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可解释的机器学习模型:基于初步分析预测能源过程中固体生物质燃料的元素组成
### 研究背景与目标在当今全球对可持续能源资源日益重视的背景下,生物质燃料作为一种重要的可再生能源,其应用范围正在不断扩大。生物质能源不仅有助于减少对化石燃料的依赖,还能够降低碳排放,促进环境可持续性。然而,要充分利用生物质能源,必须对其组成特性进行深入了解。生物质的主要元素包括碳(C)、氢(H)和氧(O),这些元素的含量对于评估其能量潜力至关重要。同时,这些信息在准确计算物料平衡、优化燃烧系统设计以及确定燃烧和气化所需的氧化剂方面也发挥着重要作用。此外,它还能够预测这些过程产生的气体成分。尽管终极分析能够提供这些元素含量的详细数据,但该方法通常成本高、耗时长,且需要专业设备和人员。相比之下
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-10-10
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研究氢气添加对高压缩比液态甲烷气体(LMG)发动机燃烧性能和排放特性的影响
近年来,随着化石燃料的逐渐枯竭以及其大规模使用所导致的大量污染物排放,环境问题日益严重。为了应对这一挑战,全球范围内的研究人员纷纷探索替代燃料,以期在减少环境污染的同时,提高能源利用效率。这些替代燃料包括生物柴油、天然气(NG)、氢气、甲醇和乙醇等。其中,天然气因其相对清洁的特性以及丰富的储量,成为当前最广泛使用的气体燃料之一。然而,尽管天然气具有诸多优势,它在内燃机中的应用仍受到一定限制,主要原因是其火焰传播速度较慢,且在稀薄燃烧条件下的性能不佳。为了改善天然气发动机的性能,研究人员采用多种方法进行研究,其中包括掺氢技术。氢气作为一种清洁燃料,具有火焰传播速度快、淬灭距离小以及良好的稀薄燃烧
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-10-10
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天然气发动机排放的颗粒物数量及其微观特性:润滑油的作用
本研究聚焦于天然气发动机中润滑机油对颗粒物排放的影响,特别是在颗粒数(PN)排放方面的表现。随着全球对环境保护和碳减排的重视,各国陆续出台更为严格的排放标准,其中中国在2020年正式提出了实现“碳达峰”和“碳中和”的战略目标,标志着能源行业进入了一个以低碳转型为核心的新阶段。在此背景下,天然气作为一种清洁、低碳的燃料,其在重型商用车辆动力系统中的应用日益广泛。然而,尽管天然气燃烧相比柴油具有更低的碳排放,其颗粒物排放,尤其是PN排放,仍然是制约其推广的重要因素。PN排放主要指的是排气中超细颗粒物的数量浓度,这些颗粒物通常具有小于100纳米的直径。由于其体积小、数量多,这些超细颗粒物容易进入人体
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-10-10
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优化La₂O₂CO₃的结晶度,以提高其在基于钴的负载催化剂上的逆水煤气变换反应性能
张晓宇|李文琳|马志豪|李胜|严伟伟|李莉|丛兴顺|魏先勇|李志新中国山东省枣庄市枣庄大学化学工程学院,邮编277160摘要逆水煤气变换(RWGS)反应已成为将碳资源与氢能结合应用的重要策略。然而,基于钴的负载催化剂在高温运行过程中会持续失活,主要原因是碳沉积和金属烧结,这成为其商业化应用的主要障碍。本文通过调节La2O2CO3载体的结晶度来控制金属-载体相互作用及CO2在催化剂上的吸附性能,从而优化RWGS反应性能。虽然结晶度较差的La2O2CO3-1与钴物种的相互作用较强,但会损害CO2的吸附能力和La2O2CO3本身的抗结焦性能。相比之下,使用结晶度良好的La2O2CO3-2作为载体制备
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-10-10
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理解异质性锌 Gallate 催化的环氧丙烷与二氧化碳的共聚反应
本研究聚焦于一种高活性的异相催化剂Zn-gallate在丙烯氧化物(PO)均聚和PO/CO₂共聚中的聚合机制。通过实验和理论计算相结合的方式,研究人员深入探讨了链转移剂(CTA)对聚合物分子量的调控作用,以及不同结构和酸性的CTA对催化活性的影响。这项研究为实现二氧化碳(CO₂)的高效利用,特别是在工业化学品和聚合物生产领域,提供了重要的理论支持和实践指导。### 异相催化剂的背景与意义随着全球对可持续发展的重视,CO₂的利用被视为一种替代传统化石燃料碳源的重要途径。CO₂的聚合反应在生产具有广泛应用价值的聚合物方面展现出巨大潜力,如涂料、粘合剂和聚氨酯等。这些材料在实现碳中和目标中发挥着关键
来源:Journal of CO2 Utilization
时间:2025-10-10
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使用新型单针多模式阿片类或非阿片类6-2-2混合物进行精准镇静
在现代医学中,麻醉技术的发展与优化是提升患者手术体验和减少并发症的关键因素之一。特别是在眼科手术中,由于手术过程涉及对眼球的直接操作,患者的疼痛感和头部移动都可能对术中安全和术后恢复产生重大影响。本研究探讨了一种名为“6–2-2”混合麻醉方法在眼科手术中的应用,旨在通过标准化的药物配比和剂量计算,提高麻醉效果并确保患者的安全。该方法将不同类型的镇静剂和镇痛药物预混在一个注射器中,以特定的体积比例(6:2:2)进行快速给药,从而实现快速诱导麻醉(MAC)的效果。该研究的主要目标是评估这种混合方法在不同年龄和体重患者中的有效性与安全性,特别是针对老年和肥胖患者等高风险群体。### 6–2-2混合麻
来源:Journal of Chromatography Open
时间:2025-10-10
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基于配对样本与通路锚定的MLOps框架提升小队列转录组机器学习稳健性的模型分类研究
在全球约6.5万种人类疾病中,近90%属于罕见病或低频疾病,累计影响超过4亿人口。这类疾病由于患者数量稀少,难以组建大规模研究队列,严重制约了基于转录组学的机器学习模型开发。传统分类器通常需要每组超过100个样本才能在高维转录本数据中达到临床可用的精度,而面对仅约20个样本的微队列时,过拟合问题几乎不可避免。这一困境使得罕见病精准医疗的发展步履维艰。为了突破这一瓶颈,由Mahdieh Shabanian、Nima Pouladi等研究人员在《JMIR Bioinformatics and Biotechnology》上发表的研究,提出了一种融合三大创新策略的分类框架:通过配对样本转录组动态分析
来源:JMIR Bioinformatics and Biotechnology
时间:2025-10-10
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过去1.65亿年海洋氮循环稳定性揭示大陆构型与上升流对生物地球化学循环的调控作用
海洋是地球系统的重要组成部分,其中氮(N)和磷(P)作为限制海洋初级生产力的两大营养元素,其生物地球化学循环过程一直备受关注。然而,这两种元素的来源和循环路径却截然不同:磷主要来自岩石风化,通过河流输入海洋;而氮则来自取之不尽的大气氮库,通过生物固氮作用进入海洋系统。一个长期争议的科学问题是:到底是什么控制着海洋的初级生产力?是铁限制下的固氮作用,还是地质过程控制的磷供应?为了回答这个根本性问题,Linda V. Godfrey等研究人员在《Nature Communications》上发表了一项开创性研究,他们通过分析过去1.65亿年的海洋沉积物中的氮和碳同位素记录,结合创新的模型模拟,揭示
来源:Nature Communications
时间:2025-10-10
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外压辅助Langmuir-Schaefer法制备毫米级无裂纹PbS量子点超晶格实现高电子迁移率
在红外光电子学领域,铅硫族胶体量子点超晶格因其独特的光学和传输特性一直被视为革命性材料。然而要实现其实际应用,研究人员始终面临一个关键挑战:如何在配体交换过程中避免因体积收缩产生的开裂现象,同时形成具有长程有序性的均匀薄膜。传统方法制备的超晶格往往存在大量裂纹和结构缺陷,严重制约了电荷传输性能,使得量子点超晶格的电子迁移率难以满足器件应用需求。针对这一难题,格罗宁根大学的研究团队在《Nature Communications》上发表了一项创新性研究,他们开发了一种在自组装和配体交换过程中施加外部侧向压力的新方法,成功制备出毫米级无裂纹的二维PbS量子点超晶格。研究团队采用的主要技术方法包括:在
来源:Nature Communications
时间:2025-10-10
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太赫兹场激活极性斯格明子的集体模式“斯格明子振子”(Skyrons):揭示纳米拓扑极化结构的亚太赫兹动力学
在凝聚态物理和材料科学领域,理解由耦合自由度产生的集体模式对于开发新型功能材料至关重要。特别是当两种在不同长度尺度上有序的自由度发生相互作用时,往往会涌现出独特的集体行为。极性斯格明子(polar skyrmions)作为铁电超晶格中的三维电极化拓扑结构,以其非平庸的拓扑特性和纳米尺度的晶格连续性破缺,成为探索新集体模式的理想平台。然而,由于强耦合作用下纳米尺度斯格明子序与原子尺度极化序的复杂相互作用,其动力学特性长期以来尚未明确,这极大限制了其在数据存储、信息处理和极化激元器件等领域的应用潜力。为了解决这一科学问题,由美国宾夕法尼亚州立大学、阿贡国家实验室、捷克科学院物理研究所等机构组成的研
来源:Nature Communications
时间:2025-10-10
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电场驱动压电ZnO介导硫醇-烯点击聚合实现材料性能远程编程
引言材料性能的远程时空调控技术已推动光刻图案化、3D打印和结构化材料设计等创新领域发展。现有技术多依赖光、热、声或电流作为刺激源,而电场因其卓越的控制精度、传感能力和能量分布优势,在材料编程领域展现出独特潜力。虽然电场可诱导相变实现材料形状/刚度变化,但现有电编程材料(electro-programmable materials)多依赖带电聚合物在持续电场作用下的链取向和离子交联,且电场移除后材料会软化。电化学方法虽能产生永久性结构变化,但高度依赖电极表面特性和材料导电性。电场调控硫醇-烯聚合机制研究研究团队通过压电氧化锌(ZnO)纳米粒子介导的机电转换机制,首次实现了电场诱导的硫醇-烯聚合反
来源:Nature Communications
时间:2025-10-10
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基于人体介电极化效应的电子织物实现环境电磁能量回收新突破
在智能穿戴设备快速发展的今天,体域网(Body Area Network, BAN)技术正逐渐融入健康监测、医疗诊疗和人机交互等领域。然而,这些分布式电子系统的供电问题始终是制约其发展的瓶颈。传统电池存在充电周期和寿命限制,无线能量传输技术易受对齐和距离影响,而环境能量收集技术如柔性光伏、摩擦发电和热电器件等,往往受限于环境条件或运动状态,且通常需要固定在衣物特定位置,难以满足BAN系统分布式、灵活性的需求。环境中的电磁(EM)能量作为一种稳定存在的能源,为可穿戴BAN系统提供了新的可能。当前环境电磁能量收集研究主要集中于高频波段(MHz、GHz),但存在功率低(纳瓦级)、需要专用电子元件和精
来源:Nature Communications
时间:2025-10-10
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揭示异色瓢虫(Harmonia axyridis)对斜纹夜蛾(Spodoptera litura)和草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)卵的功能反应与生物防治潜力
通过解析捕食者-猎物动态关系推进可持续害虫治理策略,本研究系统评估了异色瓢虫(Harmonia axyridis)六个发育阶段对两种毁灭性鳞翅目害虫——斜纹夜蛾(Spodoptera litura, S. litura)和草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda, S. frugiperda)卵的功能反应。采用逻辑回归和霍林圆盘方程(Holling’s disc equation)分析,发现除一龄幼虫外所有阶段均呈现明确的II型功能反应,表明存在受处理时间制约的密度依赖性捕食模式。雌性成虫持续表现为最强效捕食者,展示最高捕食效能(对S. litura为1.591;对S. frug
来源:Bulletin of Entomological Research
时间:2025-10-10
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益生菌改善骨关节炎患者功能表现的随机对照临床试验及其与肠道通透性标志物关联性分析
骨关节炎(Osteoarthritis, OA)作为一种进行性关节退行性疾病,严重损害患者的日常活动能力。目前尚无根治OA的治疗手段。本研究旨在探索益生菌对改善OA患者功能表现的潜力。试验采用单中心、双盲、随机、安慰剂对照设计。通过计算机随机化将115名60-75岁OA患者分为安慰剂组(n=55)和益生菌组(n=60)。益生菌组每日服用Vivomix® 112亿菌落形成单位胶囊,持续16周。评估指标包括视觉模拟量表(VAS)疼痛强度、牛津膝关节评分(OKS)、膝关节屈曲活动范围(ROM)、短期体能测试(SPPB)、步速、握力(HGS)、肠道通透性标志物zonulin、炎症标志物C反应蛋白(CR
来源:EUROPEAN JOURNAL OF NUTRITION
时间:2025-10-10
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英国北部南亚老年女性维生素D状况与肌肉功能关联研究及补充策略意义
在多元文化交融的现代社会中,特定人群的健康差异正日益成为公共卫生领域关注的重点。居住在英国北部的南亚裔老年女性就是这样一个值得关注的群体——她们因肤色较深、传统服饰遮盖皮肤以及饮食习惯等因素,面临严重的维生素D缺乏风险。而维生素D不仅关乎骨骼健康,最新研究表明它与肌肉强度和身体功能也密切相关。然而,绝大多数相关研究都基于白种人群,其他族裔群体特别是南亚女性中的证据十分匮乏。这一知识空白使得针对该人群的营养建议和健康干预缺乏充分科学依据。为填补这一研究空白,Sheffield大学的Sabeen Zahra等研究人员在《European Journal of Nutrition》发表了题为“Vit
来源:EUROPEAN JOURNAL OF NUTRITION
时间:2025-10-10
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基于pH比色LAMP的便携式核酸现场检测一体化“Pen”型装置开发与应用
核酸检测作为控制传染病传播的关键技术,当前仍严重依赖大型复杂设备,难以适用于偏远或资源有限地区的现场检测场景。为此,开发简单便携的可视化核酸扩增检测装置成为当务之急。基于非缓冲体系环介导等温扩增(Loop-mediated Isothermal Amplification, LAMP)过程中产生的pH变化,研究团队提出了一种集成pH试纸的一体化“Pen”型装置,可通过裸眼进行核酸终点检测。该pH“Pen”的特点在于仪器需求极简,仅需便携式金属块完成核酸扩增。其密封反应腔设计能有效防止pH试纸与矿物油(用于抑制试剂蒸发)接触,确保比色响应的准确性。此外,通过计算试纸图像的G/R值,辅助视觉检测方
来源:ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY
时间:2025-10-10
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双曲膜结构风荷载高分辨率气动数据库:非定常风场下建筑膜结构设计与验证研究
预应力膜结构因其建筑表现力与力学效率的优势,广泛应用于大跨度公共建筑领域。这类结构通过双曲几何形态实现力学性能优化,能以极轻的材料覆盖广阔空间。然而,其轻质大柔的特性也带来了风致振动与流固耦合问题。目前风荷载设计主要依赖近似估算,仅有少数重点项目会进行专门的风洞试验或数值分析,导致双曲膜结构缺乏标准化的风荷载规范。尽管历史上已出现科隆 Tanzbrunnen(1957)、慕尼黑奥林匹克体育馆(1972)等标志性膜结构项目,但针对大尺度膜面的风效应系统性研究仍显不足。为解决这一难题,由德国慕尼黑工业大学与加拿大西部大学WindEEE研究所领衔的研究团队,在《Scientific Data》发表了
来源:Scientific Data
时间:2025-10-10
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金属氧化物气体传感器阵列的长期漂移行为:一项为期一年的电子鼻数据集及其对漂移校正研究的意义
尽管电子鼻(E-nose)技术在过去几十年中取得了显著进展,尤其是在传感器材料和机器学习算法方面的优化,但传感器漂移问题始终是制约其实际应用的瓶颈。漂移效应会导致传感器响应随时间发生不可预测的变化,严重影响测量的重复性和可靠性。目前,针对漂移校正方法的研究虽在不断推进,但缺乏高质量、长时间跨度的公开数据集,使得算法评估与比较面临巨大挑战。现有数据集或年代久远,或实验细节不足,难以满足当前研究需求。为解决这一问题,Julius Worner、Jonas Eimler和Miriam Pein-Hackelbusch团队在《Scientific Data》上发表了一项为期12个月的长周期漂移数据集研
来源:Scientific Data
时间:2025-10-10
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全球60米高分辨率灌溉水源数据(2000-2015):推动农业水资源精细化管理与可持续利用
在全球气候变化和人类用水需求不断增长的背景下,干旱和半干旱地区的水资源短缺问题日益严重,加速了地表水和地下水资源的消耗。农业是这一问题的主要贡献者,全球70%的地表水和地下水提取量用于灌溉,其中许多地区的水资源利用不可持续,导致环境流量受损或地下水储量枯竭。这种不可持续的水资源利用常常引发水资源竞争,造成低效和不公平的水资源配置。这些影响受到区域气候特征、灌溉水源类型及取水位置的强烈影响。例如,伊朗霍拉桑拉扎维省的研究显示地下水开采对当地物种及其生态服务产生了显著影响;另一项研究指出,取水行为会影响水生栖息地的连通性,并对生态系统功能造成不同程度的干扰。同时,地下水过度开采的外部性和激励因素也
来源:Scientific Data
时间:2025-10-10
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多组学分析揭示家蚕茧壳表型多样性及欧洲品系演化历史
丝绸,这一奢华织物的源头,可追溯至数千年前被人类驯化的家蚕(Bombyx mori)。尽管家蚕的驯化历史已有深入研究,但欧洲家蚕品系的起源和演化路径仍存在诸多谜团。传统上,家蚕品种被划分为中国种、日本种、热带种和欧洲种四大地理群系,然而欧洲品系的祖先来源及其分化时间一直缺乏清晰的分子证据。近年来基因组学研究显示,欧洲家蚕品系可能起源于一个在中国已不存在的早期分支,但由于缺乏中东地区品系的采样,这一推论仍需进一步验证。更棘手的是,许多历史标本仅存茧壳,无法获取基因组数据,使得传统分子系统发育分析难以开展。与此同时,博物馆中珍藏的蚕茧标本虽具有丰富的历史价值,却往往因缺乏科学分析数据而未能充分发挥
来源:Scientific Data
时间:2025-10-10