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基于固定化金属亲和整体柱的痕量微囊藻毒素富集分析

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分析测试学报 2025年第1期44卷 155-162+171页

作者：陈小燕杨玲苏立燊吴晓苹福州大学化学学院食品安全与生物分析教育部重点实验室泉州市晋江环境监测站福建省妇幼保健院

基于固定化金属亲和色谱（IMAC）识别原理，采用后修饰法在热引发自由基聚合反应得到的有机基质整体柱上直接固定Cu2+，设计并合成表征了poly（VIM-co-DVB）-Cu2+亲和毛细管整体柱，用于微囊藻毒素（MCs）的富集研究。详细优化了亲和整... 详细信息

基于固定化金属亲和色谱（IMAC）识别原理，采用后修饰法在热引发自由基聚合反应得到的有机基质整体柱上直接固定Cu2+，设计并合成表征了poly（VIM-co-DVB）-Cu2+亲和毛细管整体柱，用于微囊藻毒素（MCs）的富集研究。详细优化了亲和整体柱的萃取条件，在最优条件下，将poly（VIM-co-DVB）-Cu2+整体柱用于毛细管微萃取（CME），并与高效液相色谱-质谱（HPLC-MS）检测技术联用，建立了环境水样品中3种MCs的高效富集分析方法。方法检出限为0.89～1.23 ng/L，加标回收率为80.0%～105%，相对标准偏差（RSD）不大于6.8%。该方法灵敏度高、准确性好，可为污染水体中微囊藻毒素的监测分析提供有效手段。

关键词：微囊藻毒素固定化金属亲和整体柱毛细管微萃取高效液相色谱-质谱

海洋沉积体系甲烷生物地球化学循环的微量元素地球化学示踪研究进展

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海洋地质与第四纪地质 2025年第6期44卷 82-95页

作者：王旭东庄光超冯东上海海洋大学海洋科学与生态环境学院上海 201306 中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心和海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室青岛 266100

由地质过程与微生物作用共同塑造的地球环境，当前正受到全球变暖的威胁，其中甲烷作为一种极为重要的温室气体，对全球变暖的贡献率已经达到了20%。海洋沉积物是地球最大的甲烷储库，在海洋富甲烷环境，微生物参与的产甲烷、甲烷厌氧... 详细信息

由地质过程与微生物作用共同塑造的地球环境，当前正受到全球变暖的威胁，其中甲烷作为一种极为重要的温室气体，对全球变暖的贡献率已经达到了20%。海洋沉积物是地球最大的甲烷储库，在海洋富甲烷环境，微生物参与的产甲烷、甲烷厌氧氧化和甲烷有氧氧化过程广泛存在，是研究错综复杂的甲烷生物地球化学循环过程的理想实验室。本文从地质微生物学角度解析了含微量元素的酶或辅酶介导的甲烷循环过程，梳理了微生物潜在的微量元素需求，并重点综述了近年来主要涉及海洋甲烷循环过程研究的微量元素和同位素地球化学证据。由于参与甲烷循环过程的微生物纯培养相对困难，而地球化学研究又难以实现对生物地球化学过程的精细刻画，微生物学与地球化学的学科交叉研究优势明显、前景广阔。阐明海洋富甲烷环境微生物活动与微量元素的耦合关系，对于探索当前全球变暖背景下海洋甲烷循环过程和全球甲烷排放的调控至关重要，也有望为解析地质历史时期的甲烷排放事件及其全球生态环境效应提供独特的视角。

关键词：海洋沉积体系甲烷循环微生物活动微量元素

中空连续体机械臂的设计与主从任务转换避障控制

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天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2025年第01期58卷 24-35页

作者：万淑敏孙长超袁培康常乐康荣杰天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室

连续体机械臂具有优良的弯曲性能和柔顺灵活性，表现出了独特的环境适应性和人机交互安全性，在微创手术、灾后救援、狭窄空间检修等非结构化环境及家庭服务领域具有广阔的应用前景.然而，连续体机械臂的中央脊椎骨占据其内部空间，模... 详细信息

连续体机械臂具有优良的弯曲性能和柔顺灵活性，表现出了独特的环境适应性和人机交互安全性，在微创手术、灾后救援、狭窄空间检修等非结构化环境及家庭服务领域具有广阔的应用前景.然而，连续体机械臂的中央脊椎骨占据其内部空间，模块单元冗余且运动耦合导致避障运动困难等问题妨碍了其在实际场景中的应用.针对以上问题，设计了内部中空的丝驱动连续体机械臂，为末端执行器的电液气管线留置出了充足的物理空间，并通过鲍登管在结构上实现了模块单元间的运动解耦；考虑丝驱动连续体机械臂的弯曲特性，建立了解耦后的简化运动学模型和运动学闭环控制算法；构造了评估空间障碍物与连续体机械臂最短距离的计算方法；在传统变构型避障运动控制的基础上，提出了基于主从任务转换的避障控制算法，能够在末端轨迹跟踪约束下，实现对障碍的躲避，同时也可暂时舍弃对给定末端轨迹的跟踪以躲避位于末端运动轨迹附近的障碍物．仿真和实验结果表明：所设计的连续体机械臂具有良好的运动能力，轨迹跟踪控制的末端位置平均误差为2.510 mm，仅为连续体机械臂长度的0.32%；提出的主从任务转换避障控制算法有效，能够准确评估末端运动与避障运动的优先级，相关研究工作为连续体机械臂的设计和运动控制提供了新的参考和思路.

关键词：连续体机械臂解耦避障主从任务转换

生命周期评价方法在制革领域的应用研究现状分析

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皮革科学与工程 2025年第1期35卷 29-33,51页

作者：刘敏敏周黔川王春华肖远航林炜四川大学轻工科学与工程学院四川成都610065 皮革化学与工程教育部重点实验室四川成都610065 制革清洁技术国家工程实验室四川成都610065

皮革工业是我国具有国际竞争优势的传统轻工支柱产业,其绿色低碳转型升级已是必然趋势。生命周期评价(Life Cycle Assessment,LCA)作为一种系统性、综合性的评价方法,可用于量化制革过程的资源环境影响。文章简要回顾了LCA方法的发展历... 详细信息

皮革工业是我国具有国际竞争优势的传统轻工支柱产业,其绿色低碳转型升级已是必然趋势。生命周期评价(Life Cycle Assessment,LCA)作为一种系统性、综合性的评价方法,可用于量化制革过程的资源环境影响。文章简要回顾了LCA方法的发展历程、标准流程与理论框架,重点总结了LCA方法在制革领域应用的研究现状及其对制革减污降碳的指导作用,以及现存的问题和解决方案。结合作者在皮革产品碳足迹核算标准方法研制与皮革化学品碳排因子数据库构建方面的研究与实践,核算形成皮革产品碳足迹数据库,并提出构建制革工艺LCA环境影响预测模型,希望赋能绿色低碳制革生产和皮革行业高质量发展。

关键词：皮革工业绿色低碳生命周期评价标准流程减污降碳

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基于液晶回音壁模式传感的光谱标定方法研究

光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 30-37页

作者：麻镇宇李晓强刘永军严云翔哈尔滨工程大学纤维集成光学教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学海洋光子材料与器件物理工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学青岛创新发展中心山东青岛266000

液晶回音壁模式(WGM)传感技术结合了液晶材料的高敏感性和光学WGM的高精度特性,在物质检测、环境监测和生物医疗等领域具有广阔的应用前景。为提升传感测量的精度和灵敏度,除了改善传感器的结构特性以外,如提高品质因子、实现窄线宽、... 详细信息

液晶回音壁模式(WGM)传感技术结合了液晶材料的高敏感性和光学WGM的高精度特性,在物质检测、环境监测和生物医疗等领域具有广阔的应用前景。为提升传感测量的精度和灵敏度,除了改善传感器的结构特性以外,如提高品质因子、实现窄线宽、提升波长移动范围等,准确标定WGM光谱谱线是一个重要内容。然而,实际应用中,WGM光谱的非规则分布给谱线标定带来了挑战。本文针对此问题提出了一种基于Savitzky-Golay(SG)滤波和高斯平滑的WGM非规则光谱标定方法,并提出了光谱标定的对称性、高线性和合理性三原则。将WGM光谱标定分为规则和非规则两类。对于规则光谱,具有良好的洛伦兹线型和高斯包络轮廓,可以选择最高强度谱线或中心波长,或者具有相同自由光谱范围(FSR)的相邻模式谱线作为谐振波长。而对于非规则光谱,可以分为三类:(1)光谱缺峰和强度突变,主要由于谐振条件的损耗变化所致;(2)光谱非规则劈裂,液晶微腔中可能存在微小的缺陷或杂质,导致光谱的非对称劈裂;(3)混合型变化光谱,受到复杂测量环境的影响,可能出现多种不规则变化。通过SG滤波和高斯平滑处理,有效地恢复光谱的对称性,提升拟合线性度,实现光谱标定。为验证该方法的有效性,根据不同类型光谱标定情况,分别设计了利用液晶WGM对不同生物分子的传感实验,包括胰蛋白酶(浓度0.75~2.00μg·mL^(-1))、pH(4.55~6.86)、DNA(浓度90~490μg·mL^(-1))等。实验结果表明,采用本文方法和三原则进行液晶WGM光谱标定和谐振峰选取,传感灵敏度的线性度均在0.99以上,具有较好的可靠性和稳定性。该研究创新之处在于提出了针对液晶WGM光谱非规则分布的有效标定方法和三原则,为提高液晶WGM传感测量的准确性和有效性提供了有效解决方案和重要的理论和方法支持,具有重要的应用和理论意义。

关键词：液晶回音壁模式光谱标定 Savitzky-Golay滤波

金属掺杂的磷烯对亚甲基蓝的吸附机理:DFT-D研究

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 52-60页

作者：王群周乃武赵虹林杨丽欣邓壹铭单正莉杨志豪邓良平梅青刚孙玉希绵阳师范学院生态安全与保护四川省重点实验室绵阳621006 绵阳师范学院生命科学与技术学院绵阳621006 绵阳师范学院化学与化学工程学院绵阳621000 绵阳师范学院光致功能材料重点实验室绵阳621006 曲阜师范大学生命有机分析重点实验室山东曲阜273165 北京市食品风味化学重点实验室北京100048

随着工业的发展,染料废水对人类和环境的危害愈加显著,其中偶氮类的亚甲基蓝这种染料废水不仅色度大,而且难以降解.因此设计一种高效且灵敏的吸附剂来去除亚甲基蓝对人类和环境的危害是亟须解决的问题.本研究利用基于色散力校正的密度... 详细信息

随着工业的发展,染料废水对人类和环境的危害愈加显著,其中偶氮类的亚甲基蓝这种染料废水不仅色度大,而且难以降解.因此设计一种高效且灵敏的吸附剂来去除亚甲基蓝对人类和环境的危害是亟须解决的问题.本研究利用基于色散力校正的密度泛函理论(DFT-D)的第一性原理方法探索了本征及掺杂磷烯吸附剂对亚甲基蓝的吸附机理,并详细考察了本征及掺杂Al,Ca,Ti和Fe金属原子后的磷烯对亚甲基蓝吸附的影响.研究结果表明亚甲基蓝初始构型会影响磷烯对其吸附,当亚甲基蓝平躺于磷烯表面时有较大的吸附,且金属原子掺杂显著地影响其对亚甲基蓝的吸附能力,掺杂金属原子均增大了磷烯对亚甲基蓝的吸附.其中吸附能力是Fe掺杂磷烯>Ca掺杂磷烯>Ti掺杂磷烯>Al掺杂磷烯.研究结论对于亚甲基蓝的处理带来了新的指导方向,有望为相关染料废水的检测和去除提供有意义的理论参考.

关键词：亚甲基蓝色散力校正密度泛函理论磷烯掺杂磷烯

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磁场下碳化物析出的热力学机制

原子与分子物理学报 2025年第4期42卷 121-130页

作者：廖已莹侯廷平杨雨豪郑一航于涛刘伍明吴开明武汉科技大学理学院武汉430081 冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室武汉430081 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 江汉大学光电材料与技术学院光电化学材料与器件教育部重点实验室武汉430056 中国科学院物理研究所北京100190

钢中碳化物的形成主要由合金元素的种类以及含量的决定,碳化物对钢铁材料的显微组织形态和力学性能有重要影响.磁场是影响碳化物析出规律发生改变的重要因素之一.以常见的碳化物M_(6)C(M=Fe,Mo)作为研究对象,利用第一性原理计算η-Fe_(... 详细信息

钢中碳化物的形成主要由合金元素的种类以及含量的决定,碳化物对钢铁材料的显微组织形态和力学性能有重要影响.磁场是影响碳化物析出规律发生改变的重要因素之一.以常见的碳化物M_(6)C(M=Fe,Mo)作为研究对象,利用第一性原理计算η-Fe_(2)C、Fe_(3)C、Fe_(2)Mo_(4)C、Fe_(3)Mo_(3)C-Ⅰ、Fe_(3)Mo_(3)C-Ⅱ和Fe_(4)Mo_(2)C等合金碳化物的磁矩,计算结果表明其中Fe_(4)Mo_(2)C的磁矩最大,达到了7.04μB.磁矩不仅由碳化物晶胞中Fe原子个数有关,还与Fe Wyckoff占位紧密相关.通过模拟计算碳化物的磁致磁热熔、磁熵、磁焓和磁自由能,从热力学角度对各碳化物进行分析,结果表明磁场会使碳化物的磁致磁热熔和磁熵增加;强磁场会降低M_(6)C的磁自由能进而提高其稳定性.此工作为研究核聚变材料磁性能提供理论基础和技术参考.

关键词：磁场碳化物析出相热力学机制

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基于改进DeblurGAN-v2的运动模糊农作物害虫图像复原方法

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光电子·激光 2025年第1期36卷 46-52页

作者：赵辉黄镖王红君岳有军天津理工大学电气工程与自动化学院天津市复杂系统控制理论与应用重点实验室

为对巡检机器人在巡检过程中产生的运动模糊图像进行高效精准识别，提出了一种基于改进DeblurGAN-v2的运动模糊农作物害虫图像复原方法。为有效提取图像重要特征，该方法将通道注意力(channel attention, CA)机制集成到DeblurGAN-v2主... 详细信息

为对巡检机器人在巡检过程中产生的运动模糊图像进行高效精准识别，提出了一种基于改进DeblurGAN-v2的运动模糊农作物害虫图像复原方法。为有效提取图像重要特征，该方法将通道注意力(channel attention, CA)机制集成到DeblurGAN-v2主干网格中，使模型更加关注细节特征，提高对运动模糊图像的复原能力；此外，在原模型特征提取网络顶层引入空间金字塔池化(spatial pryamid pooling, SPP)缓解图像多尺度变化造成对图像复原的负面影响，提高模型对图像复原的性能。基于实际农田环境建立的数据集所做的实验结果表明，改进后算法的PSNR、SSIM指标分别为26.281 8 dB、0.947 3,较原模型提升了8、7.2个百分点。与其他主流模型的对比实验结果表明，本文方法对模糊图像的实际复原效果更优，对解决运动模糊农作物害虫的图像复原问题具有实际应用价值。

关键词：运动模糊深度学习图像复原 DeblurGAN-v2 通道注意力(CA)机制空间金字塔池化(SPP)模块

SC-CO_(2)与工业乳化炸药破岩效应的等效试验

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工程科学学报 2025年第2期47卷 249-258页

作者：蒋楠姚颖康朱斌罗学东江汉大学省部共建精细爆破国家重点实验室武汉430056 江汉大学爆破工程湖北省重点实验室武汉430056 中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074

如何定量化核算SC-CO_(2)(超临界二氧化碳)破岩效率是非炸药类破岩技术在实际工程应用时重点关注的内容.本研究基于爆破当量理论计算和现场爆破试验的研究方法,通过工程类比法进行工业乳化炸药等效当量计算,选择典型代表性花岗岩及泥岩... 详细信息

如何定量化核算SC-CO_(2)(超临界二氧化碳)破岩效率是非炸药类破岩技术在实际工程应用时重点关注的内容.本研究基于爆破当量理论计算和现场爆破试验的研究方法,通过工程类比法进行工业乳化炸药等效当量计算,选择典型代表性花岗岩及泥岩场地,设计进行了SC-CO_(2)与工业炸药破岩效应等效对比现场试验;基于现场破岩等效现场试验测试数据,对比分析试验过程中SC-CO_(2)与工业炸药破岩体积、破岩区域形态、大块率和单耗等破岩区域特征及参量数据.研究结果表明:当SC-CO_(2)破岩体积较大时,其致裂破岩范围的长短轴较长,并且随着剪切片厚度的增加,泥岩场地二氧化碳单耗的下降速率增大,二氧化碳单耗是炸药单耗的6~11倍.SC-CO_(2)破岩技术大块率较高,而炸药爆炸应力波分布均匀,大块率较小.SC-CO_(2)破岩地表振速远小于工业炸药破岩,工业炸药爆破测点合振速值为SC-CO_(2)破岩测点合振速值的9~11倍,SC-CO_(2)破岩对周边环境震动影响较小.SC-CO_(2)破岩测点合应力峰值高于工业炸药破岩,SC-CO_(2)破岩试验中各测点合应力值为炸药破岩试验中对应测点值的1.2~1.6倍.

关键词： SC-CO_(2) 工业炸药等效破岩动力效应破岩体积