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Polymer-based hybrid materials and their application in personal health

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Nano Research 2023年第3期16卷 3956-3975页

作者： Ran Cao yanhua cheng Ruili Wang Jin Wen Liping Zhu Weiqing Kong Xiaolan Qiao Meifang Zhu State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials College of Materials Science and EngineeringDonghua UniversityShanghai 201620China

With unprecedented properties and functions,polymer-based hybrid materials hold extremely important position in many fields.Here in this review,we summarized applications of polymer-based hybrid materials toward personal health.Firstly,theoretical calculation and in-situ visualization used to explore the interfacial interaction and formation of hybrid materials are introduced.Secondly,applications of polymer-based hybrid materials in personal health from proactive protection(anti-bacteria and harmful gas removal),health condition monitoring(breathing and sleep)to disease diagnosis(magnetic resonance imaging),and tissue therapy(dental restoration)are discussed.Additionally,aggregation-induced emission(AIE)organic molecules based optical sensors for personal security and polymer semiconductor for organic thin film transistors are simply discussed.Finally,we present the future tendency for preparing polymer-based hybrid materials that related with personal health.

关键词： hybrid materials protection monitoring biomedical function

Visual Detection of COVID‑19 from Materials Aspect

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Advanced Fiber Materials 2022年第6期4卷 1304-1333页

作者： Gang Wang Le Wang Zheyi Meng Xiaolong Su Chao Jia Xiaolan Qiao Shaowu Pan Yinjun Chen yanhua cheng Meifang Zhu State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials College of Materials Science and EngineeringDonghua UniversityShanghai 201620China

In the recent COVID-19 pandemic,World Health Organization emphasized that early detection is an effective strategy to reduce the spread of SARS-CoV-2 viruses.Several diagnostic methods,such as reverse transcription-polymerase chain reaction(RT-PCR)and lateral flow immunoassay(LFIA),have been applied based on the mechanism of specific recognition and binding of the probes to viruses or viral antigens.Although the remarkable progress,these methods still suffer from inadequate cellular materials or errors in the detection and sampling procedure of nasopharyngeal/oropharyngeal swab collection.Therefore,developing accurate,ultrafast,and visualized detection calls for more advanced materials and technology urgently to fight against the epidemic.In this review,we first summarize the current methodologies for SARS-CoV-2 diagnosis.Then,recent representative examples are introduced based on various output signals(e.g.,colorimetric,fluorometric,electronic,acoustic).Finally,we discuss the limitations of the methods and provide our perspectives on priorities for future test development.

关键词： COVID-19 Virus diagnosis Rapid and high-throughput detection Visual detection Materials aspects

Review:Aggregation-Induced Emission——A New Tool to Study Polymer Thermodynamics and Kinetics

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Journal of Harbin Institute of Technology(New Series) 2022年第6期29卷 89-100页

作者： Yifan Ge Xiaoxiao Yu Junyan Zhang Lan Zhou yanhua cheng Meifang Zhu State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials College of Materials Science and EngineeringDonghua UniversityShanghai 201620China

Polymer thermodynamics and kinetics are important components in the basic theory of polymer physics, which provide critical support for polymer processing and molding. As an important thermal analysis technology, differential scanning calorimetry(DSC) is a key way to explore the molecular motion of polymer chains, molecular structure, and condensed structure, greatly promoting the development of polymer materials. However, this technique is limited by its ambiguous results, because of inaccurate heat flow measurement and high parameter dependence. As an alternative strategy, aggregation-induced emission luminogens(AIEgens) have been extensively applied in various targets analysis and process monitoring, owing to their weak intermolecular interactions and highly twisted conformation. The optical properties of AIEgens are highly sensitive to the variations of the polymer microenvironment, including characteristic transition, crosslinking reaction, crystallization behavior, and phase separation. In this review, the progress of AIE technology in visualizing polymer molecular motion and structure evolution is summarized, compensating for the limitation of the traditional DSC method to facilitate further research in polymer science and engineering.

关键词： aggregation-induced emission thermodynamics kinetics polymer physics visualization

Confinement fluorescence effect of an aggregation-induced emission luminogen in crystalline polymer

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Aggregate

Aggregate 2023年第5期4卷 112-119页

作者： Lan Zhou Linlin Zheng Xiaoxiao Yu Mengyue Gao chengjian Xu Yifan Ge Tianxiang Bai Jin Wen yanhua cheng Meifang Zhu State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials College of Materials Science and EngineeringDonghua UniversityShanghaiChina

Despite the impressive progress of stimuli-responsive fluorescent materials,little is known about the influence of confinement created by crystalline polymer over the fluorescence properties of fluorescent molecules.The effects of confinement on the fluorescence of an aggregation-induced emission luminogen(AIEgen)are investigated using computational simulations,which reveal that the confined space induces the AIEgens to take a more planar conformation,resulting in a red-shifted emission spectrum.With this property,the study is extended to explore the confinement generated by various polymer crystalline forms,and it is shown that different fluorescence colors are activated.This confinement fluorescence effect is attributed to the different spatial dimensions of the polymer amorphous layer between lamellar crystals where the AIEgens are located.These results indicate the immediate association between crystalline structure and fluorescence signals,activating unprecedented photophysical properties of luminescent materials,and also providing the possibility for crystalline structure visualization,it is important for the many polymer crystallization processes occurring in the materials processing.

关键词： aggregation-induced emission confinement fluorescence effect polymer crystalline structure

鄂尔多斯盆地深层中元古界地震波组及构造—地层层序特征

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地质科学 2024年第3期59卷 660-672页

作者：成昌宇何登发许艳华中国地质大学(北京)能源学院

本文利用最新的测井及地震资料，制作并分析对比了20口井的合成记录，对鄂尔多斯盆地中元古界的地震波组特征展开研究，识别出7个反射界面。其中，T0、T1和T3界面反射波振幅强、连续性好，有着稳定的波形特征，为中元古界主要的区域性... 详细信息

本文利用最新的测井及地震资料，制作并分析对比了20口井的合成记录，对鄂尔多斯盆地中元古界的地震波组特征展开研究，识别出7个反射界面。其中，T0、T1和T3界面反射波振幅强、连续性好，有着稳定的波形特征，为中元古界主要的区域性不整合面，可作为标志层进行对比。在此基础上，总结了本区中元古界7套地震地层的波组特征，并结合野外露头资料，将研究区中元古界划分为7套构造层，即底部古元古界或太古界片麻岩之上的陆源碎屑沉积岩层Pt2-1（大古石组）、中基性火山岩层Pt2-2（许山组）、酸性火山岩层Pt2-3（鸡蛋坪组）、安山岩夹火山碎屑岩层Pt2-4（马家河组）、碎屑岩层Pt2-5（汝阳群）、泥岩—粉砂岩层Pt2-6（洛峪群）、碳酸盐岩层Pt2-7（蓟县系）。研究发现，鄂尔多斯盆地古元古代末期到新元古代发生了多期裂谷活动，影响了中元古代地层及不整合面的发育。熊耳群为华北克拉通裂谷发育初期，在结晶基底之上沉积的第一套盖层，底部大古石组接受陆源碎屑沉积，此后至熊耳群晚期之间发生的火山活动形成安山岩。裂谷作用晚期，汝阳群粗碎屑岩角度不整合于其上，而后海侵最大，洛峪群泥岩平行不整合于其上。至中元古代末期，海水循环良好，蓟县系碳酸盐岩形成，平行不整合于下伏长城系地层之上。

关键词：地震波组特征构造—地层层序鄂尔多斯盆地中元古界熊耳群

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对地观测卫星姿态控制系统效能评估方法

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1655-1664页

作者：曹寅程月华高波张燕华徐贵力南京航空航天大学自动化学院南京211100 中国西安卫星测控中心西安710000

卫星系统效能评估问题,是卫星提高工作效率和卫星方案优化设计的基础。以对地观测卫星姿态控制系统作为效能评估的对象,通过对卫星的任务需求进行分析,建立对地观测卫星姿态控制系统效能评估指标体系;基于灰色关联分析相关理论,引入熵... 详细信息

卫星系统效能评估问题,是卫星提高工作效率和卫星方案优化设计的基础。以对地观测卫星姿态控制系统作为效能评估的对象,通过对卫星的任务需求进行分析,建立对地观测卫星姿态控制系统效能评估指标体系;基于灰色关联分析相关理论,引入熵权法计算指标权重,建立效能评估模型,计算得到综合灰色关联度,实现卫星姿态控制系统效能评估;通过数据验证所建体系具有可实现性与实用性。

关键词：卫星姿态控制系统效能评估灰色关联分析熵权法对地观测卫星

一种基于Lasso理论的牵引变电所接地网腐蚀诊断方法

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铁道学报 2024年第5期46卷 58-65页

作者：程宏波钟文帆陈艳华李加加刘小惠华东交通大学电气与自动化工程学院江西南昌330013 中铁电气化铁路运营管理有限公司北京100036 江西财经大学统计与数据科学学院江西南昌330013

由于深埋地下,接地网可用的测试端点有限,导致测试所得方程个数远少于待求的支路电阻个数,腐蚀诊断方程欠定严重,求解困难。基于电网络理论建立接地网模型,运用特勒根定理建立接地网腐蚀诊断方程组,提出一种基于Lasso理论的接地网腐蚀... 详细信息

由于深埋地下,接地网可用的测试端点有限,导致测试所得方程个数远少于待求的支路电阻个数,腐蚀诊断方程欠定严重,求解困难。基于电网络理论建立接地网模型,运用特勒根定理建立接地网腐蚀诊断方程组,提出一种基于Lasso理论的接地网腐蚀诊断欠定方程组求解方法,通过引入惩罚项,对腐蚀较轻支路电阻变化量的影响进行抑制,降低方程组的不确定性程度。经过迭代计算求得地网支路电阻的变化情况,并据此对变电所接地网的腐蚀位置和腐蚀程度进行诊断。仿真和实验结果表明,基于Lasso理论的诊断方法能利用较少的端口网络方程较为准确地求解出地网支路的电阻值,为变电所接地网腐蚀的准确便捷诊断提供了一种新方法。

关键词：接地网特勒根定理欠定方程 Lasso理论故障诊断

基于安全稀释法的柴油车CO综合海拔系数研究

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铁道学报 2024年第1期46卷 194-200页

作者：陶亮亮曾艳华涂云龙杨桂畅刘振撼何成西南交通大学土木工程学院四川成都610031 四川沿江宜金高速公路有限公司四川成都610041

为准确进行高海拔隧道施工通风设计,对高海拔隧道施工通风需风量计算方法及参数展开研究。对柴油车辆CO排放量进行多海拔测试,得到柴油车CO海拔系数;采用安全稀释法,推导出不同海拔下单位功率需风量及同时考虑CO排放量和控制标准变化的... 详细信息

为准确进行高海拔隧道施工通风设计,对高海拔隧道施工通风需风量计算方法及参数展开研究。对柴油车辆CO排放量进行多海拔测试,得到柴油车CO海拔系数;采用安全稀释法,推导出不同海拔下单位功率需风量及同时考虑CO排放量和控制标准变化的综合海拔系数。结果表明,柴油车CO浓度随海拔增高而增大,当海拔为3172 m时,柴油车释放的CO浓度约为平原地区(海拔590 m)的2倍;现有规范中柴油车CO海拔系数明显偏大,海拔3000 m处实测值较规范值减少25.61%;基于安全稀释法的施工通风需风量可根据海拔高度分3段计算,其结果较额定功率法计算需风量明显增大;根据现场测试结果,提出不同海拔区间(海拔2000 m以下、2000~3000 m和3000 m以上)柴油车CO综合海拔系数计算模型;安装DOC尾气净化器可以减少作业面处80%的CO排放量,在净化效率仅达到60%的情况下,基于安全稀释法计算的海拔5000 m处的计算需风量只有6.59 m^(3)/(kW·min)。

关键词：高海拔铁路隧道施工通风 CO海拔系数安全稀释法 DOC尾气净化器

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国外铁路数字化典型业务发展现状与启示

中国铁路 2024年第5期 145-152页

作者：刘哲倩吴艳华程智博邵赛中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所北京100081

随着数字技术的不断发展和推广应用,构建数字铁路体系支撑铁路运输生产已成为国内外铁路公司发展的必然趋势。围绕近6年来国外数字铁路发展的最新动态,梳理分析通信信号、检测监测、养护维修、运输组织、移动装备等专业领域的数字化典... 详细信息

随着数字技术的不断发展和推广应用,构建数字铁路体系支撑铁路运输生产已成为国内外铁路公司发展的必然趋势。围绕近6年来国外数字铁路发展的最新动态,梳理分析通信信号、检测监测、养护维修、运输组织、移动装备等专业领域的数字化典型业务案例,通过分析国外铁路数字化的发展理念和建设举措,在引进先进技术和优化完善现有技术等方面为我国铁路数字化业务发展提供启示,以推动我国铁路的数字化进程,进一步提高运输效率和安全性,助力我国铁路实现可持续发展目标。

关键词：数字铁路通信信号检测监测养护维修运输组织移动装备数字化

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