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  • 面向工业物联网的自适应TSCH网络动态信道估计模型DTS-TSCH:基于Thompson采样的优化方法

    在工业物联网(IIoT)快速发展的今天,可靠的数据传输成为保障工业自动化系统稳定运行的关键。然而,工业环境中复杂的无线环境带来了巨大挑战:移动的机器人、金属设备的电磁干扰、以及WiFi等共存网络的信号重叠,都会导致IEEE 802.15.4e标准下的时间分片信道跳频(TSCH)网络性能下降。传统的信道跳频机制虽然能减轻部分干扰,但静态配置和伪随机跳频模式难以适应动态变化的工业环境,导致数据包丢失、通信延迟增加等问题。针对这一行业痛点,一组研究人员在《Scientific African》发表了创新性研究成果。研究团队开发了名为DTS-TSCH的自适应信道估计模型,其核心创新在于将动态Thomp

    来源:Scientific African

    时间:2025-06-19

  • 创新光伏太阳能炊具与电池储能系统的设计与实验:非洲可持续发展的烹饪解决方案

    在非洲,超过80%的农村人口仍依赖污染严重的传统燃料烹饪,导致森林砍伐和呼吸道疾病高发。尽管非洲占全球电力产量仅3.1%,但国际能源署数据显示,清洁烹饪技术的普及远落后于人口增长。这一矛盾促使摩洛哥乌杰达的穆罕默德一世大学电子材料与可再生能源团队(EMRE)联合比利时瓦隆-布鲁塞尔国际组织,开发了一种革命性的光伏太阳能炊具系统。研究团队设计的炊具创新性地整合了600 Wp光伏面板与48V/250Ah铅酸电池组,通过双路DC/DC升压转换器(Block 1)和基于树莓派的智能控制系统(Block 2),实现了全天候烹饪能力。系统采用"扰动观察法"MPPT(最大功率点跟踪)算法,使光伏转换效率突破

    来源:Scientific African

    时间:2025-06-19

  • 基于Atangana-Baleanu-Caputo分数阶导数与MCMC方法的狂犬病传播动力学建模及干预策略优化研究

    狂犬病作为致死率近100%的人畜共患病,每年在非洲和亚洲造成约6万例死亡,其中99%由犬类传播。尽管存在有效疫苗,但低收入国家因疫苗接种覆盖率不足、地理障碍和社会经济因素,导致防控效果受限。传统SEIR/SIR模型采用整数阶导数,无法准确刻画疫苗接种的延迟效应和病原体潜伏期的记忆特性,严重制约了干预策略的精准评估。为突破这一瓶颈,研究人员创新性地将Atangana-Baleanu-Caputo(ABC)分数阶导数引入狂犬病传播建模。该导数采用Mittag-Leffler函数核替代传统Caputo导数的奇异幂律核,能更精准描述疫苗接种后的免疫记忆效应和病毒潜伏期的时滞特性。研究团队构建了包含8个

    来源:Scientific African

    时间:2025-06-19

  • 扫描电子显微镜极化技术在无铅压电陶瓷中的突破:实现大尺寸致密与多孔材料的全极化

    在追求可持续发展的今天,无铅压电陶瓷因其环境友好特性成为研究热点。然而,传统极化方法面临严峻挑战:高压电场易导致多孔材料击穿,复杂几何结构难以均匀极化,且需依赖表面电极。更棘手的是,当前新兴应用如智能皮肤、水处理膜等,要求材料兼具高孔隙率和优异压电性能——这对传统技术而言几乎是"不可能的任务"。针对这一瓶颈,由Pietro Galizia领衔的研究团队在《Scripta Materialia》发表突破性成果。他们巧妙地将扫描电子显微镜(SEM)从观测工具转变为"极化利器",通过电子束诱导电荷积累产生内建电场,首次实现对厘米级厚度致密与多孔BCTZ(0.5Ba(Ti0.8Zr0.2)O3−0.5

    来源:Scripta Materialia

    时间:2025-06-19

  • 调制掺杂MoS2 场效应晶体管批量制备技术及其在集成电路中的应用

    二维过渡金属硫化物(TMDs)如二硫化钼(MoS2)因其原子级厚度和优异电学性能,被视为后硅时代电子器件的理想候选材料。然而,现有制备技术存在掺杂不均匀、器件性能波动大等问题,严重制约其规模化应用。传统离子注入掺杂方法会破坏MoS2的晶格结构,而表面电荷转移掺杂又难以实现精确调控。如何开发可批量制备高性能MoS2场效应晶体管(FET)的工艺技术,成为二维半导体走向实际应用的关键瓶颈。武汉大学研究人员在《Science Bulletin》发表研究,通过创新性设计调制掺杂工艺,实现了MoS2FET的批量制备与性能优化。研究采用化学气相沉积(CVD)法生长晶圆级MoS2薄膜,结合原子层沉积(ALD)

    来源:Science Bulletin

    时间:2025-06-19

  • 结晶动力学逆向解析:基于有限晶体群模型的成核历史重构新方法

    在材料科学和地质学领域,晶体成核与生长过程的精确描述一直是重大挑战。传统模型受限于无限晶体假设,无法准确预测实际材料中因晶体碰撞(impingement)导致的形态畸变,尤其难以重构已完成结晶的样品历史。这一瓶颈严重制约了对火山岩浆室等极端环境结晶过程的理解,也阻碍了具有特定晶体尺寸分布的功能材料设计。英国心脏基金会资助的研究团队在《Scripta Materialia》发表突破性成果,通过建立有限晶体群模型,首次实现了对结晶历史的精准逆向解析。研究人员创新性地将代表性子区域内的有限晶体群体作为建模对象,推导出可预测晶体尺寸分布(CSD)和自由表面演化的方程组(Eqns. S7/S9/S11)

    来源:Scripta Materialia

    时间:2025-06-19

  • 基于古滨岸沙坝定量重建古风速的新方法及其在东海陆架盆地平北斜坡带平湖组的应用

    古气候研究领域长期面临一个棘手难题:如何准确重建地质历史时期的风场特征?作为大气环流的重要表征,古风速数据对理解全球气候变化机制至关重要。然而,与温度、降水等气候参数相比,古风速研究长期停滞在定性分析阶段,这主要归因于两大瓶颈——直接记录风场的风成沉积物难以保存,而间接反映风场的波浪沉积物又存在解释方法局限。特别是在广阔的海洋环境,传统方法依赖的"风区长度"(fetch)参数几乎无法获取,使得占地球表面71%的海洋区域成为古风速研究的"空白地带"。针对这一科学难题,中国科学院的研究团队在《Sedimentary Geology》发表创新成果。研究人员独辟蹊径地引入"完全发育波浪"(fully

    来源:Sedimentary Geology

    时间:2025-06-19

  • 综述:数字孪生技术如何提升安全管理:多行业视角

    Abstract数字孪生(DT)技术通过物理与虚拟系统的实时交互,为高风险行业的安全管理带来变革。其核心在于整合虚拟建模、机器学习(ML)、物联网(IoT)、计算机视觉等技术,实现安全状态监测、风险预测及性能优化。研究提出分阶段应用框架,并指出数据共享、技术融合与人本原则是当前主要挑战。Introduction高风险行业因复杂操作与系统互联性,传统安全管理方法难以应对动态风险。数字孪生通过高保真模拟和实时映射,支持故障预测与决策优化,显著提升安全韧性。现有研究多聚焦单一行业,缺乏跨领域共性分析,本文填补了这一空白。Digital Twin System Architecture从三维模型(物理

    来源:Safety Science

    时间:2025-06-19

  • 城市反恐技术公众接受度研究:基于捷克、希腊和西班牙的多国调查与模型验证

    随着全球恐怖主义威胁持续升级,西方国家将公共安全置于政策优先位置。传统反恐策略正从被动应对转向主动预防(Smart Video Analytics与Mobile Phone Location Tracking等技术的应用),但这种转变引发了关于公民自由与安全边界的深刻争议。欧洲S4AllCities项目团队在捷克、希腊和西班牙开展了一项突破性研究,通过量化分析公众对城市反恐技术的接受度,为破解"安全-隐私"悖论提供了关键数据支撑。研究采用经SurPRISE项目改良的问卷工具,对三国1,501名公民进行分层抽样调查。技术路线包含:1)基于Likert量表的威胁感知与隐私态度测量;2)反恐系统应用

    来源:Safety Science

    时间:2025-06-19

  • 基于DEMATEL方法的航海安全关键成功因素建模:揭示人因要素的因果网络与战略启示

    在波涛汹涌的全球海运业中,每年因人为因素导致的重大事故触目惊心——从埃克森·瓦尔迪兹号原油泄漏到深水地平线灾难,这些事件不仅造成巨额经济损失,更对海洋生态造成不可逆伤害。尽管国际海事组织(IMO)通过SOLAS公约和ISM规则建立了严格的安全标准,但实践中仍存在人因要素研究碎片化、各因素交互机制不明等问题。特别值得注意的是,不同职能岗位(如管理层、操作员、行政人员)对安全要素的认知差异,可能导致安全管理策略的"断层"。针对这一现状,希腊的研究团队开展了一项开创性研究。他们采用决策实验室分析法(DEMATEL),通过系统文献回顾筛选出11项人因关键成功因素(CSFs),包括培训教育(CSF1)、

    来源:Safety Science

    时间:2025-06-19

  • 基于幂律温度依赖性发射率的环形翅片理论分析与最小化方法研究

    在能源效率和热管理系统领域,环形翅片作为关键换热元件,其性能直接影响工业设备的散热效果。然而,传统研究往往将材料发射率(emissivity)视为常数或线性变量,忽略了实际工况下半导体、陶瓷等材料的非线性温度依赖性。这种简化导致翅片热应力预测偏差,可能引发材料疲劳甚至失效。针对这一瓶颈问题,研究人员开展了环形翅片的创新理论研究。研究团队通过建立包含非线性温度依赖性发射率(ε(T)=ε0(T-T∞)s)的能量平衡方程,首次采用分区最小化技术(partition minimization technique)求解该强非线性问题。该方法将求解域划分为多个子区间进行残差最小化,最终获得多项式形式的解析

    来源:Results in Materials

    时间:2025-06-19

  • 基于粘液质农业植物原料沉淀物的高效除氟技术研究及其在地下水处理中的应用

    氟作为地壳中天然存在的强电负性元素,其在地下水中的过量富集已成为全球性健康威胁。世界卫生组织(WHO)规定饮用水氟含量上限为1.5mg/L,但东非大裂谷、埃塞俄比亚裂谷系统等地质活动活跃区域,以及韩国、印度、南非等25个国家均报告了严重的氟污染问题。长期摄入高氟水会导致200多万人罹患氟骨症和氟斑牙,而现有处理技术如骨炭法、纳尔贡达过滤等存在成本高、操作复杂等缺陷。在此背景下,南非文达大学的研究团队创新性地利用当地野生植物Dicerocaryum eriocarpum(DE)的粘液质沉淀物(DEP),开发了一种经济高效的生物吸附除氟技术,相关成果发表在《Results in Materials

    来源:Results in Materials

    时间:2025-06-19

  • 基于运动学分析与数值模拟的采场支护系统优化研究——可持续采矿新方法

    在浅层采矿环境中,岩体稳定性面临独特挑战:缺乏深部矿山常见的水平扩张应力,导致悬挂壁形成延伸拉伸带,易引发岩层分离和大规模坍塌。传统依赖Q系统和RMR(岩体质量评分)的支护设计方法存在明显缺陷——无法充分考虑节理走向与局部地质条件的动态相互作用。津巴布韦Silobela矿区作为典型案例,其北部Bulawayan绿岩带内复杂的火山岩-辉长岩地层组合,加上北西向剪切带和三种主要节理组(NE-SW/NW-SE/E-W),使得采场支护设计亟需突破传统框架的革新方案。针对这一难题,来自国外研究机构的研究团队在《Results in Earth Sciences》发表了一项开创性研究。该研究摒弃传统分类法

    来源:Results in Earth Sciences

    时间:2025-06-19

  • 基于Ada Boost与梯度提升算法的分子印迹聚合物质量评估:多特征选择方法优化印迹因子预测模型

    在材料科学和化学工程领域,分子印迹聚合物(MIPs)因其低成本、高稳定性和可定制性成为理想的分子识别材料。然而,传统"试错法"优化合成条件存在耗时长、成本高、环境污染等问题。尤其当面对115种不同模板分子时,如何精准预测表征印迹质量的印迹因子(IF)成为行业痛点。伊朗科技大学的研究团队在《Results in Materials》发表创新研究,首次系统评估了五种特征选择方法与两种 boosting 算法的组合效能。通过实验室合成115种模板分子的MIPs构建包含920个数据点的数据集,研究人员发现:递归特征消除(RFE)与Ada Boost的组合可达到R2=0.937的预测精度,显著优于梯度提

    来源:Results in Materials

    时间:2025-06-19

  • 砂浆中砂粒粒径与超声特性的相关性研究:基于超声技术的综合分析

    在建筑工程领域,砂浆作为水泥基复合材料的关键组分,其耐久性和力学性能直接影响结构安全。然而,传统材料评估方法存在破坏性大、效率低等问题,且砂粒粒径对材料声学特性的影响机制尚未明确。当前研究面临两大挑战:一是缺乏对砂粒尺寸与超声参数相关性的系统研究;二是现有无损检测技术(NDT)在水泥基材料中的应用精度有待提升。针对这些问题,来自摩洛哥的研究团队在《Results in Materials》发表了创新性研究。该团队采用1 MHz超声换能器,通过反射法和透射法双重技术路线,系统分析了7种粒径(0.180-0.710 mm)砂粒制备的CEM II型水泥砂浆样本。研究发现砂粒粒径与超声特性存在显著非线

    来源:Results in Materials

    时间:2025-06-19

  • 基于现代河豚优化算法的无线传感器网络多级K均值聚类与簇头选择策略研究:实现网络寿命最大化的创新方法

    在物联网和智能监测快速发展的今天,无线传感器网络(WSN)作为环境监测、工业控制和医疗健康等领域的基础设施,其性能优化至关重要。然而,传统WSN面临着能量消耗不均衡、网络寿命短、覆盖效率低等挑战,特别是在恶劣环境或远程监测场景中,电池更换困难使得这些问题更加突出。现有解决方案如遗传算法(GA)、粒子群优化(PSO)等往往存在过早收敛、适应性差等缺陷,难以实现全局最优。针对这些挑战,研究人员开展了一项创新研究,提出将多级K均值聚类算法(MKA)与现代河豚优化算法(MPOA)相结合的新型优化策略。这项发表在《Results in Engineering》的研究通过改进簇头选择机制,显著提升了WSN

    来源:Results in Engineering

    时间:2025-06-19

  • 木薯叶负载氢氧化钾催化剂的创新合成及其在废弃食用油制备生物柴油中的应用与表征研究

    随着全球能源需求激增和化石燃料带来的环境问题日益严峻,生物柴油作为可再生替代品备受关注。然而传统均相催化剂存在腐蚀设备、难回收等问题,亟需开发高效环保的非均相催化剂。木薯叶作为农业废弃物富含钙、镁等金属元素,却长期被忽视其催化潜力。来自埃塞俄比亚的研究团队在《Results in Chemistry》发表创新研究,首次将氢氧化钾(KOH)浸渍煅烧木薯叶(KICCL)开发为生物柴油催化剂。通过系统优化KOH负载量(10-50 wt%)和煅烧温度(400-900°C),发现30 wt% KICCL在700°C煅烧2小时后展现最佳性能,其碱度达5.78 mmol HCl/g。研究采用多尺度表征技术:

    来源:Results in Chemistry

    时间:2025-06-19

  • 基于田口方法的碳纤维增强聚合物(CFRP)3D打印参数优化及其冲击与硬度性能分析

    在增材制造技术蓬勃发展的今天,碳纤维增强聚合物(CFRP)因其卓越的强度重量比成为航空航天、汽车制造等领域的明星材料。然而,采用熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling, FDM)技术打印CFRP时,工艺参数的复杂交互作用导致机械性能波动大,成为制约其工业化应用的瓶颈。传统试错法优化参数效率低下,且缺乏系统性研究揭示关键参数的影响机制。针对这一挑战,国内某研究团队在《Results in Materials》发表了一项创新研究。研究人员选用聚乳酸(PLA)基碳纤维复合材料,运用田口实验设计方法,通过L27正交阵列系统考察了喷嘴温度(220-240°C)、填充密度(40-

    来源:Results in Materials

    时间:2025-06-19

  • 耦合真空管与抛物槽式集热器的新型太阳能蒸馏系统实验研究:提升淡水产能与经济效益的创新设计

    全球淡水危机正以惊人的速度加剧:97.4%的水资源为不可直接利用的海水,而气候变化和人口增长导致全球58%人口面临缺水困境。伊朗作为典型干旱国家,年均降水量不足全球均值三分之一,部分地区饮用水匮乏问题尤为严峻。传统海水淡化技术虽有效但能耗高昂,而太阳能蒸馏作为清洁解决方案又长期受限于效率低下——普通单层 basin still(太阳能蒸馏池)日均产水量仅1.6L/m2,难以满足家庭需求。这一矛盾促使研究人员寻求技术突破。在此背景下,来自伊斯法罕理工大学的研究团队在《Results in Engineering》发表创新研究,通过耦合真空管(Vacuum Tube)和抛物槽式太阳能集热器(Par

    来源:Results in Engineering

    时间:2025-06-19

  • 基于模型预测控制(MPC)的DC-DC升压变换器实时电流调节在可再生能源转换系统中的创新应用

    在可再生能源蓬勃发展的今天,如何高效转换和稳定控制电能成为关键挑战。DC-DC升压变换器作为可再生能源转换系统(RECS)的核心部件,其性能直接影响整个系统的效率。然而,传统PI控制器在应对变负载条件时,往往出现明显的电流振荡和响应滞后问题,特别是在电感电流接近零值的临界状态下,控制效果更是大打折扣。这些技术瓶颈严重制约了可再生能源系统在复杂工况下的稳定运行。针对这一难题,来自多个机构的联合研究团队在《Results in Engineering》发表了创新性成果。他们突破性地将模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)算法应用于DC-DC升压变换器的实时电流调

    来源:Results in Engineering

    时间:2025-06-19


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