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纳米技术与热力学:全面综述
纳米技术与热力学之间的相互作用是现代科学领域的一个重要研究方向,尤其是在纳米尺度上,这种交叉研究揭示了材料行为的复杂性和多样性。随着科学技术的进步,纳米材料和结构的出现改变了我们对传统热力学理论的理解,并推动了多个应用领域的创新。本文旨在探讨纳米技术在热力学领域的独特挑战和机遇,从量子物理和统计力学的角度出发,揭示纳米尺度系统的行为特征。同时,文章还强调了热力学在纳米材料合成、热管理、能量转换和自组织过程中的关键作用,并指出未来研究需要跨学科合作以应对不断变化的纳米技术问题。### 纳米尺度热力学的基本概念纳米尺度热力学与宏观热力学相比,具有独特的特性。在纳米材料中,由于其极小的尺寸,热力学行
来源:Nanomaterials and Energy
时间:2025-07-17
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通过ETL种子辅助方法加速合成铁氧体纳米针,用于催化乙醇脱水反应
在当前的研究中,科学家们致力于探索一种新的合成方法,以实现分子级别的介孔沸石结构的理性设计。这种设计对于沸石材料的性能和催化效果具有重要影响,尤其是在将醇类转化为碳氢化合物的反应中。然而,传统的合成方法往往涉及复杂的步骤和较长的时间周期,这限制了其在实际应用中的效率。为了解决这些问题,研究者们提出了一种集成的一步法和快速合成策略,通过引入一种新型的种子辅助合成方法,显著提高了沸石结晶过程的速度,从而缩短了合成时间。这项研究的核心在于利用ETL(一种具有特定结构的沸石)作为种子,来加速FER(另一种具有不同结构的沸石)的形成。FER是一种中孔材料,其二维孔道系统由10环通道(4.2 x 5.4
来源:Microporous and Mesoporous Materials
时间:2025-07-17
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在复杂应力状态下重塑金属板材的各向异性行为:采用高级凸性分析方法的对称与非对称多项式模型
摘要叶绿素(Chls)是最丰富且成本效益最高的天然色素,具有出色的光电性能和生物相容性,这使得它们在人工光合作用中极具吸引力。在本研究中,我们通过引入半合成的叶绿素衍生物(Chl-1和Chl-2)作为电荷转移中间体,提出了高效、环保的有机太阳能电池(OSCs)。这些叶绿素衍生物不仅调节了活性层的分子堆叠和结晶性,促进了有利的分子取向和更密集的晶体结构,还增强了激子的生成和扩散,从而模拟了其在自然界中的功能,并促进了PM6与BTP-eC9之间的电荷转移。因此,这些协同效应显著改善了基于叶绿素衍生物的器件的激子生成、解离和电荷传输过程。结果表明,含有Chl-2的器件实现了19.54%的出色光电转换
来源:Materials Advances
时间:2025-07-17
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通过结合纳米压痕、机器学习和基于微观结构的建模的集成方法,构建聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的全球屈服面
PMI泡沫作为一种轻质结构材料,广泛应用于航空航天、铁路和运动器材等领域。然而,其在设计过程中缺乏可靠的全球屈服面作为指导。本研究提出了一种集成的实验-计算框架,用于构建PMI泡沫的屈服面。该框架结合了纳米压痕测试与有限元建模,利用机器学习和遍历算法进行逆向识别,以精确确定泡沫细胞壁的特性。基于微CT数据生成的微结构导向的Voronoi模型,被用于模拟PMI泡沫。经过与实验单轴应力-应变曲线的验证后,该模型被用于多轴模拟,以获取全面的屈服点,从而构建全球屈服面。该屈服面通过等效双轴拉伸和压缩实验进行验证,结果显示细胞壁具有比PMI基体高10.49%的杨氏模量和8.00%的初始屈服应力。单轴微结
来源:Materials Chemistry and Physics
时间:2025-07-17
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多功能原位成像技术:用于在负载条件下对生物材料进行成像分析的基于同步辐射的平台,可支持大规模的图像引导失效分析
生物材料在多个尺度上通过分层结构实现了卓越的机械性能,但其损伤机制仍存在许多未知。高分辨率成像技术,特别是基于同步辐射的微计算机断层扫描(SR-μCT),能够实现非破坏性的三维可视化,但缺乏集成的原位机械测试系统,限制了在加载条件下实时捕捉损伤演化的可能性。为了解决这一问题,本研究提出了一种新型的多功能原位测试系统,专门用于通过SR-μCT进行生物材料的图像引导失效分析(Image-Guided Failure Assessment, IGFA)。该系统支持微压、微拉和微扭测试,并且能够在位移或旋转角度控制下进行操作。该系统的自动化、几何适应性和与多种生物样本的兼容性显著提高了实验的精度和效率
来源:Materials Advances
时间:2025-07-17
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采用GC-MS、FTIR、XRD、UV-Vis和HPLC技术对Lemna minor L.提取物中的天然生物活性成分进行了分析,并研究了其在体外对病原微生物的抗菌和抗寄生虫作用
### 鸭跖草的生物活性成分与营养成分分析#### 植物概述与研究背景鸭跖草(*Lemna minor* L.)是一种常见的水生植物,属于鸭跖草科。它是一种单子叶植物,广泛分布在温带和热带地区,能够在多种水体环境中生长,如池塘、湖泊和河流。鸭跖草因其快速繁殖的特性,可以在短时间内覆盖大面积的水域,这使得它成为一种具有高度生态和生物利用价值的植物。由于其丰富的营养成分和多种生物活性物质,鸭跖草被广泛应用于食品、饲料、生物燃料、生物修复等领域。近年来,随着全球人口的不断增长,对蛋白质和营养成分的需求也日益增加,传统动物蛋白来源因成本高和环境影响大,而受到越来越多的关注。因此,寻找可持续的植物蛋白来
来源:Kuwait Journal of Science
时间:2025-07-17
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用于生理信号领域适应的多查询频率提示方法
这项研究致力于解决在从生理信号中预测血压时面临的三个关键挑战:有限的标记数据、源人群与目标人群之间的领域偏移,以及高血压和低血压群体的代表性不足。我们提出了一种名为多查询频率提示(Multi-Query Frequency Prompting, MQFP)的提示学习框架,该框架在冻结的预训练模型中插入一个小型、可学习的嵌入模块,并且该嵌入模块是基于频率域构建的。通过捕捉信号的关键特征,如变异性、周期性和局部性,频率域提示能够增强模型对分布偏移和时间偏移的鲁棒性,同时在少样本设置中减少过拟合的风险。在三个PPG(光电容积描记)和两个ECG(心电图)数据集上进行的实验表明,MQFP在不增加太多可训
来源:The Knee
时间:2025-07-17
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感知拉伸与多特征融合技术在增强夜间图像质量中的应用
摘要在次优照明条件下获取的图像通常具有较低的亮度、对比度,细节模糊以及颜色失真。为了解决这些问题,我们提出了一种基于感知拉伸和多特征融合的图像增强框架,称为PSMF。具体来说,我们开发了一种多尺度卷积引导滤波器,以充分探索不同尺度和层次上的频率信息。同时,我们提出了一种自适应感知直方图均衡化方法,该方法利用频率裁剪技术和视觉感知来进行对比度拉伸;此外,还采用了金字塔变换来增强图像细节。随后,我们采用了一种多权重图约束融合策略来整合这些不同的特征图,并通过线性颜色校正模型根据图像的特点进一步消除颜色偏差。在多个公开基准测试上的广泛实验表明,我们的PSMF在生成无伪影、全局对比度高、色彩鲜艳且细节
来源:The Knee
时间:2025-07-17
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一种基于自表示模式选择和几何约束扩散生成的类别边界预测方法
在现代数据驱动的决策系统中,边界模式的识别和预测对于区分不同类别至关重要。然而,实际应用中常常面临样本数据不足的问题,这导致了关键边界信息的缺失,进而影响了对数据结构的理解以及对重要特征的提取。为了解决这一挑战,本文提出了一种基于自表示模式选择与几何约束扩散生成的边界模式预测方法(BP-PSG)。该方法利用样本的负成分来区分不同的边缘模式,并引入了一种新的条件机制,使得扩散模型在几何上有意义的方向上进行数据生成。通过多次评估与生成的循环,该方法能够获取更多具有代表性的样本,从而更全面地反映类别的数据分布。最终,从这些丰富数据中得出的边界模式被视为类别的边界。该方法在高维和低维数据集上进行了验证
来源:The Knee
时间:2025-07-17
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在信息较少的情况下,利用结构增强和属性感知图对比学习方法
立体匹配是计算机视觉中的一个关键任务,广泛应用于自动驾驶、三维重建和增强现实等领域。该任务的核心目标是通过一对立体图像估计出每个像素的视差图,从而推断出场景的深度信息。尽管过去十年中立体匹配领域取得了显著进展,但现有的方法在处理视差图生成过程中的几何信息时,往往未能充分挖掘和利用,导致在某些难以处理的区域(如遮挡、重复结构、无纹理或透明物体)中表现不佳。为了应对这一问题,我们提出了一种新的框架——GIP-Stereo,旨在在整个立体匹配流程中建立结构化的几何信息流,从而提升在复杂区域的鲁棒性和精度。当前的立体匹配方法主要分为传统方法和基于学习的方法。传统方法通常依赖于手工设计的特征匹配策略,例
来源:The Knee
时间:2025-07-17
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利用SHAP揭示膝关节形态:通过可解释的AI技术推动个性化医疗的发展
摘要背景结合主观和客观测量方法对于理解髌股疼痛(PFP)患者的功能障碍以及指导适当的康复策略至关重要。本研究旨在探讨PFP女性与无症状女性在髋部和膝关节的客观功能、主观功能及神经肌肉控制之间的关系。方法研究共招募了30名PFP患者(平均年龄22.56 ± 4.21岁)和30名无症状女性(平均年龄21.10 ± 1.68岁)。首先收集了人体测量数据,并应用了前膝疼痛量表(AKPS)。随后通过四个测试评估了客观功能:下台阶、单腿椅起立、前跳和侧跳。第二天,在等速测力机上测量了膝关节伸肌、髋关节伸肌和髋关节外展肌的扭矩。实验方案包括膝关节以60°/秒的速度进行3次向心收缩,髋关节以30°/秒的速度进
来源:Kinésithérapie, la Revue
时间:2025-07-17
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ToDay算法的验证:一种用于深静脉血栓形成的简化诊断方法
摘要背景由于诊断流程复杂且时间有限,目前的深静脉血栓形成(DVT)诊断算法在临床实践中很少被遵循。因此,需要简化诊断方法以提高患者的依从性,同时保持诊断的准确性。ToDay算法通过结合医生对DVT可能性的主观评估和D-二聚体检测来解决这些问题。方法本分析使用了4D研究(NCT02038530)的数据,该研究是一项评估DVT诊断策略的多中心研究。ToDay算法规定:如果认为DVT的可能性最大且D-二聚体水平低于500 ng/mL,或者认为DVT的可能性不大且D-二聚体水平低于年龄调整后的阈值,则可以直接排除DVT的诊断。主要研究结果是90天内出现症状性静脉血栓栓塞(VTE)的情况;次要研究结果是
来源:Journal of Thrombosis and Haemostasis
时间:2025-07-17
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复杂变形条件下动态再结晶橄榄石的微观结构及CPO(晶体取向参数)演变:一种全场数值模拟方法
**研究解读:橄榄石晶格取向对地幔岩石变形及地震各向异性的影响**地球内部的构造活动和地幔对流过程在塑造地壳和地幔的物理特性方面起着至关重要的作用。这些过程不仅影响岩石的宏观行为,还深刻地改变了其微观结构和各向异性。在地幔岩石中,橄榄石作为主要矿物成分之一,其晶格取向(CPO)对岩石的粘塑性各向异性具有显著影响。本研究通过一种全场数值模拟方法(VPFFT-ELLE),探讨了橄榄石多晶集合体在复杂变形条件下动态再结晶和微观结构演化的特性。研究结果显示,变形历史对当前的晶格取向和地震各向异性有着深远的影响,尤其是在变形条件发生显著变化时,这种影响尤为明显。橄榄石的晶格取向通常被定义为地震快轴[10
来源:Journal of Structural Geology
时间:2025-07-17
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广义评分匹配法在多元序数数据建模中的创新应用与理论拓展
在统计学与数据科学领域,对复杂类型数据的建模始终是核心挑战之一。序数数据,即变量取值具有自然顺序但间距未必相等的离散数据(如满意度评分、疾病严重程度分级),广泛存在于社会科学、生物医学和市场研究等领域。传统上,基于似然函数的统计推断方法,如最大似然估计,是参数估计的金标准。然而,对于许多包含复杂依赖结构(如空间自相关)的模型,其概率密度函数的归一化常数(normalizing constant)往往难以计算,导致似然函数本身无法显式表达,这使得标准的似然方法直接应用受阻。这一“难处理归一化常数”问题长期制约着相关统计模型的发展与应用。为了克服这一瓶颈,统计学家们致力于开发不依赖于似然函数的替代
来源:Journal of Multivariate Analysis
时间:2025-07-17
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基于得分调整矩估计的Dirichlet分布参数估计新方法及其应用
在多元统计分析中,Dirichlet分布作为一类重要的概率分布模型,在生物信息学、自然语言处理和社会科学等领域有着广泛应用。该分布常用于描述组成数据(compositional data),即各分量和为1的多元数据,如基因表达比例、文档主题分布等。然而,传统基于最大似然估计(MLE)的方法面临着一个长期存在的挑战:由于似然函数涉及复杂的Gamma函数和多伽玛函数(polygamma functions),导致参数估计缺乏闭式解(closed-form solution),必须依赖数值优化算法,限制了其在实际应用中的便利性。针对这一难题,中国科学院数学与系统科学研究院的孙立娟研究员团队在《Jou
来源:Journal of Multivariate Analysis
时间:2025-07-17
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通过间隙修饰调控Fe2MnSn Heusler合金的硬磁性能:第一性原理方法
在核能应用中,铁素体不锈钢因其优异的抗辐射、抗氧化和抗腐蚀性能,以及良好的高强度特性,被广泛用于轻水反应堆的燃料包壳材料。这些材料在运行过程中会经历高辐射和高应力环境,这使得其内部结构发生复杂的变化。特别是在Fe-Cr-Al合金中,Cr和Al作为主要合金元素,对材料的性能起着决定性作用。Cr不仅增强了合金的抗氧化和抗腐蚀能力,还通过形成稳定的铝碳化物,抑制了其他碳化物的生成,从而提高了材料的抗辐射性能。而Al则通过与铁的结合,形成了稳定的化合物,进一步提升了合金在高温和辐射环境下的稳定性。然而,在高辐射和外部应力的共同作用下,材料内部会产生大量晶格缺陷,这不仅会导致材料的硬化,还可能引发脆化,
来源:Journal of Magnetism and Magnetic Materials
时间:2025-07-17
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通过晶体塑性有限元方法研究Al6014定制热处理坯料在非均匀载荷作用下的晶粒旋转与滑移系统活动的动态响应
在核能应用中,铁素体不锈钢因其优异的抗辐射、抗氧化和抗腐蚀性能,以及高强度特性,被广泛用作轻水反应堆燃料包壳材料。这类材料在服役过程中会经历高温、高应力和高剂量中子辐照的复杂环境,这些条件会对材料的微观结构和性能产生深远影响。其中,Cr(铬)和Al(铝)作为主要合金元素,对材料的性能起着关键作用。Cr能够增强材料的抗氧化和抗腐蚀能力,而Al通常与铁形成稳定的铝碳化物,从而抑制其他碳化物的形成,提高材料的辐照稳定性。此外,Cr的加入还能增强材料的蠕变抗性,这对于在高温和长期应力作用下保持结构完整性至关重要。然而,在辐照和外部应力的共同作用下,材料内部的晶格缺陷会增加,导致材料出现硬化和脆化现象。
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-07-17
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基于铁损分离方法对工业非取向电工钢等温时效过程的解析:实验研究与建模
摘要本研究探讨了磁老化对商用非定向(NO)铁硅(FeSi)电工钢(ES)性能的影响。磁老化是指电工钢磁性能的不可逆退化(例如铁损耗的增加),这是由于这些钢材长时间暴露在高温环境下,导致第二相颗粒(即碳化铁)的析出。为了研究这一现象,我们进行了实验性的等温老化研究,并通过分析建模来开发老化效应的预测模型。样品首先在180°C的温度下进行等温老化处理,总老化时间为300小时。实验结果显示铁损耗增加,这一增加通过老化指数进行了量化,并随时间和频率以及感应峰值进行了分析。这些发现基于铁损耗分离方法进行了解释,从而更深入地理解了导致损耗的物理现象。实验结果为后续的建模工作奠定了坚实的基础,最终提出了一个
来源:Journal of Magnetism and Magnetic Materials
时间:2025-07-17
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利用深度学习技术研究冬季东海浙闽沿岸锋面的时空变化
海洋锋面在海洋生态和环境变化中扮演着至关重要的角色。这些锋面区域由于强烈的混合作用、高生产力以及丰富的渔业资源而备受关注。在本研究中,我们聚焦于东海的浙江-闽江沿海锋面(ZMCF),通过结合传统算法与深度学习模型,从遥感海表温度(SST)图像中识别出这一锋面,并克服了传统梯度算法在处理复杂锋面结构时的局限性。研究中所采用的环形残差U-Net网络(RRU-Net)在识别断续、破碎以及多分支锋面方面表现出色。在识别出ZMCF区域后,我们进一步分析了其冬季的月度变化,包括SST梯度、锋面概率以及锋面离岸距离的变化情况。为了揭示ZMCF概率在时空上的主导模式,我们采用了一种经验正交函数(EOF)方法,
来源:Journal of Marine Systems
时间:2025-07-17
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综述:通过增材制造技术制备的共晶铝合金:综述
金属增材制造(AM)已从原型制造发展到工业生产,为合金设计和性能提升开辟了新的前景。其快速凝固特性扩展了新型合金的组成空间,而由此获得的物理化学性能改善为高性能工业应用提供了有吸引力的解决方案。随着对高强度铝合金在航空航天和汽车应用中需求的增加,传统高强度锻造铝合金在AM技术下的可加工性较差,成为挑战。共晶微观结构既提供了大体积的强化相,又提升了快速凝固下的可加工性。最近的研究表明,共晶铝合金适用于AM技术,以克服冶金挑战并实现可加工性与性能的协同优化。本文综述了共晶理论、共晶结构演化、静态机械性能以及常温与高温下的长期服务行为(蠕变、疲劳和腐蚀),并探讨了强化机制及AM制造铝合金的定制设计策
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-07-17