预后,两组糖尿病患者生存质量特异性量表(Quality of Life Scale for Patients with Type 2 Diabetes Mellitus,DMQLS)中的疾病维度、生理维度、心理维度、社会维度以及满意度维度评分较干预前均有改善,其中观察组评分低于对照组,差异有统计学意义(P均<0.05)。观察组自护能力中健康知识、自我概念、自护责任感、自护技能评分以及总分均高于对照组,差异有统计学意义(P均<0.05)。结论在糖尿病足患者围术期实施基于快速康复理念下耳穴贴压,能够有效改善患者日常生活质量及自护能力,积极协助改善患者的临床症状。

关键词：快速康复理念耳穴贴压糖尿病足围术期

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