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根系自养呼吸模块的开发与实现:基于过程的作物系统模型中土壤CO2通量分区的创新研究
在应对气候变化的全球行动中,农业土壤作为关键的碳汇与碳源,其碳平衡评估存在巨大不确定性。传统测量方法难以区分土壤CO2排放(Rs)中根系自养呼吸(Ra)与微生物异养呼吸(Rh)的贡献,而现有模型多将呼吸过程隐含处理,导致碳通量模拟偏差。特别是在集约化种植系统中,根系动态与土壤碳循环的耦合机制尚未被充分量化,这严重制约了精准农业和碳中和策略的制定。针对这一科学瓶颈,意大利米兰大学等机构的研究团队在《Italian Journal of Agronomy》发表了创新性研究。他们以ARMOSA模型为框架,开发了首个显式模拟根系自养呼吸的模块,通过整合作物生长-维持呼吸理论、根系衰老动态和土壤分层扩散
来源:Italian Journal of Agronomy
时间:2025-06-26
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综述:从酸杆菌门的培养挑战到生物技术前景——揭示充分发挥其潜力所需的条件
Abstract酸杆菌门(Acidobacteriota)因其广泛分布和代谢多样性成为研究热点。尽管环境意义已被广泛研究,但其生物技术应用仍待开发。这类细菌虽难以培养(hard-to-culture),但现有基因组数据揭示了其生产酶(enzymes)、抗菌分子(antimicrobials)及参与土壤修复(bioremediation)的潜力。关键研究方向酶与生物活性分子:酸杆菌门的基因组中编码了多种降解酶(如纤维素酶和木质素酶),可能用于工业生物催化。抗菌特性:次级代谢产物基因簇(BGCs)暗示其可合成新型抗生素。农业与修复:通过促进植物生长(PGPR)和降解污染物(如石油烃),助力可持续农
来源:World Journal of Microbiology and Biotechnology
时间:2025-06-26
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基于邻域信息聚合与多视图特征提取的对比图聚类方法研究
随着图数据在社交网络分析、生物信息学等领域的广泛应用,图聚类技术成为挖掘复杂网络隐藏结构的关键工具。然而,现有基于对比学习的图聚类方法面临两大挑战:一是依赖人工设计的数据增强策略可能导致图结构语义漂移;二是传统方法未能充分利用节点属性特征中的邻域信息,导致相似节点可能被错误推离。这些问题严重制约了模型的性能和泛化能力。针对上述问题,研究人员开展了基于邻域信息聚合与多视图特征提取的对比图聚类(NIA-MVFE-CGC)研究。该工作创新性地采用多层感知机(MLP)替代数据增强来生成多视图,通过互信息最小化约束降低特征冗余,并设计潜在邻域关系构建模块,将学习到的潜在关系与原始图结构融合。此外,引入自
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交叉截面阶梯楔形整群随机试验中时间-事件终点的效能计算新方法
这项研究针对阶梯楔形整群随机设计(SW-CRTs)中的生存分析难题展开创新探索。当研究团队需要评估医院导管管理电子提醒系统等临床干预措施时,传统连续变量或二分类结局的效能计算方法难以适用于存在删失数据的时间-事件终点(time-to-event endpoint)。研究团队巧妙构建了分层边际Cox比例风险模型(stratified marginal Cox proportional hazards model),通过数学推导获得稳健三明治方差(robust sandwich variance)的解析表达式。这一突破性进展使得效能计算摆脱了传统依赖计算机模拟的桎梏,显著提升了计算效率。研究同时开
来源:Biometrics
时间:2025-06-26
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突破“世界地图困境”:亚毫米医疗机器人的局部感知技术革新
在医疗机器人领域,亚毫米级设备因其微创特性在心血管、脑血管等狭窄腔道手术中展现出巨大潜力。然而,这些“微型探险家”面临一个根本性挑战:它们如同蒙眼穿越迷宫,仅能依靠外部医学影像提供的模糊“世界地图”导航。这种依赖X射线、CT等二维成像的范式,被同济大学张泉、汤一超团队称为“世界地图问题”——它无法实时捕捉血管蠕动、组织形变等关键局部信息,导致手术风险陡增。为解决这一难题,同济大学联合复旦大学附属中山医院等机构在《Device》发表前瞻性研究。团队指出,现有技术如数字减影血管造影(DSA)虽能实时定位导管,但存在电离辐射;磁共振成像(MRI)虽无辐射却受金属兼容性限制。更关键的是,这些技术均属于
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从厌氧地下水反渗透浓缩液中回收蓝铁矿(Vivianite)的技术研究及其资源化应用
在全球饮用水需求激增的背景下,膜技术尤其是反渗透(RO)被广泛用于开发非传统水源。然而RO产生的浓缩液含有高浓度铁等物质,现行处理方式既面临严苛的环保法规压力,又造成资源浪费。传统曝气-过滤法虽能除铁,但存在滤床堵塞、反洗耗水及产生大量铁泥(荷兰年达10万吨)等问题。针对这些痛点,荷兰代尔夫特理工大学Roos Goedhart团队在《Water Research》发表研究,探索通过蓝铁矿(Fe3(PO4)2)沉淀实现铁资源回收的新路径。研究采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等表征手段,在三个不同地下水处理厂(TP1-TP3)开展实验。通过调节pH和磷酸盐投加量,系统考察了地下水及RO
来源:Water Research
时间:2025-06-26
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剪切波弹性成像技术评估膈肌硬度的混杂因素研究与标准化协议建立
膈肌作为人体呼吸系统的核心动力器官,其力学特性变化与多种严重疾病密切相关。在肿瘤、膈肌麻痹等病理状态下,膈肌硬度的改变可能直接导致呼吸衰竭。新冠肺炎(COVID-19)患者中更发现膈肌厚度变化可预测不良预后。然而传统检测手段如跨膈压测量只能提供间接信息,CT等影像学方法又存在辐射风险。常规超声虽安全便捷,却难以量化组织硬度差异。剪切波弹性成像(Shear Wave Elastography, SWE)技术的出现为解决这一难题带来曙光——它通过测量组织内剪切波传播速度(Shear Wave Velocity, SWV)实现硬度量化,已在乳腺、甲状腺肿瘤诊断中展现价值。但膈肌特殊的解剖位置和呼吸运
来源:Ultrasound in Medicine & Biology
时间:2025-06-26
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非人灵长类模型中深低温保存皮肤移植技术的开发与应用
在器官移植研究中,皮肤移植常被用作非人灵长类(NHP)模型中的敏感化工具和耐受性评估手段。然而,一个长期存在的难题是:当实验动物完成器官捐献后,往往难以再次获取同一供体的新鲜皮肤组织。这种局限性严重制约了移植后免疫耐受机制的深入研究。为解决这一瓶颈问题,来自杜克大学的研究团队在《Transplantation Proceedings》上发表了一项突破性研究,首次系统评估了深低温保存技术在NHP皮肤移植中的应用潜力。研究团队采用四项关键技术:1) 从4只恒河猴获取直径3cm的全层皮肤样本并进行脱脂处理;2) 使用专用冻存培养基和液氮(-196°C)长期保存;3) 移植前37°C水浴快速复温;4)
来源:Transplantation Proceedings
时间:2025-06-26
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综述:含镓二次资源湿法冶金回收技术:浸出、分离与纯化
含镓二次资源湿法冶金回收技术:浸出、分离与纯化Abstract作为半导体工业的"新粮食",镓(Ga)因其低熔点、高沸点等特性在光伏、LED等领域不可替代。全球镓资源68%集中在中国,但主要依赖铝工业副产品提取。本文综述了从冶金废渣、电子废弃物等二次资源中湿法回收镓的全流程技术进展。Introduction镓在地壳中含量仅0.0017 wt%,常以类质同象形式存在于铝土矿、闪锌矿中。中国贡献了全球99%的镓产量(2024年750吨),但传统火法冶金(pyrometallurgy)能耗高、污染大。相比之下,湿法冶金(hydrometallurgy)凭借绿色高效优势,成为实现循环经济(SDG12)的
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-06-26
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基于胺调变氢键有机框架HOF-21-a@SA/M-PAN复合膜的高效乙醇脱水分离技术研究
在能源转型的全球背景下,生物乙醇作为清洁可再生能源备受关注。然而,传统蒸馏法制备燃料级乙醇(≥99.5%)面临能耗高、共沸瓶颈等挑战。渗透汽化(Pervaporation, PV)膜技术虽具节能优势,但现有材料普遍存在渗透通量与选择性间的"权衡效应",且长期稳定性不足。尤其当膜材料接触复杂组分液体时,界面分层问题会导致性能急剧下降。如何设计兼具高分离效率、强界面结合力和长效稳定性的膜材料,成为突破生物乙醇产业技术壁垒的关键。针对这一难题,南京某研究团队创新性地将氢键有机框架(Hydrogen-bonded Organic Framework, HOF)材料引入膜分离领域,在《Separatio
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-06-26
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基于废弃大理石的集成CO2捕获与利用技术耦合木质素氧化热解研究:迈向碳中和的生物质转化新策略
全球气候变化正以惊人的速度加剧,大气CO2浓度已从1990年的350 ppm飙升至420 ppm,温度较1951-1980年平均水平上升1°C。为实现《巴黎协定》将温升控制在2°C以内的目标,国际能源署提出2050年净零排放的路线图。在此背景下,生物质作为碳中性原料的利用备受关注,而木质素因其在生物燃料工业副产品(如酒糟、纸浆废料)中的丰富储量,成为热化学转化研究的焦点。然而传统热解技术面临两大瓶颈:过程吸热性导致的能耗问题,以及氧化热解中CO2排放量增加的环境压力。针对这些挑战,国外研究团队在《Separation and Purification Technology》发表创新成果,开发了
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-06-26
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光热响应动态薄水层三维太阳能蒸发器实现高效水净化的创新研究
全球淡水资源危机日益严峻,传统海水淡化技术存在高能耗、依赖电力等问题。太阳能界面蒸发(SIE)技术因其绿色可持续特性成为研究热点,但如何突破水分子间强氢键作用导致的高蒸发焓限制,同时解决传统水凝胶蒸发器因过度溶胀或高温收缩引发的效率衰减问题,成为该领域亟待解决的科学难题。在此背景下,兰州大学的研究团队在《Separation and Purification Technology》发表创新成果,通过巧妙融合温度敏感型高分子与三维多孔骨架,开发出兼具高蒸发效率与长期稳定性的新型蒸发器。研究团队主要采用浸渍-聚合法构建MF-PNIPAm-PPy(MNP)三维结构,结合扫描电子显微镜(SEM)和傅里
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-06-26
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电纺三明治结构PCL/PMMA@PCL/PCL纤维膜:提升油水分离效率与机械性能的创新设计
随着工业快速发展,含油废水污染已成为威胁水生态系统的全球性难题。传统分离技术如离心、气浮等存在能耗高、二次污染风险,而单一聚合物电纺膜面临机械强度与分离效率难以兼顾的困境。尤其对于乳化油滴(粒径常<20μm),现有膜材料易发生孔道堵塞和不可逆污染,导致通量骤降。这些瓶颈严重制约了膜技术在工业废水处理中的应用。为突破这一局限,研究人员创新性地设计了三明治结构电纺膜。该膜以柔性优异的聚己内酯(PCL)为外层,中间层采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与PCL复合,通过结构优化实现性能协同。研究团队采用旋转流变仪测定溶液粘度,结合FTIR-DSC分析材料相互作用;通过冷压工艺(9.81MPa)增强层间结
来源:Separation and Purification Technology
时间:2025-06-26
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真空紫外光耦合α-MnO2催化臭氧氧化技术实现室温高效VOCs降解
随着现代人90%时间处于室内环境,挥发性有机化合物(VOCs)污染已成为重大公共卫生挑战。美国环保署数据显示,室内VOCs浓度可达室外2-5倍,长期暴露可能引发从头痛到癌症的系列健康问题。传统处理技术如吸附、光催化等存在效率低或二次污染缺陷,而臭氧催化氧化虽具潜力,却受限于催化剂低温失活、湿度敏感性及O3残留等瓶颈。特别是α-MnO2催化剂在室温应用中面临转化率不足(文献报道仅19%)、高温需求(如325℃才能完全降解甲苯)以及67%相对湿度(RH)下活性骤降30%等难题。加拿大萨斯喀彻温大学Jafar Soltan团队在《Process Safety and Environmental Pr
来源:Process Safety and Environmental Protection
时间:2025-06-26
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基于贝叶斯优化的多模态融合深度学习框架LRnet在水管道瞬态泄漏检测中的创新应用
随着城市化进程加速,全球饮用水供需矛盾日益突出,而管道泄漏造成的资源浪费和环境风险亟待解决。传统声学检测方法在复杂工况下准确性骤降,非破坏性技术又面临成本高昂的困境。尽管压力波法(如MOC特性线法)因其非侵入性和高效性成为研究热点,但现有深度学习模型多依赖单模态数据,难以同时捕捉泄漏引起的局部波形畸变和全局相位漂移,制约了实际应用。针对这一挑战,中国某高校团队在《Process Safety and Environmental Protection》发表研究,提出LRnet框架。该研究通过MOC验证的模拟器生成4200组涵盖不同管材、边界条件和泄漏强度的数据集,创新性地融合管道元数据、时域压力
来源:Process Safety and Environmental Protection
时间:2025-06-26
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二氧化碳直接转化合成甘油碳酸酯(GC)的技术评估:工艺设计、技术经济分析、生命周期与安全性的多维研究
随着全球CO2浓度突破420ppm,气候危机迫在眉睫。碳捕集利用与封存(CCUS)技术中,将工业排放的CO2转化为高值化学品成为研究热点。与此同时,生物柴油产业的爆发式增长导致副产物甘油(GLY)严重过剩。甘油碳酸酯(GC)因其低毒、高沸点等特性,在溶剂和聚合物领域应用广泛,但传统合成方法依赖剧毒原料或苛刻条件。如何通过CO2和GLY直接转化实现"变废为宝",成为破解环境与能源双重困局的关键。台湾大学的研究团队在《Process Safety and Environmental Protection》发表研究,系统评估了两种GC直接合成新工艺:Scheme 1采用La2O2CO3-ZnO光热催
来源:Process Safety and Environmental Protection
时间:2025-06-26
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动态示例网络DEN:基于多轮迭代与负例挖掘的类别无关目标计数方法
在计算机视觉领域,类别无关目标计数(Class-Agnostic Counting, CAC)是一项极具挑战性的任务,其核心目标是仅通过少量标注示例,实现对图像中任意类别物体的计数与定位。传统方法如FamNet和Counting-DETR等受限于示例外观多样性不足,难以区分相似物体(如将苹果与帽子误判为同类),且缺乏有效的负样本学习机制。这些瓶颈导致模型在面对复杂场景时泛化能力显著下降,亟需创新性解决方案。针对这一难题,中国科学院的研究团队在《Pattern Recognition》发表了突破性研究成果。他们提出的动态示例网络(Dynamic Example Network, DEN)通过Lo
来源:Pattern Recognition
时间:2025-06-26
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基于非配对丰富物理先验的UR2P-Dehaze图像去雾增强方法研究
在计算机视觉领域,图像去雾技术是提升恶劣天气条件下视觉信息质量的关键。雾霾会严重降低图像对比度,影响交通监控、目标检测等实际应用。尽管基于深度学习的去雾方法(如DR-YOLO、IDM)已取得进展,但现有模型仍面临两大挑战:一是难以从单幅雾图中充分提取物理特性(如光照、反射率);二是颜色恢复不足导致视觉失真。传统方法依赖大气散射模型(I(x)=J(x)t(x)+A(x)(1−t(x))),但手工先验存在泛化瓶颈,而GAN-based方法常忽略真实雾霾环境的物理复杂性。针对这些问题,研究人员提出UR2P-Dehaze框架,其创新性体现在三方面:首先,通过共享先验估计器(Shared Prior E
来源:Pattern Recognition
时间:2025-06-26
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基于乳胶微球免疫层析与智能手机集成的SARS-CoV-2及流感病毒快速定量检测新方法
呼吸道病毒如SARS-CoV-2和流感病毒(FluA/FluB)的共感染已成为全球公共卫生的重大挑战。COVID-19大流行期间,流感季节的症状重叠导致临床鉴别困难,而传统RT-PCR检测虽准确却依赖实验室设备,耗时且成本高昂。尽管胶体金免疫层析(AuNPs-LFIA)等即时检测技术(POCT)已广泛应用,但其灵敏度低、结果依赖肉眼判读的问题限制了可靠性。在此背景下,开发一种兼具高灵敏度、快速定量和低成本的多重检测技术迫在眉睫。为解决这一问题,中国的研究团队在《Microchemical Journal》发表了一项创新研究,通过将乳胶微球(LM)标记的免疫层析技术与智能手机分析相结合,实现了S
来源:Microchemical Journal
时间:2025-06-26
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搅拌棒吸附萃取-溶剂反萃取技术用于液态放射性残渣中半挥发性有机物的高效低溶剂分析
在核能工业遗留的放射性废液处理过程中,半挥发性有机物的精确分析一直是环境监测的痛点。传统液液萃取(LLE)虽能胜任检测任务,却面临双重困境:每批次分析需消耗大量二氯甲烷(DCM)等卤代溶剂,不仅产生二次污染风险,更使操作人员暴露于放射性溶剂蒸气的威胁中。更棘手的是,美国能源部(DOE)辖下萨凡纳河基地(SRS)等核设施对废液中有机物的检测限要求日益严苛——苯类限值310 mg L-1、酚类750 mg L-1,而传统方法灵敏度已接近瓶颈。面对这一挑战,萨凡纳河国家实验室(SRNL)的Andrew J. Boggess团队在《Journal of Chromatography A》发表创新研究,
来源:Journal of Chromatography A
时间:2025-06-26