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Ga添加对304L不锈钢力学性能和抗菌性能的影响

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金属学报 2024年第7期60卷 890-900页

作者：孟玉佳席通杨春光赵金龙张新蕊于英杰杨柯中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016

Ga元素具有优异的抗菌能力,多形成镓配合物作为药物使用,但Ga很少在镓合金中展现其抗菌效果。为挖掘含Ga合金的抗菌能力,本工作利用金相观察、拉伸实验以及抗菌实验等方法探究Ga添加对304L奥氏体不锈钢的力学性能和抗菌性能的影响,并初... 详细信息

Ga元素具有优异的抗菌能力,多形成镓配合物作为药物使用,但Ga很少在镓合金中展现其抗菌效果。为挖掘含Ga合金的抗菌能力,本工作利用金相观察、拉伸实验以及抗菌实验等方法探究Ga添加对304L奥氏体不锈钢的力学性能和抗菌性能的影响,并初步探讨了304L-Ga不锈钢的抗菌机理。结果表明,经过固溶处理后,Ga添加使不锈钢的屈服强度和伸长率提高,抗拉强度和硬度降低,同时因其固溶作用使不锈钢晶格常数增大。304L-Ga不锈钢具有优异的抗菌性,钝化膜表面释放的Ga^(3+)引起细菌中活性氧(ROS)的高表达,导致氧化应激和杀菌作用。接触杀菌为304L-Ga不锈钢的杀菌机制之一,细菌与不锈钢充分接触,使细菌体内的质子(H+)与不锈钢表面所释放电子发生耗尽反应,促进不锈钢表面Ga的溶解。同时,在质子消耗反应中产生额外的ROS,进一步增强了材料的抗菌效果。

关键词：含Ga不锈钢微观组织力学性能接触抗菌

TC19合金铸锭中Zr、Mo元素的宏观偏析行为

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金属学报 2024年第7期60卷 869-880页

作者：朱绍祥王清江刘建荣陈志勇中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016

为了提高航空发动机转动件用高温钛合金铸锭的成分均匀性,本工作研究了真空自耗电弧熔炼(VAR) TC19 (Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo,质量分数,%)合金工业化铸锭中合金元素的宏观偏析行为,运用定向凝固技术分析了合金元素的偏析机制。结果表明,Al... 详细信息

为了提高航空发动机转动件用高温钛合金铸锭的成分均匀性,本工作研究了真空自耗电弧熔炼(VAR) TC19 (Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo,质量分数,%)合金工业化铸锭中合金元素的宏观偏析行为,运用定向凝固技术分析了合金元素的偏析机制。结果表明,Al、Sn元素无明显宏观偏析,Zr、Mo元素存在宏观偏析。Zr元素在铸锭中心等轴晶区含量低,顶部冒口区含量高;Mo元素分布与Zr的分布趋势相反。Zr、Mo元素偏析与铸锭凝固组织相对应。凝固速率差异是造成Zr、Mo元素宏观偏析的主要原因;表面细晶区和柱状晶区由于较快的凝固速率,元素来不及再分配,基本保留液相的均匀成分;铸锭心部等轴晶区由于其较低的凝固速率和温度梯度,固/液界面呈平面或胞状,有利于元素在固/液界面充分再分配,使得凝固分配系数小于1的正偏析元素Zr在液相中的浓度大于固相,随凝固过程沿铸锭心部向冒口方向逐渐增加;凝固分配系数大于1的负偏析元素Mo在液相中的浓度小于固相,沿铸锭心部向冒口方向逐渐减少。液固两相的密度差造成等轴晶沉降及浮力促进了元素的宏观偏析。电磁搅拌产生的Lorentz力是熔池流动的主要驱动力,使熔池产生环轴向流场,与浮力产生的密度流和自感Lorentz力产生的环流相互作用,可降低溶质元素宏观偏析。

关键词： TC19合金真空自耗电弧熔炼宏观偏析定向凝固电磁搅拌

锥形闪烁体探测器在笔形束扫描式质子放疗系统质控中的应用

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核技术 2024年第8期47卷 79-88页

作者：潘灵婧顾先宝王远远张扬帆卢晓明刘志鹏中国科学技术大学附属第一医院离子医学中心(合肥离子医学中心) 合肥230088 安徽省辐射环境监督站合肥230071 中国科学技术大学离子医学研究所合肥230088

笔形束扫描式(Pencil Beam Scanning,PBS)质子系统使得质子调强技术得到了广泛的应用。该技术能更好地实现对危及器官的保护,但也给质子系统的质控带来了更大的挑战。为提高质控效率,评估了XRV-124锥形闪烁体探测器在PBS系统质控中的应... 详细信息

笔形束扫描式(Pencil Beam Scanning,PBS)质子系统使得质子调强技术得到了广泛的应用。该技术能更好地实现对危及器官的保护,但也给质子系统的质控带来了更大的挑战。为提高质控效率,评估了XRV-124锥形闪烁体探测器在PBS系统质控中的应用可行性。该探测器实现了单次摆位同时完成对束斑大小的测量、束流影像中心一致性的验证、Star-shot测试以及机械性能的检测等质控工作。对XRV-124探测器各项测量数据的结果进行了详细分析并与传统质控方法进行了对比,结果显示其在满足质控需求的同时,将质控时间缩短了2/3。该方法已成功应用于合肥离子医学中心Varian ProBeam质子放疗系统质控中,表明XRV-124探测器可广泛应用于国内同类型质子放疗系统,提升质控效率,降低频繁摆位引入的人为误差。

关键词：笔形束扫描质子放疗质控 XRV-124 锥形闪烁体探测器

基于Sentinel-2时序数据的广东省英德市茶园分类研究

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1136-1143页

作者：陈盼盼任艳敏赵春江李存军刘玉北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097

茶叶是一种高附加值的经济作物,是我国南方山区乡村振兴的主要抓手。由于毁林种茶等破坏行为,导致森林资源破坏并引发水土流失等生态环境问题。快速准确获取茶园的空间分布对于政府监管和茶叶产业的规划发展至关重要。由于研究区天气多... 详细信息

茶叶是一种高附加值的经济作物,是我国南方山区乡村振兴的主要抓手。由于毁林种茶等破坏行为,导致森林资源破坏并引发水土流失等生态环境问题。快速准确获取茶园的空间分布对于政府监管和茶叶产业的规划发展至关重要。由于研究区天气多阴雨,茶园分布较为分散,与森林等植被光谱较为接近等原因,导致基于卫星影像提取茶园挑战性较大。为了摸清英德市的茶园空间分布,系统分析了中高分辨率的多光谱Sentinel-2影像数据,结合多时序多特征信息在茶园提取中的应用潜力。以英德市全境为研究区,选用2019年—2021年的9期Sentinel-2影像数据,详细分析了茶树生长的物候特征,进一步探究了茶园和其他地类在多时序中的特征变化,采用Relief算法对所有特征进行重要性排序。根据特征排序结果,选取特征权重值加权90%的特征因子,即7个植被指数特征和2个纹理特征,通过不同的组合排序构建了9种茶园分类场景,采用RF算法对所有分类场景进行精度评价,选取最佳分类场景,进一步探讨了RF分类算法和SVM分类算法对茶园提取的可行性。结果表明:(1)在进行英德市茶园提取时,2月和10月是采用多时相构造茶园多特征的最佳组合,可能因2月茶树处于萌芽期长出部分嫩绿的新叶易于和森林植被区分且在10月前后由于茶园进行了修剪其特征也较明显,因此两时相特征融合易于区分茶园。(2)RF分类方法与SVM分类方法相比,后者的精度较高,其总体精度达到91.56%,Kappa系数为0.89,生产者精度和用户精度分别为80.22%和84.56%。该研究为快速高效获取英德市茶园空间分布信息提供了一种高效的方法,同时为政府在进行茶叶产业规划、管理提供了数据支持。

关键词：茶园 Sentinel-2 时序特征机器学习分类

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鄱阳湖沉积物中多环芳烃的时空分布及源解析

环境科学 2024年第3期45卷 1492-1501页

作者：马妍孙晨毕笳乐张波涛刘艳邵鹏刘统王圣瑞钟文军中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 北京师范大学水科学研究院北京100875 北京市科学技术研究院分析测试研究所(北京市理化分析测试中心) 北京100094 江西省林业科学院湿地生态资源研究中心南昌330032

对鄱阳湖沉积物中16种多环芳烃(PAHs)含量、时空分布及影响因素进行了研究,并对湖体不同区域的PAHs进行定量源解析.PAHs在沉积物中广泛存在,所有点位表层沉积物中ω(∑_(16)PAHs)范围为203~2 318μg·kg^(-1),其中湖体表层沉积物中PAHs... 详细信息

对鄱阳湖沉积物中16种多环芳烃(PAHs)含量、时空分布及影响因素进行了研究,并对湖体不同区域的PAHs进行定量源解析.PAHs在沉积物中广泛存在,所有点位表层沉积物中ω(∑_(16)PAHs)范围为203~2 318μg·kg^(-1),其中湖体表层沉积物中PAHs含量高于入湖河流表层沉积物中PAHs含量.鄱阳湖PAHs环数比例大小依次排列为:4环>5环>6环>3环>2环,4环PAHs组成占主导地位,其含量占∑_(16)PAHs的比例高达86.11%.2~3环以及部分4环PAHs包括Flua和Pyr更容易受到SOM的影响,4~6环PAHs更容易受到ORP及重金属等环境因子的影响.在空间分布上,∑_(16)PAHs的较高含量位于湖体邻近都昌县与鄱阳县区域,此区域地形相对封闭,与周围区域水流交换量小,不利于污染物的迁移、转化及降解.在时间分布上,PAHs含量水平的变化与江西省GDP的发展呈现出高度一致性,经济发展和人类活动影响可能是导致PAHs含量水平不断增加的主要原因.鄱阳湖表层沉积物PAHs的主要来源包括石油污染及石油、煤炭和生物质燃烧源,不同区域PAHs来源存在一定的空间差异.本研究可为鄱阳湖表层沉积物中PAHs污染情况提供参考,对鄱阳湖生态环境保护和治理具有重要意义.

关键词：鄱阳湖沉积物多环芳烃(PAHs) 时空分布源解析

六氟钽酸氨拓扑转变制备低深能级缺陷Ta_(3)N_(5)光阳极实现超低偏压光电化学分解水

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第6期61卷 144-153页

作者：徐伟甄超朱华泽姚婷婷邱建航梁艳白朔陈春林成会明刘岗中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家实验室辽宁沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110016 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心辽宁沈阳110016 中国科学院深圳先进技术研究院碳中和技术研究所广东深圳518055

Ta_(3)N_(5)是一种具有2.1 eV直接带隙的n型半导体,其带隙跨越水的氧化还原电位.此外,Ta_(3)N_(5)的理论太阳能制氢效率(STH)高达15.9%,超过商业化应用的效率门槛(10%),是一种理想的光电化学分解水制氢光阳极材料.采用Ta2O5作为前驱体,... 详细信息

Ta_(3)N_(5)是一种具有2.1 eV直接带隙的n型半导体,其带隙跨越水的氧化还原电位.此外,Ta_(3)N_(5)的理论太阳能制氢效率(STH)高达15.9%,超过商业化应用的效率门槛(10%),是一种理想的光电化学分解水制氢光阳极材料.采用Ta2O5作为前驱体,在氨气气氛下高温氮化制备Ta_(3)N_(5)是一个由表及里的非均相氮化过程,该过程会产生大量的低价钽和氮空位等本征深能级缺陷,导致费米能级钉扎效应的产生,从而使得光生电压显著降低和光电流起始电位较高.因此,开发能够进行体相均相氮化的前驱体,以抑制Ta_(3)N_(5)深能级缺陷的产生,具有重要意义.本文采用气相溶剂热法,在钽箔上制备了一种六氟钽酸氨((NH_(4))_(2)Ta_(2)O_(3)F_(6))化合物,并以其多面体锥阵列薄膜作为前驱体,通过可控的氮化过程将前驱体结构拓扑转变为低深能级缺陷含量的Ta_(3)N_(5)多孔阵列薄膜.在高温氮化过程中,(NH_(4))_(2)Ta_(2)O_(3)F_(6)会释放含氮、氢和氟的气体小分子并形成贯穿体相的多孔通道,有利于氨气及氮化过程中产生的其他小分子物质的渗透,促进体相均匀氮化过程,避免生成大量的本征深能级缺陷.同时,(NH_(4))_(2)Ta_(2)O_(3)F_(6)中的高电负性氟离子可以减弱Ta–O键,进一步促进氮化反应.扫描电镜和透射电镜(TEM)结果表明,制备的(NH_(4))_(2)Ta_(2)O_(3)F_(6)是具有实心结构的多面体锥阵列薄膜,而拓扑转变所得的Ta_(3)N_(5)多面体锥薄膜具有多孔结构.X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱和稳态/瞬态光电压谱表征结果表明,通过(NH_(4))_(2)Ta_(2)O_(3)F_(6)拓扑转变制备Ta_(3)N_(5)可有效抑制Ta_(3)N_(5)薄膜中深能级缺陷的形成.采用两种产氧反应助催化剂依次修饰后,XPS和TEM结果显示出助催化剂的双壳层结构与化学组成.光电化学分解水测试结果表明,所制得的Ta_(3)N_(5)光阳极在AM1.5G模拟太阳光的照射下,可展现出0.2 V_(RHE)(***)的极低光电流起始电位,且在1.23 V_(RHE)时的光电流密度可达3.28 mA cm^(–2),经过连续5 h的稳定性测试,仍能保持初始值的85%.此外,稳定性测试前后助催化剂的XPS和TEM结果表明,Ta_(3)N_(5)光阳极光电流下降的原因可能是产氧助催化剂中硼物种的消耗.而通过减小(NH_(4))_(2)Ta_(2)O_(3)F_(6)多面体锥前驱体的尺寸,可以进一步减少Ta_(3)N_(5)薄膜中的本征深能级缺陷的含量,修饰助催化剂后可在0 V_(RHE)下展现出光电催化水氧化活性.综上所述,通过(NH_(4))_(2)Ta_(2)O_(3)F_(6)新型前驱体拓扑转变制备了低深能级缺陷含量的Ta_(3)N_(5)光阳极,表现出极低的光电流起始电位,为构建无偏压下自发全分解水的低深能级缺陷浓度的Ta_(3)N_(5)光电极提供了一种新途径,该方法也可拓展至其他过渡金属氮化物的可控制备与缺陷调控.

关键词： (NH_(4))_(2)Ta_(2)O_(3)F_(6) 拓扑转变低缺陷Ta3N5 起始电位光电化学分解水

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基于钚铍中子源的硼表辐射屏蔽分析

核电子学与探测技术 2024年

作者：代启东踪训成舒文陶昱姗王红波牛江中国核动力研究设计院反应堆工程研究所四川大学原子核科学技术研究所

压水堆核电站一回路水中硼浓度的连续监测装置称为硼表，在硼表正常工作过程中，需要使用活度满足硼浓度在线监测要求的中子源。为了确保操作人员在调试、使用硼表过程中，人员受照剂量不超限值，并掌握硼表周围的中子、伽马剂量分布情... 详细信息

压水堆核电站一回路水中硼浓度的连续监测装置称为硼表，在硼表正常工作过程中，需要使用活度满足硼浓度在线监测要求的中子源。为了确保操作人员在调试、使用硼表过程中，人员受照剂量不超限值，并掌握硼表周围的中子、伽马剂量分布情况，使用MCNP软件对基于钚铍中子源的硼表进行了辐射屏蔽计算，测量了硼表探测装置外部六个方位的辐射剂量分布，并将计算结果与测量结果进行了对比。研究结果表明，探测装置外部的中子、伽马剂量率计算值与测量值符合较好，硼表探测装置周围剂量率分布测量结果表明剂量率随距离下降趋势明显，只要控制操作时间及操作距离，可确保人员辐射安全。

关键词：钚铍中子源硼表屏蔽计算核电站

肠道微生物调控脂肪沉积及其代谢相关疾病的研究进展

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畜牧兽医学报 2024年

作者：徐兰梦黄榆智韩玉竹李常营章杰西南大学动物科学技术学院

脂肪组织是机体的重要组成部分，不仅具有储存能量、保护组织和调节体温等作用，还能通过分泌细胞因子参与代谢调节，在肥胖及相关并发症的发病过程中发挥着重要作用。大量研究已证实，肠道微生物与宿主脂肪代谢及其相关疾病之间具有紧... 详细信息

脂肪组织是机体的重要组成部分，不仅具有储存能量、保护组织和调节体温等作用，还能通过分泌细胞因子参与代谢调节，在肥胖及相关并发症的发病过程中发挥着重要作用。大量研究已证实，肠道微生物与宿主脂肪代谢及其相关疾病之间具有紧密联系。本文综述了肠道微生物影响脂肪沉积的主要因素，包括脂肪细胞、脂肪酸组成和脂肪相关血液指标。探讨肠道微生物如何通过一系列途径参与调节脂肪吸收、生成和分解过程，同时详细阐述了肠道微生物与脂肪代谢紊乱引起的疾病之间的关联。本文旨在完善和加深对肠道微生物调控脂肪沉积及其相关代谢疾病的了解，为下一步的研究和临床实践提供理论基础和借鉴。

关键词：肠道微生物脂肪肥胖糖尿病 MAFLD

红曲菌与酿酒酵母组合发酵对米酒挥发性风味组分生成的影响

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中国食品学报 2024年第3期24卷 287-297页

作者：尤文强严荧银杨梓翊孙金沅张雯韩金志艾连中孙宝国倪莉吕旭聪福州大学先进制造学院食品营养与健康研究中心福建晋江362200 福州大学生物科学与工程学院食品科学技术研究所福州350108 上海理工大学健康科学与工程学院、上海食品微生物工程技术研究中心上海200093 北京食品营养与人类健康高精尖创新中心、北京工商大学北京100048

红曲酒是以糯米为原料,以红曲作为发酵剂酿造而成的。其中红曲菌和酿酒酵母是酿造体系中的核心微生物。本文以糯米为发酵基质,选用紫色红曲菌、红色红曲菌和高粱红曲菌分别与酿酒酵母菌进行组合发酵,研究不同组合和发酵模式(同步发酵和... 详细信息

红曲酒是以糯米为原料,以红曲作为发酵剂酿造而成的。其中红曲菌和酿酒酵母是酿造体系中的核心微生物。本文以糯米为发酵基质,选用紫色红曲菌、红色红曲菌和高粱红曲菌分别与酿酒酵母菌进行组合发酵,研究不同组合和发酵模式(同步发酵和顺序发酵)对挥发性组分生成的影响。基于顶空固相微萃取-气质联用法,从发酵的米酒中共鉴定出89种挥发性风味化合物。热图分析发现:红曲菌与酿酒酵母组合发酵明显比红曲菌纯菌发酵产生更多的挥发性物质,顺序发酵明显比同步发酵产生更多的挥发性风味物质,尤其是紫色红曲菌、红色红曲菌与酿酒酵母组合的顺序发酵。对不同红曲菌与酿酒酵母组合发酵的挥发性风味组分进行主成分分析,紫色红曲菌和红色红曲菌与酿酒酵母在顺序发酵模式下会产生更多的挥发性风味组分且其风味组成较为接近。挥发性风味组分含量差异分析表明,异丁醇、1-庚醇、(3Z)-3-壬烯-1-醇、2-十四醇、(Z)-5-辛烯-1-醇、癸醛、辛酸乙酯、癸酸乙酯、9-癸烯酸乙酯、苯乙酸乙酯、乙酸苯乙酯、1,2-二甲氧基-4-乙烯基苯等是红曲菌与酿酒酵母组合发酵产物中的特征挥发性风味物质。本研究结果可为红曲酒工业化生产中风味品质的提升与质量控制提供一定的参考数据。

关键词：红曲菌酿酒酵母组合发酵红曲酒挥发性物质