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Fe/Cu/C微电解耦合耐盐微生物强化盐碱人工湿地脱氮效能与机制研究
随着我国河湖及近岸水体盐度持续升高,含氮污染物引发的富营养化问题日益严峻。传统人工湿地(CWs)在高盐环境下因植物光合抑制和微生物代谢受阻,其核心脱氮机制——微生物驱动的硝化(nitrification)/反硝化(denitrification)过程效率显著降低,总氮(TN)去除率可能骤降至40%以下。如何突破盐碱胁迫对CWs生态功能的限制,成为水处理领域亟待解决的瓶颈问题。陕西省科技厅资助项目组创新性地提出"材料-生物"协同强化策略,首次将Fe/Cu/C微电解材料与耐盐微生物(SM)耦合应用于盐碱CWs。研究发现:在2%盐度下,香蒲体系(CSM-CWs)TN去除率较对照组提升7.86个百分点
来源:Journal of Water Process Engineering
时间:2025-07-20
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人类活动对流域硝酸盐污染的时空动态影响:基于双稳定同位素与MixSIAR模型的伊洛河流域研究
在当今全球氮循环失衡的背景下,农业流域正面临着"白色污染"与"绿色革命"的双重夹击。作为黄河重要支流的伊洛河流域,既是中国的粮仓,又是氮污染的"重灾区"——过量施肥导致的地下水硝酸盐超标、城市化引发的粪污排放、季节性农业活动造成的污染脉冲,这些现象背后隐藏着一个关键科学问题:在高强度人类活动干扰下,流域氮污染源究竟如何随时间与空间动态变化?传统研究往往局限于单一时段或单一介质,难以捕捉这种"时空交响曲"的复杂韵律。中央高校基本科研业务费专项资金支持的研究团队创新性地采用"水文地球化学指纹"技术,通过分析2022-2023年三个水文期采集的流域水样,首次绘制出伊洛河流域氮污染的时空动态图谱。研究
来源:Journal of Water Process Engineering
时间:2025-07-20
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超低压反渗透膜系统反冲洗优化的建模与实验验证及其在苦咸水处理中的应用
随着全球淡水资源的日益紧缺,苦咸水淡化技术成为解决水资源短缺的重要途径。超低压反渗透(ULPRO)膜系统因其低能耗特性,特别适合能源受限地区的分散式水处理。然而,膜污染导致的通量下降和能耗上升始终是制约其大规模应用的瓶颈。传统反冲洗策略往往依赖经验参数,缺乏对污染机理与清洗效率的系统性研究,导致膜寿命缩短和运行成本增加。马来西亚大学(Universiti Malaya)的研究团队在《Journal of Water Process Engineering》发表的最新研究中,创新性地将Hermia污染模型与动态阻力模型耦合,建立了可量化预测反冲洗效果的数学模型。通过分析2000 ppm NaCl
来源:Journal of Water Process Engineering
时间:2025-07-20
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韩国醴泉剪切带脆塑性过渡带的地震成核机制与流体作用研究
地震究竟是如何在地壳深处孕育的?这个困扰地质学家数十年的问题,其答案可能隐藏在脆塑性过渡带这个神秘的地质界面中。传统理论认为,地壳上部表现为脆性破裂,深部则呈现塑性流动,而在两者过渡的狭窄区域——通常位于地下10-15公里深度——正是大地震最喜欢"诞生"的温床。然而由于这个深度难以直接观测,加上地震产生的痕迹容易被后期变形破坏,科学家们一直难以完整还原地震成核的"犯罪现场"。韩国国立首尔大学(根据CRediT声明推测)的Jin-Han Ree教授团队选择了一个绝佳的自然实验室——韩国醴泉剪切带(Yecheon Shear Zone)。这个NE走向的右旋走滑剪切带像一把解剖刀,将中生代花岗岩体切
来源:Journal of Structural Geology
时间:2025-07-20
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墨西哥Zacatecas地区San Feliciano深成岩系统的壳幔源区作用:来自地球化学、Sm-Nd同位素和U-Pb年代学的启示
在墨西哥西北部广袤的山区中,隐藏着一条重要的金属成矿带,这里分布着众多与岩浆活动密切相关的金、银、铜、铅锌矿床。Concepcion del Oro侵入岩带(COIB)作为该区域最具代表性的岩浆-成矿系统之一,其形成过程一直存在诸多未解之谜:东部和西部岩体为何存在明显的时代差异?这些岩体的物质来源和形成机制有何不同?它们与区域构造演化有何关联?为解决这些问题,墨西哥圣路易斯波托西自治大学的研究人员对COIB西南缘的San Feliciano深成岩系统(SFPS)展开了系统研究。通过详细的野外调查和室内分析,他们发现这套岩体形成于83-69 Ma的晚白垩世,明显早于COIB西部始新世(43-32
来源:Journal of South American Earth Sciences
时间:2025-07-20
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牙髓腔底穿孔促进小鼠牙齿再植后M2型巨噬细胞极化及血管重建的机制研究
牙齿损伤后的再生修复一直是口腔医学领域的重大挑战,尤其是牙齿再植后牙髓组织的存活与功能重建。传统再植术面临两大难题:牙髓腔内的骨样组织异常形成会阻碍功能性修复,而理想的修复模式——第三期牙本质形成又往往效率不足。更棘手的是,牙髓干细胞(DPSCs)在缺血再灌注损伤后的存活与分化机制尚未明确。针对这一科学瓶颈,新潟大学(Niigata University)的研究团队创新性地提出"牙髓腔底穿孔预处理"策略。他们发现,这种物理干预不仅能促进血管重建,还能调控免疫微环境——通过诱导抗炎型M2巨噬细胞(CD206+)极化,为DPSCs创造有利的分化条件。相关成果发表于《Journal of Oral
来源:Journal of Oral Biosciences
时间:2025-07-20
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废纸浆源纤维素纳米晶(CNCs)膜的低碳资源化路径及其在表面水处理中的高效应用
在全球环境问题日益严峻的背景下,传统聚合物膜技术正面临严峻挑战。这些以石油为原料的分离膜不仅生产过程需要大量有机溶剂,其疏水表面导致的膜污染问题更需频繁化学清洗,产生的卤代副产物具有致癌风险。更令人担忧的是,废弃的聚合物膜在自然界中难以降解,从大西洋误食塑料的鲸鱼到南极洲发现的微塑料,都在警示着变革的紧迫性。与此同时,全球每年约1.8亿吨纸浆中近半数未被有效利用,如何实现废物高值化利用成为关键课题。针对这一系列问题,哈尔滨工业大学(State Key Laboratory of Urban-rural Water Resources and Environment)的研究团队创新性地开发了"废
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-07-20
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Al0.33CrFeNi中熵合金的微观结构演变与多尺度变形机制研究
在材料科学领域,中高熵合金打破了传统合金以单一主元为基础的设计范式,其中AlCrFeNi系合金因其独特的双相(FCC+BCC/B2)结构和可调性能备受关注。然而,现有研究面临两大挑战:一是缺乏对动态变形过程中原子尺度微观结构演化的实时观测手段;二是Al元素含量对相组成与力学性能的影响机制尚未明晰。这严重制约了该类合金在极端环境下的工程应用。针对这些关键问题,国内某研究机构的研究人员选择具有最佳强塑性匹配的Al0.33CrFeNi中熵合金为研究对象,通过多尺度表征与模拟相结合的策略,系统揭示了其从室温到800°C的变形机制演变规律。相关成果发表在材料领域权威期刊《Journal of Mater
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-07-20
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激光冲击强化对选区激光熔化17-4PH不锈钢高温磨损行为的优化机制研究
在航空航天和能源装备领域,高温环境下的材料磨损一直是制约部件寿命的关键瓶颈。传统17-4PH沉淀硬化不锈钢虽然具有优异的力学性能,但增材制造(AM)过程中产生的气孔、未熔合等缺陷,以及热处理后出现的脆性氧化倾向,严重影响了其高温服役性能。更棘手的是,常规表面强化技术如喷丸处理会显著增加表面粗糙度,而热处理虽能提高硬度却可能导致氧化剥落加剧。这些矛盾使得开发兼具高硬度和韧性的表面改性技术成为行业迫切需求。针对这一挑战,国内研究机构的研究人员创新性地将激光冲击强化(Laser Shock Peening, LSP)技术应用于选区激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)成
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-07-20
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SiO2-Al2O3-CaO-MgO-Na2O体系粘度建模及其在CMAS腐蚀中的关键作用研究
在航空发动机高温环境下,热障涂层(TBCs)常因吸入沙尘等环境颗粒物而形成CMAS(Calcium-Magnesium-Alumino-Silicate)熔体,导致涂层快速失效。其中熔体粘度是影响CMAS渗透行为的关键因素,但多组分体系的粘度变化规律尚不明确,传统模型难以描述SiO2富集区域的粘度突变现象。国内某研究机构的研究人员通过CALPHAD(Calculation of Phase Diagrams)方法,创新性地建立了SiO2-Al2O3-CaO-MgO-Na2O五元体系的粘度数据库。研究引入聚合态SiO2(Q4)和NaAlO2络合物,采用Arrhenius方程描述纯组分粘度,通过优
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-07-20
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铸铁材料切削仿真中本构模型建立及其在PCBN刀具优化设计中的应用
在汽车制造业中,铸铁刹车盘因其优异的导热性和耐磨性占据90%市场份额,但其加工过程面临严峻挑战——传统试错法优化聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具耗时耗力。更棘手的是,现有研究多聚焦钢材加工,针对铸铁材料的本构模型和刀具设计研究近乎空白,导致加工效率低下、刀具寿命不可控。为解决这一行业痛点,山东卓恩精密机械有限公司(Zone-De)的研究团队开展了一项突破性研究。他们发现切削仿真的精度高度依赖材料本构模型,而铸铁在高速切削下的动态力学行为尚未被准确描述。这项发表于《Journal of Materials Research and Technology》的研究,首次建立了涵盖应变强化、温度软化等多
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-07-20
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DD32镍基单晶合金在海洋大气环境中的加速腐蚀行为与防护机制研究
在航空发动机领域,镍基单晶高温合金因其卓越的高温力学性能被誉为涡轮叶片的"皇冠材料"。然而当这些精密部件遭遇富含NaCl的海洋大气时,其表面精心设计的防护氧化层会在盐雾、湿度与温度循环作用下发生灾难性退化。更棘手的是,现有研究多聚焦发动机运行状态下的热腐蚀行为,而对停机期间长期暴露的腐蚀机制认知存在显著空白。这一问题直接关系到舰载机、沿海部署航空器的使用寿命,成为制约高端装备海洋环境适应性的"卡脖子"难题。针对这一挑战,国内某研究团队在《Journal of Materials Research and Technology》发表了创新性研究成果。研究人员采用独创的加速腐蚀环境谱模拟技术,通过
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-07-20
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定向能量沉积原位合成Cu-Al合金的优异抗空蚀性能及其机制研究
在海洋工程和流体机械领域,金属材料长期面临空蚀与腐蚀协同作用的严峻挑战。空蚀现象由液体中气泡溃灭产生的高压微射流引发,可导致材料表面快速失效。传统镍铝青铜(NAB)虽具良好耐蚀性,但其抗空蚀性能已难以满足现代装备需求。金属增材制造(AM)技术为材料性能调控提供了新途径,但关于AM制备Cu-Al合金空蚀行为的研究仍属空白。为解决这一关键问题,国内研究人员采用定向能量沉积(DED)技术,将CuNi2SiCr铜合金与Al-Mg-0.7Si铝合金粉末按9:1质量比混合,在NAB基体上原位合成了Cu-Al合金。通过激光功率1500W、送粉速率5 g/min等参数优化,获得致密度达99.979%的沉积件。
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-07-20
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淬火与回火温度对低合金马氏体钢变体选择及磨粒磨损行为的调控机制研究
在矿山机械、冶金设备等重工业领域,磨粒磨损如同"隐形杀手",每年造成巨额经济损失。传统耐磨钢虽通过淬火回火(Q&T)工艺获得高硬度,但相同硬度下磨损性能差异显著的现象长期困扰着工程师们。这背后隐藏着一个关键科学问题:马氏体钢中24种晶体学变体的选择规律如何影响其耐磨性能?中国某高校材料科学与工程学院的研究团队在《Journal of Materials Research and Technology》发表的研究揭开了这一谜题。研究人员选用成分为0.3C-0.6Si-1.3Mn-1.5Cr-0.3Mo-0.3Ni-0.05Nb(wt.%)的低合金钢,设计了四组热处理方案:850°C/92
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-07-20
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新疆干旱大气环境下低合金钢腐蚀行为研究:Cr与Mn元素的差异化防护机制
在广袤的新疆地区,光伏电站和输电塔等钢结构设施正面临着一个隐形杀手——干旱大气腐蚀。与潮湿的海洋环境不同,这里极端的气候条件组合了强紫外线照射、剧烈昼夜温差(日均温差可达35°C)和频繁的风沙侵蚀,使得传统低合金钢的锈层保护机制面临全新挑战。尤其令人担忧的是,随着国家"西电东送"战略推进,大量输电线路暴露在这种特殊环境中,但关于干旱大气腐蚀机理的研究却长期滞后。针对这一技术空白,中国的研究团队开展了一项为期360天的系统性研究。他们选取典型结构钢Q355B(含1.325% Mn)和自主研发的含Cr低合金钢(A钢,含3.671% Cr),在新疆吉木萨尔县变电站实地布设暴露试验站,通过多尺度表征揭
来源:Journal of Materials Research and Technology
时间:2025-07-20
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超薄海胆状PdPtCu-CeO2三元合金纳米片高效催化甲醇氧化的设计与性能研究
在能源转型的全球背景下,直接甲醇燃料电池(DMFCs)因其高能量密度和清洁特性成为研究热点,但其核心组件——铂基催化剂却面临碳载体腐蚀、铂资源稀缺和中间产物中毒三大"卡脖子"难题。传统Pt/C催化剂在长期运行中,碳载体易被氧化导致活性组分脱落,而昂贵的铂金属利用率不足30%,更糟的是甲醇氧化过程中产生的COads等毒化物种会使催化剂"窒息"失效。这些瓶颈严重制约着DMFCs的商业化进程,亟需开发兼具高活性、强抗毒性和低成本的新型催化体系。韩国基础科学研究院(Korea Basic Science Institute)的Hyeon Jeong Kim、Myong Yong Choi等研究人员在《
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-07-20
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金属有机沉积法制备Ce:YIG的磁致圆偏振发光特性及其与磁光效应的逆向过程研究
在磁性光子学领域,钇铁石榴石(YIG)因其独特的磁光特性备受关注,但其强光吸收特性限制了可见光波段应用。铈掺杂YIG(Ce:YIG)虽在1.4 eV附近表现出显著磁光效应,但关于其发光特性与介电参数的关系始终缺乏实验验证。日本科学技术振兴机构(JST)PRESTO资助的研究团队通过创新性实验设计,首次揭示了Ce:YIG薄膜中磁致圆偏振发光与磁光效应的内在关联。研究人员采用金属有机沉积法(MOD)在钆镓石榴石(GGG)基底上制备Ce:YIG薄膜,通过扫描电镜(SEM)表征表面形貌,利用405 nm激光激发配合磁场调控,测量了1.44-1.74 eV能区的圆偏振发光谱。关键技术包括:MOD法制备化
来源:Journal of Magnetism and Magnetic Materials
时间:2025-07-20
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四川盆地植被绿化与灌溉协同作用对夏季气候的调控机制及其生态效应
在全球气候变化背景下,人类活动如何通过改变地表特征影响区域气候,已成为地球系统科学研究的焦点问题。四川盆地作为中国典型的封闭地形区,近年来同时经历着显著的植被绿化(如"退耕还林"工程)和农业灌溉扩张,这两种人为干预如何通过复杂的生物地球物理过程相互作用,进而影响区域气候系统,成为亟待解答的科学问题。中国科学院新疆生态与地理研究所的研究人员通过创新性地整合多源卫星观测与数值模拟技术,在《Journal of Hydrology: Regional Studies》发表了关于植被绿化与灌溉协同效应的突破性研究。该研究采用WRF V4.4模型耦合Noah-MP陆面过程模型,构建了2001-2020年
来源:Journal of Hydrology: Regional Studies
时间:2025-07-20
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中国极端降水时空格局与长期持续性研究(1959–2015):气候敏感性及区域变异新认知
随着全球变暖加剧,极端气候事件频发已成为重大环境挑战。在中国,近年来暴雨引发的洪涝灾害造成年均超千亿元经济损失,仅2020年长江流域特大洪水就导致2800万人受灾。更令人担忧的是,传统气象模型难以准确预测极端降水的突变特征和长期演变规律,这给防灾减灾带来巨大挑战。现有研究多聚焦总降水量变化,对极端降水事件的敏感性、区域差异性和周期规律等关键科学问题缺乏系统认知,制约着精准化气候适应策略的制定。针对这一科学难题,河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室的研究团队在《Journal of Hydrology: Regional Studies》发表了开创性研究。该研究整合了全国558个气象站
来源:Journal of Hydrology: Regional Studies
时间:2025-07-20
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基于强度-范围-持续时间模型的冬小麦收获期致灾降雨事件识别与形成机制研究
在气候变化加剧的背景下,冬小麦收获期的持续阴雨天气导致的穗发芽和霉变问题日益突出,严重威胁我国粮食安全。华北平原作为中国最重要的冬小麦生产基地,贡献了全国84%的产量,但该区域在冬小麦成熟期频繁遭遇收获期致灾降雨事件(Harvest-disrupting rain events, HDREs)。这类灾害不仅造成籽粒重量下降、落粒等问题,更会导致严重的穗发芽和霉变——例如2023年5月下旬河南遭遇的HDREs就造成18600平方公里麦田受灾,夏粮减产26.3亿公斤。然而,现有研究存在三大瓶颈:传统单指标识别方法(SI方法)仅依赖降水量阈值(如过程累积≥40 mm),忽略了日照时数等关键因素;灾害
来源:Journal of Hydrology: Regional Studies
时间:2025-07-20