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利用咪唑基功能化的阴离子交换膜从空气中分离固态氧气
氧分离技术是工业与环保领域的关键环节,尤其在医疗、冶金和能源存储中应用广泛。传统方法如冷凝蒸馏和压力吸附吸附虽然成熟,但存在能耗高、设备庞大、纯度受限等问题。近年来,电化学氧分离技术(AEMOS)因其高效、稳定的特点受到关注,而离子交换膜(AEM)作为核心组件,其性能直接影响整体系统的效能。本文通过创新性设计咪唑基功能化聚苯醚酮(PPO)膜材料,构建了新型固体电解质电化学装置,实现了氧分离的高电流密度突破。### 1. 膜材料创新设计研究团队基于PPO聚合物骨架,通过两步功能化改性构建高性能AEM。首先采用溴化反应在PPO侧链引入溴甲基基团,形成溴化PPO(BPPO),这一中间体既保持PPO的
来源:Frontiers in Membrane Science and Technology
时间:2025-12-12
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利用卷积神经网络对中国烟台渔区海浪状况进行预测
海洋波浪预测智能模型在Yantai渔区的应用研究1. 研究背景与意义中国沿海地区面临严峻的海洋灾害挑战。2023年统计数据显示,我国海域年均发生35.6次破坏性海浪事件,造成年均26人死亡和32亿元经济损失。传统数值模型如WAM、SWAN虽能实现常规预报,但存在计算成本高、实时性差等缺陷。本研究基于深度学习的创新应用,构建了适用于近岸渔区的波浪预测系统,重点突破以下技术瓶颈:- 提升计算效率:传统模型生成年度预报数据需12小时,新模型仅需20秒- 优化空间分辨率:将海浪模拟精度从0.04°提升至0.05°网格- 延长有效预测时间:实现3-12小时多时段连续预报2. 技术方法创新2.1 数据构建
来源:Frontiers in Marine Science
时间:2025-12-12
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坦桑尼亚中部半干旱地区的孔瓦区(Kongwa District)用于灌溉农业的地下水资源潜力的地理空间制图
该研究针对坦桑尼亚孔加瓦地区(Kongwa District)地下水分布不明确、灌溉规划效率低下的问题,通过整合地理信息系统(GIS)、遥感技术与层次分析法(AHP),构建了多参数地下水潜力评估模型,为区域水资源可持续管理提供了科学依据。研究主要涵盖以下方面:### 一、研究背景与意义孔加瓦地区位于东非热带稀树草原与干旱区过渡带,年均降水量500-760毫米,季节分配极不均衡,农业高度依赖地下水。然而,传统勘探方法受限于数据稀缺和成本高昂,导致80%以上的机井分布在低潜力区域,造成年均约2.3亿美元的经济损失(基于区域农业产值估算)。研究通过空间信息技术与多准则决策模型,首次系统划分了孔加瓦区
来源:Frontiers in Water
时间:2025-12-12
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基于图像的模型分析用于研究Rhopilema esculentum水螅的附着密度及形态测量尺寸
该研究聚焦于中国重要经济水母品种——食用僧帽水母(Rhopilema esculentum)幼体阶段的关键生长参数监测,旨在解决传统人工测量效率低、精度不足的问题。通过整合计算机视觉技术(基于U-Net的图像分割模型)与经典形态学分析,研究建立了幼体附着密度与生长指标的量化模型,为规模化水母养殖提供了创新性解决方案。### 研究背景与科学问题6个/cm²)的测量精度衰减问题。### 创新性研究方法研究采用混合测量策略,通过对比分析揭示不同技术路径的适用边界:5个/cm²)幼体重叠导致测量误差增大,且无法实现实时动态监测。2. **智能图像分析系统**:开发了基于U-Net的自动化处理流程,通过
来源:Frontiers in Marine Science
时间:2025-12-12
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青少年举重表现中的性别差异能否通过无脂质量来解释?一项对照分析
该研究针对13-15岁青少年举重运动员的性别差异展开系统性分析,重点探讨脂肪-free mass(FFM)在解释力量与运动表现差异中的作用。研究团队通过生物电阻抗分析、等长性股四头肌拉力测试、深蹲跳测试及实际竞赛数据,构建了多维度评估体系。以下从研究背景、方法设计、核心发现及实践启示四个维度进行解读:一、研究背景与核心问题青少年举重训练存在显著的性别差异,国际举重联合会数据显示男性运动员平均成绩比女性高40%-60%。现有研究多聚焦于成年运动员的肌肉横截面积、纤维类型比例等解剖学差异,但对青春期身体成分与运动能力的动态关联缺乏深入探讨。本研究创新性地将骨骼成熟度评估纳入分析框架,通过预测成年身
来源:The Journal of Strength & Conditioning Research
时间:2025-12-12
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运动专业人士的力量训练态度、行为和知识:一项调查
本研究的核心目标是评估不同运动专业人员(包括物理治疗师、体能教练、私人健身教练等)在力量训练的态度、行为和知识方面的异同,并探讨相关影响因素。研究通过在线匿名问卷收集数据,最终覆盖1298名受访者,涉及8种职业类型。以下是关键发现与解读:### 一、力量训练态度差异研究发现,职业类型对力量训练的态度存在显著差异。以物理治疗师为例,68%认为现有实践中力量训练应用不足,而体能教练和私人教练的类似比例仅为11%和15%。这表明物理治疗师在行业实践中可能面临更突出的知识与实践脱节问题。值得注意的是,仅有14%的物理治疗师认为接受的专业教育充分准备他们实施力量训练,而体能教练和私人教练的对应比例分别为
来源:The Journal of Strength & Conditioning Research
时间:2025-12-12
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弹跳深蹲对转身时地面反作用力的影响以及杠铃运动学特性
该研究聚焦于弹力深蹲技术(bounce squat)对深蹲动作动力学和地面反作用力(GRF)的影响,并探讨了动作速度与负载对训练效果的综合作用。研究通过两次实验 sessions,采用交叉设计,对比弹力与非弹力深蹲技术,分析不同负载(70%和80% 1RM)和下降速度(快/慢)对GRF及杠铃运动学参数的影响,最终验证了弹力技术对GRF的显著提升作用,并揭示了动作动力学与生物力学负荷的复杂关联。### 核心发现与机制解析1. **弹力技术对GRF的放大效应** 弹力深蹲在转身点(turnaround point)的GRF较常规深蹲提升19%-22%,且这一效应不受性别差异影响。该现象源于
来源:The Journal of Strength & Conditioning Research
时间:2025-12-12
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衰落相关性对强不对称MIMO信道中联合收发分集的进一步影响分析
在移动通信技术快速发展的今天,多天线技术已成为提升无线传输性能的关键手段。然而在实际部署中,基站(BS)通常拥有充足的空间安装大量天线,而用户设备(UE)却因尺寸和硬件复杂度限制只能配备少量天线,这种不对称配置形成了强不对称MIMO(多输入多输出)信道。更复杂的是,基站天线间距较大能够获得不相关衰落,而用户设备天线间距较小容易产生衰落相关性,传统观点认为这种相关性会降低系统性能,但最新研究表明这一认知可能需要重新审视。日本东北大学的Fumiyuki Adachi和Ryo Takahashi在《IEICE Communications Express》发表的最新研究中,对衰落相关性在强不对称MI
来源:IEEE Transactions on Image Processing
时间:2025-12-12
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DeepHDAC3i:利用基于深度学习的可解释框架加速HDAC3抑制剂的发现
摘要:表观遗传学涉及可逆的修饰,这些修饰可以在不改变DNA的情况下调节基因活性。非编码RNA的相互作用和DNA甲基化根据信号和环境线索来指导基因表达。组蛋白乙酰化由去乙酰化酶(HDACs)和乙酰转移酶(HATs)控制,而异常的HDAC上调会破坏这种平衡。尽管HDAC抑制剂已被用于治疗,但它们的非特异性突显了需要高度选择性替代品的需求。机器学习(ML)驱动的方法被认为是药物发现和开发中快速且成本效益高的工具,能够仅使用SMILES表示法识别抑制剂,而无需知道3D配体结构。在这里,我们提出了一个新颖且可解释的基于深度学习的框架DeepHDAC3i,该框架仅使用SMILES表示法即可准确地进行HDA
来源:IEEE Transactions on Computational Biology and Bioinformatics
时间:2025-12-12
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RabbitTrim:一款在多核平台上高效且用途广泛的修剪工具
摘要:数据修剪是序列处理中的一个关键步骤。然而,许多现有的修剪工具(如Trimmomatic和Ktrim)由于实现方式不够优化,未能充分利用现代多核平台的计算能力。为了解决这个问题,我们推出了RabbitTrim,这是一个高度优化且功能多样的修剪工具,它完全支持Trimmomatic和Ktrim的所有功能。RabbitTrim通过高效的I/O策略、并行(解)压缩引擎、基于块的内存池、位运算以及向量化技术提升了性能。与Trimmomatic相比,在48核Intel服务器上,RabbitTrim(处于trimmomatic模式)处理普通FASTQ文件的速度提升了1.8倍到6.0倍,处理gzip压缩
来源:IEEE Transactions on Computational Biology and Bioinformatics
时间:2025-12-12
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SpaNN:利用深度神经网络进行空间转录组数据增强
摘要:空间转录组测序技术是一种强大的工具,它将基因表达数据与其在组织或器官中的物理位置相结合,为研究人员提供了前所未有的细胞分子功能的空间分辨率。目前,基于原位杂交和成像的空间转录组测序可以在单细胞分辨率下获取细胞位置信息和转录组谱型,但它只能检测到有限的基因数量,这限制了其在探索全基因组表达模式中的应用。因此,预测空间转录组数据中未检测到基因的空间分布至关重要。在这里,我们介绍了一种新的数据增强技术,称为SpaNN,该技术可以在空间背景下预测转录组表达水平。SpaNN使用一种定制设计的相似性损失函数,利用空间转录组数据中的位置信息来训练深度神经网络。该网络捕获联合嵌入,并采用加权k最近邻方法
来源:IEEE Transactions on Computational Biology and Bioinformatics
时间:2025-12-12
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经颅直流电刺激初级运动皮层可减轻热痛
该研究通过一项严谨的随机对照试验,系统性地探讨了经颅直流电刺激(tDCS)对健康成年人实验性热痛感知的影响机制。研究采用三盲、交叉设计,在严格的统计控制下验证了左运动皮层(M1)不同极性刺激的镇痛与痛觉增强效应,为非侵入性神经调控技术提供了重要证据。**研究背景与动机** 经颅直流电刺激作为非侵入性神经调控手段,已在纤维肌痛、偏头痛、神经性疼痛等慢性疾病中展现潜力。然而现有研究存在三大核心问题:样本量普遍偏小(多数<30人)、痛觉评估采用静态刺激模式且缺乏动态验证、刺激效果与实验预期可能存在偏差。特别是疼痛研究易受受试者预期效应和样本异质性影响,导致结果可靠性存疑。**方法学创新** 研究
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背蹲和腿伸抗阻训练引起的肌肉肥大与力量适应的比较
摘要 通俗语言总结 卡西亚诺(Kassiano)、科斯塔(Costa)、库内瓦利基(Kunevaliki)、里斯博阿(Lisboa)、普拉多(Prado)、阿尔维斯(Alves)、特里科利(Tricoli)、斯塔文斯基(Stavinski)、弗朗克苏埃尔(Francssuel)和西里诺(Cyrino)研究了深蹲(back squat)与腿部伸展(leg extension)抗阻训练对肌肉肥大和力量提升的影响。《力量与条件研究杂志》(J Strength Cond Res)XX(X): 000–000, 2025。本研究的目的是比较这两种训练方
来源:The Journal of Strength & Conditioning Research
时间:2025-12-12
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用于生产高分子量、可调节性能及含有乙烯基端基的聚乙烯的羟基功能化铁催化剂
该研究聚焦于新型吡啶铁配合物在高温溶液乙烯聚合中的应用,通过系统设计不同取代基的催化剂,揭示了电子效应与空间位阻协同调控催化性能的机制。研究团队合成了六种具有苯基羟基取代基的对称和非对称铁配合物,其核心结构为2-[(2,6-二苯基甲基)羟基苯基亚胺基乙基]-6-[(芳基亚胺基乙基]吡啶铁氯化物,其中芳基取代基呈现甲基、乙基、异丙基及双苯基甲基等多样性。在合成与表征方面,所有配合物均通过FeCl₂与特定配体在无水条件下反应得到,并借助单晶X射线衍射确认了铁中心为Fe(II)的八面体构型。值得注意的是,配合物Fe₁⁻Me和Fe₆⁻Bh的晶体结构揭示了不同的空间排布:前者铁原子位移较小(0.38 Å
来源:Precision Chemistry
时间:2025-12-12
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聚合物气溶胶颗粒对软基底的高速冲击:实验与模拟
本研究聚焦于聚合物基粉末气溶胶沉积(PAD)过程中微米级聚苯乙烯(PS)颗粒在刚性基底上的高速冲击行为,通过实验与分子动力学模拟相结合的方式,揭示了颗粒变形与粘附机制的关键规律。研究创新性地将纳米尺度分子动力学模拟与微米级实验观测相结合,突破了传统尺度限制对机理研究的制约,为聚合物PAD工艺提供了重要理论支撑。在实验方法上,研究者采用自主开发的PAD装置,通过精确控制氮气载气流速(3标准升/分钟)、喷嘴几何参数(10×0.5毫米收敛 slit)和真空室压力(0.59毫巴),成功实现了单颗粒高速撞击的精准控制。PS颗粒经无表面活性剂乳液聚合制备,粒径分布经动态光散射测定为1.15微米均值,扫描电
来源:Langmuir
时间:2025-12-12
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在微酸性条件下,通过电化学刺激矿化作用实现尾矿的资源化利用
该研究提出了一种通过电化学调控实现含矿尾ings弱酸性溶液中高效碳酸盐沉淀的创新方法。研究聚焦于利用电化学手段在非碱性环境中促进CO₂转化为碳酸根离子(CO₃²⁻),进而与溶液中的钙离子(Ca²⁺)结合形成碳酸钙(CaCO₃)固体。实验表明,在-1.4至-1.6伏相对于Ag/AgCl的电位区间内,每消耗1摩尔电子即可生成超过1摩尔的CaCO₃沉淀,这一转化效率显著高于传统化学沉淀法。### 关键创新点1. **电化学pH调控机制** 研究利用阴极氧还原反应(WRR)的副产物——大量生成的氢氧根离子(OH⁻),在电极表面形成局部碱性环境(pH可达10以上)。这种空间选择性pH调控使得原本
来源:ACS Sustainable Resource Management
时间:2025-12-12
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新型磷掺杂的磁性催化剂及抗失活固体催化剂:用于从生物质半纤维素中非酶法生产糖类
生物质高效转化为糖类平台分子是可持续生物精炼技术的重要突破口。当前研究通过开发新型磁性固体酸催化剂,成功解决了传统酶解法成本高、预处理复杂以及均相酸催化剂腐蚀性强等难题。该催化剂体系以Fe₃O₄磁性核为载体,通过溶胶-凝胶法制备耐酸性的二氧化硅中间层,最终形成磷掺杂的多孔碳壳层,构建了具有多重保护机制的复合催化结构。实验表明,该催化剂在100℃下对 xyland 水解表现出86.9%的产率,且在160℃下处理多种生物质原料时,产率范围达到60.3%-91.0%,显著优于现有技术体系。### 一、催化体系创新设计该研究提出的核心-壳层结构突破了传统催化剂的局限性。Fe₃O₄磁核赋予体系优异的磁分
来源:ACS Sustainable Chemistry & Engineering
时间:2025-12-12
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二氧化碳引发的胺基硅酸盐浓缩分散体系中的沉积作用——用于二氧化碳捕获
本研究聚焦于利用氨基化二氧化硅的浓度分散体系实现二氧化碳触发的相分离,旨在开发一种替代传统胺基水溶液的新型二氧化碳捕获技术,以降低再生过程的能耗。通过实验与理论分析相结合,揭示了分散体系在二氧化碳吸收、相分离及流变特性中的关键机制,并评估了其再生能耗的潜在优势。**1. 研究背景与核心问题**当前主流的化学吸收技术(如30wt%甲胺水溶液)面临再生能耗过高的挑战,约60-80%的总能耗集中于高温蒸汽再生阶段。主要瓶颈在于水的高比热容(4.2kJ·kg⁻¹·K⁻¹)和潜热(2260kJ·kg⁻¹),导致传统胺液再生需加热至120℃并蒸发大量水分。本研究提出通过二氧化碳触发的相分离机制,形成高浓度
来源:ACS Sustainable Chemistry & Engineering
时间:2025-12-12
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一种利用硅废料进行低温、无副产物生产白磷的硅热法新途径
白磷硅热法生产工艺的科研突破与产业启示一、技术背景与核心创新磷元素作为生物体和工业体系的关键元素,其高效生产与循环利用直接关系到农业、医药、电子及新能源等核心领域的发展。传统白磷生产依赖碳热法,存在能耗高(约等于铝冶炼能耗)、碳排放强度大(每吨产品产生13吨CO₂当量)、工艺温度高等三大痛点。最新研究通过开发硅热法工艺,成功将反应温度降低400K以上,同时实现工业级硅废料的高效利用,为磷工业的绿色转型提供了新路径。二、工艺创新点解析1. 废料资源化利用硅废料作为半导体制造过程中的主要副产品(约占硅晶圆切割损耗的35-40%),其金属硅含量达95%以上。本研究首次系统验证了硅废料作为还原剂的可行
来源:ACS Sustainable Chemistry & Engineering
时间:2025-12-12
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阿根廷的体外膜氧合治疗:并发症、死亡率和长期预后
摘要 通俗语言总结 在拉丁美洲,关于创伤患者使用体外膜氧合(ECMO)的报道较少。我们在阿根廷的四个中心进行了一项队列研究(2015–2024年),研究对象包括所有遭受多发性创伤(创伤严重程度评分 [ISS] ≥ 16)并发展为急性呼吸窘迫综合征(ARDS)伴难治性呼吸衰竭、接受静脉-静脉 ECMO 治疗的成人患者。研究回顾性地评估了与 ECMO 相关的并发症、院内死亡率以及现有评分系统的预后预测能力;同时前瞻性地评估了患者的长期健康相关生活质量(QoL)。共分析了 31 名患者。其中 25.8% 的患者出现出血(其中 16.1% 为严重出血
来源:ASAIO Journal
时间:2025-12-12