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代谢工程改造热带假丝酵母高效合成1，2，4-丁三醇

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微生物学通报 2024年第10期 3897-3909页

作者：李静芸夏媛媛沈微杨海泉陈献忠江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室

【背景】1，2，4-丁三醇是一种手性多羟基醇，作为一种关键的平台化合物，主要用于合成高能材料1，2，4-三硝酸酯丁三醇，这种材料可作为飞机、火箭和导弹等武器的推进剂。随着合成生物学的快速发展，利用微生物细胞工厂生产1，2，4-丁... 详细信息

【背景】1，2，4-丁三醇是一种手性多羟基醇，作为一种关键的平台化合物，主要用于合成高能材料1，2，4-三硝酸酯丁三醇，这种材料可作为飞机、火箭和导弹等武器的推进剂。随着合成生物学的快速发展，利用微生物细胞工厂生产1，2，4-丁三醇受到越来越多的关注。【目的】本研究以前期构建的产1，2，4-丁三醇热带假丝酵母工程菌为出发菌株，通过代谢工程策略进一步优化人工途径，降低中间产物积累，提高1，2，4-丁三醇发酵水平，并评价工程菌利用廉价的玉米芯水解液发酵生产1，2，4-丁三醇的能力。【方法】通过启动子工程，优化木糖脱氢酶基因表达水平，减少木糖酸中间产物的积累。利用碳酸钙作为中和剂调节发酵过程的pH，以及通过发酵培养基铁离子浓度优化等策略，提高热带假丝细胞工厂合成细胞工厂发酵生产1，2，4-丁三醇的能力。【结果】与出发菌株相比，构建的工程菌发酵生产1，2，4-丁三醇的产量提高了37%，5-L发酵罐上产量达到6.2 g/L。同时，工程菌以玉米芯水解液作为原料能够生产出2.6 g/L的1，2，4-丁三醇。【结论】本研究通过代谢工厂策略和发酵过程优化，提高了热带假丝酵母合成1，2，4-丁三醇的能力，还首次评价热带假丝酵母细胞工厂利用玉米芯水解液合成1，2，4-丁三醇的可行性，为大规模地利用生物质原料发酵生产1，2，4-丁三醇挖掘出一个有潜力的宿主。

关键词： 1,2,4-丁三醇木糖酸积累热带假丝酵母生物质原料发酵优化

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碳布负载的钴镍双金属沸石咪唑框架作为独立电极用于高效电催化析氧反应

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物理化学学报 2024年第3期40卷 69-70页

作者：白武鑫周倩倩卢振杰宋晔付永胜南京理工大学软化学与功能材料教育部重点实验室南京210094

开发低成本、高效和稳定的电催化剂对于加快水分解中的析氧反应(OER)速率,实现可再生、清洁和大规模能源转换技术至关重要。在本文中,我们开发了一种简单的方法来制备钴镍双金属沸石咪唑框架(CoNi-ZIF),通过低温热解去除客体分子将CoNi-... 详细信息

开发低成本、高效和稳定的电催化剂对于加快水分解中的析氧反应(OER)速率,实现可再生、清洁和大规模能源转换技术至关重要。在本文中,我们开发了一种简单的方法来制备钴镍双金属沸石咪唑框架(CoNi-ZIF),通过低温热解去除客体分子将CoNi-ZIF纳米片牢固地负载到碳布(CoNi-ZIF-CC-200)上。组装的独立电极避免了对粘合剂的依赖和无效表面积的增加,从而显著提高了催化剂的催化活性和传质效率。电化学测试结果表明CoNi-ZIF-CC-200独立电极在OER过程中表现出良好的电化学活性和稳定性。CoNi-ZIF-CC-200独立电极在10 mA·cm^(-2)下表现出255 mV的低过电位,并且在恒电位测量过程中保持10 h以上的稳定运行。此外,由CoNi-ZIF-CC-200独立电极作为阳极和Pt/C作为阴极组成的水分解系统表现出优异的稳定性。

关键词： CoNi-ZIF 低温热解自支撑电极析氧反应

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高强钢筋超高性能混凝土框架结构易损性分析

哈尔滨工程大学学报 2024年第3期45卷 572-580页

作者：贺少锋邓宗才李永梅北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室北京100124

为了研究高强钢筋超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)结构的抗震能力,本文选取了8条地震动分别对普通钢筋混凝土框架结构(模型Frame-C)和高强钢筋UHPC框架结构(模型Frame-UHPC)进行了增量动力分析,分别以最大层间... 详细信息

为了研究高强钢筋超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)结构的抗震能力,本文选取了8条地震动分别对普通钢筋混凝土框架结构(模型Frame-C)和高强钢筋UHPC框架结构(模型Frame-UHPC)进行了增量动力分析,分别以最大层间位移角和谱加速度为结构需求参数和地震动强度参数,拟合出概率地震需求模型,进而计算出2个模型的地震易损性曲线,得到了结构的风险预测和损伤评估结果。研究结果表明:规范性态点下,相较于模型Frame-C,模型Frame-UHPC达到最大中等破坏或严重破坏状态概率时所对应的地震动强度更大,表明模型Frame-UHPC在强震作用下具有更好的抗震能力;小震作用下,模型Frame-UHPC的易损性指数明显小于模型Frame-C,体现了高强钢筋UHPC结构的高强优势。当使用规范性态点时,2个模型在中震和大震作用下的易损性指数相差较小,模型Frame-UHPC不能充分发挥UHPC和高强钢筋的材料优势。通过对文献中配筋UHPC柱数据整理分析,给出了适用于模型Frame-UHPC的建议性态点。与规范性态点相比,建议性态点下模型Frame-UHPC达到极限状态的概率更低,易损性指数也明显减小,小震和中震所应对的易损性指数分别减小了19.5%和42.3%,模型Frame-UHPC在建议性态点下可以更好地发挥其材料优势。

关键词：超高性能混凝土高强钢筋易损性分析增量动力分析抗震能力破坏状态易损性指数性态点

砂土与结构物界面的应力-位移-微结构特性及本构模型

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岩石力学与工程学报 2024年第6期43卷 1549-1560页

作者：叶至韬高玉峰黄星博孙逸飞河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210024

砂土与结构物界面受剪时微结构会发生演变,并产生状态依赖的应力位移行为。采用界面直剪仪对不同常法向刚度和常法向应力条件下的砂土-钢板界面进行单调和循环剪切试验,并通过高清图像识别技术分析剪切过程中的界面微结构的演变,发现:... 详细信息

砂土与结构物界面受剪时微结构会发生演变,并产生状态依赖的应力位移行为。采用界面直剪仪对不同常法向刚度和常法向应力条件下的砂土-钢板界面进行单调和循环剪切试验,并通过高清图像识别技术分析剪切过程中的界面微结构的演变,发现:常法向刚度和常法向应力条件下单调剪切时界面均发生不同程度的剪胀,常法向应力条件下的剪切会使试样产生更明显的软化行为和较多的微结构变化,即颗粒概率熵会随着剪切位移的增大而逐渐增加;循环加载时,处于临界状态线下方的界面土会交替出现剪缩和剪胀现象,伴随着界面的微结构发生波动演变,界面总体会表现出较强的剪缩;先期循环剪切会使得界面发生强度弱化;可见微结构演化影响着界面土的剪胀。为描述此类现象,提出基于微结构演化的动态剪胀状态线,据此建立砂土-结构物界面的非关联随动硬化弹塑性本构模型。模型有12个参数,均可通过试验获得。通过模拟试验数据发现,模型可以合理描述界面的剪胀和软化等力学行为,特别是循环荷载作用下界面的强剪缩行为。

关键词：土力学界面微结构剪胀状态参数本构模型

黄芪多糖APS-Ⅱ在M细胞上的转运吸收机制初探

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药学学报 2024年第10期 2820-2827页

作者：吕弯弯李科冯仕红文雨薇秦雪梅杜昱光李震宇山西大学中医药现代研究中心山西大学化学生物学与分子工程教育部重点实验室地产中药功效物质研究与利用山西省重点实验室中国科学院过程工程研究所

通过建立M细胞模型,探究黄芪多糖APS-Ⅱ在体内的吸收机制。首先将黄芪多糖(Astragalus polysaccharides, APS)通过超滤法分为2种不同相对分子质量多糖APS-I (> 2 000 kDa)和APS-II (10 kDa),并制备出黄芪多糖APS-Ⅱ(10 kDa),然后对其进... 详细信息

通过建立M细胞模型,探究黄芪多糖APS-Ⅱ在体内的吸收机制。首先将黄芪多糖(Astragalus polysaccharides, APS)通过超滤法分为2种不同相对分子质量多糖APS-I (> 2 000 kDa)和APS-II (10 kDa),并制备出黄芪多糖APS-Ⅱ(10 kDa),然后对其进行荧光标记;同时通过Caco-2细胞和Raji细胞构建M细胞模型,并对其进行模型验证。采用转运抑制剂对M细胞模型进行处理,探究黄芪多糖APS-Ⅱ在M细胞上的转运情况。结果显示,通过结构与活性验证FITC已成功标记到了APS-Ⅱ的末端,同时M细胞模型构建成功,并发现APS-Ⅱ可以被M细胞所转运,通过5-(N-乙基-N-异丙基)阿米洛利(EIPA)、染料木素(genistein)、dynasore和诺考达唑(nocodazole) 4种转运抑制剂说明APS-Ⅱ可能通过网格蛋白和小窝蛋白介导的内吞作用进入细胞。

关键词：黄芪多糖APS-Ⅱ M细胞转运抑制剂吸收机制

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基于深度学习的超大直径盾构姿态预测研究

中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1477-1491页

作者：丰土根胡锦健张箭河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098

传统的盾构姿态纠偏措施多是在盾构机实际轴线已经偏离设计轴线之后采取的被动控制措施,具有一定的滞后性,而盾构姿态纠偏不及时会给施工过程和完成后的隧道本身带来严重的危害。为了准确预测盾构姿态偏差,为提前纠偏提供决策支持,本文... 详细信息

传统的盾构姿态纠偏措施多是在盾构机实际轴线已经偏离设计轴线之后采取的被动控制措施,具有一定的滞后性,而盾构姿态纠偏不及时会给施工过程和完成后的隧道本身带来严重的危害。为了准确预测盾构姿态偏差,为提前纠偏提供决策支持,本文依托江阴—靖江长江隧道超大直径盾构施工项目,提出一种基于CNN-EMD-LSTM的深度学习模型,该模型既能捕捉时间序列的维度特征和时变特征,又能提高盾构姿态数据分解重构方法的预测精度;通过消融实验对CNN-EMD-LSTM模型中每个部分的重要性进行探讨,并对CNN-EMD-LSTM模型在不同窗口长度、不同滑动步长下的预测效果进行对比。研究结果表明:CNN-EMD-LSTM模型对超大直径盾构姿态的预测效果较好;可以通过调节不同推进区间的压力进行盾构姿态纠偏;CNN-EMD-LSTM模型中各个部分按重要性从大到小排序依次为EMD、CNN、LSTM;窗口长度过大或过小都会增大模型预测误差,而滑动步长越小模型的预测效果越好。

关键词：超大直径盾构姿态预测姿态纠偏消融实验 CNN-EMD-LSTM

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非封闭式热斗篷热防护特性

物理学报 2024年第3期73卷 43-49页

作者：苗钰钊唐桂华西安交通大学能源与动力工程学院热流科学与工程教育部重点实验室西安710049

高超声速飞行器在飞行过程中产生大量气动热,高效的热防护技术对保证其正常工作具有重要意义.本文基于热超材料调控热流传播路径思想,针对高超声速飞行器头锥,采用坐标变换法设计非封闭式点变换热斗篷及简化近似的多层结构.COMSOL数值... 详细信息

高超声速飞行器在飞行过程中产生大量气动热,高效的热防护技术对保证其正常工作具有重要意义.本文基于热超材料调控热流传播路径思想,针对高超声速飞行器头锥,采用坐标变换法设计非封闭式点变换热斗篷及简化近似的多层结构.COMSOL数值模拟研究表明,两种结构均有效实现导热和辐射热流的热绕流,使部分热量沿头锥表面传播,头锥前端温度显著降低,机体升温速率减缓.但其热防护性能的提升要求材料固相和辐射热导率低于原隔热材料.进一步设计了非封闭式域变换热斗篷,材料固相和辐射热导率均可高于原隔热材料.模拟结果表明,热绕流显著提升了域变换热斗篷的热防护能力,相比于纯隔热材料,头锥前端温度降低达100 K,机体降温达10 K,展现出重要的热防护应用潜力.

关键词：热超材料坐标变换 COMSOL 热防护

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异质相金属烯表面分子修饰实现可充电锌-硝酸盐/乙醇电池

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科学通报 2024年第8期69卷 971-973页

作者：张志成天津大学理学院化学系有机集成电路教育部重点实验室天津市分子光电科学重点实验室天津300072 天津化学化工协同创新中心天津300072

氨及其衍生物,作为地球生物圈氮循环的重要组成部分,对人类可持续发展具有重要意义.开发新型的高效氨合成技术以替代传统高能耗的Haber-Bosch制氨法是构建能源经济性社会的一条重要途径^([1]).锌-硝酸盐电池是近年来提出的一种兼具氨电... 详细信息

氨及其衍生物,作为地球生物圈氮循环的重要组成部分,对人类可持续发展具有重要意义.开发新型的高效氨合成技术以替代传统高能耗的Haber-Bosch制氨法是构建能源经济性社会的一条重要途径^([1]).锌-硝酸盐电池是近年来提出的一种兼具氨电合成、能源存储及污水处理能力的环境友好型电化学能源系统。

关键词：地球生物圈能源存储污水处理能力人类可持续发展电合成环境友好型分子修饰异质相

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就地固化联合复合地基对堆载邻近桩基的影响

中南大学学报（自然科学版） 2024年第2期55卷 715-729页

作者：丰土根高文张箭和宇珑河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098

路桥并线路基修筑引起既有桥桩产生挠曲、侧向位移,严重时可能会造成重大坍塌事故的发生。结合工程现场试验,针对道路施工对邻近桥桩影响问题提出就地固化联合复合地基加固新方法,联合数值模型分析就地固化深度、固化土弹性模量和复合... 详细信息

路桥并线路基修筑引起既有桥桩产生挠曲、侧向位移,严重时可能会造成重大坍塌事故的发生。结合工程现场试验,针对道路施工对邻近桥桩影响问题提出就地固化联合复合地基加固新方法,联合数值模型分析就地固化深度、固化土弹性模量和复合地基相关因素对邻近桩基的保护效果。研究结果表明:搅拌桩加固影响深度为1.5倍桩长左右,素混凝土桩施工会对被动桩在0.75倍桩长左右处产生最大水平位移。就地固化(2.0 m)+水泥搅拌桩法(1.8 m)可极大减小被动桩浅层水平位移,保护桥桩的安全。当固化土水泥掺量为5%~7%、水泥搅拌桩水泥掺量为12%~18%时,提高水泥掺量对减小被动桩水平位移有着明显的作用。同时,将普通褥垫层水泥搅拌桩替换为就地固化+水泥搅拌桩复合地基,桩身最大负弯矩减小近16.6%。

关键词：软基处理工程试验数值模拟复合地基就地固化被动桩