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动态冲击载荷下7003铝合金的力学响应行为及力学本构建模

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材料导报 2024年第13期38卷 225-232页

作者：叶拓邱飒蔚夏二立郭鹏程吴远志李落星湖南工学院智能制造与机械工程学院湖南衡阳421002 湖南大学重庆研究院重庆400044

采用分离式霍普金森压杆装置对7003铝合金在不同应变速率下的室温动态力学响应行为进行了研究。结果表明:实验用7003铝合金的流变应力随应变速率的增加而增加,表现出正的应变速率敏感性,当加载应变速率增加至4100 s^(-1)时,剪切变形局... 详细信息

采用分离式霍普金森压杆装置对7003铝合金在不同应变速率下的室温动态力学响应行为进行了研究。结果表明:实验用7003铝合金的流变应力随应变速率的增加而增加,表现出正的应变速率敏感性,当加载应变速率增加至4100 s^(-1)时,剪切变形局域化所产生的绝热温升软化完全抵消了应变硬化和应变速率硬化,导致其流变应力在变形中期便随加载应变的增加而逐渐降低。随加载应变的增加,位错不断增殖使得位错密度不断增加。同时,这些位错在晶界处不断地塞积,并逐渐演变成胞状位错亚结构,导致位错密度逐渐达到饱和。通过优化原始J-C本构的应变硬化项、应变速率系数C和n,并引入绝热温升修正项,构建了能够准确预测7003铝合金在不同变形条件下应力响应行为的力学本构模型。拟合结果与实验结果的偏差均在±10%以内,预测值与实验值的相关系数(R)和平均相对误差(AARE)分别为99.17%和1.3%。

关键词： 7003铝合金动态冲击力学响应本构建模组织演变

基于辐射光致发光的高剂量测量材料应用研究进展

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发光学报 2024年第6期45卷 1033-1047页

作者：王克邹雨辰肖万成尹隆乡张海峰王晓冬费雄辉南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001 先进核能设计与安全教育部重点实验室湖南衡阳421001

近年来,研究发现若干用于辐射探测的辐射光致发光材料因其可测量剂量限值高及剂量范围宽,已被广泛应用于核退役设施剂量监控、荧光核径迹探测、医学治疗、辐射成像及核辐射场所可视化等领域。本研究针对目前可用于高剂量测量的辐射光致... 详细信息

近年来,研究发现若干用于辐射探测的辐射光致发光材料因其可测量剂量限值高及剂量范围宽,已被广泛应用于核退役设施剂量监控、荧光核径迹探测、医学治疗、辐射成像及核辐射场所可视化等领域。本研究针对目前可用于高剂量测量的辐射光致发光材料(包括无机激活剂离子掺杂体系、无机未掺杂体系及有机聚合物体系)的研究现状进行概述,重点对各体系的发光机理、基本特征、种类及应用现状进行梳理,同时对比分析不同体系材料辐射剂量响应高低的影响因素及其性能优劣。本研究旨在对目前适用于高剂量测量的辐射光致发光材料在剂量探测性能提升方面的研究进行概述,同时提出改进优化的可行性举措,并对其未来发展趋势进行展望。

关键词：辐射光致发光高剂量测量无机激活剂离子有机聚合物

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基于指示剂置换法的大环荧光传感平台的构建及应用研究进展

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有机化学 2024年第4期44卷 1151-1159页

作者：谌泽亚李诗瑶杨留攀王力立姚欢南华大学药学院湖南衡阳421001

超分子荧光传感器可以解决与环境及人类健康相关的检测和成像问题.指示剂置换法(IDA)是一种能够将分子识别所引起的化学变化转化为易于观察的荧光信号的超分子荧光传感方法,为分析物的检测提供了独特且创新的传感策略.近年来,由于其灵... 详细信息

超分子荧光传感器可以解决与环境及人类健康相关的检测和成像问题.指示剂置换法(IDA)是一种能够将分子识别所引起的化学变化转化为易于观察的荧光信号的超分子荧光传感方法,为分析物的检测提供了独特且创新的传感策略.近年来,由于其灵敏度高、可调节、实时和无需复杂合成的优点,基于非共价结合的IDA得到了快速的发展.为了满足IDA发展的多样化需求,超分子科学家们引入了各种超分子大环主体,如杯[n]芳烃、葫芦[n]脲及柱[n]芳烃等.根据大环进行分类,对近些年该领域的研究进展进行简要综述,重点关注在生化传感方面的应用,为今后基于IDA的新型荧光生化传感平台的构建及应用提供参考.

关键词：指示剂置换法超分子化学主-客体相互作用大环主体

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四内酰胺大环的分子识别与应用研究进展

有机化学 2024年第6期44卷 1777-1785页

作者：郭静李诗瑶姚欢杨留攀王力立南华大学药学院湖南衡阳421001

分子识别在自然界中广泛存在,是许多生物过程以及超分子化学的核心.水的极性环境会显著削弱特定的非共价相互作用(如氢键),因此利用人工大环主体在水相中进行分子识别具有挑战性.四内酰胺大环是一类疏水空腔内部具有极性结合位点的人工... 详细信息

分子识别在自然界中广泛存在,是许多生物过程以及超分子化学的核心.水的极性环境会显著削弱特定的非共价相互作用(如氢键),因此利用人工大环主体在水相中进行分子识别具有挑战性.四内酰胺大环是一类疏水空腔内部具有极性结合位点的人工大环主体,通过模仿生物受体的识别特性实现了水中亲水分子的识别,在疏水效应以及氢键的协同作用下可以实现药物分子、糖类、染料、有机污染物及疾病标志物等物质的选择性识别.总结了近三十年来四内酰胺大环在分子识别与应用方面的研究进展,尤其是在水相中的分子识别与应用研究,希望为今后四内酰胺大环的发展提供参考.

关键词：超分子化学四内酰胺大环分子识别氢键

鼠李糖脂改性纳米零价铁去除地浸采铀矿山污染地下水中U(Ⅵ)的试验研究

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采矿与安全工程学报 2024年第1期41卷 190-199页

作者：李峰丁德馨周函杨迎春贺桂成马建洪丁洋胡南张辉蒋国清谭韬南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室湖南衡阳421001 南华大学极贫铀资源绿色开发技术湖南省重点实验室湖南衡阳421001 湖南省地质地理信息所湖南长沙410021

采用液相还原法制备了鼠李糖脂改性纳米零价铁(RL@nZVI),并利用X射线衍射、透射电子显微镜、傅立叶红外光谱等方法对其进行表征;研究pH值、反应时间、干扰离子等因素对纳米材料除铀效果的影响;运用吸附动力学模型及表征等手段,对其修复... 详细信息

采用液相还原法制备了鼠李糖脂改性纳米零价铁(RL@nZVI),并利用X射线衍射、透射电子显微镜、傅立叶红外光谱等方法对其进行表征;研究pH值、反应时间、干扰离子等因素对纳米材料除铀效果的影响;运用吸附动力学模型及表征等手段,对其修复机理进行解释说明。研究结果表明:鼠李糖脂成功负载于Fe^(0)表面,可以有效提高纳米材料的抗氧化性和分散性,比表面积提高约2.5倍,达到12.30 m^(2)/g;当pH=5,反应时间为30 min时,RL_(0.1)@nZVI与RL_(0.2)@nZVI试验组中铀浓度分别降至33.8,24.4μg/L,达到国家排放标准;不同浓度的金属离子对改性纳米材料去除铀效果有不同程度的影响,Cu^(2+)、Mg^(2+)、Mn^(2+)、Zn^(2+)各试验组平衡铀去除率分别为28.26%,95.82%,93.39%,96.28%;吸附动力学结果表明,准二级动力学方程更适合描述nZVI(R^(2)=0.999)和RL_(0.1)@nZVI(R^(2)=0.998)的吸附过程,该过程中存在化学吸附反应;对吸附后的RL_(0.1)@nZVI进行表征,反应物中U(Ⅳ)与U(Ⅵ)的比例为7∶1,Fe^(2+)与Fe^(3+)的比例约为2∶1,这表明在RL_(0.1)@nZVI修复铀污染地下水过程中发生了氧化还原、吸附及共沉淀反应;RL@nZVI是处理铀污染地下水的理想材料。

关键词：铀污染地下水鼠李糖脂纳米零价铁吸附

基于随机模拟的火山CO_(2)释放通量预测研究:以意大利埃特纳火山为例

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地学前缘 2024年第4期31卷 429-437页

作者：孙浩然豆佳乐李南吴鹏杜聪段先哲南华大学资源环境与安全工程学院湖南衡阳421001 稀有金属矿产开发与废物地质处置技术湖南省重点实验室湖南衡阳421001 南华大学化学化工学院湖南衡阳421001

火山活动能够将地球深部的碳输送到大气圈,是地质碳排放和深部碳循环的重要形式。火山区所释放的温室气体(尤其是CO_(2)气体),对全球气候有着重要的影响。在全球气候变暖及“碳中和”计划的背景下,估算火山区温室气体释放通量,评估其对... 详细信息

火山活动能够将地球深部的碳输送到大气圈,是地质碳排放和深部碳循环的重要形式。火山区所释放的温室气体(尤其是CO_(2)气体),对全球气候有着重要的影响。在全球气候变暖及“碳中和”计划的背景下,估算火山区温室气体释放通量,评估其对全球碳排放的影响,具有至关重要的意义。本文阐述了火山区温室气体释放的主要特征及调查方法,并以意大利埃特纳火山为例,指出可以使用地统计学原理对火山区CO_(2)气体采样数据进行插值模拟。最后,本文分析了加入协变量进行协克里格插值模拟的可行性,并与普通克里格插值法的模拟结果进行比较。结果表明:火山区CO_(2)释放通量与火山区土壤温度之间具有相关性,引入土壤温度进行协克里格插值模拟,可以优化模拟结果的误差指标。本研究将为定量评价火山活动对气候变化的影响以及预警火山灾害提供重要依据。

关键词：火山活动温室气体碳排放随机模拟克里格插值法

起泡条件下矩形窄缝通道内压力场和温度场数值模拟

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核动力工程 2024年第2期45卷 82-87页

作者：王雪鉴赵亚楠于涛南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001 数字化反应堆湖南省工程技术研究中心湖南衡阳421001 先进核能技术设计与安全教育部重点实验室湖南衡阳421001

当矩形窄缝通道由于辐照肿胀产生形变出现起泡结构时,通道内流动传热特性会发生改变。本文采用数值计算方法分析了起泡条件下矩形窄缝通道内流体压力场和温度场分布。结果表明,起泡对流体的阻碍作用会导致流体在第一个起泡前出现压力高... 详细信息

当矩形窄缝通道由于辐照肿胀产生形变出现起泡结构时,通道内流动传热特性会发生改变。本文采用数值计算方法分析了起泡条件下矩形窄缝通道内流体压力场和温度场分布。结果表明,起泡对流体的阻碍作用会导致流体在第一个起泡前出现压力高点。经过每一个起泡,局部压降均会先飞升后突降,起泡处流体温度上升,壁面温度下降。通过模型计算分析获得了起泡条件对压力场和温度场的影响规律。

关键词：起泡矩形窄缝通道压力场温度场数值模拟

适用欧拉-拉格朗日方法模拟气液泡状流的气泡破碎模型

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化工学报 2024年第2期75卷 553-565页

作者：韩东高宁宁唐新德龚升高夏良树南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001 湖南工学院化学与环境工程学院湖南衡阳421002

欧拉-拉格朗日方法已被广泛应用于模拟鼓泡塔等气-液反应器内的流型、气泡尺寸(或气含率)及其分布。文献中该方法主要基于临界Weber数观点来描述气泡破碎行为,且破碎后的子气泡尺寸由随机数确定。但现有实验和理论研究表明,临界Weber数... 详细信息

欧拉-拉格朗日方法已被广泛应用于模拟鼓泡塔等气-液反应器内的流型、气泡尺寸(或气含率)及其分布。文献中该方法主要基于临界Weber数观点来描述气泡破碎行为,且破碎后的子气泡尺寸由随机数确定。但现有实验和理论研究表明,临界Weber数约束不能体现气体密度等物性参数和泡内气体重分布对气泡破碎行为的影响。针对这些不足,提出了适用欧拉-拉格朗日框架且考虑泡内气体重分布贡献的气泡破碎机理模型,并利用开源软件OpenFOAM开发了基于新破碎模型的求解器。新模型预测结果能较好地吻合实验测量的时均轴向液速、气泡尺寸及其分布等实验数据。特别地,考虑泡内气体重分布现象的破碎机理模型成功预测了实验观测的气泡尺寸双峰分布特征。

关键词：欧拉-拉格朗日方法数学模拟鼓泡塔气泡破碎聚并

聚苯乙烯微塑料对污水中胞外耐药基因的影响及其机制

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环境科学 2024年第6期45卷 3671-3678页

作者：周帅黄啊潮黄泽枫李伦福杨锋娟陈安琪修斐晨高媛媛南华大学污染控制与资源化技术湖南省高校重点实验室衡阳421001 南华大学土木工程学院衡阳421001 南华大学稀有金属矿产开发与废物地质处置技术湖南省重点实验室衡阳421001 南华大学衡阳医学院病原生物学研究所衡阳421001

微塑料(MPs)和抗生素耐药基因(ARGs)是共存于污水处理厂中的典型新污染物.MPs已被证明能够改变污泥中ARGs的分布模式,但其对污水中胞外ARGs(fe ARGs)的影响及机制仍不清楚.采用荧光定量PCR技术探究了典型MPs(聚苯乙烯PS)暴露60 d后污水... 详细信息

微塑料(MPs)和抗生素耐药基因(ARGs)是共存于污水处理厂中的典型新污染物.MPs已被证明能够改变污泥中ARGs的分布模式,但其对污水中胞外ARGs(fe ARGs)的影响及机制仍不清楚.采用荧光定量PCR技术探究了典型MPs(聚苯乙烯PS)暴露60 d后污水中fe ARGs(包括tet C、tet O、sul1和sul2)的动态变化特征及机制.结果表明,四环素类fe ARGs绝对丰度在nm级和mm级PS暴露下分别降低了28.4%~76.0%和35.2%~96.2%,在μm级PS暴露下变化了-55.4%~122.4%.PS对磺胺类sul1的促进效果呈nm级>μm级>mm级趋势,且ρ(PS)为50 mg·L^(-1)对sul1丰度扰动幅度更大.磺胺类sul2的相对丰度在μm级和mm级PS暴露后分别削减了25.4%~42.6%和46.1%~90.3%,在nm级PS暴露后增加了1.9~3.9倍;ρ(PS)为50 mg·L^(-1)对sul2的削减作用高于ρ(PS)为0.5 mg·L^(-1).Pearson相关性分析显示,PS暴露下fe ARGs相对丰度与细胞膜通透性和典型可移动遗传元件(int I1)丰度成正相关,与活性氧水平成负相关.研究结果阐明了PS对污水中fe ARGs的影响及其机制,可为污水中MPs与ARGs复合污染的防治提供科学依据.

关键词：微塑料(MPs) 聚苯乙烯(PS) 胞外耐药基因(feARGs) 污水影响机制