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踝关节有限元模型的特性及临床应用 被引量:1
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作者 张楠 孟庆华 鲍春雨 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第9期2343-2349,共7页
背景:踝关节是人体中最复杂的关节之一,包括腓骨、胫骨及距骨等骨性结构,以及韧带、肌肉和肌腱等软组织。有限元模型作为一种重要的工程分析技术,已广泛应用于生物工程研究的各个领域。然而,很少有文献介绍踝关节有限元模型的每个解剖... 背景:踝关节是人体中最复杂的关节之一,包括腓骨、胫骨及距骨等骨性结构,以及韧带、肌肉和肌腱等软组织。有限元模型作为一种重要的工程分析技术,已广泛应用于生物工程研究的各个领域。然而,很少有文献介绍踝关节有限元模型的每个解剖结构应选择什么样的材料性能,以满足不同的研究目的。目的:在前人踝关节有限元研究的基础上,总结踝关节有限元模型建模方法、材料特性、模型验证以及临床和康复应用。方法:检索PubMed数据库、中国知网,检索时限为2000-2024年,英文检索词为“ankle joint,finite elements,material selection,ligament injury,osteoarthritis等”;中文检索词为“踝关节,有限元,材料选择,韧带损伤,骨关节炎等”,对入选的71篇文献进行归纳总结。结果与结论:①踝关节结构复杂,准确的解剖结构和材料是建立仿真模型的基础;②踝关节的有限元建模可以深入了解踝关节的生物力学特性,开发新的置入材料,预测踝关节疾病,改进手术技术,并指导康复锻炼;③过去的研究大多没有考虑体温和关节液对模型的影响,未来需要解决这个问题;此外,踝关节作为下肢重要的负重关节,还可以进行屈曲、伸展和旋转活动,踝关节有限元模型模拟复杂运动将是未来研究的重点。 展开更多
关键词 踝关节 有限元 生物力学 材料选择 韧带损伤 骨关节炎
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复杂变化水力环境下的草鱼稳定偏好水流速度
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作者 石小涛 包春鹏 +8 位作者 王妍 徐勖 苏歆懿 吴帅 宋年雄 陈小龙 孙钧键 王远铭 李敏讷 《水产学报》 北大核心 2026年第1期131-141,共11页
【目的】为探究草鱼在复杂变化水力环境下是否存在稳定的自主偏好水流速度范围。【方法】以长江流域重要经济鱼类草鱼(全长20.5~25.5 cm)为对象,在开放自循环变频水槽中设置3种沿水流方向等宽平行分布的流速范围,并设置包含3种不同流速... 【目的】为探究草鱼在复杂变化水力环境下是否存在稳定的自主偏好水流速度范围。【方法】以长江流域重要经济鱼类草鱼(全长20.5~25.5 cm)为对象,在开放自循环变频水槽中设置3种沿水流方向等宽平行分布的流速范围,并设置包含3种不同流速(低、中、高)的所有组合工况,分别为工况Ⅰ(高-低-中工况,0.65-0.32-0.47 m/s)、工况Ⅱ(低-高-中工况,0.27-0.78-0.48 m/s)与工况Ⅲ(低-中-高工况,0.23-0.43-0.91 m/s),对比分析草鱼在3种复杂变化水力环境工况下的自主上溯行为,通过将背景流场与鱼类运动轨迹相耦合,结合两者概率密度函数布尔运算量化草鱼偏好流速范围。【结果】①草鱼在3种复杂变化水力环境中的停留时间随流速减小而延长,偏好选择低、中流速区而避开高流速区;②3种工况下,草鱼均偏好停留在靠近水槽边壁的低、中流速区域,偏好流速范围分别为工况Ⅰ:0.40~0.45 m/s与0.60~0.67 m/s、工况Ⅱ:0.41~0.50 m/s与工况Ⅲ:0.18~0.31 m/s;③背景流速概率密度分布相似时(如工况Ⅰ与工况Ⅱ),草鱼存在稳定的偏好流速范围,为0.41~0.45 m/s,当背景流速概率密度分布不同时(如工况Ⅲ与工况Ⅰ、Ⅱ),草鱼的偏好流速不同,其偏好背景流速中概率密度分布较高且流速较低的区域。【结论】草鱼均偏好3种工况下的低、中流速区,且在复杂变化水力环境中草鱼存在稳定偏好水流速度。本研究结果可为塑造符合鱼类生态习性的鱼道水力环境及鱼类栖息地生境修复方案提供科学参考。 展开更多
关键词 草鱼 复杂变化流场 偏好流速 游泳行为 鱼类保护
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利用赤泥制备Fe_(x)O_(y)/BaTiO_(3)/C复合材料及其吸波性能研究
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作者 力国民 李凌霄 +3 位作者 杜秀宁 贾琨 张克维 梁丽萍 《燃料化学学报(中英文)》 北大核心 2026年第1期108-119,共12页
为了实现赤泥的资源化利用,本工作以赤泥为铁源,以可溶性淀粉为碳源,采用溶胶凝胶法和固相反应法制备Fe_(x)O_(y)/BaTiO_(3)/C复合微波吸收材料。利用钛酸四丁酯和乙酸钡,经溶胶凝胶反应得到BaTiO_(3)前驱体溶胶,将其与赤泥、可溶性淀... 为了实现赤泥的资源化利用,本工作以赤泥为铁源,以可溶性淀粉为碳源,采用溶胶凝胶法和固相反应法制备Fe_(x)O_(y)/BaTiO_(3)/C复合微波吸收材料。利用钛酸四丁酯和乙酸钡,经溶胶凝胶反应得到BaTiO_(3)前驱体溶胶,将其与赤泥、可溶性淀粉混合均匀。固相反应过程中,赤泥中的Fe_(2)O_(3)经原位碳热还原转化为Fe_(3)O_(4)、Fe,均匀分布于材料内部,BaTiO_(3)则呈针棒状。实验结果表明,通过调节固相反应温度和原料配比,可以对复合材料的物相组成、微观形貌与吸波性能进行优化。当反应温度为700℃时,RmBTS-700-1.2在涂层厚度为2.0 mm时的最低反射损耗值为-16.0 dB,有效吸收带宽可达3.0 GHz,而RmBTS-700-1.8在涂层厚度为2.0 mm时对应10.7 GHz处的最低反射损耗值为-32.6 dB。本研究制备的Fe_(x)O_(y)/BaTiO_(3)/C复合微波吸收材料兼具较强的介电损耗能力和磁损耗能力,开辟了赤泥的综合利用新途径,助推碳中和、碳达峰目标的实现。 展开更多
关键词 赤泥 钛酸钡 固相反应 复合微波吸收材料
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负载去铁胺海藻酸锶水凝胶促进大鼠颅骨损伤的修复
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作者 王浩 何秦 +2 位作者 王枰稀 张骏 吴治林 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第14期3609-3617,共9页
背景:近年来,海藻酸盐水凝胶被广泛应用于骨组织工程中,以促进骨的再生。研究表明,去铁胺可促进血管生成和骨再生。目的:构建海藻酸锶/去铁胺水凝胶,分析该水凝胶的促血管形成与骨再生能力。方法:①采用化学交联法制备海藻酸锶水凝胶与... 背景:近年来,海藻酸盐水凝胶被广泛应用于骨组织工程中,以促进骨的再生。研究表明,去铁胺可促进血管生成和骨再生。目的:构建海藻酸锶/去铁胺水凝胶,分析该水凝胶的促血管形成与骨再生能力。方法:①采用化学交联法制备海藻酸锶水凝胶与海藻酸锶/去铁胺水凝胶,扫描电镜观察水凝胶的微观形貌。将海藻酸锶水凝胶与海藻酸锶/去铁胺水凝胶分别与大鼠骨髓间充质干细胞共培养,通过活死细胞染色和CCK-8检测评估水凝胶的细胞毒性。将两种水凝胶分别与大鼠骨髓间充质干细胞进行成骨诱导培养,通过碱性磷酸酶染色、茜素红染色和骨桥蛋白免疫荧光染色分析成骨分化情况。将两种水凝胶浸提液分别与人脐静脉内皮细胞共培养,通过小管形成实验和CD31免疫荧光染色分析血管形成情况。②在18只SD大鼠颅骨部位制作5 mm的圆形骨缺损,随机分3组干预,每组6只,对照组不进行任何干预,其余两组分别注射海藻酸锶水凝胶与海藻酸锶/去铁胺水凝胶。术后8周,通过Micro-CT检测与苏木精-伊红、Masson染色分析骨修复情况。结果与结论:①扫描电镜下可见两种水凝胶均呈疏松多孔的结构;活死细胞染色和CCK-8检测显示,两种水凝胶无细胞毒性;碱性磷酸酶染色、茜素红染色和骨桥蛋白免疫荧光染色分析显示,两种水凝胶均可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化;小管形成实验和CD31免疫荧光染色分析显示,相较于海藻酸锶水凝胶,海藻酸锶/去铁胺水凝胶可促进血管形成。②大鼠颅骨缺损实验Micro-CT检测显示,海藻酸锶/去铁胺组新骨形成明显多于对照组、海藻酸锶组;苏木精-伊红、Masson染色显示,海藻酸锶/去铁胺组新骨形成与胶原沉积明显优于对照组、海藻酸锶组。③结果表明,海藻酸锶/去铁胺水凝胶具有良好的促血管形成与骨再生能力。 展开更多
关键词 海藻酸锶 水凝胶 去铁胺 骨损伤修复 骨再生 工程化骨材料
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相变材料对光伏自适应表皮的控温提效作用研究
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作者 韩昀松 张俊峰 +1 位作者 胡佐鉴 卢艳玲 《包装工程》 北大核心 2026年第1期1-9,共9页
目的长时间太阳光照射会导致光伏自适应表皮表面温度升高,发电功率降低,如何解决光伏自适应表皮散热是提高太阳能利用效率,延长使用寿命的关键问题。相变控温是解决光伏自适应表皮散热的有效方法,但不同温度下,相变材料对于光伏自适应... 目的长时间太阳光照射会导致光伏自适应表皮表面温度升高,发电功率降低,如何解决光伏自适应表皮散热是提高太阳能利用效率,延长使用寿命的关键问题。相变控温是解决光伏自适应表皮散热的有效方法,但不同温度下,相变材料对于光伏自适应表皮的控温提效作用仍有待研究。方法本文搭建了相变材料光伏自适应表皮模块实验台,分析在18、24和30℃的环境温度下,RT28、RT48、RT60和混合相变材料对光伏模块表面温度和发电功率的影响。结果在30℃的环境温度下,相较于无相变材料的对照组,封装有混合相变材料的实验组光伏自适应表皮模块最高温度降低了23.13%,平均温度降低了27.07%;光伏自适应表皮模块的最低发电功率提升了38.19%,平均发电功率提升了27.38%。结论相变材料控温性能受环境温度影响,光伏自适应表皮应选用相变温度与环境温度相匹配的相变材料作为控温材料,可达到最佳控温效果。在环境温度变化较大的条件下,混合相变材料具有更优的光伏自适应表皮降温和发电功率提升效果。 展开更多
关键词 光伏发电 相变材料 自适应表皮 实验研究
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生物材料与骨再生:研究热点及有影响力的500篇文献分析
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作者 姜侃 阿力木江·阿不都肉苏力 +3 位作者 沙拉依丁·艾尔西丁 艾克拜尔江·艾赛提 库提鲁克·守克尔 艾克热木江·木合热木 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第2期528-536,共9页
背景:新型生物材料不仅提供必要的机械支撑,还能促进细胞增殖和分化、诱导骨再生,从而改善治疗效果,为骨再生技术的发展提供了新的视角和方法。目的:通过文献计量学方法可视化分析生物材料在骨再生领域的研究状况及发展前景。方法:在Web... 背景:新型生物材料不仅提供必要的机械支撑,还能促进细胞增殖和分化、诱导骨再生,从而改善治疗效果,为骨再生技术的发展提供了新的视角和方法。目的:通过文献计量学方法可视化分析生物材料在骨再生领域的研究状况及发展前景。方法:在Web of Science核心数据库中,精选了数据库建库至2024-09-24关于骨再生和生物材料领域最具影响力的文献500篇,运用VOSviewer和CiteSpace两款工具进行深入的计量学可视化分析,以揭示该领域的研究趋势和核心文献结果与结论:在所选的500篇文献中,中国和美国在发表论文数量和被引用率方面均占据领先地位,而常江是发文最多的作者,发表文章最多的期刊为Acta Biomaterialia。骨再生和材料学是一个跨学科的研究范畴,涵盖了材料科学、生物医学工程、细胞生物学、分子生物学等多个学科领域。骨修复材料的研究正从传统的生物惰性材料向生物活性材料转变,这些材料不仅提供机械支撑,还能促进细胞增殖和分化,诱导骨再生。合成骨修复材料因丰富的来源、可调节的物理化学特性以及较低的免疫排斥和疾病传播风险,正逐渐替代传统材料,成为临床骨移植手术的首选。研究者们正在不断改进这些材料的生物相容性、仿生特性、骨传导性和骨诱导性,使其更接近天然骨,前沿主要集中在生物活性陶瓷、3D打印、水凝胶、壳聚糖、羟基磷灰石等材料。新型材料在骨再生领域中的作用至关重要,随着材料科学技术的不断进步,这些新型材料在骨再生领域的应用前景非常广阔,有望为骨缺损治疗提供更为有效和个性化的治疗方案。 展开更多
关键词 骨再生 生物材料 文献计量学 骨科学 组织工程 可视化 Cite space VOSviewer 工程化材料
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基于Space P和K-means的货运航司航线网络特征分析研究
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作者 罗凤娥 卫昌波 +1 位作者 韩晓彤 郭玲玉 《现代电子技术》 北大核心 2026年第1期102-107,共6页
针对航空货运行业的迅速扩张,航空货运网络结构变得更加复杂,文中通过Space P建模方法构建了货运航空公司航线网络模型,并运用K-means聚类算法对网络进行了深入分析。选取度、平均路径长度、聚类系数和中间度等关键网络特性指标对航线... 针对航空货运行业的迅速扩张,航空货运网络结构变得更加复杂,文中通过Space P建模方法构建了货运航空公司航线网络模型,并运用K-means聚类算法对网络进行了深入分析。选取度、平均路径长度、聚类系数和中间度等关键网络特性指标对航线网络进行层次化分类,揭示了网络的复杂特征和层次结构。通过仿真实验评估了网络的小世界特性,并利用轮廓系数得到不同K值下的聚类结果,进而确定最优聚类结果。同时,模拟了航线网络在遭受攻击时的鲁棒性,实验结果表明:在航线网络较为脆弱的情况下,该方法为货运航司航线网络的优化和抗风险能力的提升提供了重要参考。 展开更多
关键词 航空货运 Space P 航线网络 复杂网络 聚类算法 网络特征
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纳米材料改性硅酸盐水泥基注浆材料试验研究
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作者 王刚 蔡晋 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期197-204,共8页
目的 针对岩体微裂隙注浆加固防渗工程出现的问题,开展纳米材料改性硅酸盐水泥基注浆材料试验研究。方法 通过田口-灰色关联优化分析方法和正交试验研制一种纳米材料改性的硅酸盐水泥基注浆材料,并基于田口方法的信噪比分析研究纳米碳... 目的 针对岩体微裂隙注浆加固防渗工程出现的问题,开展纳米材料改性硅酸盐水泥基注浆材料试验研究。方法 通过田口-灰色关联优化分析方法和正交试验研制一种纳米材料改性的硅酸盐水泥基注浆材料,并基于田口方法的信噪比分析研究纳米碳酸钙掺量、聚羧酸减水剂掺量、超细粉煤灰掺量和水灰比对注浆材料的黏度、析水率、凝结时间和结石体强度等基本性能的影响规律。结果 正交试验结果表明:通过田口-灰色关联优化分析得出的最优配比下的注浆材料具有较好的流动性能和力学性能,保证了注浆材料的可注性和加固效果。信噪比分析表明:纳米碳酸钙对注浆材料流动性能影响较大,随着纳米碳酸钙掺量增加,注浆材料黏度升高,析水率逐渐降低,结石体28 d强度先增加后减小;聚羧酸减水剂有助于降低注浆材料黏度,但会导致凝结时间延长、析水率提高,对结石体28 d强度影响较小;超细粉煤灰有助于降低注浆材料黏度,但对缩短凝结时间和提高结石体28 d强度不利;水灰比对析水率、凝结时间和结石体28 d强度的影响最为显著,随着水灰比增加,注浆材料的流动性能改善,但会导致凝结时间延长、结石体28 d强度降低。结论 纳米材料改性硅酸盐水泥基注浆材料具有较好的流动性、稳定性和力学性能,研究结果可为实际注浆工程的材料选择提供理论和试验依据。 展开更多
关键词 注浆材料 正交试验 田口方法 纳米碳酸钙 微裂隙
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纳米珍珠粉水溶性基质对小鼠成纤维细胞增殖、迁移及凋亡的影响
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作者 陈灵 毛秋华 +1 位作者 徐普 张文柏 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第2期338-344,共7页
背景:珍珠粉富含多种活性成分,可促进成纤维细胞增殖及迁移,从而促进创面愈合和皮肤组织再生。然而,纳米珍珠粉水溶性基质对小鼠成纤维细胞L929增殖、迁移及凋亡的影响尚未报道。目的:探究纳米珍珠粉水溶性基质对小鼠成纤维细胞L929增... 背景:珍珠粉富含多种活性成分,可促进成纤维细胞增殖及迁移,从而促进创面愈合和皮肤组织再生。然而,纳米珍珠粉水溶性基质对小鼠成纤维细胞L929增殖、迁移及凋亡的影响尚未报道。目的:探究纳米珍珠粉水溶性基质对小鼠成纤维细胞L929增殖、迁移及凋亡的影响。方法:将第6代L929细胞分5组培养:阴性对照组不加入任何材料,阳性对照组加入PBS,水溶性基质低、中、高质量浓度组分别加入10,25,40μg/mL的纳米珍珠粉水溶性基质,采用MTT法检测细胞增殖,Transwell小室实验检测细胞迁移能力,流式细胞术检测细胞凋亡率,Western blot检测凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2和Caspase-1的表达。结果与结论:①MTT检测与Transwell小室实验结果显示,纳米珍珠粉水溶性基质可促进L929细胞的增殖与迁移,并且具有浓度依赖性;②流式细胞术与Western blot检测结果显示,纳米珍珠粉水溶性基质可降低L929细胞凋亡率及Bax、Caspase-1的蛋白表达,提高Bcl-2蛋白的表达,并且具有浓度依赖性;③结果表明,纳米珍珠粉水溶性基质在高质量浓度的处理下,可以抑制细胞的凋亡。结果表明,纳米珍珠粉水溶性基质可促进成纤维细胞的增殖、迁移,抑制成纤维细胞的凋亡。 展开更多
关键词 纳米珍珠粉 水溶性基质 小鼠成纤维细胞 增殖 迁移 凋亡 工程化皮肤材料
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从自然结构到先进光子器件:木材仿生光学的启迪与重构
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作者 李坚 尹伟明 陈志俊 《东北林业大学学报》 北大核心 2026年第1期1-8,共8页
木材作为一种古老而丰富的天然材料,其价值长期以来主要局限于结构与燃料领域。然而,随着纳米技术与仿生学的交叉融合,一门新兴的交叉科学——木材仿生光学应运而生。该学科旨在解码木材微观结构中蕴含的光学原理,并以此为灵感,设计与... 木材作为一种古老而丰富的天然材料,其价值长期以来主要局限于结构与燃料领域。然而,随着纳米技术与仿生学的交叉融合,一门新兴的交叉科学——木材仿生光学应运而生。该学科旨在解码木材微观结构中蕴含的光学原理,并以此为灵感,设计与制备具有优异性能的新型光子材料与器件。论文系统阐述木材仿生光学的研究背景,揭示其从“材料对象”到“灵感源泉”的范式转变;深入剖析木材仿生光学的研究内涵,将其划分为结构解析、原理探究与仿生重构三个核心层次;并详细论述该领域的主要研究内容,涵盖对木材自身光学现象的深入理解,以及由此启发的仿生制备策略。在此基础上,文章进一步探讨木材仿生光学在推动可持续发展、促进多学科融合及启发颠覆性技术方面的深远意义。最后,全文总结当前研究面临的挑战,并对未来的发展方向,如动态响应光子材料、与生命功能的集成、计算辅助设计及面向“碳达峰、碳中和”的生物基光子学战略等进行了展望。论文旨在系统梳理木材仿生光学的知识体系,为该领域的深入发展与创新应用提供理论参考和方向指引。 展开更多
关键词 木材仿生 仿生光学 结构色 室温磷光 可持续材料 光子器件
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青贮饲料收获机自动跟随抛送系统研究现状与发展趋势
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作者 张姬 孙振洋 +3 位作者 宋占华 于镇伟 闫云鹏 田富洋 《农机化研究》 北大核心 2026年第2期284-292,共9页
青贮饲料因具有生产成本低、收获效益高、原料易得和营养均衡等优点,逐渐成为畜牧产业的主要饲料。传统青贮收获作业中人工依赖度高、抛料均匀性不足且抛送筒控制人员存在一定的安全隐患。青贮饲料收获机自动跟随抛送系统通过信息采集... 青贮饲料因具有生产成本低、收获效益高、原料易得和营养均衡等优点,逐渐成为畜牧产业的主要饲料。传统青贮收获作业中人工依赖度高、抛料均匀性不足且抛送筒控制人员存在一定的安全隐患。青贮饲料收获机自动跟随抛送系统通过信息采集设备实时获取料箱位置与环境动态信息,根据设定的青贮饲料填充模式进行抛送作业,解析填充状态,同时液压伺服控制系统根据识别定位情况动态调节抛送筒旋转角度与出料高度,实现青贮饲料落料点的控制。本文系统综述了当前国内外青贮饲料收获机自动跟随抛送系统的研究现状;分析了机器视觉、激光雷达与传感器在自动抛送系统中的工作原理与具体应用方法;针对我国青贮饲料收获机自动跟随抛送系统发展存在的问题,提出了研发多模态感知架构、开发高动态液压伺服系统与低惯量抛送筒材料、构建“青贮机-伴随车”群体协同作业模式的建议;同时,对青贮饲料收获机自动跟随抛送系统的发展方向进行预测,以期为我国青贮饲料收获机自动跟随抛送系统的研究提供参考。 展开更多
关键词 青贮饲料收获机 自动跟随抛送系统 机器视觉 激光雷达 目标检测
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农业生产系统绿色转型的实现机制——基于“刺激-反应”模型的案例研究
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作者 黄凤 田泽 李孝忠 《世界农业》 2026年第1期88-102,共15页
农业绿色发展是实现农业高质量发展的必然要求。本文结合“刺激-反应”模型,探究了农业生产系统绿色转型的内在机制。研究发现:①持续性农业绿色生产的实现,是农业生产主体、农业生产系统和外部环境间通过适应性演化,促进非绿色农业生... 农业绿色发展是实现农业高质量发展的必然要求。本文结合“刺激-反应”模型,探究了农业生产系统绿色转型的内在机制。研究发现:①持续性农业绿色生产的实现,是农业生产主体、农业生产系统和外部环境间通过适应性演化,促进非绿色农业生产秩序瓦解、绿色农业生产秩序形成与巩固跃迁的复杂适应过程。②从“为何(Why)”的角度看,农业生产系统绿色转型进程中,涌现和演化是微观主体行为和宏观系统秩序演变的沟通机制。从“如何(How)”的角度看,适应调适机制、主体协同机制、环境联动机制、反馈强化机制是农业生产系统向绿色转型的驱动机制。③在农业生产系统绿色转型进程中,政府刺激须匹配治理对象价值取向、与其他外部环境形成约束合力、借助乡村内部结构性力量。鉴于此,应关注外部环境刺激的联动性,综合调节外部环境因素以强化外部约束合力;顺应农户价值追求,增强农业绿色发展政策的弹性与可调适性;以政策协同激活农业生产系统内部主体间的良性互动与有效协作。 展开更多
关键词 农业生产系统 绿色转型 复杂适应系统 “刺激-反应”模型 政府作用
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贻贝源性抗菌肽涂层改性假体预防早期假体周围感染和调节骨转入
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作者 刘博 吾湖孜·吾拉木 +5 位作者 朱光兆 郭晓斌 宋子悦 孟兴补 胡俊杰 张晓岗 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第2期278-287,共10页
背景:假体周围感染是导致全膝关节置换术后早期失败的最常见原因,目前通过改良假体表面来预防假体周围感染的方法存在不同程度的局限性。目的:构筑一种可稳定改良植入物表面的涂层材料,预防假体周围感染初期浮游菌感染、调节植入物周围... 背景:假体周围感染是导致全膝关节置换术后早期失败的最常见原因,目前通过改良假体表面来预防假体周围感染的方法存在不同程度的局限性。目的:构筑一种可稳定改良植入物表面的涂层材料,预防假体周围感染初期浮游菌感染、调节植入物周围骨转入功能。方法:①材料制备:通过Fmoc法固相肽合成技术分别制备YGF多肽(有促进骨形成作用)、LL-37多肽(具有抗菌特性)及YGF+LL-37复合肽,将钛基材料分别浸泡于3种多肽溶液中2 h,分别得到YGF涂层、LL-37涂层与复合肽涂层包裹钛片。②体外实验:将无涂层钛片与涂层包裹钛片分别与大肠杆菌(或金黄色葡萄球菌)共培养,通过平板法计数菌落。将MC3T3细胞分别接种于无涂层钛片与涂层包裹钛片表面,茜素红染色观察材料表面钙盐沉积,Western blot检测RUNX2、骨钙素、骨桥蛋白与骨形态发生蛋白2的蛋白表达。③动物实验:将24只SD大鼠随机分3组处理:空白组(n=8)股骨髓管内植入无涂层钛钉,对照组(n=8)股骨髓管内植入无涂层钛钉+关节囊内注射金黄色葡萄球菌悬液,实验组(n=8)股骨髓管内植入复合肽涂层包裹钛钉+关节囊内注射金黄色葡萄球菌悬液。植入5周后,进行股骨标本micro-CT检测、股骨苏木精-伊红染色与免疫组化染色。结果与结论:①体外实验:与无涂层钛片与YGF涂层包裹钛片相比,LL-37涂层与复合肽涂层包裹钛片可显著抑制大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的生长繁殖。与无涂层钛片与LL-37涂层包裹钛片相比,YGF涂层与复合肽涂层包裹钛片可促进成骨细胞的钙盐沉积,提升RUNX2、骨钙素、骨桥蛋白与骨形态发生蛋白2的蛋白表达。②动物实验:micro-CT检测显示,对照组骨量少于空白组、实验组。苏木精-伊红染色显示,对照组钉道周围存在大量的纤维组织,空白组钉道周围只存在少量组织纤维化,实验组钉道周围只有少部分组织纤维化。免疫组化染色显示,对照组白细胞介素1β与肿瘤坏死因子α蛋白表达高于空白组、实验组,实验组骨钙素、RUNX2、骨桥蛋白表达高于空白组、对照组。③结果表明:YGF+LL-37复合肽涂层包裹的钛基材料具有良好的抗菌能力,可促进植入物周围骨转入。 展开更多
关键词 假体周围感染 生物肽涂层 抗菌肽 骨转入 多肽 骨整合 工程化骨材料
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硫自养反硝化技术工程应用现状及展望
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作者 陈男 陈方鑫 +8 位作者 彭彤 李冶平 孙大鑫 原源 刘程田 梅朵朵 詹永恒 汪小童 冯传平 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期163-178,共16页
微生物反硝化是硝酸盐去除的重要方法。然而,传统的异养反硝化技术依赖外部有机碳源的添加,存在处理成本高、污泥产量大及碳排放强度高等问题。在“双碳”背景之下,寻找经济且环境友好的生物处理技术,成为低碳处理硝酸盐废水的核心问题... 微生物反硝化是硝酸盐去除的重要方法。然而,传统的异养反硝化技术依赖外部有机碳源的添加,存在处理成本高、污泥产量大及碳排放强度高等问题。在“双碳”背景之下,寻找经济且环境友好的生物处理技术,成为低碳处理硝酸盐废水的核心问题。硫自养反硝化技术使用还原态硫代替有机碳源作为电子供体驱动生物反硝化过程。与传统异养过程相比,大幅降低碳排放强度和外源碳需求。本文基于硫自养反硝化技术原理与工程应用现状,系统比较了复合型硫基材料和高硫型材料的脱氮性能,讨论了实际应用中硫自养滤料的功能特性。并基于各类反应器在结构配置、物料特性、接触方式、微生物群落富集机制等方面差异,阐释了不同类型反应器在实际应用中的性能特征。在厘清反应体系运行特性的基础上,本文综述了自养反硝化技术在市政、工业、生态等脱氮领域工程规模的应用,探讨了硫自养反硝化技术在市政污水、高盐废水及人工湿地等多场景高效脱氮应用现状,量化了硫自养技术的运行成本及环境效益。最后,展望了未来硫自养反硝化的研究方向,通过材料开发、基因工程靶向调控推动工艺标准化以突破工程化瓶颈,最终构建低碳高效的硫自养脱氮技术体系,以期为硫自养反硝化技术的工程化应用提供重要参考。 展开更多
关键词 微生物代谢 反应器构建 硫基复合材料 低碳脱氮 工程应用
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基于多目标优化的复杂热电联产系统运行规划
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作者 陈坚红 王国雲 +2 位作者 左克清 张洪坤 鲍彦克 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第1期148-157,共10页
热电厂的扩建、改造和升级显著增加了热电联产系统在机组数量、种类及性能劣化程度等方面的复杂性.针对复杂热电联产系统的运行规划,综合考虑机组在实际运行过程中的启停状态、爬坡速率等影响因素,构建基于能效、㶲、经济、环境等的多目... 热电厂的扩建、改造和升级显著增加了热电联产系统在机组数量、种类及性能劣化程度等方面的复杂性.针对复杂热电联产系统的运行规划,综合考虑机组在实际运行过程中的启停状态、爬坡速率等影响因素,构建基于能效、㶲、经济、环境等的多目标优化模型.引入熵权法客观地分配各目标的权重,将多目标优化问题转化为单目标优化问题;采用动态规划算法进行求解,确保最优解的确定性和客观性.以某热电厂的复杂热电联产系统为例,随机选取24 h的热电负荷需求进行运行规划和计算分析,并将优化结果与原设计方案进行对比,结果表明优化计算后运行成本降低了7.96万元/d.所提模型能够有效地提升复杂热电联产系统运行的经济性与可靠性. 展开更多
关键词 复杂热电联产系统 多目标优化 运行规划 熵权法 动态规划法
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纸材在综合材料绘画中的设计应用研究
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作者 郭红娟 王佳鹏 丁言伟 《鞋类工艺与设计》 2026年第1期96-98,共3页
近年来,随着“纸艺”在全球范围快速发展,众多艺术家将纸张作为创作核心,展示出纸材独特的可塑性和表现力。本文以纸材为研究对象,分析纸材与其他媒介的结合方式及其对画面质感、空间层次和情感表达的创新影响,结合现代实践创作案例,探... 近年来,随着“纸艺”在全球范围快速发展,众多艺术家将纸张作为创作核心,展示出纸材独特的可塑性和表现力。本文以纸材为研究对象,分析纸材与其他媒介的结合方式及其对画面质感、空间层次和情感表达的创新影响,结合现代实践创作案例,探讨其在综合材料绘画中的设计应用方式及建议,为综合材料绘画创作提供参考思路。 展开更多
关键词 纸材 综合材料绘画 可塑性 设计 视觉语言
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基于PE单一材质的低温热封膜的制备及性能研究
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作者 赵素芬 李新芳 +2 位作者 关启锐 冼嘉星 张钰铃 《包装工程》 北大核心 2026年第1期56-63,共8页
目的旨在开发一种兼具高耐热性和高拉伸强度的低温聚乙烯热封膜(IPE),以解决BOPE/PE复合膜在热封制袋过程中出现的封口起皱和热致变形问题。方法采用mPE/POE/LDPE三元共混体系构建热封层,通过分子链缠结与界面扩散的协同效应显著提升薄... 目的旨在开发一种兼具高耐热性和高拉伸强度的低温聚乙烯热封膜(IPE),以解决BOPE/PE复合膜在热封制袋过程中出现的封口起皱和热致变形问题。方法采用mPE/POE/LDPE三元共混体系构建热封层,通过分子链缠结与界面扩散的协同效应显著提升薄膜的低温热封性能;芯层和电晕层采用LLDPE和HDPE刚性骨架复合增透母料,实现力学强度、耐热性和光学性能的协同优化;系统研究薄膜的力学性能(拉伸强度、断裂伸长率)、光学性能(雾度、透光率)、摩擦因数及热封性能(热封强度、起封温度)等关键性能指标。结果研究表明,优化后的薄膜在90℃低温条件下即可实现7.3~7.9N/15mm的热封强度,完全满足GB/T10004—2008标准要求;2)与BOPE基材复合后,BOPE/IPE复合膜在120℃热封温度时,复合膜表面无起皱,并且热封界面完整无缺陷,热封强度达到10.595N/15mm,满足热封强度要求;3)薄膜具有优异的加工性能,薄膜拉伸强度达到25.5MPa以上,摩擦因数稳定在0.05~0.2范围内,光学性能达到透光率(86.73±0.46)%和雾度(12.77±1.5)%,与常规PE热封膜相当。结论本研究通过多组分协同改性与多层结构设计,成功实现了PE薄膜低温热封性、力学性能和光学性能的协同优化,为高性能包装材料的开发提供了新的技术路线。后续研究可引入纳米SiO₂作为界面调控剂,通过其表面效应和空间位阻作用进一步优化热封材料的开口性能。 展开更多
关键词 聚乙烯单一材料 低温热封 三层共挤 多组分协同改性
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口腔医学用氧化锆陶瓷复合材料的制备及力学性能
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作者 金慧 陈晖 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第14期3548-3556,共9页
背景:3%(摩尔百分比)氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷在实际应用中易导致对颌牙的过度磨耗,进而增加牙本质暴露的风险,引发牙齿酸痛、牙髓感染等问题,因此,进一步提升3%氧化钇稳定四方氧化锆多晶陶瓷摩擦磨损性能成为当前口腔医学修复材料研... 背景:3%(摩尔百分比)氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷在实际应用中易导致对颌牙的过度磨耗,进而增加牙本质暴露的风险,引发牙齿酸痛、牙髓感染等问题,因此,进一步提升3%氧化钇稳定四方氧化锆多晶陶瓷摩擦磨损性能成为当前口腔医学修复材料研究的热点之一。目的:探究钛酸钡掺杂比例对3%氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷微观结构、力学性能及摩擦磨损性能的影响。方法:以3%氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷为主体,通过高温烧结法制备钛酸钡掺杂的3%氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷材料,其中钛酸钡掺杂量分别为陶瓷粉体质量的0%,2%,4%,6%。检测4组材料的晶格结构、力学性能、微观形貌、耐磨性能。结果与结论:①X射线衍射结果显示,随着钛酸钡掺杂量的增多,复合陶瓷中单斜相氧化锆和钛酸钡的物相占比不断增大,四方相氧化锆的占比不断减小。②扫描电镜观察结果显示,单纯的3%氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷表面存在大量气孔,并且表面致密度较低;4%,6%钛酸钡掺杂陶瓷表面的气孔数量减少、表面致密度提高。③随着钛酸钡掺杂量的增加,陶瓷的密度持续降低,孔隙率先降低后升高,其中6%钛酸钡掺杂陶瓷的密度最低,4%钛酸钡掺杂陶瓷的孔隙率最低;随着钛酸钡掺杂量的增加,陶瓷的维氏硬度与断裂韧性持续降低,弹性模量先升高后降低,其中4%钛酸钡掺杂陶瓷的弹性模量最大。④利用直径10μm的金刚石进行划痕实验,结果显示:随着钛酸钡掺杂量的增加,陶瓷的摩擦系数和划痕深度均呈先降低后升高的趋势,其中4%钛酸钡掺杂陶瓷的摩擦系数与划痕深度最低;扫描电镜观察结果显示,4组陶瓷试样划痕两侧出现了不同程度的破碎,其中单纯氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷的划痕边缘破碎最为严重,4%钛酸钡掺杂陶瓷的划痕边缘破碎最轻。⑤结果表明,4%钛酸钡掺杂氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷复合材料具有高的耐磨性和强度,可保持长期稳定性。 展开更多
关键词 钛酸钡 氧化锆 陶瓷 口腔医学 耐磨性能 微观形貌 工程化口腔材料
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不同穿刺入路在经皮穿刺椎体成形术/经皮穿刺后凸成形术中的应用
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作者 王鹏 王璐璐 《精准医学杂志》 2026年第1期87-91,共5页
目前经皮穿刺椎体成形术(PVP)/经皮穿刺后凸成形术(PKP)的穿刺路径包括经椎弓根单侧入路、双侧入路、椎弓根外入路三大类。本文概括了14种临床上常见的PVP/PKP穿刺入路方式或穿刺技术,包括其使用条件、最佳适用指征和技术风险等。近年... 目前经皮穿刺椎体成形术(PVP)/经皮穿刺后凸成形术(PKP)的穿刺路径包括经椎弓根单侧入路、双侧入路、椎弓根外入路三大类。本文概括了14种临床上常见的PVP/PKP穿刺入路方式或穿刺技术,包括其使用条件、最佳适用指征和技术风险等。近年来椎弓根外入路穿刺技术应用逐渐广泛。采用椎弓根外入路穿刺技术的PVP/PKP手术在手术时间、手术创伤、医患放射暴露剂量、耗材费用方面均低于传统经椎弓根双侧入路手术,并能摆脱传统经椎弓根单侧入路穿刺时椎弓根外壁对穿刺外展角的限制,使穿刺针外展角度增大,更有利于穿刺针尖端到达中线附近,实现骨水泥沿中线附近对称弥散。在胸椎及腰椎上段,由于存在脊髓损伤风险,穿刺可优先考虑椎弓根外入路。而腰椎下段由于单侧椎弓根外入路穿刺存在损伤腰动脉风险,推荐使用经椎弓根单侧入路。术前穿刺路径规划需根据操作者技术优势,并结合患者伤椎形态差异与关键参数等选择合适的手术方式。 展开更多
关键词 椎体后凸成形术 椎体成形术 穿刺术 穿刺入路 骨黏合剂 诊断和治疗物质外渗 综述
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