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综述:基于金属氧化物半导体的挥发性有机化合物气体传感器研究进展
Sensing mechanism of MOS金属氧化物半导体(MOS)的气敏机制源于材料表面与气体分子的电子相互作用。当目标气体(如甲醛)吸附于MOS表面时,会与预吸附的氧物种(O2-、O2-)发生反应,改变材料的载流子浓度。以n型材料SnO2为例,其电阻下降源于气体分子向材料注入电子;而p型CuO则因空穴消耗导致电阻上升。氧空位浓度、暴露晶面(如ZnO的(002)面)和异质结界面的电荷转移是调控性能的关键因素。Research status of VOCs detection by MOS based gas sensor针对甲醛检测,研究者通过构建ZnO/In2O3异质结将响应值提升至
来源:Sensors and Actuators A: Physical
时间:2025-06-21
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SLC26A4与KCTD7基因变异共现导致儿童综合征性听力损失伴肌阵挛癫痫的首例报道及其临床意义
在遗传性疾病的广袤图谱中,综合征性听力损失与进行性肌阵挛癫痫(PME)如同两条平行线,分别由SLC26A4和KCTD7基因的变异驱动,却从未在同一个体交汇。这一现象背后的生物学逻辑,直到伊朗阿拉克医科大学和德黑兰医学科学大学的研究团队在《Egyptian Journal of Medical Human Genetics》报道首例双重变异患儿时才被打破。SLC26A4基因编码的pendrin蛋白是内耳离子转运的关键分子,其变异可导致Pendred综合征或单纯性听力损失伴前庭导水管扩大(EVA)。而KCTD7作为钾通道相关蛋白,其缺陷会引发PME——一种以难治性肌阵挛发作、认知退化为特征的灾难性
来源:Egyptian Journal of Medical Human Genetics
时间:2025-06-21
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等面积微流控冷却系统的热分析与多目标优化:面向高功率密度芯片的高效热管理解决方案
随着集成电路技术发展,电子器件功率密度持续攀升,传统散热方案如空气冷却和液冷已难以满足3D IC等紧凑型器件的热管理需求。尤其在高热流密度应用中,局部温度过高会导致性能衰减甚至设备失效。微流控冷却技术因其高效率和小尺寸优势备受关注,但现有研究多忽略实际工程中固定的换热面积约束,导致性能评估缺乏可比性。针对这一瓶颈,国内研究人员在《Results in Engineering》发表研究,系统评估了四种等面积微通道结构(平行直通道MC-S、单周期锯齿MC-M、双周期锯齿MC-D和贯穿流MC-C)的散热性能。研究创新性地将正交实验设计与NSGA-II多目标优化算法结合,为高密度电子器件的热管理提供了
来源:Results in Engineering
时间:2025-06-21
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流变纳米流体辐射流动的数值解开发与熵优化研究
在能源和生物医学工程领域,非牛顿纳米流体的热传导特性一直是研究热点。这类流体在电子冷却、核反应堆和药物输送等领域具有广泛应用,但其复杂的流变行为和热力学特性使得精确建模成为挑战。特别是当涉及磁场作用、多孔介质和生物对流时,传统理论模型往往难以准确预测实际性能。此外,熵生成分析作为评估系统能量损失的关键指标,在优化热工设备效率方面具有重要意义。为攻克这些难题,国内某研究团队在《Results in Engineering》发表了关于功率律纳米流体磁流体动力学(MHD)流动的数值研究。该工作创新性地结合了Darcy-Forchheimer多孔介质模型、热辐射效应和微生物输运机制,通过有限差分法(F
来源:Results in Engineering
时间:2025-06-21
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格栅式消能结构下游冲刷深度控制中石笼槛的优化配置与水力效应研究
河流作为动态的地貌系统,持续经历着侵蚀与沉积的博弈。河床控制结构(Grade Control Structures, GCS)虽能有效稳定河床坡度,但其下游的局部冲刷往往导致结构失稳,甚至引发农业用地流失、水利设施损毁等连锁问题。传统刚性结构在应对高能水流冲击时存在局限性,而多孔性石笼槛(Gabion Sills, GS)因其柔性结构和能量耗散特性,逐渐成为可持续治河工程的新选择。为探究GS对GCS下游冲刷的调控机制,研究人员在乌尔米亚大学工程学院的水力学实验室开展系统实验。通过18米长变坡水槽,测试了三种相对间距(Lg/h=1,1.5,2)的GS在5种流量(7-13 L/s)和3种尾水深度(
来源:Results in Engineering
时间:2025-06-21
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新型混合营养型微藻油生物柴油在可持续清洁燃料开发中的催化转化与性能优化研究
随着全球能源危机和环境污染问题日益严峻,开发可持续清洁燃料成为当务之急。微藻因其高光合效率、快速生长和卓越的油脂积累能力,被视为第三代生物燃料的理想原料。然而,传统微藻培养模式存在生长周期长、生物量产量低等问题,且关于生长模式与营养条件对生物柴油关键性能参数影响的研究严重不足。现有研究多聚焦于生物量提升,却忽视了燃料性能与培养条件的关联性,这极大限制了微藻能源的实际应用。针对这一科学难题,研究人员在《Results in Engineering》发表了创新性研究成果。该研究通过混合营养培养技术,结合镍掺杂氧化钙(Ni-CaO)异相催化体系,成功开发出高性能微藻生物柴油。研究团队采用改良BG-1
来源:Results in Engineering
时间:2025-06-21
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重塑黄土水平单轴抗拉强度的实验研究:水含量与干密度的影响机制
在中国西北广袤的黄土高原上,疏松多孔的马兰黄土(Q3)正面临着严峻的工程挑战——边坡失稳、地基开裂、地裂缝等地质灾害频发,其核心诱因在于黄土在张力作用下的脆弱性。然而,传统间接测量方法(如巴西劈裂试验、径向压裂试验)依赖理想弹性理论假设,导致实测值与理论预测偏差高达50%;而现有直接拉伸试验又受制于试样重力效应、夹具设计缺陷等问题。更棘手的是,黄土的抗拉强度对含水率变化极为敏感,一场暴雨就可能导致土体强度骤降,引发灾难性后果。这一系列瓶颈问题,呼唤着更精准的测试方法和更系统的力学认知。针对这一需求,中国某研究团队在《Results in Engineering》发表了突破性成果。团队首先攻克了
来源:Results in Engineering
时间:2025-06-21
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挤出式增材制造中PSU与PPSU高性能聚合物的应变率敏感性研究及其力学性能评估
高性能聚合物在极端工况下的力学行为研究一直是材料科学领域的重点课题。随着挤出式增材制造(Material Extrusion, MEX)技术在航空航天、医疗器械等高端领域的应用拓展,材料在动态载荷下的性能表现成为制约其工程化应用的关键瓶颈。聚砜(Polysulfone, PSU)和聚苯砜(Polyphenylsulfone, PPSU)作为典型的高性能聚合物(High-Performance Polymers, HPPs),虽具有优异的耐热性和化学稳定性,但其在增材制造结构下的应变率敏感特性尚未系统研究。200 mm/min)会诱发脆性断裂特征。关键技术方法包括:(1)采用桌面挤出机制备直径1
来源:Results in Engineering
时间:2025-06-21
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农业秸秆源可持续抑尘剂的分子机制、性能优化与环境效应研究
随着城市化进程加速,建筑扬尘、工业排放等导致的PM10和PM2.5污染已成为重大公共卫生挑战。中国职业性尘肺病占职业病总数90%,2022年直接导致9613人死亡。传统抑尘技术如洒水法易蒸发失效,化学抑尘剂存在环境毒性,而每年7亿吨农业秸秆焚烧又加剧空气污染。如何将秸秆废弃物转化为高效抑尘材料,成为环境工程领域亟待解决的难题。中国矿业大学的研究团队创新性地利用小麦秸秆开发出植物源复合抑尘剂,其核心组分包括1.82%秸秆基超吸水性聚合物(SAP)、0.10%羟乙基纤维素(HEC)和0.80%烷基糖苷(APG0810)。研究发现该材料在《Results in Engineering》发表的研究中展
来源:Results in Engineering
时间:2025-06-21
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不同准静态压缩条件下泡沫混凝土的力学与能量吸收特性研究
在工程防护和缓冲吸能领域,泡沫混凝土(FC)因其可控的密度和强度特性,被广泛应用于高速公路减速带、爆炸防护系统和飞机拦阻系统(EMAS)等场景。然而这种典型的多孔脆性材料在压缩过程中常出现显著剥落现象,传统无侧限抗压强度测试难以准确表征其能量吸收特性。更关键的是,当作为EMAS或长下坡逃生匝道的阻滞材料时,泡沫混凝土不仅需要承受压缩破坏,还需抵抗贯入损伤和各类剪切效应,这对材料利用率提出了更高要求。针对这些工程痛点,长安大学的研究团队在《Results in Engineering》发表了创新性研究。他们设计了500、600和700 kg/m3三种密度的泡沫混凝土试件,采用电液伺服压缩试验机开
来源:Results in Engineering
时间:2025-06-21
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基于小波分析和故障特征量的电力变压器故障诊断方案研究
电力变压器作为电网核心设备,其内部隐蔽故障可能导致灾难性停电事故。传统差动保护面临励磁涌流误动、CT饱和干扰等挑战,尤其当外部故障伴随CT饱和时,故障特征与内部故障高度相似,现有方法难以精准区分。据统计,70%-80%的变压器故障源于匝间短路(TTF)和匝地短路(TEF),但常规保护方案对高阻故障灵敏度不足,且缺乏统一的故障类型判别标准。针对这些行业痛点,研究人员开展了一项创新性研究,提出基于离散小波变换(DWT)的多维度故障诊断体系。该研究首先构建了115/22 kV变压器ATP-EMTP仿真模型,通过BCTRAN子程序模拟不同故障场景。关键技术包括:1)采用改进递归小波滤波器消除噪声干扰;
来源:Results in Engineering
时间:2025-06-21
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U型槽椭圆形相位梯度超表面天线设计及其在5G无线通信中的高性能应用
随着5G网络的全球部署,毫米波频段(24.25-29.5 GHz)成为实现高速数据传输的关键。然而,传统天线在毫米波频段面临增益不足、带宽受限和阻抗失配等挑战。相位梯度超表面(PGM)作为一种新型人工电磁材料,通过亚波长结构调控电磁波相位,为解决这些问题提供了新思路。但现有PGM设计存在结构复杂、带宽窄以及与天线集成困难等技术瓶颈。针对这些挑战,研究人员开发了一种创新的U型槽椭圆形PGM集成天线。该设计采用RT/Duroid 5880基底(介电常数εr=2.2,损耗角正切tan δ=0.009),通过7×7(共49个)椭圆形单元阵列构成42 mm×42 mm的PGM结构。研究团队运用CST M
来源:Results in Engineering
时间:2025-06-21
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锌取代镍铁氧体-rGO杂化尖晶石的缺陷工程白光发射研究
在固态照明和光电子领域,开发低成本、高效率的白光发射材料一直是研究热点。传统白光LED通常需要组合多种荧光粉或量子点,存在制备复杂、成本高昂等问题。尖晶石铁氧体虽具有结构可调、稳定性好等优势,但典型代表镍铁氧体(NiFe2O4)存在发光效率低、发射光谱窄的固有缺陷。如何通过材料本征改性实现宽谱发射,成为突破技术瓶颈的关键。针对这一挑战,研究人员通过精巧的Zn2+离子取代策略,构建了镍锌铁氧体-还原氧化石墨烯(Ni1-xZnxFe2O4-rGO)杂化材料体系。该研究创新性地利用Zn2+的四面体位点偏好性(离子半径0.74 Å),诱导Fe3+/Fe2+重排并产生可控氧空位,在不引入外源掺杂的情况下
来源:Results in Surfaces and Interfaces
时间:2025-06-21
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水电与火电交互作用对电力价格波动的动态影响机制及极端情景下的市场稳定性研究
电力市场的价格形成机制一直是能源经济领域的核心议题。在以水电为主导的电力系统中,水库蓄水量与化石燃料价格如何共同影响电价波动?特别是在极端气候事件导致水电供应不足时,依赖油气发电的备用系统会如何改变市场动态?这些问题对正处于能源转型关键期的国家尤为重要。来自哥伦比亚的研究团队在《Results in Engineering》发表的研究,创新性地采用双重计量经济学模型揭示了这一复杂关系。研究聚焦哥伦比亚电力市场——这个水电占比68%的典型系统,通过分析2005-2023年的日频数据,首次量化了不同市场状态下各类因素的传导效应。研究采用了两大关键技术:1)基于Diebold-Yilmaz方法的向量
来源:Results in Engineering
时间:2025-06-21
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可持续热塑性弹性体增强橡胶复合材料裂纹萌生与扩展的机理分析
每年全球废弃的橡胶材料高达数百万吨,传统橡胶的不可回收性加剧了资源浪费和环境污染。尽管热塑性弹性体(TPE)因其可回收性被视为潜在替代品,但其完全替代传统橡胶可能破坏材料性能平衡。如何通过部分替代实现性能优化,尤其是提升橡胶的裂纹抗性,成为材料科学领域的紧迫课题。在此背景下,研究人员聚焦苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)TPE对二氧化硅(SiO2)增强天然橡胶(NR)和丁苯橡胶(SBR)复合材料的影响,探索其裂纹萌生与扩展的机理。为回答上述问题,研究人员通过裤型撕裂测试(ASTM D624)、疲劳弯曲裂纹测试(ASTM D430)和动态机械热分析(DMTA)等技术,系统评估了不同SBS含量(0、
来源:Results in Engineering
时间:2025-06-21
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基于密度泛函理论和机器学习揭示K2X(X=S/Se/Te)单层材料的电子结构与热电性能调控机制
在材料科学领域,二维层状材料因其独特的物理化学性质成为研究热点。传统过渡金属硫族化合物(TMDCs)虽已广泛应用,但碱金属硫族化合物如K2X(X=S/Se/Te)单层材料的系统性研究仍存在空白。这类材料在体相时呈现立方结构,而降低维度后可能展现出截然不同的特性。目前,关于其电子结构调控机制、光学响应特性以及热电转换效率的定量研究尚不完善,特别是缺乏结合第一性原理计算与机器学习预测的综合性分析。为解决这些问题,研究人员采用WIEN2k软件进行密度泛函理论(DFT)计算,结合BoltzTraP、PHONOPY等模块,系统研究了K2S、K2Se、K2Te单层材料的物理性质。通过AFLOW-PLMF机
来源:Results in Engineering
时间:2025-06-21
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基于GIS-AHP与水质评估的Rontu流域地下水潜力区划研究——以印度尼西亚西努沙登加拉为例
在印度尼西亚西努沙登加拉省的Bima地区,快速城市化与有限的水资源管理正形成尖锐矛盾。这个以火山岩和冲积层为主的半干旱区域,98%的居民依赖地下水,但缺乏系统的水文地质数据支撑。当地家庭无序开发水井导致过度开采,沿海区域还面临海水入侵的威胁。更严峻的是,该地区尚未建立有效的地下水监测体系,水质恶化往往在造成不可逆影响后才被发现。这种"数据盲区"状态严重阻碍了当地政府制定科学的水资源规划,特别是在气候变化加剧干旱风险的背景下。针对这一紧迫问题,来自Institut Teknologi Bandung等机构的研究团队选择Rontu流域作为典型研究区,首次开展综合地下水潜力与水质评估。研究团队由Pa
来源:Results in Earth Sciences
时间:2025-06-21
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水库诱发地壳运动机制对比研究:以Koyna-Warna与Tehri大坝为例
水库蓄水引发的地震活动一直是地球科学领域的重大课题。印度Koyna-Warna地区自1967年发生6.3级水库诱发地震后,成为全球研究此类现象的经典案例;而位于喜马拉雅逆冲带的Tehri大坝区域,虽具备高构造应力背景,却未显现明显的水库诱发地震特征。这种地理与地质条件的鲜明对比,为揭示水库诱发地震的深层机制提供了天然实验场。为探究不同构造环境下水库诱发地震的差异性表现,研究人员系统开展了Koyna-Warna与Tehri区域的对比研究。通过分析两地区近40年的地震目录数据,结合水循环荷载与b值(地震频度-震级关系斜率)的时空演化特征,发现Koyna-Warna区域2010-2022年间b值从0
来源:Results in Earth Sciences
时间:2025-06-21
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高功率密度风电齿轮箱行星轮-滑动轴承集成结构的啮合润滑协同优化研究
随着全球风电产业向大兆瓦机型发展,风电齿轮箱(WTG)的扭矩密度和可靠性面临严峻挑战。传统滚动轴承在重载工况下易出现早期失效,而采用滑动轴承(PGJB)与行星轮集成设计虽能提高扭矩密度,却因行星轮系统(PGS)复杂的动态啮合力引发轴承边缘接触,进而反馈影响齿轮啮合性能,形成强烈的啮合-润滑耦合效应。这种双向耦合作用导致风电传动系统出现载荷分布不均、振动加剧等问题,严重制约高功率密度齿轮箱的发展。针对这一难题,重庆大学的研究团队在《Renewable Energy》发表了创新性研究。他们建立了考虑混合弹流润滑(EHD)、不对中及修形效应的PGJB摩擦动力学模型,通过非线性油膜力和油膜厚度构建行星
来源:Renewable Energy
时间:2025-06-21
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光伏热辐射夜间冷却与自适应调控在超高效数据中心浸没式制冷中的能源经济性分析
随着全球数字化进程加速,数据中心已成为电力消耗的"巨兽"。国际能源署预测,2026年全球数据中心年耗电量将达1050 TWh,较2022年激增128%。其中冷却系统能耗占比高达30%-40%,传统风冷数据中心电能使用效率(Power Usage Effectiveness, PUE)徘徊在1.4以上,成为制约行业低碳发展的关键瓶颈。浸没式冷却(Immersion Cooling)虽能将PUE降至1.05以下,但如何充分利用其高温冷却水特性(30-33°C)实现可再生能源协同优化,仍是亟待突破的科学难题。广州市基础与应用基础研究项目团队提出光伏热(PVT)辅助的创新型冷却系统,通过整合夜间辐射冷
来源:Renewable Energy
时间:2025-06-21