mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
施磷对镉胁迫下黄瓜苗期光合作用及抗氧化酶系统的影响

【目的】探究石灰性土壤中施磷对镉胁迫下黄瓜苗期光合作用及抗氧化酶系统的影响,为合理施用磷肥、缓解镉毒害提供依据。【方法】采用盆栽完全组合设计方案,研究了不同土壤镉添加水平(0、1、3和5 mg kg~(-1)土)下施加不同浓度磷(0、50、100、150和200 mg P_2O_5 kg~(-1)土)对黄瓜苗期生物量、叶片光合作用及抗氧化酶系统的影响。 【结果】随着施Cd量的增加,黄瓜生物量先增后降,黄瓜叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)显著降低,胞间CO_2浓度(Ci)呈上升趋势。施加适量磷(≤ 150 mg P_2O_5 kg~(-1))能够显著提高黄瓜生物量、Pn、Gs、Tr、叶绿素总量和类胡萝卜素含量(Car),降低叶片中Ci。对于抗氧化酶系统来说,随着施Cd量的增加黄瓜叶片中过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著降低,丙二醛(MDA)含量明显增加。施磷后,能够明显增强抗氧化酶系统。施Cd量为1 mg kg~(-1),施磷量为50和100 mg P_2O_5 kg~(-1)时,CAT活性增加了1.9% ~ 9.6%。施Cd量为3和5 mg kg~(-1)时,随着施磷量的增加,POD和CAT活性出现不同程度增加,与不施磷相比,POD活性分别增加了149.1% ~ 197.8%和150.4% ~ 252.0%,CAT活性分别增加了5.8% ~ 16.6%和0.55% ~ 19.4%,其中施磷量为100 mg P_2O_5 kg~(-1)时黄瓜叶片POD和CAT活性达到最大。同时,施P能够降低叶片中MDA含量,且随着施磷量的增加而降低。【结论】在石灰性土壤中,施磷量为100和150 mg P_2O_5 kg~(-1)时,能够明显缓解镉毒害,增强黄瓜叶片的光合作用及抗氧化酶系统,而施磷量达到200 mg P_2O_5 kg~(-1)时则对黄瓜生长产生抑制作用。
土壤耐硒菌株筛选及其硒活化能力评价研究

【目的】从湖北省恩施市双河镇新塘乡渔塘坝硒矿床采集矿渣、淤泥、农田土壤,从中筛选分离出耐硒菌株,并对筛选出菌株的活化土壤硒的能力进行评价。【方法】采用稀释涂布平板法和平板划线法分离、筛选出耐受亚硒酸钠浓度较高的菌株,根据菌株形态学特征和用分子生物学方法对其进行分类鉴定,再将分离得到的耐硒菌株分别接种于酸性富硒赤红壤中进行培养,通过测定培养后土壤中的硒含量评价两菌株活化土壤硒的能力。【结果】筛选出了细菌B-1和真菌B-2两耐硒菌株;细菌B-1被鉴定为嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia),其可耐亚硒酸钠浓度为17000 μg mL~(-1),在温度20 ~ 35 ℃、pH 5 ~ 9、盐浓度0 ~ 3%条件下可正常生长;真菌B-2被鉴定为聚多曲霉(Aspergillus sydowii),该菌株可耐亚硒酸钠浓度为6000 μg mL~(-1),在温度25 ~ 30 ℃、pH 4 ~ 7、盐浓度2% ~ 5%条件下可正常生长。添加两耐硒菌株培养后土壤的可溶态硒和可交换态硒含量均显著提高。【结论】筛选出具有较高的硒耐受性和较强的活化酸性富硒土壤中硒的能力的菌株,可为富硒土壤资源开发利用提供生物种质资源和技术手段,对富硒微生物肥料研发、富硒农产品生产和硒污染土壤环境修复也有重要意义。
基于SEER数据库的肢端雀斑样痣黑素瘤预后分析

目的调查肢端雀斑样痣黑素瘤(ALM)的预后因素,构建列线图验证预测的价值。方法从美国国立癌症研究所的监测、流行病学、结果(SEER)数据库中收集2004年至2015年共1 537例ALM患者的临床资料,提取年龄、性别、溃疡状态、SEER分期、手术情况、T分期、N分期和M分期与癌症的总生存率和特异生存率数据。应用卡方检验比较患者临床病例特征与总生存率及黑素瘤特异性生存率的相关性,采用单因素及多因素Cox比例风险回归模型探究预后影响因素并且建立预测模型。结果1 537例ALM中,男714例,女823例,64岁以下818例,白种人1 363例。1 205例皮损出现在下肢和臀部,974例有溃疡;根据SEER分期,1 048例皮损位于局部(未扩散)。不同诊断年龄、性别、溃疡状态、SEER分期、手术情况、T分期、N分期、M分期患者的死亡率差异有统计学意义(均P< 0.001)。单因素、多因素Cox回归分析显示,年龄≥65岁、男性、有溃疡、SEER分期远处淋巴结转移会增加患者死亡风险(均P < 0.05),T2、T3、T4期患者死亡率高于T1期(均P < 0.05),N1、N2、N3期死亡率高于N0期(均P<0.05)。结论年龄、性别、溃疡状态、SEER分期、T分期、N分期为ALM总生存率和特异生存率的独立预后影响因素。
贵州麻黄洞空气CO_2与上覆土壤空气CO_2相关性研究

CO_2作为岩溶作用的驱动力,在岩溶作用中起着关键作用。岩溶区特有的地上地下二元结构表明,洞穴系统作为地下空间的窗口,对其CO_2及δ~(13)C_(CO_2)研究是十分必要的。本研究对贵州绥阳麻黄洞上覆土壤空气CO_2、洞穴内部和外部大气参数以及CO_2浓度和δ~(13)C_(CO_2)进行了为期12个月的监测,监测结果表明: ①麻黄洞洞穴空气和上覆土壤空气CO_2与δ~(13)C_(CO_2)均呈现出明显的时空变化规律,表现出雨季CO_2浓度高、δ~(13)C_(CO_2)偏轻,旱季CO_2浓度低、δ~(13)C_(CO_2)偏重的特征。②土壤CO_2是内源性CO_2以及大气CO_2经平流渗透综合作用的结果,在温度、湿度双向调控下土壤微生物作用存在差异进而导致CO_2浓度和δ~(13)C_(CO_2)存在时空差异,洞穴CO_2浓度和δ~(13)C_(CO_2)主要受上覆土壤CO_2及其通风效应的影响。③麻黄洞CO_2主要来源于上覆土壤CO_2以及外部大气,在通风干预下洞穴内部产生稀释效应或者集聚效应。探究土-气CO_2和δ~(13)C_(CO_2)变化特征,探明洞穴CO_2来源,不仅有利于了解洞穴系统碳循环机制,而且对全球碳循环中"遗漏碳汇"研究具有积极意义。
浅谈华南上扬子区中奥陶统铁质鲕粒沉积

中奥陶统铁质鲕粒(简称铁鲕)沉积在华南上扬子区广泛分布,但迄今仅有零星报道,缺乏系统的研究。本文在前人工作的基础上,通过开展广泛的野外勘察和分析测试,全面阐述了这套铁鲕沉积的分布规律、发育特点及其控制因素与环境背景。该铁鲕沉积主要见于华南上扬子区中-上奥陶统华弹组、十字铺组和牯牛潭组,在川滇交界至川西南以鲕铁岩、砂页岩、灰岩形式产出,在滇东北-川南-黔北及陕南-川北多为灰岩,含铁矿物主要包括赤铁矿、鲕绿泥石、针铁矿等。铁鲕沉积的时代主要为达瑞威尔中-晚期,在多数地点发育1~2层,个别可见3层,可归属于两期。铁鲕的形成主要受沉积或早期成岩环境的影响或控制,如区域构造运动、古海洋水物理化学条件、微生物活动等。华南的铁质核形石、叠层石和海相红层等独特沉积记录同样发育在大致同期的台地上,共同构成一套含铁质"时征相"。进一步系统研究这套铁鲕沉积,将为全面认识铁质沉积、深入理解华南乃至全球奥陶纪古地理与古环境演变、探索地史时期重大事件等奠定基础。
基于Wnt/Ca~(2+)信号通路探究盘龙七片干预大鼠实验性膝骨关节炎疼痛的作用机制

目的基于网络药理学整合体内验证方法探索盘龙七片对膝骨关节炎疼痛大鼠的干预作用及相关机制。方法从疾病及药物相关数据库筛选盘龙七片药物作用靶点及膝骨关节炎疼痛相关靶点,根据拓扑特征值筛选关键靶标后,进行基因本体(gene ontology,GO)功能及京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析。采用改良Hulth法建立大鼠膝骨关节炎疼痛模型,设置假手术组、模型组、美洛昔康(1.5 g/kg)组和盘龙七片低、中、高剂量(0.15、0.30、0.60 g/kg)组,给予药物干预42 d,测量给药后大鼠机械痛阈值、冷痛觉超敏反应评分及双后肢负重差,并对网络药理预测结果进行体内实验验证。结果共筛选出175个盘龙七片治疗膝骨关节炎疼痛的潜在核心靶点,生物学功能富集在调节神经细胞对各种刺激反应、炎症反应、细胞内信号传导及代谢反应4个过表达模块,其中Wnt/Ca~(2+)途径核心靶标富集较为显著,也是在调节神经细胞对各种刺激反应生物学过程富集程度最高的通路。体内实验结果显示,盘龙七片可明显升高给药3~12 d及24~30 d膝骨关节炎大鼠机械痛阈值(P<0.05、0.01、0.001),显著降低给药3~42 d时膝骨关节炎大鼠冷痛觉超敏反应评分与双后肢负重差(P<0.05、0.01、0.001),抑制膝骨关节炎疼痛大鼠脊髓中无翅型MMTV整合位点家族成员5A(wingless type MMTV integration site family member 5A,WNT5A)、重组磷脂酶C(phospholipase C,PLC)、蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)蛋白表达及肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1b)、前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2)水平(P<0.05、0.01、0.001)。结论盘龙七片对大鼠实验性膝骨关节炎急性发作期和慢性持续性的疼痛均有缓解作用,其机制可能与调节Wnt/Ca~(2+)信号通路有关。
泡沫铜电催化还原Fe(Ⅱ)EDTA络合脱硝液的研究

氮氧化物会对环境造成严重的污染,对其治理已成为亟待解决的问题.络合脱硝是一种快速简便的脱硝方法,但其还原再生仍是一个难点.选取泡沫铜电极作为阴极,构建了一套电催化还原体系对Fe(Ⅱ)EDTA-NO溶液进行还原再生.扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析和重复实验结果表明,泡沫铜电极在电催化还原过程中具有很好的稳定性.对反应动力学进行拟合,结果发现,其遵循一级反应动力学.通过探究阴极电位、络合液初始pH对电催化还原过程中反应速率、选择性和法拉第效率的影响,得出最优条件为:阴极电位为-1.2 V(vs. MSE),初始pH为2.0.在最优条件下,络合液中NO的还原率可达76.6%,氨选择性为36.5%,法拉第效率为52.7%.
南京市大气颗粒物PM_1中重金属污染的磁学诊断

在南京仙林地区采集大气PM_1,分析PM_1的磁学参数及其中重金属浓度的季节差异,以PM_1中重金属浓度为输出目标,以气象因子、PM_1浓度和磁学参数作为输入变量,采用支持向量机构建重金属磁学诊断模型.结果显示,PM_1的年均浓度为26.31 μg·m~(-3),PM_1和其中绝大部分重金属如:As、Cd、Cu、Pb、Zn等的平均浓度在冬季最高,其次为春季,夏季和秋季较低.PM_1中磁性矿物以亚铁磁性矿物为主,低频磁化率在冬季最高,春季最低,饱和等温剩磁和硬剩磁在夏季最高,秋季最低.主成分分析表明,PM_1中重金属与磁性矿物之间的来源具有一定差异,且同时受到气象因素的影响.当模型输入变量加入了磁学参数时,支持向量机对每个重金属模拟的训练和验证相关系数R值均有所提高,且均>0.8.其中,对As、Pb、Zn的模拟训练和验证R值均>0.85,同时误差也较低.大气颗粒物磁学特征可用于对其中重金属浓度进行模拟,不同重金属与颗粒物磁学参数的内在关联需进一步研究.
温度电压双可控宽带太赫兹极化转换/吸收超表面

提出了一种基于二氧化钒(VO_2)和石墨烯材料的温度电压双可控宽带极化转换/吸收超表面。通过调控超表面中VO_2和石墨烯的电导特性能够实现对极化转换和吸收功能的控制。结果显示:当VO_2处于金属态且石墨烯处于绝缘态时,超表面工作在宽带极化转换模式,在1.57~2.49 THz范围内可实现线极化转换功能;当VO_2处于绝缘态且石墨烯处于金属态时,超表面的工作状态切换为吸收模式,在1.56~2.99 THz范围内的吸收率均大于90%;极化转换和吸收性能可以分别通过控制VO_2的温度和石墨烯的偏置电压来调控。此外,通过本征模、阻抗匹配理论和电流磁场分布解释了该超表面的工作原理,并讨论了其工作性能在不同结构参数和入射角度下的稳定性。
餐厨垃圾生物炭、炭基肥对种植芥菜土壤细菌群落结构的影响

餐厨垃圾的炭化、肥料化利用是解决餐厨垃圾环境污染问题的有效途径之一。目前有关餐厨垃圾生物炭、炭基肥等肥效以及对土壤环境的影响还缺乏研究。餐厨垃圾生物炭分别与复合肥和农业废弃物制备炭基复混肥和炭基有机肥。利用盆栽试验比较研究等氮量输入下餐厨垃圾生物炭制肥对种植芥菜土壤理化性质和细菌群落结构的影响。与不施肥处理(对照组)相比,炭基有机肥处理仅降低菜园土壤pH 0.14 ~ 0.17。与化肥、有机肥和餐厨生物炭处理相比,炭基复混肥和炭基有机肥处理的土壤电导率增加幅度分别达到22.34%、36.73%、27.61%和18.67%、33.74%、24.20%,大幅增加菜园土壤盐分离子的总量。与化肥、餐厨生物炭和炭基复混肥处理相比,有机肥和炭基有机肥处理的可溶性有机碳增加幅度分别达到25.33%、22.07%、23.05%和14.87%、11.15%、12.28%。炭基复混肥和炭基有机肥处理较餐厨生物炭处理可溶性总氮增加了16.39%和7.63%。炭基有机肥处理可提高菜园土壤电导率、可溶性有机碳和可溶性总氮的含量,并且不加剧菜园土壤的酸化。Proteobacteri、Actinobacteria、Acidobacteria、Chloroflexi和Bacteroidetes为门水平上的优势菌,Sphingomonas、Lysobacter、Arthrobacter、Gemmatimonadaceae、Gaiella、Massilia、Roseiflexaceae和Xanthobacteraceae为属水平上可识别的优势菌,并且Arthrobacter、Gaiella和Roseiflexaceae的丰度在不施肥、化肥、有机肥、餐厨生物炭、炭基复混肥和炭基有机肥处理间有显著差异(P<0.05)。较其它处理,炭基有机肥可增加菜园土壤细菌的多样性(不施肥处理除外)和丰度,并且能大幅增加差异指示细菌个数。与单独添加餐厨生物炭、无机化肥或者有机肥相比,餐厨生物炭与无机化肥或者有机肥的复配处理更有效地增加芥菜的产量和干生物量。基于餐厨垃圾生物炭和含有机质的农业废弃物制备的炭基有机肥添加到菜园土壤能提高土壤肥力和增加细菌丰度,具有良好的肥料化利用前景。
不同硒源和浓度对饲用苎麻幼苗生理生化特性的影响

为了揭示不同硒源和浓度对饲用苎麻幼苗生理生化特性的影响,以中饲苎1号为试材,通过盆栽试验,研究亚硒酸钠(Se~(4+))和硒酸钠(Se~(6+))及其不同浓度(0、0.9、1.8、2.7 mg·kg~(-1))对苎麻生物量、硒含量、硒积累总量、光合色素含量、抗氧化酶活性、超氧阴离子含量和产生速率及丙二醛(MDA)和可溶性蛋白含量的影响。结果表明,土壤施硒能够显著增加苎麻硒含量和硒积累总量,且随施硒量的增加苎麻硒含量和硒积累总量逐渐增加。苎麻地上部对硒酸钠的吸收远远高于对亚硒酸钠的吸收,其中0.9 mg·kg~(-1) Se~(6+)处理中苎麻叶片和茎秆硒含量分别是相同浓度下Se~(4+)处理的71.9和54倍。当硒酸钠施用量为0.9 mg·kg~(-1)时,虽然提高了苎麻植株体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活力,但超氧阴离子含量和释放量显著增高,叶绿素和类胡萝卜素含量明显降低,使苎麻幼苗地上部分干物质降低90.3%;而当硒酸钠施用量为1.8和2.7 mg·kg~(-1)时,则造成苎麻幼苗死亡。亚硒酸钠对苎麻地上部生物量和过氧化氢酶(CAT)与GR活性有显著性影响,其中0.9、1.8和2.7 mg·kg~(-1) Se~(4+)处理中CAT和GR活性较CK处理分别提高130.6%和37.6%、41.5%和131.4%、176.7%和117.4%,但2.7 mg·kg~(-1) Se~(4+)处理使苎麻地上部生物量降低了24.7%。施用前期,亚硒酸钠对光合色素和可溶性蛋白无显著性影响,而施用后期显著增加叶绿素和可溶性蛋白含量,降低叶绿素a/b的值。因此,硒酸钠对苎麻生理生化特性的影响程度远远大于亚硒酸钠,其在植株体内易迁移,生物有效性强,更易造成植株伤害。施用0.9 mg·kg~(-1) Se~(4+)在不影响苎麻生物量的同时能够显著提高硒含量和硒积累总量,并且缓解植株衰老。
随钻方位电磁波测井响应快速正演方法与地质导向应用

随钻方位电磁波测井解析快速正演是实现仪器响应特征分析、结构优化设计以及地层参数精确反演的基础.本文基于赫兹势函数法求解水平层状各向异性介质中的电磁场,通过引入地层界面位置,改造解势函数中的指数增大项,提取溢出因子,消除了势函数系数递推法中的数值溢出,实现了频率-波数域电磁场收敛计算.将算法应用于新型随钻方位电磁波测井技术,分析自主研发的Directional Wave Propagation Resistivity(DWPR)仪器原始响应信号特征,提取地质信号、电阻率信号.结果表明:DWPR新型仪器结构对地层界面及电阻率敏感,可提供准确的实时地质导向信息;水槽实验和实际地质导向应用结果进一步验证了本文算法的实用性和高效性.
基于重、磁异常的西太平洋中段构造特征研究

西太平洋中段包含发育众多独立海山、海山链及海岭的西太平洋海山省(WPSP)、马里亚纳海沟和马里亚纳岛弧,其形成与演化与构造运动密切相关.研究区金属矿产、尤其是WPSP区域的富钴结壳资源较丰富,具有重要的研究意义.本文采用重、磁异常数据研究了西太平洋中段的构造特征.其中,采用归一化总水平导数垂向导数(NVDR-THDR)方法技术划分区域内的断裂,并采用欧拉反褶积深度反演方法得到断裂的视深度;采用深度约束下的双界面模型快速反演方法得到研究区莫霍面的起伏形态;同样采用NVDR-THDR方法技术识别NE向和NW向磁条带;采用重磁对应分析方法圈定研究区的火成岩,包括独立海山、海山链、海岭、马里亚纳岛弧型火成岩及大洋盆地溢流型玄武岩省.通过对研究区断裂分布、莫霍面深度、磁条带分布及火成岩分布的研究,得到了西太平洋中段的构造单元分布特征.马里亚纳海沟东侧,即WPSP区域内识别的断裂走向主要为NW(WNW)向和NE(ENE)向,而西侧,即马里亚纳岛弧区域识别的断裂与马里亚纳岛弧近N-S向的走向特征一致.研究区的大洋盆地溢流型玄武岩省呈NW向条带状展布、NE向块状分布的特征,并与独立海山、海山链和海岭相间分布.综合对西太平洋中段构造特征的研究,认为断裂对研究区的构造演化起到了重要作用.莫霍面深度在一级深大断裂两侧普遍存在突变;一些磁条带被断裂错断;火成岩的形成与分布也受控于断裂:独立海山、海山链、海岭及马里亚纳岛弧型火成岩位于莫霍面凹陷区,大洋盆地溢流型玄武岩省位于莫霍面隆起区.综合以上研究,划分了西太平洋中段的构造单元.在WPSP的构造单元呈NW向条带状展布、NE向块状分布的特征,而马里亚纳弧沟体系的构造单元呈近N-S向带状展布的特征.
关中聚落空间格局的山水人文营建经验研究

研究针对关中地区乡村聚落山水人文营建传统几近断裂的问题,结合乡村规划建设中传承地域文脉、重塑风貌特色、提振社群凝聚力等现实需求,运用“多源文本与空间比对互证”的方法,通过挖掘和解析15座关中经典古村落空间格局的历史形态,提炼“空间组织的层次性”、“内外环境的关联性”、“人文结构的引领性”等空间组构秩序,并从融合环境形势、凸显人文结构、强化景观体验等方面,揭示与阐释了具有现代意义的山水人文营建经验,旨在弘扬本土优秀营建传统、提升城乡保护与传承营建实效。
植物响应低硫胁迫的分子生物学机制研究进展

【目的】硫是植物生长发育所必需的营养元素之一。硫不仅参与半胱氨酸和蛋白质等初生代谢产物的合成,还参与硫代葡萄糖苷、植保素、植物螯合肽、维生素、辅酶A等次生代谢物质的合成。因此,适量的硫供给可促进植物生长发育,提高作物的产量和品质,增强植物耐受生物和非生物胁迫的能力。【主要进展】植物主要通过根系从土壤吸收硫酸盐,硫酸盐在植物体内通过ATP硫酸化酶、腺苷5'-磷硫酸还原酶、亚硫酸还原酶等催化转化为硫离子,再与乙酰丝氨酸反应在乙酰基丝氨酸硫醇裂解酶催化下形成半胱氨酸。越来越多研究揭示,植物对硫的吸收、同化、转运和再分配在分子层面受到精密调控;相应地,植物在转录、转录后、翻译、翻译后以及表观遗传层面应答低硫胁迫。硫胁迫在不同程度上上调或下调某些与硫吸收、转运、同化相关基因的转录或蛋白的翻译及降解,从而改变植物对硫的吸收利用,维持植物的生长发育,提高硫的吸收和利用效率。【研究展望】在转录水平是否还有其他转录因子调控植物低硫胁迫响应还有待挖掘;在转录后水平,是否存在新的miRNA可以调控硫响应基因的转录本丰度;在翻译后水平,转运子是如何被定位、修饰和降解;在表观遗传层面,DNA甲基化、组蛋白修饰以及RNA修饰如何调节硫的吸收和同化相关基因和蛋白的活动;以及硫与其他养分互作的分子机制等很多细节还不清楚,亟需进一步研究。
基于高光谱传感器的长江口表层悬浮泥沙质量浓度光谱曲线特征研究

悬浮泥沙质量浓度(SSC)是我国河口水体研究的重要水质参数之一,遥感测定SSC是一种重要的方法。为了研究遥感光谱数据和表层悬浮泥沙质量浓度(SSSC)之间的定量梯度关系,本文采集了长江口南汇嘴附近的表层沉积物,定量设计了SSSC的梯度变化值,利用ASD高光谱仪对不同质量浓度含沙水体进行了光学特性测量。结果表明,随着SSSC的增加,水体的光谱反射率曲线具有相似的形态,但也存在一定的差异。当SSSC < 36.59 mg/L时,光谱曲线仅在560 ~ 580 nm之间有1个反射峰;当SSSC > 52.69 mg/L时,光谱曲线第一反射峰位于570 ~ 710 nm,并在近红外波段780 ~ 820 nm处出现第二反射峰。光谱曲线第一峰值区间存在明显的“红移”现象,且波长的“红移”变化与SSSC的线性拟合R~2达到0.91,说明两者呈较强的线性相关性。在400 ~ 900 nm光谱范围内,600 ~ 860 nm波段对0 ~ 200 mg/L范围内的SSSC变化较敏感且比较稳定,740 ~ 900 nm波段对> 200 mg/L的SSSC的变化具有更强的响应能力。
碱性水电解制氢系统建模综述及展望

本文中以建模为重点对碱性水电解制氢系统的现状与展望进行综述。首先,对水电解制氢多种方式进行了对比分析,并重点阐述了碱性水电解制氢系统现状:碱性水电解制氢技术存在投资成本低、寿命长、规模大的特点,是现阶段实现“碳达峰”目标的重要手段。接着,在碱性水电解制氢系统建模方面定量地深入分析了电解槽能耗、气体纯度和温度与系统控制的影响机制。本研究为碱性水电解制氢技术的发展提供理论和技术支撑。
基于电化学热耦合模型的锂离子电池快充控制

现有的锂离子电池电化学机理模型,在快充控制过程中未考虑产热与化学反应之间的耦合关系,导致模型无法准确地描述电池内部的反应和状态。为进一步提高模型的预测能力,须在等温模型的基础上耦合产热模型,为此本文提出一种基于电化学热耦合的快充控制模型。首先将电化学热耦合模型参数进行分类,分析各种参数获取方式并进行精确测量和参数辨识。模型建立后,对模型精度进行验证的结果表明:在不同温度下,模型输出的端电压、负极电位和温度结果都达到了较高精度,说明模型适用于宽温度区间内的快充仿真。同时对模型中反应速率常数和环境温度参数进行了敏感性分析。之后,结合PID控制器对模型进行快充控制仿真,通过负极电位估计值实时调节并优化充电电流,实现了电池在宽温度区间内的无析锂快充电流仿真。最后,模型仿真结果与恒流充电对比验证表明,所提出的快充策略能使电池快速充电,同时避免析锂副反应的发生。
不同充电倍率下锂离子电池组冷却系统结构设计

针对锂离子电池组在不同充电倍率下最高温度和单体温度均匀性的要求,在构建动力电池热模型的基础上,以抑制电池组内最高温度和最大温差为目标,仿真分析了液冷板布置位置、流道设计和冷板出入口位置等因素对电池组温度的影响规律。仿真结果表明,本文所设计的冷却系统,在电池组以2C倍率充电时,最高温度可控制在35.5 ℃,温差不超过5 ℃。
面向碳中和的新能源汽车与车网互动技术展望

针对新型电力系统由于可再生能源的高比例渗透,而面临灵活性调节资源不足的问题,本文提出了以新能源汽车为核心的储能、氢能和智能耦合的交通能源电力一体化技术方案,并给出了相应的技术可行性、发展路线图和政策建议。测算结果显示,车载动力电池与电网互动是安全性高、成本低、规模大的分布式短周期储能方式,到2040年约3亿辆电动汽车装载200亿kW·h电池,其中灵活调节容量超过100亿kW·h,能满足短周期峰谷调节的需求。而由氢能交通带动的氢能多元利用,是长周期、集中式能量转换的理想方式,二者结合能满足我国2040年日内和季节性电力调峰需求,为双碳目标的达成提供有力支撑。
微纳结构超疏水表面液滴动态润湿特性研究

自然界中微纳复合结构超疏水表面由于其独特的润湿特性,在诸多领域展现出了良好的应用前景。然而目前研究往往针对静态润湿条件,与实际情况相去甚远。本文首先基于动力学力平衡原理,推导了柱状微纳结构表面抗润湿压力方程,确定了微柱分布密度对抗润湿压力的决定性作用;指出纳米结构抗润湿压力要大于微米结构抗润湿压力,二者存在相异性和时序性,由此导致微纳表面只存在六种润湿形态。然后进一步从热力学角度推导了液滴润湿过程的抗润湿能垒,对比分析了结构参数对微米、纳米结构抗润湿能垒的影响,指出了微、纳米结构对润湿形态的协同作用机制。研究结果可加深对微纳结构表面液滴动态润湿过程的理解,为制备稳定微纳结构超疏水表面提供参考。
交流电场中双液滴不聚并机理研究

本文采用高速显微实验研究了交流电场下双液滴的微观动力学行为,并基于电荷转移理论阐明了双液滴不聚并的理论机制。研究发现:在同一电场频率下,随着电场强度峰值增加,双水滴依次表现为聚并、部分聚并和不聚并行为。随着电场频率的提高,双水滴反弹次数明显增加,双水滴不聚并持续总时间显著延长。在高频交流电场中,液滴尖端射流产生大量极小子液滴,导致双水滴始终维持不聚并状态,为油包水乳状液中形成稳定的长水滴链提供了基础条件。
扰流结构微通道流动沸腾换热特性的数值研究

本文基于VOF模型和等温相变模型构建了三维微通道流动沸腾模型,并对布置扰流结构微通道的流动沸腾换热特性进行数值模拟,研究了微通道气泡流动形态,分析了扰流结构高度和入口速度对流动沸腾换热特性的影响规律。研究表明,扰流结构通过改变流向增加扰动,能够显著提高微通道的换热能力,换热系数随扰流结构高度的增加先增大后减小,壁面平均温差则相反;随着入口速度的增大,对流换热系数也变大,并且当入口速度较小时易出现因气泡堵塞通道而造成局部壁温过高的情况。
船舶中央冷却系统热负荷波动抑制器储放热特性研究

针对船舶动力装置中央冷却系统中存在的高功率热负荷波动问题,本文提出一种基于相变材料储热填充床换热器的热负荷波动抑制器。构建以低熔点金属镓为储热材料的相变储热填充床换热器,建立了换热器流动传热分析模型和相应的数值计算模型,并对其储放热性能进行了分析。给出了换热器整体的流动和传热无量纲关系曲线,分析了换热器储放热过程中温度、储热功率和储热量的变化特征,总结了换热器有效储热率随储热时间和放热时间的变化关系,分析了波动入口温度下换热器循环储放热特性。所构建的填充床换热器储热功率在400~450 kW量级,储热密度达320 MJ/m~3,在入口温度以(30±10)°C(周期5 min)正弦波动时,出口温度可稳定保持在(30±0.5)°C范围,可起到很好的温度缓冲作用,有效消除波动热负荷造成的不利影响。
基于中空纤维膜的半直接蒸发冷却器的性能分析

中空纤维膜半直接蒸发冷却器是一种水和空气不直接接触的蒸发冷却装置,具有高度选择透过性的中空纤维膜能够有效地解决空气中液滴夹带以及细菌滋生等问题。本文将中空纤维膜等效地转化为相同表面积的平板膜,建立数学模型并求解,用实验验证模型的准确性。研究入口空气温湿度、入口空气流量、入口水温及入口水流量对中空纤维膜半直接蒸发冷却器性能的影响。结果表明,水的入口参数(相较于空气入口参数而言)对半直接蒸发冷却器性能的影响很小,该半直接蒸发冷却装置在炎热干燥的环境中具有更大的优势。
锂硫电池综合性能协同提升策略

锂硫电池具有高比能、低成本、环境友好等优点,是最具发展潜力的下一代二次电池体系之一.受限于硫的本征绝缘性、多硫化锂的穿梭效应、界面副反应、锂枝晶生长等问题,锂硫电池的商业化应用还面临着诸多挑战.本文结合本课题组近年来在锂硫电池领域的相关研究进展,提出了硫正极反应机制的调控、电极结构设计、电解质改性优化策略,实现了锂硫电池综合性能的协同提升;最后对锂硫电池的发展进行了展望.
太赫兹光热电探测方法研究进展

太赫兹波拥有独特的物理特性,在安检成像、通信、无损检测和生物医学等许多领域具有广阔的应用前景.在太赫兹探测系统中,太赫兹探测器是直接影响系统性能的核心器件之一.目前,室温太赫兹探测方法主要分为电子学方法和光热探测方法两类.受制于器件的截止频率,电子学方法难以应用于中高频段太赫兹探测;受制于器件较慢的响应速度,光热效应方法通常难以应用于高速太赫兹探测.光热电探测方法是最近十几年发展的光探测方法, 2014年之后成为太赫兹探测领域的研究热点.相较于电子学方法和传统的光热探测方法,光热电探测方法具有大带宽、零偏压、高速、室温工作等明显优势,非常具有竞争力.本文综述了太赫兹光热电探测技术的最新研究进展,阐述了光热电效应的基本原理和光热电太赫兹探测器的主要性能参数,在此基础上分析总结了太赫兹光热电探测器主要实现方法和研究现状,并对其未来发展方向进行了展望.
固体废物无害化精准定量评估及科学启示:以典型工业废物为例

日益激增的固体废物与环境安全、资源安全、产业安全密切相关,无害化是固体废物管理的根本目的,如何对其进行精准定量评估一直未得到有效解决.本研究利用可去除性刻画无害化,基于统计熵理论和有害物质污染分级,对典型工业固体废物中有害物质可去除性进行理论核算,定量评估了当前技术条件下固体废物无害化和资源化的边界.结果显示,典型工业固体废物可去除性范围为11~66 bit~(–1);有害物质种类、稳定性及含量对可去除性影响明显,固体废物中有害物质的稳定性较高,需要额外供给能量改变其物相组成或价态,使其更易富集脱除或固化稳定,但去除性的提升具有效率限制,临界值与初始可去除性相关;对比矿床开采最低工业品位,发现工业废物中50%以上有害物质的可去除性低于最低工业品位条件下的可去除限值;现有技术下,只有金尾矿、钢渣、粉煤灰等6种工业废物去除指数大于0,适宜采用物质回收的方式实现有害物质去除,通过资源化途径降低固体废物的环境属性,其余工业废物环境属性较强,无法通过该方式实现有害物质去除或不具备经济可行性.工业废物中有害物质可去除性差异小,难以通过同一技术进行定向分离去除.因此,应将环境属性纳入固体废物分级分类方式,通过全过程无害化精准核算,协助再生资源行业进行有害物质治理和资源化开发方案设计,指导固体废物处理处置技术升级更新.
注意引导绑定:冲突适应研究整合的路径

冲突适应反映了基于目标导向行为的适应性认知控制,对个体适应环境具有重要意义.研究者主要从注意调节与记忆学习两个视角来解释冲突适应.前者强调注意资源调整在冲突适应中的作用,认为注意资源在目标刺激和干扰刺激间的分配(干扰刺激相比于目标刺激得到更少的注意资源)导致冲突适应;后者则强调记忆学习导致冲突适应的实现,即刺激与反应之间的绑定与解绑触发冲突适应.然而,由于研究侧重点不同,前人主要对两种视角分别进行探讨,不利于考察和理解冲突适应的全貌.因此,本文将基于偏向竞争模型和平行分布加工模型整合上述两种视角,并提出冲突适应的适切路径——注意引导的绑定学习假设.具体来说,冲突适应既需要通过任务目标要求来引导注意资源的分配,又需要通过绑定学习来增强“刺激-反应”的记忆表征,最终促进个体冲突适应行为的实现.注意引导的绑定学习假设为深入理解冲突适应的内在机制提供了整合的参考框架,并且为改善个体的冲突适应能力提供了可探寻的新方向.
Carbon sequestration of Chinese forests from 2010 to 2060: spatiotemporal dynamics and its regulatory strategies

Forestation is important for sequestering atmospheric carbon, and it is a cost-effective and nature-based solution (NBS) for mitigating global climate change. Here, under the assumption of forestation in the potential plantable lands, we used the forest carbon sequestration (FCS) model and field survey involving 3365 forest plots to assess the carbon sequestration rate (CSR) of Chinese existing and new forestation forests from 2010 to 2060 under three forestation and three climate scenarios. Without considering the influence of extreme events and human disturbance, the estimated average CSR in Chinese forests was 0.358 ± 0.016 Pg C a~(-1), with partitioning to biomass (0.211 ± 0.016 Pg C a~(-1)) and soil (0.147 ± 0.005 Pg C a~(-1)), respectively. The existing forests account for approximately 93.5% of the CSR, which will peak near 2035, and decreasing trend was present overall after 2035. After 2035, effective tending management is required to maintain the high CSR level, such as selective cutting, thinning, and approximate disturbance. However, new forestation from 2015 in the potential plantable lands would play a minimal role in additional CSR increases. In China, the CSR is generally higher in the Northeast, Southwest, and Central-South, and lower in the Northwest. Considering the potential losses through deforestation and logging, it is realistically estimated that CSR in Chinese forests would remain in the range of 0.161-0.358 Pg C a~(-1) from 2010 to 2060. Overall, forests have the potential to offset 14.1% of the national anthropogenic carbon emissions in China over the period of 2010-2060, significantly contributing to the carbon neutrality target of 2060 with the implementation of effective management strategies for existing forests and expansion of forestation.
Long-term exposure to genistein inhibits the proliferation of gallbladder cancer by downregulating the MCM complex

Soy isoflavones are natural tyrosine kinase inhibitors closely associated with decreased morbidity and mortality of various tumors. The activation of tyrosine kinases such as ERBB2 is the mechanism by which cholecystitis transforms into gallbladder cancer (GBC), therefore, it is important to investigate the relationship between long-term exposure to soy isoflavones and the occurrence and progression of GBC. This case-control study (n = 85 pairs) found that the high level of plasma soy isoflavoneDgenistein (GEN) was associated with a lower risk of gallbladder cancer (≥326.00 ng/mL compared to ≤19.30 ng/mL, crude odds ratio 0.15, 95% CI 0.04-0.59; P for trend = 0.016), and that the level of GEN exposure negatively correlated with Ki67 expression in GBC tissue (n = 85). Consistent with these results, the proliferation of GBC cells was inhibited in the long-term exposure models of GEN in vitro and in vivo. The long-term exposure to GEN reduced the tyrosine kinase activity of ERBB2 and impaired the function of the PTK6-AKT-GSK3β axis, leading to downregulation of the MCM complex in GBC cells. In summary, long-term exposure to GEN associated with soy products intake might play a certain role in preventing GBC and even inhibiting the proliferation of GBC cells.
Chemical adsorption on 2D dielectric nanosheets for matrix free nanocomposites with ultrahigh electrical energy storage

Relaxor ferroelectric polymers display great potential in capacitor dielectric applications because of their excellent flexibility, light weight, and high dielectric constant. However, their electrical energy storage capacity is limited by their high conduction losses and low dielectric strength, which primarily originates from the impact-ionization-induced electron multiplication, low mechanical modulus, and low thermal conductivity of the dielectric polymers. Here a matrix free strategy is developed to effectively suppress electron multiplication effects and to enhance mechanical modulus and thermal conductivity of a dielectric polymer, which involves the chemical adsorption of an electron barrier layer on boron nitride nanosheet surfaces by chemically adsorbing an amino-containing polymer. A dramatic decrease of leakage current (from 2.4 × 10~(-6) to 1.1 × 10~(-7) A cm~(-2) at 100 MV m~(-1)) and a substantial increase of breakdown strength (from 340 to 742 MV m~(-1)) were achieved in the nanocompostes, which result in a remarkable increase of discharge energy density (from 5.2 to 31.8 J cm~(-3)). Moreover, the dielectric strength of the nanocomposites suffering an electrical breakdown could be restored to 88% of the original value. This study demonstrates a rational design for fabricating dielectric polymer nanocomposites with greatly enhanced electric energy storage capacity.
Revealing the interface-rectifying functions of a Li-cyanonaphthalene prelithiation system for SiO electrode

Chemical prelithiation is regarded as a crucial method for improving the initial Coulombic efficiency (ICE) of Li-storage anodes. Herein, a substituent-engineered Li-cyanonaphthalene chemical prelithiation system is designed to simultaneously enhance the ICE and construct a multifunctional interfacial film for SiO electrodes. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), electron energy-loss spectroscopy (EELS), nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and atomic force microscopy (AFM) prove that the Li-cyanonaphthalene prelithiation reagent facilitates the formation of a rectified solid electrolyte interface (SEI) film in two ways: (1) generation of a gradient SEI film with an organic outer layer (dense Ncontaining organics, ROCO_2Li) and an inorganic LiF-enriched inner layer; (2) homogenization of the horizontal distribution of the composition, mechanical properties and surface potential. As a result, the prelithiated SiO electrode exhibits an ICE above 100%, enhanced CEs during cycling, better cycle stability and inhibition of lithium dendrite formation in the overcharged state. Notably, the prelithiated hard carbon/ SiO (9:1)||LiCoO_2 cell displays an enhancement in the energy density of 62.3%.
Interfacial thermodynamics-inspired electrolyte strategy to regulate output voltage and energy density of battery chemistry

The electrochemical behaviors of battery chemistry, especially the operating voltage, are greatly affected by the complex electrode/electrolyte interface, but the corresponding basis understanding is still largely unclear. Herein, the concept of regulating electrode potential by interface thermodynamics is proposed, which guides the improvement of the energy density of Zn-MnO_2 battery. A cationic electrolyte strategy is adopted to adjust the charge density of electrical double layer, as well as entropy change caused by desolvation, thus, achieving an output voltage of 1.6 V (vs. Zn~(2+)/Zn) and a capacity of 400 mAh g~(-1). The detailed energy storage behaviors are also analyzed in terms of crystal field and energy level splitting. Furthermore, the electrolyte optimization benefits the efficient operation ofZn-MnO_2 battery by enabling a high energy density of 532 Wh kg~(-1) based on the mass of cathode and a long cyclic life of more than 500 cycles. This work provides a path for designing high-energy-density aqueous battery via electrolyte strategy, which is expected to be extended to other battery systems.
Exceptional high-strain-rate tensile mechanical properties in a CrCoNi medium-entropy alloy

Alloys with combined outstanding strength and excellent ductility are highly desirable for many structural applications.However,alloys subjected to deformation at very high strain rates and/or cryogenic temperatures usually suffer from very limited ductility.Here,we demonstrate that a bulk CrCoNi medium-entropy alloy presents exceptional combination of high strength and excellent ductility during deformation at high strain rates over a wide temperature range.Full tensile stress-strain curves at a high strain rate of 2000 s~(-1) and temperatures down to 77K were successfully obtained using an electromagnetic Hopkinson tension bar system attached with a cooling device,revealing high true ultimate tensile strength (σ_(UTS,T)) of 1.8 GPa and true strain of ~54% at σ_(UTS,T).These outstanding mechanical properties were mainly attributed to profuse deformation twinning.Both high strain rate and cryogenic temperature promoted deformation twinning.Grain refinement caused by deformation twinning,dislocation slip and dynamic recrystallisation added to work hardening and the excellent tensile strain.
Enabling kinetically fast activation of carbon nanotube@nickel selenide through pore-phase dual regulation in aqueous zinc battery

Metal chalcogenide compounds can be used as high-performance cathodes for aqueous Zn batteries.However,the low accessible surfaces and violent volumetric expansion limit their properties and applications.To address these,phase-engineering strategies coupled with a hollow structure were applied to regulate the adsorption/desorption of OH- on the electrode surface and enhance the electrochemical performance.In this study,using a Se@C nanorod template,a series of carbon nanotube (CNT)-supported nickel selenides,including cubic NiSe_2,NiSe_2/Ni_(0.85)Se composites,and hexagonal Ni_(0.85)Se,were synthesized through an in situ selenylation process for the first time.Due to the large specific surface,high porosity,and hollow carbon skeleton,the optimized NiSe_2/Ni_(0.85)Se/CNT has a high specific capacity of 616C g~(-1),excellent rate capability,and stable cycling performance.In addition,its inside Faradic mechanism was investigated using a series of ex situ characterizations and density functional theory calculations.Thus,the fabricated Ni//Zn battery presents a high energy density of 311.4Wh kg~(-1) at 3485Wkg~(-1) and long cycling life.This study offers an ingenious strategy for designing nickel selenide electrodes and deeper perception for its Faradic mechanism in alkaline Zn battery.