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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1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天津300350

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... 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

低聚甘露糖增强短双歧杆菌抑制具核梭杆菌生长的机制研究

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食品工业科技 2025年第1期46卷 163-170页

作者：张旭妍刘瑞洁赵博许晓曦东北农业大学食品学院黑龙江哈尔滨150030 教育部乳品重点实验室黑龙江哈尔滨150030

为探究双歧杆菌与低聚糖协同抑制具核梭杆菌作用及机理,采用6种常见双歧杆菌(动物双歧杆菌、长双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、短双歧杆菌、两歧双歧杆菌、青春双歧杆菌)代谢6种不同结构且应用广泛的低聚糖(低聚甘露糖、低聚半乳糖、低聚异麦... 详细信息

为探究双歧杆菌与低聚糖协同抑制具核梭杆菌作用及机理,采用6种常见双歧杆菌(动物双歧杆菌、长双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、短双歧杆菌、两歧双歧杆菌、青春双歧杆菌)代谢6种不同结构且应用广泛的低聚糖(低聚甘露糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚乳果糖、阿拉伯半乳聚糖),通过硫化氢的生成与生物膜的抑制,确定最佳抑制具核梭杆菌组合,通过扫描电镜、透射电镜与流式细胞仪分析具核梭杆菌菌体细胞完整性,研究抑菌机理,并探讨其酸性代谢产物对具核梭杆菌的抑制作用影响,测定其短链脂肪酸产量,此外还挖掘了双歧杆菌潜在细菌素基因簇。结果显示,低聚甘露糖促进短双歧杆菌抑制具核梭杆菌效果最佳,其组合可显著减少硫化氢的产生与生物膜的形成,与空白对照相比,在添加量达到20%时,对具核梭杆菌的抑制率可达到63.16%±4.48%,其表观结构明显损伤,蛋白和核酸流出,细胞膜的完整性和通透性被破坏。这种抑菌效果会随着上清液pH向中性环境的靠近而下降,表明上清液中酸性代谢产物在发挥抑菌效果中起重要作用,上清液中乙酸、丙酸、丁酸、戊酸分别含量为26.112、10.829、5.106、5.232 mmol/L。此外基因预测到短双歧杆菌包含2个潜在的细菌素合成基因簇。综上,低聚甘露糖配合短双歧杆菌的合生元组合或可作为一种安全、有效的具核梭杆菌生物防控抑制剂,为预防及辅助治疗结直肠癌等肿瘤疾病提供更为安全有效的新方法。

关键词：双歧杆菌低聚糖抑菌机制短链脂肪酸具核梭杆菌

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云南省碳排放时空演变特征及影响因素分析

中国环境科学 2025年第1期45卷 528-537页

作者：王巧玲李双成北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

运用莫兰指数分析和冷热点分析方法,明晰了云南省2000-2021年碳排放的时空演变规律;采用随机森林模型,识别了云南省16个州市的关键社会经济影响因素.研究发现,云南省没有明显的碳排放低值区域,排放值普遍接近平均值,在空间分布上较为均... 详细信息

运用莫兰指数分析和冷热点分析方法,明晰了云南省2000-2021年碳排放的时空演变规律;采用随机森林模型,识别了云南省16个州市的关键社会经济影响因素.研究发现,云南省没有明显的碳排放低值区域,排放值普遍接近平均值,在空间分布上较为均匀.在研究时段内,热点区域较为稳定,呈现明显的空间聚集效应.进一步分析发现,工业增加值、能源消费、人口数量和GDP是影响碳排放的主要因素.研究结果可为制定区域碳中和路线图和实施差异化碳减排决策以及低碳绿色发展提供依据.

关键词：碳排放时空演变特征影响因子随机森林模型云南省

镓铟共晶-自组装单分子层的功能性分子结研究进展

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高等学校化学学报 2025年第2期46卷 14-28页

作者：陈晓萍黄士郭千千刘宁倪建聪杨伟强林振宇闽南师范大学化学化工与环境学院漳州363000 福建省现代分离分析科学与技术重点实验室污染监测与控制福建省高校重点实验室漳州363000 福州大学食品安全与生物分析教育部重点实验室福建省食品安全分析与检测技术重点实验室福州350108

基于液态镓铟合金(EGaIn)上电极和自组装单分子层(SAM)来构筑功能性分子器件是近年来的研究热点之一.目前,国内在EGaIn基功能性分子结(MJ)的研究方面处于起步阶段.本文综合评述了以EGaIn为上电极进行分子结研究的优势,以及自组装单分子... 详细信息

基于液态镓铟合金(EGaIn)上电极和自组装单分子层(SAM)来构筑功能性分子器件是近年来的研究热点之一.目前,国内在EGaIn基功能性分子结(MJ)的研究方面处于起步阶段.本文综合评述了以EGaIn为上电极进行分子结研究的优势,以及自组装单分子层-分子结(SAM-MJ)的构筑,对近年来EGaIn基分子结在整流、记忆、光电开关、热电以及固态阻抗方面的成果进行了总结,分析了EGaIn分子结存在的难题,并对未来分子器件的发展方向进行了展望.

关键词：镓铟共晶自组装单分子层功能性分子结分子器件

高效固相微萃取管在环境水中痕量多环芳烃现场采样检测的应用

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华中农业大学学报 2025年第1期44卷 105-112页

作者：郑美杰黄语李秀娟华中农业大学食品科学技术学院/环境食品学教育部重点实验室/果蔬加工与品质调控湖北省重点实验室武汉430070

为实现环境水中痕量污染物的现场采样,研制大容量固相微萃取(solid-phase microextraction,SPME)萃取管,构建现场SPME(on-site SPME)采样装置,以邻苯二甲酸酯和多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)为研究对象,采用气相色谱-氢火焰离子化检测器,评价萃取管和on-site SPME装置的性能。结果显示:萃取管性能稳定、重现性好,单根萃取管的萃取量为针式萃取头的13~31倍;采样装置组装灵活、携带方便;使用3根萃取管采样装置建立的on-site SPME方法对水中4种PAHs的检出限为0.01~0.04 ng/L,灵敏度较单根萃取管提高6~14倍,比针式萃取头提高36~53倍;不同加标水平下回收率为92.0%~115.7%,相对标准偏差为1.5%~13.1%。研究结果表明,该装置富集能力强、组装灵活、能够自动化采样,可以用于环境水中不同污染物的高效监测。

关键词：现场采样固相微萃取管多环芳烃气相色谱水质监测

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亚麻环肽性质及呈苦机理相关研究进展

食品科学 2025年第5期46卷 319-327页

作者：张卿怡郭蕊蕊贾才华郑轶夫汤霖邓乾春程晨黄凤洪赵思明唐翠娥华中农业大学食品科学技术学院环境食品学教育部重点实验室湖北武汉430070 中国农业科学院油料作物研究所油料脂质化学与营养湖北省重点实验室湖北武汉430062

亚麻环肽是存在于亚麻籽中一类重要的活性成分,具有抗氧化、抗炎和抗癌等多种功能特性。然而,部分亚麻环肽会在亚麻籽加工储藏过程中发生转化从而产生苦味,主要原因是氧化导致[1-8-NαC],[1-MetO_(2)]-linusorb B1的结构发生变化,产物[1... 详细信息

亚麻环肽是存在于亚麻籽中一类重要的活性成分,具有抗氧化、抗炎和抗癌等多种功能特性。然而,部分亚麻环肽会在亚麻籽加工储藏过程中发生转化从而产生苦味,主要原因是氧化导致[1-8-NαC],[1-MetO_(2)]-linusorb B1的结构发生变化,产物[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1呈现苦味,降低了亚麻籽相关产品的风味品质,因此限制了亚麻籽在食品产业的利用。本文对亚麻籽环肽的结构、基因和检测方法进行梳理,并结合相关研究具体阐述环肽的生物活性、呈苦机理和脱苦方法,进一步展望亚麻环肽在药物以及食品领域中的应用,提出通过萌发对亚麻环肽进行脱苦的新思路,以期为亚麻环肽理化特性及生物活性的综合调控提供理论依据。

关键词：亚麻籽环肽结构功能分析方法呈苦机理环肽氧化脱苦方法

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冻结方式对猪肝理化特性和蛋白质氧化的影响

食品工业科技 2025年第3期46卷 342-349页

作者：张鸽尤娟杨宏华中农业大学食品科学技术学院湖北武汉430023 华中农业大学环境食品学教育部重点实验室湖北武汉430023

为解决猪肝在冷冻贮藏过程中的品质劣变问题,本实验通过测定猪肝的冰晶微观结构、表面色度、挥发性盐基氮(TVB-N)值、硫代巴比妥酸(TBARs)值,以及猪肝蛋白质的羰基含量、巯基及二硫键含量、表面疏水性等指标,探究了-20℃常规空气冻结(Co... 详细信息

为解决猪肝在冷冻贮藏过程中的品质劣变问题,本实验通过测定猪肝的冰晶微观结构、表面色度、挥发性盐基氮(TVB-N)值、硫代巴比妥酸(TBARs)值,以及猪肝蛋白质的羰基含量、巯基及二硫键含量、表面疏水性等指标,探究了-20℃常规空气冻结(Conventional air freezing,CAF)、-80℃冰箱深冷冻结(Refrigerator cryogenic freezing,RCF)液氮浸渍冻结(Liquid nitrogen immersion freezing,LNF)3种冻结方式对冻藏猪肝理化特性和蛋白质氧化的影响(猪肝冻结后于-20℃贮藏180 d)。结果显示,随着贮藏时间的延长,猪肝鲜度品质下降、蛋白质氧化程度增加。与CAF相比,RCF和LNF组猪肝通过最大冰晶生成带的时间分别减少了71.60%和99.81%,生成的冰晶更加细小均匀。LNF组冻藏180 d后TVB-N和TBARs值分别比CAF组降低了28.43%和41.79%。冻藏180 d后,LNF组蛋白质羰基含量、二硫键含量和表面疏水性分别比CAF组降低38.88%、6.77%和21.04%,巯基含量比CAF组高8.60%,表明使用LNF能够有效延缓猪肝蛋白质的氧化。通过改变冻结方式提高冻结速率,降低冰晶对猪肝细胞组织的破坏程度,能够有效抑制猪肝在冻藏过程中品质的下降。本实验可为猪肝的冷冻贮藏及运输提供技术支撑。

关键词：猪肝冻结方式冻藏品质蛋白质氧化

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全球海洋表层水体中多环芳烃的分布特征

中国环境科学 2025年第1期45卷 379-389页

作者：杨志辉张利兰杨锐重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆400044 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044

本文采用文献调研(Meta-analysis)方法,探讨全球海洋表层水中3种多环芳烃(Phe,Pyr和BbF)的分布特征及其影响因素.研究结果显示,Phe,Pyr和BbF在太平洋浓度(16.885,15.787和0.642ng/L)显著高于其他大洋,且与离岸距离、纬度、叶绿素、温度... 详细信息

本文采用文献调研(Meta-analysis)方法,探讨全球海洋表层水中3种多环芳烃(Phe,Pyr和BbF)的分布特征及其影响因素.研究结果显示,Phe,Pyr和BbF在太平洋浓度(16.885,15.787和0.642ng/L)显著高于其他大洋,且与离岸距离、纬度、叶绿素、温度和盐度等因素显著相关.数据表明,海洋PAHs与能源消耗量显著正相关(P<0.05).本研究揭示了PAHs在全球海洋中的分布规律,为制定有效的海洋污染防控策略提供了科学依据.

关键词：多环芳烃分布海洋能源

Sn改性VWTi催化剂高效提高耐碱金属性能—实验与模拟探究

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燃料化学学报(中英文) 2025年第1期53卷 152-162页

作者：周峻伍仲兆平费亦凡陈宏东南大学能源与环境学院能源热转换及其过程测控教育部重点实验室江苏南京211189

碱金属会使得脱硝催化剂中毒,降低催化剂的脱硝活性。为了提升VWTi催化剂在碱金属环境中的稳定性和活性,本研究通过掺入Sn元素提升VWTi催化剂抵御碱金属中毒性能。通过等体积浸渍法,合成了不同Sn含量(质量分数为1%、2%、3%)的VWTi催化剂... 详细信息

碱金属会使得脱硝催化剂中毒,降低催化剂的脱硝活性。为了提升VWTi催化剂在碱金属环境中的稳定性和活性,本研究通过掺入Sn元素提升VWTi催化剂抵御碱金属中毒性能。通过等体积浸渍法,合成了不同Sn含量(质量分数为1%、2%、3%)的VWTi催化剂,并评估了其对多种碱金属(KCl、K_(2)O、NaCl、Na_(2)O)的耐受性。利用X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附(BET)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段对催化剂进行了测试。研究发现,Sn的加入有效增强了催化剂表面的酸性位点,从而提高其抗碱金属中毒能力。通过氨气程序升温脱附(NH3-TPD)分析发现,Sn掺杂增加了催化剂的酸性位点数量和总酸量。氢气程序升温还原(H_(2)-TPR)和XPS结果显示,SNO_(2)的掺入提升了催化剂的氧化还原性能,增加了表面化学吸附氧物种,提升了其对氨的选择性催化效率。将构建的催化剂及碱金属量子化学模型,根据前线轨道理论计算各种碱金属毒物与催化剂的反应活性,以揭示碱金属毒物与催化剂的化学反应机理。结果表明,碱金属与催化剂的反应活性排序为NaCl>KCl>Na_(2)O>K_(2)O,表明,NaCl最容易与催化剂结合发生化学中毒。实验结果表明,各种碱金属物种致使催化剂中毒程度大小为KCl>K_(2)O>NaCl>Na_(2)O,表明,KCl导致催化剂因中毒性能下降最为显著,且在高碱金属浓度条件下,Sn掺杂比例为2%的SnVWTi催化剂展现出优异的催化活性和稳定性,在300℃下抵御KCl中毒性能相较于VWTi催化剂提升33.48%。本研究制备的Sn掺杂VWTi催化剂抵御碱金属中毒能力有明显提升,在含有高浓度碱金属烟气处理时具有明显优势。

关键词：选择性催化还原 VWTi催化剂 Sn掺杂碱金属中毒量子化学计算