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利用生物逆合成工具优化代谢路径

化学进展 2024年第4期36卷 501-510页

作者：刘夫锋刘旭芝李金壁路福平天津科技大学生物工程学院

生物催化因其反应条件温和、高效、特异性高和价格低廉等优点，已成为生物合成领域的一种重要技术。生物合成体系内存在一系列高度集成的代谢网络，多酶催化系统的研究在生物合成领域中已成为一个必然趋势，故基于已知产物探索其未知的... 详细信息

生物催化因其反应条件温和、高效、特异性高和价格低廉等优点，已成为生物合成领域的一种重要技术。生物合成体系内存在一系列高度集成的代谢网络，多酶催化系统的研究在生物合成领域中已成为一个必然趋势，故基于已知产物探索其未知的多酶催化逆合成路径具有极大的意义。本综述首先介绍了多酶体系以及逆合成流程的概念，并举例说明了逆合成路径构建工具的设计方法及其优缺点。然后将其主要分为基于宿主的和无宿主的工具，对于这两种类型各列举了部分代表性逆合成工具，用以说明各自的设计流程以及差异。随后进一步讨论了人工智能助力多酶体系的可能性且对多酶路径构建工具的优化及发展进行了展望。

关键词：多酶催化路径设计逆合成生物逆合成工具

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碳纳米管黏附材料研究进展

科学通报 2024年第16期69卷 2246-2264页

作者：夏侯幸子吴思佳叶宗麟周笛徐鸣华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074 深圳华中科技大学研究院深圳518000

干性黏附材料具有将两个界面通过表面相互作用力连接在一起的功能,是社会生活和生产中不可或缺的物质.干性黏附材料主要分为高分子黏附材料、水凝胶黏附材料以及碳纳米管黏附材料等几类.其中,碳纳米管具有超高的长径比,并且具备优越的... 详细信息

干性黏附材料具有将两个界面通过表面相互作用力连接在一起的功能,是社会生活和生产中不可或缺的物质.干性黏附材料主要分为高分子黏附材料、水凝胶黏附材料以及碳纳米管黏附材料等几类.其中,碳纳米管具有超高的长径比,并且具备优越的力学、热学和电学性能,已被证明是先进黏附材料的理想组成单元.经过长期努力,研究者已制备出具备高黏附强度的碳纳米管黏附材料,并展示了碳纳米管黏附在生物医学、电子器件等领域的应用潜力.明晰碳纳米管黏附机制、整理宏观集合体黏附性能研究进展与挑战,对于合理设计和制造碳纳米管黏附材料以及实现碳纳米管黏附实际应用具有至关重要的意义.本文首先历数碳纳米管黏附的发展历程,从微观结构探测及模拟计算出发,深入挖掘碳纳米管黏附机制.其次,归纳了碳纳米管宏观集合体的黏附性能研究手段,并列举了提升碳纳米管黏附性能的策略和方法.最后,详细对比了碳纳米管黏附材料、高分子黏附材料以及水凝胶黏附材料在制备方法、结构特征以及黏附性能等方面的差异,并对碳纳米管黏附的下一步研究方向进行了展望.

关键词：碳纳米管碳纳米管阵列干性黏附黏附机理多功能材料

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医用可降解镁合金应用及表面改性研究进展

表面技术 2024年第7期53卷 15-30页

作者：王国庆李广芳刘宏芳华中科技大学化学与化工学院武汉430074 华中科技大学生物医用与防护材料湖北省工程研究中心武汉430074 华中科技大学能量转换与存储材料化学教育部重点实验室武汉430074 华中科技大学材料化学与服役失效湖北省重点实验室武汉430074

镁及其合金作为新一代生物医用可降解材料,具有良好的经济性、力学性能、生物相容性、可降解性能,在骨科、心血管科、消化科等领域具有广阔的应用前景。镁合金具有较高的化学活性,因此其降解速率较快,力学性能的维持受限,植入时可能发... 详细信息

镁及其合金作为新一代生物医用可降解材料,具有良好的经济性、力学性能、生物相容性、可降解性能,在骨科、心血管科、消化科等领域具有广阔的应用前景。镁合金具有较高的化学活性,因此其降解速率较快,力学性能的维持受限,植入时可能发生的细菌感染会引发炎症和腐蚀加速等问题,因此需要通过表面改性来制备多功能一体化的涂层。综述了医用可降解镁合金作为接骨板、螺钉、血管支架、胃肠吻合器、胆管支架等植入材料的应用现状及最新研究成果。讨论了医用可降解镁合金在植入生物体时面临的析氢、pH升高、腐蚀加速、力学性能衰减、稀土元素毒性及内膜增生等具体问题,在此基础上,考察了化学转化、等离子喷涂、微弧氧化、聚合物涂层等4种镁合金表面改性技术的最新研究动态。结合体内试验和体外试验,概述了表面改性对镁合金安全性、耐蚀性、抗菌性、生物相容性等方面的影响,并简要对比了几种表面改性技术的优缺点。最后展望了医用可降解镁合金表面改性技术的发展方向。

关键词：镁合金可降解植入材料表面改性耐蚀性

基于逆全极点滤波器的高频PWM噪声整形方法

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电工技术学报 2024年第10期39卷 3129-3140页

作者：陈福祥刘凯胡傲奇张昊赵烁曾理湛华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

高频开关功率放大器具有高功率、低纹波、高响应的优点,是高加速、高精度定位系统的核心部件。为了解决高频PWM中开关频率与占空比分辨率的矛盾,该文分析调制中噪声整形的基本原理,采用误差反馈结构提取PWM量化噪声进行数字整形,阐述噪... 详细信息

高频开关功率放大器具有高功率、低纹波、高响应的优点,是高加速、高精度定位系统的核心部件。为了解决高频PWM中开关频率与占空比分辨率的矛盾,该文分析调制中噪声整形的基本原理,采用误差反馈结构提取PWM量化噪声进行数字整形,阐述噪声整形滤波器设计约束条件。提出通过逆全极点无限脉冲响应(IIR)滤波器获得有限脉冲响应(FIR)噪声整形滤波器的简明设计方法,仿真及实验表明,该文提出的方法可利用低阶FIR整形滤波器获得平坦的通带和高整形衰减。在不足9位的PWM中,4阶的FIR噪声整形滤波器能够恢复调制信号在10 kHz频段内约40 dB的信噪比损失。

关键词：开关功率放大器高频 PWM 噪声整形全极点滤波器信噪比

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三维电镀陶瓷基板激光封焊技术

发光学报 2024年第3期45卷 506-515页

作者：罗霖丁勇杰苏鹏飞赵九洲彭洋陈明祥华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074 华中科技大学航空航天学院湖北武汉430074

气密封装是推动电子器件高可靠发展的一项重要技术,传统气密封装技术存在焊接温度高、热冲击大、应用范围窄等问题,无法满足三维电镀陶瓷基板气密封装要求。本文结合脉冲激光焊接的技术优势,研究了脉冲激光焊接三维电镀陶瓷基板实现气... 详细信息

气密封装是推动电子器件高可靠发展的一项重要技术,传统气密封装技术存在焊接温度高、热冲击大、应用范围窄等问题,无法满足三维电镀陶瓷基板气密封装要求。本文结合脉冲激光焊接的技术优势,研究了脉冲激光焊接三维电镀陶瓷基板实现气密封装,重点探讨了焊接过程中脉冲激光与材料相互作用模式,分析了焊接样品界面微观形貌、气密性、力学性能等。研究表明,焊接金属区裂纹的出现与基底金属铜向可伐侧的扩散密切相关;焊接过程稳定、焊接熔深小的热传导模式和过渡模式可以避免焊接裂纹出现。通过试验优化了焊接工艺参数,当激光峰值功率为120 W、脉冲宽度为1 ms、重叠率为80%时,三维陶瓷基板腔体结构获得了最佳高气密性,泄漏率为5.2×10^(-10)Pa·m^(3)/s,接头剪切强度为278.06 MPa,满足第三代半导体器件高可靠气密封装需求。

关键词：脉冲激光焊接模式气密封装三维电镀铜陶瓷基板(3-D DPC)

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液滴撞击柔性基底研究进展

力学学报 2024年第6期56卷 1529-1539页

作者：许勇琪彭泽瑞周新平华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074 华中科技大学航空航天学院武汉430074 华中科技大学智能制造装备与技术全国重点实验室武汉430074

液滴撞击固体基底现象广泛存在于自然界、日常生活及工业生产中.在多数液滴撞击场景中,固体基底可以近似地视为理想刚性基底.然而在一些场景中,具有较小杨氏模量或者几何结构为薄壁或细长类的固体基底在受到液滴撞击后会产生明显的变形... 详细信息

液滴撞击固体基底现象广泛存在于自然界、日常生活及工业生产中.在多数液滴撞击场景中,固体基底可以近似地视为理想刚性基底.然而在一些场景中,具有较小杨氏模量或者几何结构为薄壁或细长类的固体基底在受到液滴撞击后会产生明显的变形,而固体基底的形变反过来又会影响液滴的动力学行为.相比于刚性基底情况,液滴与柔性基底的耦合作用可能会引发新的动力学现象和机制.因此,柔性基底液滴撞击动力学的研究很有意义,也成为一些学者当前关注的研究焦点之一.根据几何结构的特点,柔性基底可以分为柔性体、柔性面和柔性杆3种类型.文章据此分类介绍与这3类柔性基底相关的液滴撞击动力学的研究进展.柔性基底的可变形性是导致其液滴动力学与刚性基底液滴动力学存在差异的根本原因.现有的研究表明,基底柔性对液滴撞击的接触时间、最大铺展因子、气泡捕获、回弹和溅射等方面均存在着影响,其中关于接触时间及溅射方面的结论可能为制造防水、抗冰和防溅射材料提供新思路.

关键词：液滴撞击柔性基底流固耦合基底形变杨氏模量

柔性调控对燃料电池冷热电湿联供系统的影响研究

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工程热物理学报 2024年第5期45卷 1290-1299页

作者：李旭李若琳蔡姗姗罗小兵涂正凯华中科技大学中欧清洁与可再生能源学院武汉430074 华中科技大学能源与动力工程学院武汉430074

本文构建了一套基于质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)、吸附式制冷机和除湿轮的冷热电湿联供系统,通过吸附式制冷机和除湿轮对PEMFC产生的余热进行充分利用,在满足供电需求的同时,实现房间热环境夏季制冷... 详细信息

本文构建了一套基于质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)、吸附式制冷机和除湿轮的冷热电湿联供系统,通过吸附式制冷机和除湿轮对PEMFC产生的余热进行充分利用,在满足供电需求的同时,实现房间热环境夏季制冷与除湿处理。为改进联供系统在动态波动负荷需求下的供能匹配性设计,提出一种柔性调控方法,以人体热舒适度为基础,对房间设定温度进行柔性调节,并通过模拟方法对比分析了调控前后系统的运行特性与节能潜力。

关键词：质子交换膜燃料电池:吸附式制冷系统除湿轮柔性调控

不同配筋率下钢筋混凝土板柱节点抗冲切承载力试验研究

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工程力学 2024年第S01期41卷 66-73页

作者：朱大壮黄冰峰朴贤日肖云峰张耀庭陈荣昌华中科技大学土木与水利工程学院武汉430074

为研究纵筋配筋率对普通钢筋混凝土板柱节点抗冲切承载力的影响,制作了4个配筋率分别为0.3%、0.7%、1.2%及1.8%的无腹筋板柱中节点并进行冲切试验,试验结果表明:随着配筋率的增加,板柱节点的初始刚度和极限承载力明显增加,试件的延性降... 详细信息

为研究纵筋配筋率对普通钢筋混凝土板柱节点抗冲切承载力的影响,制作了4个配筋率分别为0.3%、0.7%、1.2%及1.8%的无腹筋板柱中节点并进行冲切试验,试验结果表明:随着配筋率的增加,板柱节点的初始刚度和极限承载力明显增加,试件的延性降低,破坏模式由弯曲破坏逐渐向冲切破坏转变;收集并整理了国内外269个板柱节点冲切试验的数据,通过与采用中国规范、美国规范、欧洲规范和日本规范抗冲切承载力计算公式计算结果的对比分析,进一步说明了在冲切承载力计算公式中考虑纵筋配筋率的必要性;通过对试验数据的回归分析,考虑包含纵筋配筋率在内的主要影响因素,建立了适用于钢筋混凝土无腹筋板柱抗冲切承载力的计算公式。

关键词：板柱节点纵筋配筋率冲切试验抗冲切承载力规范对比拟合分析

高比例新能源电网-分布式数据中心集群协同优化运行研究

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中国科学：技术科学 2024年第1期54卷 119-135页

作者：李远征龙信鑫周纯杰杨凯赵勇曾志刚华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074 华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

随着新能源并网比例的逐步提升,电网对不确定性新能源的消纳态势日趋严峻,导致弃风弃光频现.数据中心作为新兴的重要电力负荷,其运行能耗高,规模增长迅速,算力及数据资源可灵活调配,具备可挖掘的柔性调节潜力.据此,本文利用分布式数据... 详细信息

随着新能源并网比例的逐步提升,电网对不确定性新能源的消纳态势日趋严峻,导致弃风弃光频现.数据中心作为新兴的重要电力负荷,其运行能耗高,规模增长迅速,算力及数据资源可灵活调配,具备可挖掘的柔性调节潜力.据此,本文利用分布式数据中心集群增强电力系统柔性调节能力,助力新能源消纳.首先,根据数据中心服务器运行工作状态和制冷设备温控要求,建立单个数据中心的精细化电力负荷模型.然后,考虑数据任务处理的时空可调节性,建立分布式数据中心互联互通的协调模型.在此基础上,提出考虑不确定性的电网-分布式数据中心集群的协同运行框架,研究集群调节能力的统一表征,建立两者顺序决策的双层优化模型,提出双层非线性区间优化方法进行求解.最后,通过算例分析验证了协同运行框架的有效性,得到了不同偏好条件下帕累托解集和分布式数据中心集群响应的变化规律.

关键词：数据中心柔性调节新能源不确定性协同运行区间优化