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微流控离子浓差极化芯片研制及其生化检测中的应用

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生物化学与生物物理进展 2024年第7期51卷 1618-1631页

作者：贺志恒王小丽葛闯徐溢重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室&光电技术与系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学光电工程学院重庆400044 重庆邮电大学生命健康信息科学与工程学院重庆400065 重庆大学肿瘤医院肿瘤转移转化与个体化治疗重点实验室重庆400030

离子浓差极化(ion concentration polarization,ICP)现象是在外加电场作用下发生在微纳交界面处的一种电富集现象,将ICP现象与微流控分析技术相结合,可广泛应用于生化分析中带电粒子预富集、目标物分离、靶标物检测等领域。本文首先对IC... 详细信息

离子浓差极化(ion concentration polarization,ICP)现象是在外加电场作用下发生在微纳交界面处的一种电富集现象,将ICP现象与微流控分析技术相结合,可广泛应用于生化分析中带电粒子预富集、目标物分离、靶标物检测等领域。本文首先对ICP原理及微流控ICP芯片进行了简要介绍,梳理总结了ICP芯片的制备技术和方法,其中重点关注了微流道结构设计、纳米结构制备与设计等方面的研究现状与进展。首先对基础单通道ICP芯片的结构进行分析,进而对并行通道ICP芯片结构以及集成多功能的微流控ICP芯片进行了总结和讨论,列举了ICP芯片中纳米结构的制备方法及其优缺点。进而,讨论了优化ICP芯片的富集效能途径,可通过引入多场耦合、阀门控制等多种手段,实现对靶标物的富集效能优化。最后,针对ICP芯片在多种带电生化样本分析检测中的应用进行综述,指出ICP芯片在匹配检测目标生物特性方面面临挑战,需要提高富集效率和选择性,解决流体控制、混合及传输问题。可以看到,微流控ICP芯片具有处理样本流量低、分离富集效果好、检测效率高以及易于集成化和小型化等优势,在生化检测领域展示出很好的研究意义和实用前景。

关键词：离子浓差极化微纳结构微流控芯片分离富集生化检测

基于多尺度-组合式循环神经网络的内燃机缸套表面磨损量预测方法

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摩擦学学报 2024年

作者：张永芳侯丕鸿杨鑫亮陈锐搏康建雄邢志国吕延军西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安理工大学印刷包装与数字媒体学院兰州理工大学机电工程学院陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室

缸套作为内燃机的关键部件，其磨损状况直接影响内燃机活塞-缸套系统的服役性能。为了准确预测内燃机缸套表面的磨损状况，本文中提出了1种多尺度组合式的循环神经网络(MIXRNN)模型，该模型融合了多尺度特征提取技术与组合式循环神经网... 详细信息

缸套作为内燃机的关键部件，其磨损状况直接影响内燃机活塞-缸套系统的服役性能。为了准确预测内燃机缸套表面的磨损状况，本文中提出了1种多尺度组合式的循环神经网络(MIXRNN)模型，该模型融合了多尺度特征提取技术与组合式循环神经网络(RNN)架构，通过捕捉和学习缸套磨损过程中的时序特征及其动态关系，使其具备了非线性磨损量回归的能力。基于内燃机缸套实际运行数据的测试表明：该模型在平均绝对误差、平均相对误差、根均方误差及决定系数等性能指标上显著优于传统的RNN及其变体模型，尤其在处理小样本数据集和长时间序列数据时，具有很好的鲁棒性和准确性，为内燃机活塞-缸套系统的剩余寿命预测和服役性能评估提供了参考和依据。

关键词：内燃机缸套磨损量预测多尺度特征组合式循环神经网络小样本训练

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物联网技术基础中的课程思政探索与实践

计算机教育 2024年第3期 101-105页

作者：罗玉川徐明陈颖文邱振宇周寰夏竟国防科技大学计算机学院湖南长沙410073

针对物联网技术基础课程中融入思想政治教育的实际需求,从破解思政内容与专业知识“两张皮、硬植入”的角度出发,分析物联网技术基础课程内容与思政教育的融合点,阐述如何充分挖掘物联网技术基础课程内容中所蕴含的思政元素,介绍物联网... 详细信息

针对物联网技术基础课程中融入思想政治教育的实际需求,从破解思政内容与专业知识“两张皮、硬植入”的角度出发,分析物联网技术基础课程内容与思政教育的融合点,阐述如何充分挖掘物联网技术基础课程内容中所蕴含的思政元素,介绍物联网技术基础课程思政的具体实施方案,以实现物联网专业知识教学与思想政治教育的有机融合。

关键词：课程思政物联网技术基础思政案例教学实践案例教学

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矿物掺合料对泡沫混凝土性能影响的对比研究

建筑材料学报 2024年

作者：刘柏君张国防郑薇应灵慧陆小培同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海伟星新材料科技有限公司同济大学材料科学与工程学院

本文基于物理发泡法，利用硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥-脱硫石膏三元胶凝体系制备泡沫混凝土，系统开展了粉煤灰（FA）、矿渣微粉（GBFS）及提钛尾渣（TS）对泡沫混凝土性能影响的对比研究。结果表明：三种掺合料对泡沫混凝土性能具有显著... 详细信息

本文基于物理发泡法，利用硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥-脱硫石膏三元胶凝体系制备泡沫混凝土，系统开展了粉煤灰（FA）、矿渣微粉（GBFS）及提钛尾渣（TS）对泡沫混凝土性能影响的对比研究。结果表明：三种掺合料对泡沫混凝土性能具有显著而不同的影响，均能一定程度上提高泡沫混凝土体积密度，TS的影响尤为明显；GBFS会降低流动性，TS和低掺量FA能提高流动性；三种矿物掺合料在低掺量时均提高体积吸水率和毛细吸水率，三者掺量较大时，体积吸水率及毛细吸水率降低，TS和GBFS的降幅尤为明显；FA有利于提高早期抗压强度，三种矿物掺合料在高掺量时均能明显提高抗压强度，TS提升效果最大；FA和GBFS提高了28d干燥收缩率，TS则显著降低28d干燥收缩率。综合而言，在该泡沫混凝土中，FA和GBFS最佳掺量范围均为10%-15%，TS为5%-15%。

关键词：泡沫混凝土粉煤灰矿渣微粉提钛尾渣性能最佳掺量

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面向海上目标打击的无人编组弹性运动规划

航空学报 2024年第12期45卷 224-238页

作者：李博宸牛双诚丁璐王成罡宋磊晋玉强上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 海军航空大学航空作战勤务学院烟台264001 广西大学电气工程学院南宁530004 上海交通大学海洋智能装备与系统教育部重点实验室上海200240

针对空海无人编组对海上目标的高效能打击任务需求,提出了一种能够应对敌方攻击的弹性运动规划方法。结合作战单元欠驱动运动学模型,根据敌我相对运动状态设计了控制障碍函数,并在考虑敌方最大程度破坏安全边界的前提下构建了安全集前... 详细信息

针对空海无人编组对海上目标的高效能打击任务需求,提出了一种能够应对敌方攻击的弹性运动规划方法。结合作战单元欠驱动运动学模型,根据敌我相对运动状态设计了控制障碍函数,并在考虑敌方最大程度破坏安全边界的前提下构建了安全集前向不变性约束,从而通过配置作战单元的线速度和角速度生成威胁规避动作。为解决己方无人机遭遇多架敌机拦截时由多约束冲突导致的算法可行性问题,在约束中引入与敌机威胁大小相关的松弛变量系数并设计(UAV)了备用控制器。在此基础上,提出无人艇对空火力支援算法,以协助己方无人机突防。仿真结果表明,该方法能够使己方编组在敌方无人机速度占优且采用最优追击策略的情况下,获得较高的水面目标打击成功率。

关键词：对海突击运动规划控制障碍函数威胁规避空海协同

IOD Modoki事件对华南后汛期降水异常的影响及可能机理

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大气科学学报 2024年第3期47卷 425-437页

作者：陈业雁金大超史瀛龙张茜柳春粤港澳大湾区气象监测预警预报中心(深圳气象创新研究院) 广东深圳518100 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 国防科技大学气象海洋学院湖南长沙410073 无锡学院大气与遥感学院江苏无锡214105 安徽省气象台安徽合肥230031

利用1979—2019年CN05.1中国区域高分辨率降水格点数据、英国Hadley中心观测海温数据、ERA5逐月大气再分析资料及大气环流模式,研究了华南后汛期期间(7—9月)IOD Modoki事件与华南后汛期降水异常的关系及可能机理。观测资料结果表明,华... 详细信息

利用1979—2019年CN05.1中国区域高分辨率降水格点数据、英国Hadley中心观测海温数据、ERA5逐月大气再分析资料及大气环流模式,研究了华南后汛期期间(7—9月)IOD Modoki事件与华南后汛期降水异常的关系及可能机理。观测资料结果表明,华南后汛期降水异常与热带印度洋中部(东和西部)海温异常呈显著正(负)相关关系,表现为印度洋IOD Modoki或印度洋三极子事件的空间分布型。滤除ENSO信号影响后,华南后汛期降水异常仍和IOD Modoki存在较为密切的联系。IOD Modoki正异常对华南后汛期降水异常的影响有以下途径,一方面,异常水汽从热带印度洋东部向西输送至热带中印度洋后,在北半球受科氏力作用向东输送至华南地区,为华南地区提供了充足的水汽条件,并且对华南地区降水正异常的主要水汽辐合贡献为平均水汽的水平扰动散度项和扰动引起的平均水汽垂直平流项。另一方面,热带东南印度洋海温负异常,通过Mastuno-Gill响应引起对流层低层自热带东南印度洋至热带中印度洋有东南风异常,增强了70°E附近的越赤道气流,在北半球向东输送至西北太平洋,这引起了华南地区对流层低层气旋式环流异常。另外,热带东印度洋对流层低(高)层异常辐散(辐合),华南地区低(高)层异常辐合(辐散)增强了东亚地区的局地Hadley环流,有利于华南地区降水的产生。再者,IOD Modoki引起南亚季风区受异常下沉运动控制,并通过季风-荒漠机制引起副热带北大西洋东部、北非荒漠区及地中海西部周围正涡度异常,激发了沿急流向下游传播的准静止Rossby波,增强了日本海高压异常和华南及邻近地区对流层低层气旋式环流异常。上述原因均有利于华南地区降水的产生,反之亦然。上述结果在数值模式中亦得到了验证。

关键词： IOD Modoki 华南后汛期降水异常环流异常

气凝胶复合材料在干式潜水服内胆隔热性能提升中的应用

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纺织学报 2024年第7期45卷 181-188页

作者：马亮俞旭华刘文武李慈方以群李俊徐佳骏东华大学服装与艺术设计学院上海200051 海军军医大学(第二军医大学)海军特色医学中心潜水与高气压医学研究室上海200433 东华大学现代服装设计与技术教育部重点实验室上海200051

为提升干式潜水服内胆的隔热性能,并探究气凝胶复合材料在潜水服内胆中的水下应用潜力。选择絮片型、发泡型及非织造布型气凝胶复合材料,采用绗缝工艺技术模拟材料在水下的受压状态,研究其在压缩状态下的隔热性能,然后,制作潜水服内胆,... 详细信息

为提升干式潜水服内胆的隔热性能,并探究气凝胶复合材料在潜水服内胆中的水下应用潜力。选择絮片型、发泡型及非织造布型气凝胶复合材料,采用绗缝工艺技术模拟材料在水下的受压状态,研究其在压缩状态下的隔热性能,然后,制作潜水服内胆,通过暖体假人实验及真人水下实验测试其隔热性能。结果表明,絮片型气凝胶复合材料的水下适用性优于絮片型新雪丽棉;发泡型及非织造布型气凝胶复合材料的热阻受压强影响小,也较适用于水下环境;在真人实验过程中,潜水员的核心温度始终大于37℃,证明所研制的气凝胶复合材料内胆具有良好的水下隔热效果。研究结果可为受压环境下防护服隔热材料的应用方法提供指导建议。

关键词：干式潜水服气凝胶复合材料隔热内胆隔热性能水下保暖防寒

C/SiC复合材料激光超声复合微切削材料损伤机理与表面质量研究

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机械工程学报 2024年第9期60卷 189-205页

作者：李继成陈广俊许金凯于化东长春理工大学跨尺度微纳制造教育部重点实验室长春130022 长春理工大学机电工程学院长春130022 吉林大学机械与航空航天工程学院长春130025

C/SiC复合材料具有高比强度、低密度、低热膨胀系数、耐磨损、耐高温等优异的机械与力学性能,广泛应用于航空航天、国防、电子等领域。但因其特殊的组织结构与材料特性,在加工中极易产生纤维拔出、剥落、微裂纹扩展、破碎等损伤或缺陷,... 详细信息

C/SiC复合材料具有高比强度、低密度、低热膨胀系数、耐磨损、耐高温等优异的机械与力学性能,广泛应用于航空航天、国防、电子等领域。但因其特殊的组织结构与材料特性,在加工中极易产生纤维拔出、剥落、微裂纹扩展、破碎等损伤或缺陷,直接导致加工难度大、刀具磨损快、加工精度低、表面质量差,严重制约了高端装备的性能。开展C/SiC复合材料激光超声复合微切削(L-UHM)材料损伤机理与表面质量研究,分析激光超声双能场作用下C/SiC复合材料的失效机制。基于正交切削模型建立常规加工(CM)、激光辅助加工(LAM)和L-UHM微观切削模型,揭示CM、LAM和L-UHM中三种典型纤维方向下纤维相与Si C基体相的去除机制,评价不同纤维方向下微观形貌和表面粗糙度。结果表明,激光超声复合微切削可显著降低纤维断裂能,抑制纤维弯曲,缩小Si C基体破碎面积,大幅提升加工表面质量。相比CM和LAM,L-UHM可明显抑制纤维开裂、基体破碎及基体裂纹扩展,纤维断口更加平整规则。此外,在L-UHM中顺纤维方向表面质量较LAM提高了10.1%,证明了理论分析的正确性。

关键词： C/SiC复合材料激光超声复合微切削损伤机理表面质量

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核废水处理的现状与探索

当代化工研究 2024年第12期 80-82页

作者：梁倩如王斌许浒国家国防科技工业局西北核安全中心陕西710000 西安交通大学物理学院物质非平衡合成与调控教育部重点实验室陕西710049

正确安全处理核废物是全球关注的焦点,本文针对核废物中的废水产生、处理和排放问题等过程进行了总结,重点梳理了对环境产生重要影响的中低放核废水中的常见放射性元素、半衰期以及处理流程。最后,对核废水大量排入海洋的过程、各种放... 详细信息

正确安全处理核废物是全球关注的焦点,本文针对核废物中的废水产生、处理和排放问题等过程进行了总结,重点梳理了对环境产生重要影响的中低放核废水中的常见放射性元素、半衰期以及处理流程。最后,对核废水大量排入海洋的过程、各种放射性核素排入海洋对环境的危害开展了系统的研究,对核事故废水的排放可能产生的放射性元素及其对环境的影响提出了一些看法。

关键词：核废水放射性低放废液处理