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  • 基于大鼠颞下颌关节活体微CT图像的生物力学分析的数值方法

    本研究聚焦于下颌骨及其与颞下颌关节(TMJ)之间的复杂生物力学关系,提出了一种结合微CT图像和有限元建模(FEA)的新型框架,以更精确地模拟生物组织的机械行为。下颌骨是人体中结构复杂且功能关键的一部分,其运动不仅涉及关节的旋转(铰链运动),还受到周围肌肉负载的滑动影响。传统的数值模型通常采用均匀的骨组织属性,简化了加载条件,因此无法充分反映骨内部微结构(如骨小梁)对机械性能的细微影响。为解决这一问题,本研究利用微CT图像在三种不同分辨率(20微米、40微米和80微米)下重建了大鼠下颌骨的三维模型,并通过映射图像的灰度值来分配每个元素的密度和杨氏模量,从而实现非均匀材料属性的建模。这种建模方法不

    来源:Computational and Structural Biotechnology Journal

    时间:2025-07-18

  • 基于代谢组学的早产预测中机器学习技术的比较分析

    本研究探讨了机器学习(Machine Learning, ML)在预测早产(Preterm Birth, PTB)方面的应用潜力,使用了未靶向代谢组学(untargeted metabolomics)数据,这些数据来源于孕期第三阶段的孕妇血清样本。随着计算能力和算法的不断进步,机器学习在生命科学领域的应用日益广泛,为疾病机制、诊断和监测提供了新的视角。在临床研究中,代谢物能够作为生理变化的敏感指标,帮助揭示疾病的发展过程,因此,机器学习模型在代谢组学数据的分析中展现出重要价值。研究采用了四种不同的机器学习算法:偏最小二乘判别分析(Partial Least Squares Discrimina

    来源:Computational and Structural Biotechnology Journal

    时间:2025-07-18

  • 利用均质化方法对周期性梁状结构进行微观结构拓扑优化

    ### 1. 引言在许多工程领域中,梁结构因其承载能力和广泛应用而成为重要的设计对象,包括航空工程和土木工程(如桥梁和建筑结构)。梁的宏观性能在很大程度上取决于其微观结构,因此如何找到适合设计要求的微观结构成为关键问题。与尺寸和形状优化相比,拓扑优化提供了更大的设计自由度,并且是实现所需结构性能的有效工具。在过去的四十年里,各种拓扑优化方法被提出,如均质化方法、固体力学与惩罚(SIMP)方法、双向进化结构优化(BESO)方法以及水平集方法(LSM)。其中,SIMP方法因其概念简单而被广泛使用。Sigmund利用渐近均质化方法(AHM)来评估周期性单元格的等效性能,推动了极端材料特性的优化研究。

    来源:CMES - Computer Modeling in Engineering and Sciences

    时间:2025-07-18

  • 一种利用Limulus polyphemus因子Gα片段进行β-1,3-葡聚糖定量检测的可靠方法

    摘要β-1,3-葡聚糖是大多数真菌和植物细胞壁中的重要糖类成分。准确检测β-1,3-葡聚糖对于其在食品和制药行业的应用至关重要。本文我们开发了一种利用Limulus polyphemus因子Gα(LFGα)片段来检测β-1,3-葡聚糖的可靠方法。从多种可食用蘑菇中提取了具有不同分支程度的五种β-1,3-葡聚糖,并对其进行了结构表征。通过ELISA测定法评估了它们与截短LFGα变体(Q + D1 + D2、D1 + D2、D1、D2)的结合亲和力。结果表明,无论分支程度如何,LFGα片段Q + D1 + D2对所有β-1,3-葡聚糖的亲和力最高,而D1 + D2、D1和D2片段的亲和力随分支程度

    来源:Carbohydrate Polymers

    时间:2025-07-18

  • 大肠杆菌O77和沙门氏菌Boecker O:6,14 (H) 菌株细胞壁O-多糖中常见的四糖重复单元的直接合成方法:

    摘要通过迭代糖基化和官能团修饰,成功合成了一种常见的四糖,该四糖含有β-d-甘露糖基团,对应于大肠杆菌 O77和Salmonella boecker O:6, 14 (H)菌株的细胞壁O-多糖。糖基化反应的产率和产物中糖苷键的立体化学结果均令人满意。通过在使用d-甘露糖硫苷供体的C-3位置引入远程位置的吡蔻酰基团,解决了形成β-甘露糖键过程中遇到的难题。在目标化合物的合成过程中,还通过迭代糖基化方法制备了一种三糖衍生物。最终从单糖中间体2开始,经过十一步反应,以2%的总产率获得了这种四糖。引言大肠杆菌(E. coli)属于革兰氏阴性肠杆菌科,主要存在于动物和人类的肠道菌群中[1]。尽管大多数情

    来源:Carbohydrate Research

    时间:2025-07-18

  • 将碳捕获与封存技术应用于造纸工业,并结合核热能的成本分析

    在当前的工业发展背景下,碳排放问题日益受到关注。作为美国工业部门中重要的组成部分,纸浆和造纸(P&P)行业贡献了相当一部分二氧化碳(CO₂)排放。根据2022年的数据,该行业占美国工业部门总CO₂排放量的2.5%。值得注意的是,P&P行业在热能和电力生产方面大量使用生物质和废料,这使得其CO₂排放中包含大量的生物源排放。然而,包括天然气燃烧和石灰窑在内的非生物源排放,使得该行业每年的CO₂排放总量达到约1.5亿吨。这种高排放量引发了对如何减少工业碳足迹的深入研究。本文探讨了将小型模块化核反应堆(SMNR)与碳捕集与封存(CCS)技术结合,以降低P&P行业CO₂排放的经济可行性。在现有研究中,C

    来源:Carbon Capture Science & Technology

    时间:2025-07-18

  • 季铵壳聚糖/丝胶改性的碳纳米管光热涂层:一种可重复使用且无化学物质的种子消毒方法

    在当今全球粮食安全面临严峻挑战的背景下,寻找一种既能有效保护种子免受病原微生物侵害,又能减少对环境的负面影响的新型种子处理技术显得尤为重要。随着全球人口的持续增长,预计到2025年将达到80亿,而气候变化、环境恶化以及地缘政治冲突等因素进一步加剧了粮食供应的不稳定性。此外,由病原体引起的植物病害每年导致全球约40%的农作物减产,造成超过2200亿美元的经济损失。因此,开发一种可持续、高效且环保的种子处理方法,对于提升农业生产力、保障粮食安全具有重大意义。传统上,种子处理主要依赖于化学杀菌剂,如杀菌剂和杀虫剂,这些化学品虽然在短期内能够有效控制病原微生物,但其长期使用却带来了诸多问题。一方面,这

    来源:Carbohydrate Polymers

    时间:2025-07-18

  • 通过超声波辅助的碱性提取方法,从Theobroma生物质中富集代谢产物的碳水化合物进行转化利用

    ### 多种提取方法的比较与分析本文探讨了从亚马逊地区三种常见*Theobroma*植物——*T. cacao*(可可)、*T. grandiflorum*(杯蜡果)和*T. bicolor*(马卡姆博)的果皮废弃物中提取多糖和非多糖成分的方法。研究采用了氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH)作为溶剂,并结合超声波辅助技术,以评估提取物的物理化学特性与功能性质。结果显示,不同植物种类在提取过程中表现出显著差异,其中* T. cacao*使用NaOH提取的回收率最高,达到38.0%,其次是*T. bicolor*的14.7%和*T. grandiflorum*的8.0%。这一结果表明,NaOH

    来源:Carbohydrate Polymers

    时间:2025-07-18

  • 可见光波段高灵敏MOKE与光学霍尔效应技术揭示吉尔伯特阻尼与自旋轨道耦合关联

    在凝聚态物理和材料科学领域,磁光效应一直是研究材料电磁特性的重要手段。其中,磁光克尔效应(MOKE)作为铁磁材料表征的利器已被广泛应用,而其非磁性对应物——光学霍尔效应(OHE)在可见光波段的测量却长期面临挑战。这是因为在可见光区域,OHE信号极其微弱,通常比MOKE信号低几个数量级,使得传统检测方法难以捕捉到有效的信号响应。这种技术瓶颈严重制约了科学家在光学频率下研究非磁性材料中电子输运特性、能带结构以及自旋轨道耦合等基础物理现象的能力。特别是在当前自旋电子学快速发展的背景下,迫切需要一种能够高灵敏度探测非磁性材料中自旋相关现象的光学技术。针对这一难题,以色列希伯来大学的研究团队在《Natu

    来源:Nature Communications

    时间:2025-07-18

  • 角动量分辨电子能量损失谱技术的实现及其在六方氮化硼原子尺度轨道分析中的应用

    在材料科学的微观世界里,透射电子显微镜(TEM)如同科学家的“超级眼睛”,能够观察原子尺度的物质结构。而电子能量损失谱(EELS)技术更是这双眼睛的“光谱分析仪”,通过测量电子穿过样品时损失的能量,可以解析材料的化学成分、电子态甚至化学键信息。然而,传统EELS技术存在一个根本性局限:它虽然能探测电子在能量维度的变化,却无法直接测量电子携带的轨道角动量(OAM)——这个描述电子波函数相位旋转的重要物理量。轨道角动量是表征原子跃迁过程中旋转对称性的关键参数。在光学吸收谱中,光子的圆偏振状态对应着特定的角动量转移选择定则。基于电子-光子类比原理,快速电子散射产生的虚拟光子吸收过程与真实光子吸收存在

    来源:Nature Communications

    时间:2025-07-18

  • 通过陷阱捕捉无脊椎动物并进行计数与鉴定:一种利用图像和深度学习的新方法

    摘要通过标准化采样方法(如陷阱捕捉)来识别无脊椎动物通常非常耗时,因为它们的数量众多且种类繁多。然而,基于图像和深度学习技术的新方法正在迅速提高无脊椎动物识别的效率,尤其是对于非专业人士而言。在这项研究中,我们使用了新西兰地面无脊椎动物的图像数据集来训练目标检测和分类模型,以实现无脊椎动物的识别。我们拍摄了陷阱中捕获到的无脊椎动物的单张图片,将其标注到相应的分类群中,并应用了两阶段的YOLO深度学习模型进行识别。虽然不同分类群的模型精度存在差异,但整体平均精度达到了0.95(针对目标检测阶段)。分类阶段的准确率最高为0.92。观察数量最多的分类群是鞘翅目(Coleoptera)、等足目(Iso

    来源:New Zealand Entomologist

    时间:2025-07-18

  • 综述:通过调控木质素含量来提高甘蔗生物质生物乙醇产量的方法

    摘要 木质素能够保护植物免受非生物和生物胁迫的影响,并在植物的生长发育中起着重要作用。木质素像一种粘合剂一样紧密地与纤维素和半纤维素结合,从而降低了用于生物燃料生产的木质纤维素生物质糖化过程的效率。甘蔗是一种重要的生物能源作物,全球范围内广泛种植以生产糖和生物乙醇。鉴于全球生物燃料联盟(GBA)通过技术进步加速可持续生物燃料普及的目标,本文重点探讨了通过改变木质素含量来提高甘蔗生物质生物乙醇产量的策略。甘蔗的两种主要副产品——蔗渣和秸秆,是木质纤维素生物质(包含纤维素、半纤维素和木质素)转化为生物乙醇的主要经济来源。木质素的生物合成

    来源:Biofuels, Bioproducts and Biorefining

    时间:2025-07-18

  • 通过反应性链延伸技术提高交联聚(3-羟基丁酸-共-4-羟基丁酸)/聚(丁烯酸丁酯-共-对苯二甲酸酯)共混物的发泡性能

    摘要本研究采用反应性改性的方法,探讨了部分交联的聚(3-羟基丁酸-4-羟基丁酸)[P(3HB-4HB)]与聚(丁酸己二酸酯-对苯二甲酸酯)(PBAT)共混物的发泡性能提升情况。交联过程中使用二(叔丁基过氧异丙基)苯(DTBPIB)作为自由基引发剂,三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)作为交联剂。系统研究了不同TAIC含量对凝胶含量、流变行为、机械性能及泡孔形态的影响。改性后的共混物在低角频率下表现出显著增加的凝胶含量和复杂粘度,表明其熔体弹性得到提升。拉伸测试结果显示,随着TAIC含量的增加,材料的模量和强度也有所提高,这表明基质内部形成了交联网络。使用化学发泡剂制备的泡沫样品中,无论是否添加DTB

    来源:Reactive and Functional Polymers

    时间:2025-07-18

  • 基于锚图张量分解的可解释多视图聚类方法及其收敛性保证

    在当今数据科学和人工智能飞速发展的背景下,多视角数据的获取与处理变得愈发重要。多视角数据能够从不同的角度或模态对同一对象进行描述,从而提供更全面的信息。这种数据的多样性为信息融合和深度学习提供了新的机会,同时也带来了挑战。传统的单视角数据处理方法往往难以全面反映数据的真实结构,因此多视角聚类(Multi-View Clustering, MVC)方法应运而生。多视角聚类旨在利用多个视角的数据,通过融合不同视角的信息,提高聚类的准确性和鲁棒性。然而,现有的多视角聚类方法在处理多视角数据时,往往存在一些不足之处。一方面,许多方法在处理每个视角的数据时,将其视为独立的单元,忽略了视角之间的潜在关联。

    来源:Pattern Recognition

    时间:2025-07-18

  • ReBaR:基于参考的推理方法,用于从单目图像中进行鲁棒的姿态估计

    ReBaR是一种创新的人体姿态和形状估计方法,旨在通过单视角图像精准地还原人体的三维结构。在计算机视觉领域,单视角人体姿态和形状估计是一项具有广泛应用价值的任务,涉及虚拟现实、人机交互、数字人动画等多个方向。传统的估计方法在处理复杂场景时常常面临挑战,例如遮挡和深度歧义问题,这些问题导致模型难以准确识别被遮挡的身体部位及其相对位置。为了解决这些难题,ReBaR引入了一种基于参考的推理机制,通过学习身体和部位的特征来增强模型的推理能力。在ReBaR框架中,首先利用一种注意力引导的编码器提取图像中的身体和部位特征。该编码器能够捕捉到不同部位之间的二维和三维依赖关系,为后续的推理过程提供基础。接着,

    来源:Pattern Recognition

    时间:2025-07-18

  • 基于超对抗性调优的提升预训练大型视觉变换器对抗鲁棒性的方法

    随着深度学习技术的快速发展,视觉Transformer(ViT)在计算机视觉领域取得了显著的进展。这些大规模预训练模型在多种任务中展现出卓越的性能,如图像分类、目标检测和语义分割等。然而,尽管它们在常规条件下表现优异,但在面对精心设计的对抗样本时,仍然存在一定的脆弱性。对抗样本通常是指在原始输入图像上添加微小扰动后,使得模型做出错误预测的输入。这种攻击方式在安全关键型应用中引发了严重的安全问题,例如自动驾驶系统、医疗影像分析和人脸识别技术等。因此,提升ViT模型的对抗鲁棒性成为了当前研究的重要方向。为了应对这一挑战,研究者们提出了多种防御机制,包括对抗训练、对抗净化、防御性蒸馏、对抗检测以及集

    来源:Pattern Recognition

    时间:2025-07-18

  • 丙酮和糠醛在H-Beta沸石上的醛醇缩合反应:基于ONIOM方法的研究

    摘要本研究探讨了在H-Beta沸石上通过交叉醛醇缩合反应将丙酮和糠醛转化为糠醛丙酮的过程,糠醛丙酮是生物质转化过程中的重要中间体。采用ONIOM(MP2:M06–2X)方法结合溶剂效应从分子层面分析了该反应机理。反应过程包括三个关键步骤:互变异构、加成和脱水,其中反式糠醛丙酮的形成活化能分别为22.9、6.2和29.6 kcal/mol;顺式糠醛丙酮的脱水步骤也具有竞争性,其活化能为29.7 kcal/mol。对于自缩合产物甲氧基苯甲酰,其活化能分别为22.9、2.9和44.3 kcal/mol。对于未催化的反应,互变异构和加成的活化能分别为73.6和19.2 kcal/mol,而反式和顺式糠

    来源:Molecular Catalysis

    时间:2025-07-18

  • 用于提高甲烷干重整制氢效率的镍催化剂合成与评价:响应面方法学研究

    干法甲烷重整(Dry Reforming of Methane, DRM)是一种具有高度环境意义的制氢方法,能够将两种主要的温室气体——甲烷(CH₄)和二氧化碳(CO₂)转化为合成气(H₂/CO混合物)。这一过程不仅有助于减少温室气体的排放,还为工业领域提供了有价值的化学原料。在本研究中,科学家们探讨了在700°C下,使用含有1% Rh、La、Au和Sm的5% Ni基催化剂对DRM反应的影响。通过一系列物理和化学表征手段,包括氮气物理吸附(N₂ physisorption)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)、X射线衍射(XRD)、二氧化碳程序升温脱附(CO₂-TPD)、拉曼光谱(Raman s

    来源:Molecular Catalysis

    时间:2025-07-18

  • 通过控制硫酸浓度的方法优化基于锰的催化剂在NH3-SCR(选择性催化还原)反应中的活性

    在当前的环境治理背景下,氮氧化物(NOₓ)作为主要的大气污染物之一,其排放控制成为研究的热点。NOₓ的来源可以分为自然和人为两种,其中人为排放主要来自于工业活动,如高温化石燃料燃烧,尤其是交通运输、电力生产和工业制造等领域,占据了总排放量的约81%。相比之下,自然来源仅占约4%。随着全球工业化进程的加快,NOₓ的排放量持续上升,导致酸雨污染的组成发生变化,从以硫酸盐为主转为硝酸盐和硫酸盐共同主导的混合型污染。因此,有效控制NOₓ的排放不仅有助于改善空气质量,还对生态环境的保护具有重要意义。在众多的NOₓ控制技术中,选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, S

    来源:Molecular Catalysis

    时间:2025-07-18

  • 一种基于硅纳米颗粒原位形成的β-葡萄糖苷酶活性的荧光与比色双模式检测方法

    摘要异常的β-葡萄糖苷酶(β-Glu)活性与多种疾病的发病机制密切相关,使其成为具有临床意义的生物标志物。在这项研究中,我们构建了一种基于原位生成硅纳米粒子(Si NPs)的简单而灵敏的双模式传感系统,用于分析β-Glu活性。采用熊果苷(Arbutin)作为酶底物。在β-Glu的催化作用下,生成羟基醌(hydroquinone),随后在温和条件下与N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane)发生硅烷化反应,从而形成具有黄绿色荧光的Si NPs。该传感系统显示传感信号与β-Glu活性之间存在良好的线

    来源:Microchemical Journal

    时间:2025-07-18


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