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Woven fabric triboelectric nanogenerators for human-computer interaction and physical health monitoring

Nano Research 2024年第6期17卷 5540-5548页

作者： Yu Miao Mengjuan Zhou Jia Yi Yanyan Wang guangjin tian Hongxia Zhang Wenlong Huang Wenhao Wang Ronghui Wu Liyun Ma College of Textile and Clothing Xinjiang UniversityUrumqi 830046China College of Textiles Donghua UniversityShanghai 201620China College of Physics Xiamen UniversityXiamen 201620China Department of Bioengineering Imperial College LondonLondon SW72AZUK

Triboelectric nanogenerator(TENG)converts mechanical energy into valuable electrical energy,offering a solution for future energy needs.As an indispensable part of TENG,textile TENG(T-TENG)has incredible advantages in harvesting biomechanical energy and physiological signal monitoring.However,the application of T-TENG is restricted,partly because the fabric structure parameter and structure on T-TENG performance have not been fully exploited.This study comprehensively investigates the effect of weaving structure on fabric TENGs(F-TENGs)for direct-weaving yarn TENGs and post-coating fabric TENGs.For direct-weaving F-TENGs,a single-yarn TENG(Y-TENG)with a core-sheath structure is fabricated using conductive yarn as the core layer yarn and polytetrafluoroethylene(PTFE)filaments as the sheath yarn.Twelve fabrics with five different sets of parameters were designed and investigated.For post-coating F-TENGs,fabrics with weaving structures of plain,twill,satin,and reinforced twill were fabricated and coated with conductive silver paint.Overall,the twill F-TENGs have the best electrical outputs,followed by the satin F-TENGs and plain weave F-TENGs.Besides,the increase of the Y-TENG gap spacing was demonstrated to improve the electrical output performance.Moreover,T-TENGs are demonstrated for human-computer interaction and self-powered real-time monitoring.This systematic work provides guidance for the future T-TENG’s design.

关键词： single-yarn triboelectric nanogenerators woven fabric triboelectric nanogenerators fabric weaving structures and parameters human-computer interaction physical health monitoring

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The paleoclimatic environment reconstruction of Lop Nur in NW China in UAV spectroscopy

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Journal of Oceanology and Limnology 2023年第4期41卷 1425-1443页

作者： Lan YANG Tingting ZHANG Huaze GONG Yuyang GENG guangjin tian Laboratory of Target Microwave Properties Deqing Academy of Satellite ApplicationsHuzhou 313200China Aerospace Information Research Institute Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China School of Government Beijing Normal UniversityBeijing 100875China

The change in the ecological environment in the arid core area is a critical issue in the context of global warming.To study the paleoclimate evolution,precise identification of minerals deposited in Asia’s arid hinterland,Lop Nur Salt Lake,NW China was conducted.The hyperspectral data of the salt crust was sampled to identify the species and content of sedimentary minerals,and the multispectral photos were used to reconstruct the salt crust morphology using the unmanned aerial vehicles platform.The SUnSAL(sparse unmixing by variable splitting and augmented Lagrangian)method was employed to inverse the sedimentary mineral components along the shoreline.The heterogeneity of salt and clay minerals in bright and dark ear-shaped strips was evaluated.The paleoclimatic environment associated with salt lake extinction was reconstructed by analyzing paleoclimate records of sediments,spectral reflectance and morphology of the salt crust.Results show that:(1)the variations in the micro-geomorphology of the salt crust are obviously the reason for the formation of bright and dark ear-shaped strips and the differences in the species and relative content of the sedimentary minerals are the microscopic reason.The high ratio of sedimentary salt minerals to clay minerals(RS/C)contributes to the high reflectivity,and the salt crust presents a bright texture.The low RS/C results in the low reflectivity,salt crust presents a dark texture;(2)the bright and dark ear-shaped strips represent warm-arid and cold-humid climates.The shape of the Lop Nur Lake shoreline evolved due to alternating warm-dry and cold-humid paleoclimate changes.

关键词： UAV remote sensing Lop Nur sparse spectral unmixing salt lake paleoclimate change

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Modeling the Warming Impact of Urban Land Expansion on Hot Weather Using the Weather Research and Forecasting Model: A Case Study of Beijing, China

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Advances in Atmospheric Sciences 2018年第6期35卷 723-736页

作者： Xiaojuan LIU guangjin tian Jinming FENG Bingran MA Jun WANG Lingqiang KONG State Key Laboratory of Water Environment Simulation School of Environment Beijing Normal University School of Government Beijing Normal University CAS Key Laboratory of Regional Climate-Environment for Temperate East Asia Institute of Atmospheric PhysicsChinese Academy of Sciences

The impacts of three periods of urban land expansion during 1990–2010 on near-surface air temperature in summer in Beijing were simulated in this study, and then the interrelation between heat waves and urban warming was assessed. We ran the sensitivity tests using the mesoscale Weather Research and Forecasting model coupled with a single urban canopy model,as well as high-resolution land cover data. The warming area expanded approximately at the same scale as the urban land expansion. The average regional warming induced by urban expansion increased but the warming speed declined slightly during 2000–2010. The smallest warming occurred at noon and then increased gradually in the afternoon before peaking at around 2000 LST—the time of sunset. In the daytime, urban warming was primarily caused by the decrease in latent heat flux at the urban surface. Urbanization led to more ground heat flux during the day and then more release at night, which resulted in nocturnal warming. Urban warming at night was higher than that in the day, although the nighttime increment in sensible heat flux was smaller. This was because the shallower planetary boundary layer at night reduced the release efficiency of near-surface heat. The simulated results also suggested that heat waves or high temperature weather enhanced urban warming intensity at night. Heat waves caused more heat to be stored in the surface during the day, greater heat released at night, and thus higher nighttime warming. Our results demonstrate a positive feedback effect between urban warming and heat waves in urban areas.

关键词： heat wave numerical simulation urbanization surface heat flux WRF UCM

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年龄校正的Charlson合并症指数与肝门部胆管癌患者腹腔镜手术切除后预后的关系

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中华肝胆外科杂志 2024年第1期30卷 33-37页

作者：蔡驰宇王连才陶连元李冬筱肖二卫田广金罗冠彬闫壮壮王艳勃李德宇郑州大学人民医院肝胆胰腺外科郑州450003 郑州大学人民医院消化内科郑州450003 河南大学人民医院肝胆胰腺外科郑州450003

目的:分析年龄校正的Charlson合并症指数(ACCI)对肝门胆部管癌患者腹腔镜手术切除后预后的影响。方法:回顾分析郑州大学人民医院2013年1月至2018年1月行腹腔镜手术切除的136例肝门部胆管癌患者资料,其中男性81例,女性55例,年龄(63.6±9... 详细信息

目的:分析年龄校正的Charlson合并症指数(ACCI)对肝门胆部管癌患者腹腔镜手术切除后预后的影响。方法:回顾分析郑州大学人民医院2013年1月至2018年1月行腹腔镜手术切除的136例肝门部胆管癌患者资料,其中男性81例,女性55例,年龄(63.6±9.8)岁。根据ACCI中位数4.0将所有患者分为高ACCI组(ACCI>4.0, n=49)和低ACCI组(ACCI≤4.0, n=87)。比较两组预后。单因素和多因素Cox回归分析ACCI对患者腹腔镜手术切除后生存的影响。结果:低ACCI组患者术后1、3年累积生存率分别为87.4%、48.3%,高ACCI组分别为53.1%、4.1%,低ACCI组术后累积生存率高于高ACCI组,差异有统计学意义(χ^(2)=27.97, P4.0与生存预后相关( HR=3.73,95% CI:2.44~5.68, P4.0( HR=2.69,95% CI:1.65~4.37, P<0.001)的肝门部胆管癌患者腹腔镜手术切除后死亡风险增加。结论:ACCI是肝门部胆管癌患者腹腔镜手术切除后生存的危险因素,为术前精准评估患者状态及术式选择提供参考。

关键词： Klatskin肿瘤预后影响因素年龄校正的Charlson合并症指数

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光响应基因BcCfaS通过脂质代谢调控灰葡萄孢菌的光形态建成及致病力

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Engineering 2024年第4期35卷 201-213页

作者： guangjin Li Zhanquan Zhang Yong Chen Tong Chen Boqiang Li Shiping tian Key Laboratory of Plant Resources The Innovative Academy of Seed DesignInstitute of BotanyChinese Academy of SciencesBeijing 100093China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China

Light is a fundamental environmental factor for living organisms on earth—not only as a primary energy source but also as an informational signal.In fungi,light can be used as an indicator for both time and space to control important physiological and morphological responses.Botrytis cinerea(B.cinerea)is a devastating phytopathogenic fungus that exploits light cues to optimize virulence and the balance between conidiation and sclerotia development,thereby improving its dispersal and survival in ecosystems.However,the components and mechanisms underlying these processes remain obscure.Here,we identify a novel light-signaling component in B.cinerea,BcCfaS,which encodes a putative cyclopropane fatty-acyl-phospholipid synthase.BcCfaS is strongly induced by light at the transcriptional level and plays a crucial role in regulating photomorphogenesis.Deletion of BcCfaS results in reduced vegetative growth,altered colony morphology,impaired sclerotial development,and enhanced conidiation in a lightdependent manner.Moreover,the mutant exhibits serious defects in stress response and virulence on the host.Based on a lipidomics analysis,a number of previously unknown fungal lipids and many BcCfaS-regulated lipids are identified in B.cinerea,including several novel phospholipids and fatty acids.Importantly,we find that BcCfaS controls conidiation and sclerotial development by positively regulating methyl jasmonate(MeJA)synthesis to activate the transcription of light-signaling components,revealing for the first time the metabolic base of photomorphogenesis in fungi.Thus,we propose that BcCfaS serves as an integration node for light and lipid metabolism,thereby providing a regulatory mechanism by which fungi adapt their development to a changing light environment.These new findings provide an important target for antifungal design to prevent and control fungal disease.

关键词： Light Botrytis cinerea Cyclopropane fatty-acyl-phospholipid synthase Lipid metabolism Photomorphogenesis Virulence

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北京市热环境时空分异与区划

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遥感学报 2014年第3期18卷 715-734页

作者：乔治田光进水环境模拟国家重点实验室北京师范大学环境学院北京100875

城市热环境空间区划是采用分区管理的思路来缓解城市社会经济发展与热环境之间矛盾的技术基础。本文构建城市热环境区划模型的思路为:(1)将不同时相的MODIS地表温度数据产品进行正规化、分级,分析2008年北京城市热环境时空分布特征。(2... 详细信息

城市热环境空间区划是采用分区管理的思路来缓解城市社会经济发展与热环境之间矛盾的技术基础。本文构建城市热环境区划模型的思路为:(1)将不同时相的MODIS地表温度数据产品进行正规化、分级,分析2008年北京城市热环境时空分布特征。(2)构建城市热环境影响因素评价体系,并通过空间主成分分析计算得到热环境影响主成分因子。(3)通过自组织映射神经网络,利用热环境影响主因子,进一步对热环境进行空间区划。结果表明,北京夜间较白天城市热岛分布层次感明显,夏季白天较其他季节高温区聚合程度高。区域下垫面组成要素直接影响热环境,北京城市热环境的主成分因子依次为植被覆盖、地形地貌、城市下垫面建设规模和人为热排放,并依此将北京划为7个热环境区域,根据各个分区热环境成因机制差异分别提出热环境改善和调控措施。

关键词：热环境区划空间主成分分析人工神经网络北京

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基于MODIS的2001年-2012年北京热岛足迹及容量动态监测

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遥感学报 2015年第3期19卷 476-484页

作者：乔治田光进水环境模拟国家重点实验室北京师范大学环境学院北京100875 天津大学环境科学与工程学院室内空气环境质量控制天津市重点实验室天津300072

利用2001年—2012年MODIS分裂窗算法反演得到的1 km分辨率地表温度产品分析了北京城市热岛效应。首先计算北京2001年—2012年地表温度年平均值,其次利用半径法确定热岛足迹并计算热岛容量。结论如下:(1)热岛足迹及热岛容量昼夜差异明显,... 详细信息

利用2001年—2012年MODIS分裂窗算法反演得到的1 km分辨率地表温度产品分析了北京城市热岛效应。首先计算北京2001年—2012年地表温度年平均值,其次利用半径法确定热岛足迹并计算热岛容量。结论如下:(1)热岛足迹及热岛容量昼夜差异明显,2012年白天热岛足迹是夜间的1.5倍,这是由于城市下垫面热特性差异及人为活动的综合影响。(2)2001年—2012年北京城市高温区在空间上向南北扩展,热岛足迹和热岛容量呈阶段性增长。2010年白天热岛足迹最大,半径为28 km,面积是2001年的2.4倍。当热岛足迹相同时,城市绿地和水体功能区的分布和布局方式等因素能够影响热岛容量。城市建设用地和农村居民点对城市热环境贡献率明显高于其他土地利用类型。当建设用地面积比例超过50%时,区域会产生显著的热岛现象。(3)根据北京热岛足迹及容量时空动态变化特征,提出改善城市热岛的措施。

关键词： MODIS 热岛足迹热岛容量半径法北京

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天津城市扩展空间模式与驱动机制研究

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资源科学 2014年第7期36卷 1327-1335页

作者：肖琳田光进北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室北京100875

首先引入定量识别城市扩展模式的城市扩展面积指数,结合象限方位法和缓冲带法分析空间扩展特征;其次在栅格尺度构建空间Logistic回归模型,研究不同时间序列城市增长驱动机制。结果表明:①1990-1995年天津城市扩展以主城区填充式、环城... 详细信息

首先引入定量识别城市扩展模式的城市扩展面积指数,结合象限方位法和缓冲带法分析空间扩展特征;其次在栅格尺度构建空间Logistic回归模型,研究不同时间序列城市增长驱动机制。结果表明:①1990-1995年天津城市扩展以主城区填充式、环城四区外延式为主,填充式和外延式主要分布在Ⅲ、Ⅶ、Ⅷ象限与16、56、104km缓冲带,距公路较近易发生扩展,道路沿线的城市扩展空间辐射范围广;②1995-2000年天津环城四区、塘沽、大港少量填充式扩展,集中在Ⅶ、Ⅷ象限与96~112km缓冲带,城市扩展与到城市用地距离显著负相关,主城区高密度建设用地抑制环城四区城市扩展;③2000-2005年天津城市扩展活跃,以主城区填充式、环城四区外延式、塘沽和大港"卫星城"式为主,主要分布在Ⅲ、Ⅶ、Ⅷ象限,填充式和外延式集中在8~24km缓冲带而"卫星城"式集中在16~56km缓冲带,城市扩展与到公路距离有最显著负相关性,道路建设是推动天津主城区、环城四区、武清及静海城市扩展主要驱动力,其次距城市用地较近易发生城市扩展,塘沽与大港分散的城市用地带动周边城市扩展。以上结果反映出1990-2005年天津城市扩展时空分异显著,西北-东南是城市空间扩展主要走向;城市扩展影响因素多元化,公路建设是主导驱动因子,交通区位优越地区最易发生城市扩展。

关键词：城市扩展象限方位法缓冲带法空间Logistic回归模型天津

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1988年至2005年北京生态服务价值对土地利用变化的响应

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资源科学 2010年第7期32卷 1407-1416页

作者：蒋晶田光进北京师范大学环境学院北京100875

以北京为研究区,依据1988年,1995年,2000年,2005年的土地利用数据,从生态系统服务功能角度,运用Costanza的方法,结合谢高地修正的我国生态服务价值当量因子表,分析了北京生态服务价值与土地利用变化的响应关系。结果表明:中心城区和西... 详细信息

以北京为研究区,依据1988年,1995年,2000年,2005年的土地利用数据,从生态系统服务功能角度,运用Costanza的方法,结合谢高地修正的我国生态服务价值当量因子表,分析了北京生态服务价值与土地利用变化的响应关系。结果表明:中心城区和西部平原台地区主要是耕地转变城乡建设/交通用地,东部平原区主要是耕地转变为城乡建设/交通用地和水域,而山区主要是耕地转变为城乡建设/交通用地和林地。北京从1988年到2005年生态服务价值先上升后下降,1988年到1995年生态服务价值的增加主要是由于东部平原区水域面积的增加,使东部平原区生态服务价值上升,而平均1hm2土地生态服务价值山区>东部平原地区>西部平原山地区>中心城区。2005年,北京生态服务价值约为GDP的4%,且从1988年到2005年一直处于下降的趋势。因此,在制定土地利用规划时应更多地将生态服务价值考虑其中,尤其是应多保护水域、林地等生态服务价值系数高的土地利用类型,实现北京各区域的可持续发展。

关键词：生态系统服务价值北京土地利用变化敏感度分析

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全球化与全球变化关系研究

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热带地理 2009年第2期29卷 150-155页

作者：田光进北京师范大学环境学院北京100875

全球化是本世纪人类社会发展的最重要特征之一,它不仅促进了产品和服务的流动,而且促进了劳动力、金融、资源及环境生产要素等的流动,技术的发展提高了生产效率和物质要素的可利用性。全球化扩大了人类活动的范围和影响程度,对人类社会... 详细信息

全球化是本世纪人类社会发展的最重要特征之一,它不仅促进了产品和服务的流动,而且促进了劳动力、金融、资源及环境生产要素等的流动,技术的发展提高了生产效率和物质要素的可利用性。全球化扩大了人类活动的范围和影响程度,对人类社会、政治、文化、经济等各个方面都产生了影响,从而加深了全球环境变化。全球环境变化已经成为全球化进程的重要方面,人类对全球环境变化的应对方式直接关系到人类的生存及可持续发展。全球化深化了国际分工,发达国家制造业大量向发展中国家转移,从而导致发展中国家承担了更多的环境污染,造成发展中国家碳排放增长较快。在全球化进程中,中国在享受初级产品大量出口并产生顺差的同时,也把环境污染输入进来,并把大量资源输出去,从而造成中国资源紧张和环境污染。随着中国经济实力的增强,中国的政治、文化等都会在全球产生更大影响,研究全球化进程对中国现代化进程的影响及中国现代化进程对全球化的影响、全球化进程与全球环境变化的关系具有重要的理论和实践意义。

关键词：全球化全球变化人类活动

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