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基于深度学习的光场显微像差校正

光学学报 2024年第14期44卷 82-91页

作者：王长淼李晖张水平吴云韬武汉工程大学计算机科学与工程学院湖北武汉430205 智能机器人湖北省重点实验室湖北武汉430205

由于光场显微镜中透镜的固有缺陷以及样品折射率分布不均匀会引起光学像差,这严重影响光场显微成像的质量。引入光场解耦模块,解析获得光场的相位和强度信息;并设计用于光场显微像差校正的相位-强度双路径网络(PCANet)。实验结果表明,... 详细信息

由于光场显微镜中透镜的固有缺陷以及样品折射率分布不均匀会引起光学像差,这严重影响光场显微成像的质量。引入光场解耦模块,解析获得光场的相位和强度信息;并设计用于光场显微像差校正的相位-强度双路径网络(PCANet)。实验结果表明,所提出的方法不仅可实现光场显微像差校正,而且重建出的图像具有高分辨率和清晰的细节边缘;相较于其他传统的图像超分辨率网络,所提方法重建结果的峰值信噪比(PSNR)和结构相似性指数(SSIM)分别提高了15.4%和11.7%。本研究为低成本光场显微像差校正提供了一种高效的方案。

关键词：几何光学光场显微深度学习像差校正高分辨率相位恢复

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沉积物异化铁还原耦合植酸去磷酸化

环境科学与技术 2024年第2期47卷 53-59页

作者：乐静全江伟欣潘伟杰钱毅光李思悦武汉工程大学环境生态与生物工程学院湖北武汉430205 深圳市环境水务集团有限公司广东深圳518035

研究沉积物中微生物驱动的异化铁还原与有机磷降解转化的耦合作用,对深入阐明水体富营养化发生机制、控制环境磷污染和应对潜在的全球性磷危机具有重要的现实意义。该研究以沉积物异化铁还原与有机磷降解转化耦合的环境效应为切入点,探... 详细信息

研究沉积物中微生物驱动的异化铁还原与有机磷降解转化的耦合作用,对深入阐明水体富营养化发生机制、控制环境磷污染和应对潜在的全球性磷危机具有重要的现实意义。该研究以沉积物异化铁还原与有机磷降解转化耦合的环境效应为切入点,探究了异化铁还原促进植酸有机磷去磷酸化的可行性。首先通过对武汉东湖自然沉积物中有机磷与亚铁含量的监测,以及两者之间的相关性分析,发现在以有机质降解为驱动力的早期成岩过程中,三价铁逐渐被还原为亚铁,同时伴随着有机磷含量的降低,揭示沉积物中铁的异化还原可能促进有机磷的降解转化;接着利用富集的沉积物内源微生物群落在实验室构建“异化铁还原微生物群落+水铁矿+植酸”微宇宙模拟系统,开展了铁还原微生物群落驱动异化铁还原对植酸有机磷降解转化作用的研究,进一步证实铁的异化还原能促进植酸有机磷的去磷酸化并生成PO_(4)^(3-),很可能是诱导水体富营养化的潜在新机制。

关键词：异化铁还原植酸去磷酸化沉积物内源有机磷

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板栗皮结合态多酚对肠道菌群的影响研究

食品科学技术学报 2024年

作者：谢辰阳张文李杰杨芳张美武汉工程大学环境生态与生物工程学院绿色化工过程教育部重点实验室(武汉工程大学) 磷资源开发利用教育部工程研究中心新型反应器与绿色化学工艺湖北省重点实验室

多酚是具有多种生物活性的天然化合物，其中，结合态多酚对肠道功能有调节作用。为探究板栗外皮和内皮结合态多酚对SD 大鼠肠道菌群的影响，构建体外结肠发酵模型，分为板栗外皮结合态多酚（CSBP）组、板栗内皮结合态多酚（CISBP）组和... 详细信息

多酚是具有多种生物活性的天然化合物，其中，结合态多酚对肠道功能有调节作用。为探究板栗外皮和内皮结合态多酚对SD 大鼠肠道菌群的影响，构建体外结肠发酵模型，分为板栗外皮结合态多酚（CSBP）组、板栗内皮结合态多酚（CISBP）组和空白（CK）组，使用16S rRNA高通量测序技术对三组样品进行微生物多样性分析比较。结果表明，相比于CK组，CSBP组与CISBP组的肠道菌群相对丰度整体提高，拟杆菌门（Bacteroidetes）与厚壁菌门（Firmicutes）的比值均有所上升，乳杆菌属（Lactobacillus）、肠单胞菌属（Intestinimonas）等有益菌的相对丰度显著提高；而多尔氏菌属（Dorea）、梭菌属（Clostridiales）等有害菌的相对丰度显著降低。此外，功能预测结果显示，CSBP具有促进细胞生长和重建、维持组织和器官功能的正常运行、清除自由基和有毒物质以及减少细胞损伤和炎症等功效。而CISBP可以促进脂肪代谢、血糖调节、神经递质的合成以及蛋白质的构建。研究结果表明，CSBP和CISBP 对肠道菌群产生了影响，通过提高肠道菌群的丰富度，促进有益菌，抑制有害菌，SD 大鼠肠道菌群向更健康的组成发展。这为进一步开发板栗资源以及研发可调节肠道菌群的功能性食品提供了参考依据。

关键词：板栗皮结合态多酚体外厌氧发酵肠道菌群 16S rRNA高通量测序

基于聚合物分散液晶薄膜的光场透视混合现实显示系统

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光学学报 2024年第14期44卷 92-102页

作者：陈思李晖李甜苏晨博吴云韬武汉工程大学计算机科学与工程学院湖北武汉430205 智能机器人湖北省重点实验室湖北武汉430205

为了解决视觉辐辏调节冲突(VAC)问题,本文提出了一种基于聚合物分散液晶薄膜(PDLC)的光场透视混合现实显示系统。该系统利用PDLC的电控可调透过率特性,将投影目标物体的光场信息与真实场景进行有效融合;并基于凸优化理论,提出了适配的... 详细信息

为了解决视觉辐辏调节冲突(VAC)问题,本文提出了一种基于聚合物分散液晶薄膜(PDLC)的光场透视混合现实显示系统。该系统利用PDLC的电控可调透过率特性,将投影目标物体的光场信息与真实场景进行有效融合;并基于凸优化理论,提出了适配的光场渲染算法;联合PDLC不同电压下目标物体光场信息的冗余性,以及真实场景与目标物体色彩亮度差异,生成了不同焦深下和谐化虚实场景融合的二维图像。实验结果表明,所提出的系统能呈现高质量、连续焦深和谐化虚实场景融合效果。该系统计算量小、硬件成本低、融合效果佳,可有效解决VAC问题,在透视混合现实显示领域具有极大的应用潜力。

关键词：透视混合现实显示聚合物分散液晶光场渲染虚实融合正则化约束

碳排放约束下耕地利用推动粮食生产的逻辑关联、现实矛盾与路径优化

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农业工程学报 2024年第12期40卷 246-254页

作者：程鹏柳可张杨唐厚田吴诗嫚向美来武汉工程大学管理学院武汉430205 华中农业大学公共管理学院武汉430070 首都经济贸易大学城市经济与公共管理学院北京100070 厦门大学公共事务学院厦门361005

耕地利用是国家粮食安全的重要保障,在碳排放约束背景下探究其与粮食生产之间的有机关联有助于揭示“土-碳-粮”三要素复杂的逻辑关系。该研究基于归纳演绎法与理论分析法,在梳理碳约束下耕地利用与粮食生产逻辑关系的基础上,深入分析... 详细信息

耕地利用是国家粮食安全的重要保障,在碳排放约束背景下探究其与粮食生产之间的有机关联有助于揭示“土-碳-粮”三要素复杂的逻辑关系。该研究基于归纳演绎法与理论分析法,在梳理碳约束下耕地利用与粮食生产逻辑关系的基础上,深入分析粮食安全保障与碳减排背景下中国耕地可持续利用面临的挑战,并提出促进耕地绿色转型升级与粮食综合生产能力提高的优化路径。结果表明:1)碳排放约束下耕地利用与粮食生产之间紧密的逻辑关联形成了复杂的“土-碳-粮”要素系统;2)当前农业生产条件下实施耕地利用碳减排对国家粮食安全具有不确定性影响,但粮食稳产与增产仍将造成大量碳排放;3)为有效改善碳排放约束下耕地利用与粮食生产的紧平衡状态,从耕地保护、碳减排、粮食生产三方面通过耕地资源配置优化、碳交易市场构建、粮食生产结构调整等方式实现“土-碳-粮”要素协调路径优化。未来需合理规划耕地空间利用格局,采取多种政策工具,转变耕地利用方式,促进耕地低碳、绿色利用与国家粮食安全的可持续协同发展。

关键词：碳排放耕地利用粮食生产逻辑关联路径优化

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有机改性硫酸钙晶须在沥青改性中的应用

无机盐工业 2024年第3期56卷 125-130页

作者：陈凤冯康李铭沈豪杰田承涛唐远李智力何东升武汉工程大学资源与安全工程学院湖北武汉430073 湖北三宁化工股份有限公司湖北宜昌443200

为了获得力学性能更好的改性沥青,从而改善传统基质沥青路面性能,采用以磷石膏为原料制备的有机改性硫酸钙晶须对沥青进行改性,通过材料制备、分析检测及混合料试验,研究了所制备的有机改性硫酸钙晶须对改性沥青三大指标、表观黏度和高... 详细信息

为了获得力学性能更好的改性沥青,从而改善传统基质沥青路面性能,采用以磷石膏为原料制备的有机改性硫酸钙晶须对沥青进行改性,通过材料制备、分析检测及混合料试验,研究了所制备的有机改性硫酸钙晶须对改性沥青三大指标、表观黏度和高温性能的影响,探究了所制备的不同沥青混合料的路用性能。结果表明:有机改性剂主要以化学吸附的形式作用在硫酸钙晶须表面,经组合有机改性剂改性处理的晶须材料与沥青更好地相容,有机改性硫酸钙晶须的添加,一定程度上增强了沥青与晶须黏结强度,提高了沥青的高温稳定性,但其低温性能有所下降;且马歇尔试验、冻融劈裂试验及车辙试验结果,进一步验证了有机改性硫酸钙晶须改性沥青混合料的水稳定性和高温稳定性均较好,因此以磷石膏为原料制备的有机改性硫酸钙晶须改性沥青的路用性能更佳。

关键词：磷石膏有机改性硫酸钙晶须改性沥青路用性能

冷等离子体处理玉米醇溶蛋白-原花青素复合纳米颗粒的制备、表征与性能研究

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化学与生物工程 2024年第10期41卷 50-57页

作者：李玺张文尚秋杨芳华中科技大学同济医学院附属武汉金银潭医院(感染科)湖北省传染病临床医学研究中心中国医学科学院武汉传染性疾病诊治研究中心中国科学院武汉病毒研究所&武汉市金银潭医院感染性疾病与健康联合实验室湖北武汉430023 武汉工程大学环境生态与生物工程学院湖北武汉430205

采用不同载气的冷等离子体处理玉米醇溶蛋白(zein)后包封原花青素(PC),制备复合纳米颗粒,并对其进行表征和性能研究。结果表明,经冷等离子体处理后的玉米醇溶蛋白纳米颗粒的粒径和多分散系数PDI无显著变化,而Zeta电位的绝对值显著降低;... 详细信息

采用不同载气的冷等离子体处理玉米醇溶蛋白(zein)后包封原花青素(PC),制备复合纳米颗粒,并对其进行表征和性能研究。结果表明,经冷等离子体处理后的玉米醇溶蛋白纳米颗粒的粒径和多分散系数PDI无显著变化,而Zeta电位的绝对值显著降低;以O_(2)+Ar为载气的冷等离子体处理的复合纳米颗粒PZOA的包封率达到90.59%,显著高于以NH_(3)为载气的冷等离子体处理的复合纳米颗粒PZN(62.66%);圆二色谱分析表明,包封PC后的复合纳米颗粒的二级结构发生了变化,表明PC的加入影响了玉米醇溶蛋白的结构特征;包封PC后的复合纳米颗粒的抗氧化活性显著提高,自由基清除率由未包封的54.43%~56.03%上升至88.41%~90.29%。

关键词：冷等离子体玉米醇溶蛋白包封原花青素纳米颗粒制备表征性能

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超高效液相色谱-串联质谱法研究板栗皮槲皮素类物质消化前后的组成差异

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中国果菜 2024年第2期44卷 18-25页

作者：张文雷嗣超钟书言刘祎妍杨芳武汉工程大学环境生态与生物工程学院湖北武汉430205 绿色化工过程教育部重点实验室(武汉工程大学) 湖北武汉430205 磷资源开发利用教育部工程研究中心湖北武汉430205 新型反应器与绿色化学工艺湖北省重点实验室湖北武汉430205

黄酮类物质是植物次级代谢产物,能够抑制胰脂肪酶活性,具有潜在的调节脂质代谢作用。槲皮素属于黄酮类物质中的黄酮醇类,因此,研究槲皮素及其糖基化衍生物在体内的消化机制,对开发调节脂质代谢功能产品具有重要意义。本试验采用超高效... 详细信息

黄酮类物质是植物次级代谢产物,能够抑制胰脂肪酶活性,具有潜在的调节脂质代谢作用。槲皮素属于黄酮类物质中的黄酮醇类,因此,研究槲皮素及其糖基化衍生物在体内的消化机制,对开发调节脂质代谢功能产品具有重要意义。本试验采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)的广泛靶向代谢组学技术,分析了板栗皮槲皮素类物质经过模拟人体消化体系后的组成变化。结果表明,板栗皮样品中的槲皮素类物质含量在消化后显著降低(P<0.05),差异代谢物分析显示,下降较为显著的是槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷,在模拟胃肠消化后分别降低了94.08%(板栗内皮)和90.88%(板栗外皮)。综上,板栗皮槲皮素类物质在消化过程中稳定性较差,未来可采用纳米颗粒负载等方式对其进行包埋,以提高其生物利用率。

关键词：板栗皮黄酮类物质槲皮素体外消化差异代谢物超高效液相色谱-串联质谱

修饰改性棉秆介微多孔炭材料对甲醛气体的吸附性能研究

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化工新型材料 2024年第3期52卷 282-288页

作者：赵苏亚朱发龙何春林朱乐乐张琪梁鹏举新疆生产建设兵团南疆化工资源利用工程实验室阿拉尔843300 塔里木大学化学化工学院阿拉尔843300 新疆维吾尔自治区教育厅普通高等学校现代农业工程重点实验室阿拉尔843300

炭材料修饰改性是提高炭基材料吸附挥发性气体能力的重要手段。首先使用KOH对棉秆基炭材料刻蚀改性,再使用碳酸钠(Na_(2)CO_(3))和亚硫酸氢钠(NaHSO_(3))进行修饰改性,研究未改性棉秆炭材料(C)、KOH改性棉秆炭材料(C_(k))以及Na_(2)CO_... 详细信息

炭材料修饰改性是提高炭基材料吸附挥发性气体能力的重要手段。首先使用KOH对棉秆基炭材料刻蚀改性,再使用碳酸钠(Na_(2)CO_(3))和亚硫酸氢钠(NaHSO_(3))进行修饰改性,研究未改性棉秆炭材料(C)、KOH改性棉秆炭材料(C_(k))以及Na_(2)CO_(3)与NaHSO_(3)改性炭材料(C_(k-s))对甲醛性能的影响,采用正交试验方法优化了棉秆介微多孔炭材料的最佳制备工艺,通过比表面积测试、扫描电子显微镜和X射线能量色散谱仪对制备的材料进行了表征。结果表明:C、C_(k)和C_(k-s)平均孔径分别为2.51nm、2.15nm和1.93nm,三者均为介微多孔炭基材料,C_(k)和C_(k-s)对甲醛去除率分别高达84.0%和86.4%,相较于未改性C(甲醛去除率24.1%)均有极大提高;C_(k-s)平均孔径、比表面积和总孔容均小于C_(k),但对甲醛去除率略高于C_(k),说明Na_(2)CO_(3)和NaHSO_(3)对低比表面积炭材料进行修饰改性具有提高其吸附甲醛的能力。C_(k)和C_(k-s)的吸附过程分别符合准一级和准二级动力学模型,为单分子层吸附,理论最大吸附量分别达3.95mg/g和5.78mg/g。

关键词：棉秆炭化活化介微多孔炭材料甲醛吸附能力