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场驱动医疗微机器人:材料制备工艺不断优化的应用前景

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中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2097-2104页

作者：肖文谦韩宏娟杨淏程李波何彬艳重庆科技大学纳微生物医学检测技术重庆市工程实验室重庆市401331 绵阳市肿瘤医院手术室四川省绵阳市621000

背景:微机器人具有体积小、灵活、靶向性强等特点,可以在狭窄的环境下通过单体或集群的方式完成复杂的工作。随着材料、制备工艺以及驱动方式的不断优化,其在生物医学领域内显示出越来越重要的应用价值。目的:分析场驱动微机器人在生物... 详细信息

背景:微机器人具有体积小、灵活、靶向性强等特点,可以在狭窄的环境下通过单体或集群的方式完成复杂的工作。随着材料、制备工艺以及驱动方式的不断优化,其在生物医学领域内显示出越来越重要的应用价值。目的:分析场驱动微机器人在生物医学领域的应用并展望其应用前景。方法:以“微机器人,纳米机器人,驱动,生物医学,医疗”为中文关键词,以“microrobots,micro-robots,nanorobots,micromachine,microswimmer,medical”为英文关键词,分别检索万方以及Pub Med数据库,检索时间范围重点为2010年1月至2024年1月,同时纳入少数远期文献。通过阅读文题、摘要初步筛选,排除重复性研究、低质量期刊以及与内容不相关的文献,阅读全文后最终纳入66篇文献进行综述。结果与结论:场驱动医疗微机器人涵盖了磁、光、热、超声及多种混合因素驱动机器人。场驱动机器人已被应用于肠道诊断、药物靶向治疗及干细胞治疗等多个领域。尽管医用微机器人在临床医学中已有少数应用,但大多数还处于理论和实验阶段。医用微机器人的未来面临诸多挑战,如实现大规模制备、进一步提升精确控制、解决回收或体内降解问题,以及所用材料是否会对人体产生不良反应等,此外微机器人还需与相应的微创医学手术相配合。

关键词：微机器人场驱动医疗靶向微创研究进展

材料组成对3D打印水泥基材料早龄期收缩的影响

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硅酸盐学报 2025年第01期53卷 84-94页

作者：郝鹏宇王振地王玲中国建筑材料科学研究总院有限公司绿色建筑材料国家重点实验室

由于胶凝材料用量大、通常不使用粗骨料、缺乏模板保护且打印后立即暴露等原因，3D打印水泥基材料(3DPC)的收缩问题值得系统研究。为掌握典型材料组成对3DPC收缩的影响规律，采用接触式收缩测试方法，研究了水胶比、砂胶比、粉煤灰及矿... 详细信息

由于胶凝材料用量大、通常不使用粗骨料、缺乏模板保护且打印后立即暴露等原因，3D打印水泥基材料(3DPC)的收缩问题值得系统研究。为掌握典型材料组成对3DPC收缩的影响规律，采用接触式收缩测试方法，研究了水胶比、砂胶比、粉煤灰及矿渣粉掺量对3DPC总收缩、自收缩及干燥收缩的影响，基于灰色关联分析计算了材料组成对3DPC收缩的影响程度，对比分析了现有砂浆体系的收缩特性。结果发现增大3DPC的水胶比降低自收缩的作用大于干燥收缩。在3d龄期后的干燥收缩随砂掺量的增加而减小。掺入粉煤灰可同比例地降低3DPC的14 d自收缩和干燥收缩，而掺入矿渣粉会增大2 d后的自收缩和5d前的干燥收缩。材料组成影响3DPC收缩的权重从大到小为：水胶比、砂胶比、矿渣粉掺量、粉煤灰掺量。通过综合对比给出了3DPC、超高性能混凝土和浇筑砂浆的收缩当量，建议对3DPC的收缩研究予以重视。

关键词： 3D打印水泥基材料自收缩干燥收缩灰色关联分析

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基于p38 MAPK信号通路探讨电针对大鼠失神经骨骼肌萎缩的影响

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中国针灸 2025年第01期 61-70页

作者：邱玮唐成林廖偲杨云昊杨燕杨康彭万春重庆医科大学中医药学院中医药防治代谢性疾病重庆市重点实验室

目的：观察电针对失神经骨骼肌萎缩大鼠步态、氧化应激、炎性反应及蛋白质降解的影响，探讨电针缓解失神经骨骼肌萎缩的可能机制。方法：将40只8周龄雄性SD大鼠随机分为假手术组、模型组、电针组、p38MAPK抑制剂组，每组10只。模型组、... 详细信息

目的：观察电针对失神经骨骼肌萎缩大鼠步态、氧化应激、炎性反应及蛋白质降解的影响，探讨电针缓解失神经骨骼肌萎缩的可能机制。方法：将40只8周龄雄性SD大鼠随机分为假手术组、模型组、电针组、p38MAPK抑制剂组，每组10只。模型组、电针组、p38 MAPK抑制剂组予手术横断右侧坐骨神经构建大鼠失神经骨骼肌萎缩模型，假手术组仅暴露神经，不离断。造模成功1 d后，电针组大鼠予电针干预，穴取右侧“环跳”“足三里”，选择连续波，频率2 Hz，电流1 mA，每次15 min，每天1次，每周6次；p38 MAPK抑制剂组予SB203580(5 mg/kg)腹腔注射，每天1次，每周6次，共干预3周。干预结束后，采用Cat Walk XT 10.6动物步态分析仪评定大鼠步行功能。取材后计算大鼠腓肠肌湿重比；HE染色观察大鼠腓肠肌肌纤维形态与横截面积；ELISA法检测大鼠腓肠肌白细胞介素（IL）-6、IL-1β、肿瘤坏死因子（TNF）-α含量；生化羟胺法检测大鼠腓肠肌超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）含量；免疫组化法和Western blot法检测大鼠腓肠肌p38丝裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）、磷酸化（p）-p38 MAPK、肌肉萎缩盒F基因（Atrogin-1）、肌肉环状指基因1(Murf-1)、核因子E2相关因子2(Nrf2)、血红素加氧酶1(HO-1)的表达。结果：与假手术组比较，模型组大鼠站立持续时间、摆动时间、步行周期增加（P接触时间的足印面积、打印面积、最大接触时间的平均强度、平均强度、摆动速度、步周长减少（P接触时间的足印面积、打印面积、最大接触时间的平均强度、平均强度、摆动速度、步周长增加（P<0.01），腓肠肌湿重比和肌纤维横断面积增加（P<0.01,P<0.05），腓肠肌IL-6、IL-1β、TNF-α、MDA含量降低（P<0.05,P<0.01）,SOD含量升高（P<0.01,P<0.05），腓肠肌p-p38 MAPK、Atrogin-1、Murf-1阳性表达和蛋白表达降低（P<0.05,P<0.01）,Nrf2、HO-1阳性表达和蛋白表达升高（P<0.01,P<0.05）。结论：电针可能通过介导失神经骨骼肌萎缩大鼠骨骼肌p38MAPK信号通路，进而抑制氧化应激、炎性反应和蛋白质降解，缓解骨骼肌萎缩。

关键词：失神经骨骼肌萎缩电针 p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)信号通路步态分析氧化应激炎性反应

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1-MCP结合低压静电场复合处理对红托竹荪保鲜效果的影响

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食品与发酵工业 2025年第1期 250-258页

作者：李佳霖陈家齐赵吉春李富华明建西南大学食品科学学院西南大学宜宾研究院川渝共建特色食品重庆市重点实验室

为探究不同保鲜方式对红托竹荪贮藏品质的影响，该文以四川宜宾“红托竹荪”为试验材料，采用1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene, 1-MCP)缓释贴纸、低压静电场(low voltage electrostatic field, LVEF)处理方式将红托竹荪贮藏于4℃,相... 详细信息

为探究不同保鲜方式对红托竹荪贮藏品质的影响，该文以四川宜宾“红托竹荪”为试验材料，采用1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene, 1-MCP)缓释贴纸、低压静电场(low voltage electrostatic field, LVEF)处理方式将红托竹荪贮藏于4℃,相对湿度75%的冷库，分析其对红托竹荪外观品质、生理指标、营养成分和相关酶活性的影响，并结合相关性分析和主成分分析探讨红托竹荪贮藏期间品质差异。贮藏12 d后，与对照组相比，1-MCP+LVEF组可以缓解硬度下降和质量损失，有效提高还原糖、总酚和可溶性蛋白质含量等营养物质保有率，显著减轻膜脂过氧化的程度，维持细胞完整性。主成分分析提取出2个主成分，累积贡献率达到95.14%,结果表明，失重率、硬度、还原糖、抗坏血酸过氧化物酶活性等是影响红托竹荪贮藏品质的关键指标。综上，1-MCP+LVEF处理能够更好地维持红托竹荪的采后贮藏品质。该研究旨在为红托竹荪保鲜技术的开发提供理论依据，为红托竹荪储运销售提供新的思路。

关键词：红托竹荪 1-甲基环丙烯低压静电场复合处理贮藏品质

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基于ZnO-CuO修饰单模光纤局域表面等离子体共振硫化氢气体传感器

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光学学报(网络版)

光学学报(网络版) 2025年

作者：韩佳驰冯文林重庆理工大学理学院新型储能材料与器件重庆市重点实验室

本文通过将铜引入ZIF-8中，高温退火使其形成ZnO-CuO的复合结构，之后通过提拉镀膜法将其镀在涂覆有金纳米颗粒薄膜的单模光纤上作为敏感膜，使用多模-单模-多模（MMF-SMF-MMF）的传感结构，利用金纳米膜激发局域表面等离子体共振（LSP... 详细信息

本文通过将铜引入ZIF-8中，高温退火使其形成ZnO-CuO的复合结构，之后通过提拉镀膜法将其镀在涂覆有金纳米颗粒薄膜的单模光纤上作为敏感膜，使用多模-单模-多模（MMF-SMF-MMF）的传感结构，利用金纳米膜激发局域表面等离子体共振（LSPR）效应，由于ZnO-CuO对硫化氢气体的特异性吸附，可以根据光谱波长的变化检测硫化氢气体的浓度。通过改变铜的占比调节传感器的性能。制备Zn O-CuO粉末时加入二水合氯化铜，相较于ZIF-8的质量比分别为20%、40%、60%，由此制备的三种传感器分别命名为ZnO-CuO-20、ZnO-CuO-40、ZnO-CuO-60。实验结果表明，在温度为25℃、相对湿度为30%的环境下，传感器ZnOCuO-40的性能最好，在1-7ppm浓度范围内，随着硫化氢浓度上升，共振波长出现红移，共振波长漂移1.133nm，灵敏度为188.82pm/ppm，检测限为969.3089×10-6ppm，响应时间约为125s。该传感器具有良好的时间稳定性，同时对硫化氢有良好的选择性。

关键词：光纤气体传感硫化氢氧化铜氧化锌局域表面等离子体共振

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果实套袋在菠萝蜜栽培管理中的应用

热带作物学报 2025年第1期46卷 143-151页

作者：钟瑶凤王政张绍华朱恩杭査学宗吴刚林先武季恒青孟倩倩海南大学热带农林学院/热带农林生物灾害绿色防控教育部重点实验室海南儋州571737 重庆市农业科学院农业资源与环境研究所重庆400042 重庆市疾病预防控制中心消毒与媒介生物控制所/高致病性病原微生物重庆市重点实验室重庆400042 中国热带农业科学院香料饮料研究所/海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室海南万宁571533

本研究为探明果实套袋在菠萝蜜栽培过程中对果实病虫害发生率、农药使用率及品质的影响,为菠萝蜜优质高效栽培技术提供支撑。以10个菠萝蜜品种珍珠果、香饮所11号、香饮所18号、泰国四季红、马来西亚1号、马来西亚2号、马来西亚3号、马... 详细信息

本研究为探明果实套袋在菠萝蜜栽培过程中对果实病虫害发生率、农药使用率及品质的影响,为菠萝蜜优质高效栽培技术提供支撑。以10个菠萝蜜品种珍珠果、香饮所11号、香饮所18号、泰国四季红、马来西亚1号、马来西亚2号、马来西亚3号、马来西亚4号、马来西亚5号和马来西亚6号为试验材料,计算套袋和未套袋果实的病虫害发生率及新增虫孔数,评价果实果皮及果肉色泽等外观品质,测定其果实可溶性固形物含量,统计整个生长季节的农药使用次数及施用量。结果表明:10个品种未套袋果实的软腐病发生率为10.48%~25.00%,套袋果实的软腐病发生率仅为0~2.62%,套袋后软腐病发生率降低77.55%~100.00%;各品种未套袋果实的炭疽病发生率为10.00%~30.24%,套袋果实的炭疽病发生率为0~4.56%,套袋后炭疽病发生率降低69.99%~100.00%;黄翅绢丝野螟在各品种未套袋果实的发生率为23.33%~37.50%,套袋果实的发生率为4.00%~8.33%,套袋后发生率降低74.62%~88.35%;各品种套袋果实的新增虫孔和出虫数均显著少于未套袋果实;与未套袋果实相比,套袋果实果形更加饱满,果面更加光洁,果皮着色均匀;未套袋果实果形存在畸形和果皮着色不均匀等缺点;套袋对10个品种菠萝蜜可溶性固形物含量无显著影响;菠萝蜜果实套袋后化学农药使用减少5次、施用量减少85.87%。综上,果实套袋可作为菠萝蜜的一种生态友好管理方法,在减施化学农药的同时,可减轻菠萝蜜病虫为害,且不降低果实品质。

关键词：菠萝蜜套袋病虫害色泽可溶性固形物农药使用率

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RV减速器滚针轴承动态磨损特性分析

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2025年第1期58卷 56-67页

作者：许立新刘伟明钟家銮重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室重庆400044 重庆大学机械与运载工程学院重庆400044

RV(rotary vector)减速器中滚针轴承径向尺寸小,所受动态接触载荷变化复杂,在实际使用中容易出现磨损失效,导致RV减速器的工作性能急剧下降,失去原有的传动精度,甚至出现故障损坏.为揭示RV减速器滚针轴承动态磨损特性,基于接触多体动力... 详细信息

RV(rotary vector)减速器中滚针轴承径向尺寸小,所受动态接触载荷变化复杂,在实际使用中容易出现磨损失效,导致RV减速器的工作性能急剧下降,失去原有的传动精度,甚至出现故障损坏.为揭示RV减速器滚针轴承动态磨损特性,基于接触多体动力学和Archard磨损理论,提出摆线针轮-滚针轴承传动机构的动力学与磨损耦合模型.该方法通过接触多体动力学求解滚针轴承动态接触载荷,分别得到滚动体与内外滚道之间的瞬时法向接触力,借助Archard磨损模型依次计算出内外滚道的瞬时磨损量,再进行累积以表达轴承内外滚道磨损形状.以RV20E-121减速器为对象,基于摆线针轮-滚针轴承传动机构的动力学与磨损耦合模型,分析滚针轴承内外滚道的动态磨损特性,获得内外滚道的累积磨损量大小和分布情况,并绘制磨损后内外滚道形状.研究结果表明:轴承内外滚道磨损量不均匀,且内滚道磨损比外滚道严重;轴承内滚道在垂直偏心距方向上的累积接触磨损量较大,轴承外滚道在摆线轮圆周方向上累积接触磨损量较大;基于RV20E-121减速器耐久疲劳试验,通过轴承滚道磨损形状检测发现,内外滚道磨损不均匀,滚针轴承内滚道的磨损情况比外滚道严峻,内滚道的磨损主要集中在垂直偏心距方向上,外滚道的磨损集中在摆线轮圆周方向上,累积磨损规律与仿真计算结果具有一致性.

关键词： RV减速器滚针轴承动力学动态磨损

氧化石墨烯涂覆砂增强水泥基材料抗氯离子侵蚀性能

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硅酸盐学报 2025年

作者：冯甘霖罗盛禹罗启灵龙武剑深圳大学土木与交通工程学院广东省滨海土木工程耐久性重点实验室深圳市低碳建筑材料与技术重点实验室深圳大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室

氧化石墨烯(GO)的不均匀分散和团聚现象严重制约了其对水泥基复合材料孔隙结构及耐久性能的增强效果。通过将GO涂覆于氨基化砂粒表面，系统研究了其对GO水泥基复合材料抗氯离子侵蚀性能的影响规律及机理。结果显示：当GO掺量达到0.3% (... 详细信息

氧化石墨烯(GO)的不均匀分散和团聚现象严重制约了其对水泥基复合材料孔隙结构及耐久性能的增强效果。通过将GO涂覆于氨基化砂粒表面，系统研究了其对GO水泥基复合材料抗氯离子侵蚀性能的影响规律及机理。结果显示：当GO掺量达到0.3% (质量分数)时，使用GO涂覆砂的方法，快速氯离子迁移测试氯离子渗透深度和扩散系数分别比对照组降低了24.8%和18.5%。压汞法测得有害孔级(＞50 nm)孔径分布降低了36.8%。进一步的微观及物相分析测试结果表明，采用GO涂覆砂对水泥基复合材料性能提升的主要原因在于对界面过渡区的优化：一方面，氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂通过与硅羧基的缩合反应紧密地连接到砂表面，另一方面，GO通过表面上的羰基或羧基和偶联剂氨基官能团之间的酰胺键共价键合，通过此“双键效应”GO可以稳定键合在砂表面从而改善其分散性，并同时促进界面过渡区水化，减少界面过渡区的缺陷和裂纹，从而大大提高水泥基复合材料对氯离子传输的抵抗能力。

关键词：氧化石墨烯涂覆砂双重键合效应抗氯离子侵蚀界面过渡区

基于注意力机制的高光谱图像降维在纸质文物霉斑识别的研究

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 246-255页

作者：汤斌贺渝龙唐欢龙邹荣王建旭谭博文覃丹罗希玲赵明富重庆理工大学重庆市光纤传感与光电检测重点实验室重庆400054 馆藏文物有害生物控制研究国家文物局重点科研基地(重庆中国三峡博物馆) 重庆400060

纸质文物作为文物传承的重要工具,用于记录不同时期人类历史及人文风貌,其在保存过程中极易受到霉菌等微生物的侵害。霉菌会加速纤维素的降解,在纸张表面生成霉斑,并且散落的孢子会随空气流动大范围传播,增加其他纸质文物发生霉变的风... 详细信息

纸质文物作为文物传承的重要工具,用于记录不同时期人类历史及人文风貌,其在保存过程中极易受到霉菌等微生物的侵害。霉菌会加速纤维素的降解,在纸张表面生成霉斑,并且散落的孢子会随空气流动大范围传播,增加其他纸质文物发生霉变的风险。因此,定期对纸质文物进行霉斑检测对了解纸质文物现状和纸质文物修复至关重要。高光谱成像技术是一种非接触性、非破坏性的检测技术,能同时获得空间数据和光谱数据,与计算机技术结合可以实现纸质文物的大批次实时无损检测。针对黑曲霉这一广泛出现的霉菌,提出一种基于注意力机制的高光谱数据降维方法,通过采集其高光谱数据,实现了高光谱冗余数据的自适应预处理。采集了来自重庆中国三峡博物馆提供的20份纸质文物黑曲霉霉斑样本,使用ENVI软件分析得出在413~855 nm波段范围内,黑曲霉霉斑感染区域和健康区域的平均光谱曲线,平均反射率差异明显;在855~1021 nm波段范围内,黑曲霉霉斑感染区域和墨迹区域的平均光谱曲线,平均反射率差异明显。文中将所提出方法与传统主成分分析和独立成分分析预处理方法分别处理原始高光谱数据,并将结果在经典U-Net、SegNet、DeepLabV3+和PSPNet四个语义分割网络上进行了对比。结果表明,该算法预处理的数据在U-Net和SegNet经典网络中有明显优势,相较于主成分分析法和独立成分分析法,霉斑识别精度取得了较大提升达到89.49%和88.46%,验证了本文所提出算法的有效性,为文物保护领域提供有效的支撑和新的思路。

关键词：高光谱数据预处理霉斑识别纸质文物注意力机制图像分割