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将吸附预处理技术与深度学习建模相结合,用于海洋循环水产养殖系统中的氮管理
海洋水产养殖中氮污染治理技术进展与新型吸附剂应用研究一、研究背景与意义海洋水产养殖面临日益严峻的氮污染问题,主要来源于鱼类排泄物及有机碎屑分解产生的氨氮(TAN)、亚硝酸盐(NO₂⁻)和硝酸盐(NO₃⁻)。这些有毒物质浓度超过安全阈值时,会导致鱼类出现氧化应激、组织溃烂、免疫抑制等生理损伤,严重时造成群体性死亡。传统生物处理技术如移动床生物膜反应器(MBBR)存在处理效率低、启动周期长、易受水质波动影响等缺陷。为此,本研究团队开发了具有多层级复合结构的Al-H-M-Z新型吸附剂,并构建了基于深度学习的预测模型,旨在为水产养殖水质调控提供高效、稳定的技术方案。二、技术创新与材料开发1. 吸附剂体
来源:Aquacultural Engineering
时间:2025-12-20
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利用增强复合材料提升磨料水射流加工性能的人工智能技术
本研究聚焦于磨料水射流加工(AWJM)中天然纤维复合材料性能优化,重点探索大麻与凯夫拉纤维混合复合材料在添加棕榈壳、椰子壳填料后的加工效率提升机制,并构建了基于支持向量机(SVM)与人工神经网络(ANN)融合的智能预测模型,结合仿生优化的Pufferfish算法实现多目标参数协同优化。研究揭示了填料对加工参数非线性影响的作用规律,为可持续复合材料加工提供了理论依据。### 1. 研究背景与意义传统加工方法在处理高强复合材料时面临显著挑战,包括材料去除效率低、表面质量差(Ra值高)、切口宽度不稳定等问题。磨料水射流加工因其无热变形、低表面损伤等特性,成为处理复合材料的重要手段。然而,现有研究多集
来源:Journal of Natural Fibers
时间:2025-12-20
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北美东部铁杉球蚜三种同域天敌的同步收集与饲养技术创新及其生物防治意义
全球森林健康正面临严峻挑战,入侵昆虫的扩散是导致森林衰退的重要原因之一。在北美,东部铁杉(Tsuga canadensis)和卡罗莱纳铁杉(Tsuga caroliniana)因外来害虫铁杉球蚜(Adelges tsugae, HWA)的侵袭而大面积死亡。铁杉作为生态系统中的基石物种,其消失会引发土壤性质改变、生物多样性下降等连锁反应。化学防治虽短期有效,但成本高且难以在景观尺度持续应用;林业措施如间伐虽能改善树木健康,却缺乏大范围实施的可行性。因此,经典生物防治(CBC)成为长期控制HWA的关键策略。在HWA的原生地北美西部,三种专性天敌——银蝇Leucotaraxis argenticol
来源:Journal of Insect Science
时间:2025-12-20
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单侧与双侧固定技术在单侧双通道内镜极外侧椎间融合术(UBE-eXTLIF)治疗腰椎退行性疾病中的探索性比较研究
在腰椎退行性疾病的治疗中,经椎间孔腰椎椎间融合术(TLIF)是一种经典且有效的手术方式。随着微创理念的深入,单侧双通道内镜技术(UBE)被应用于TLIF手术,即UBE-TLIF。该技术通过两个小切口(观察通道和工作通道)进行操作,既能实现神经的充分减压,又能完成椎间融合,具有创伤小、恢复快的优势。近年来,一种改良的UBE-TLIF技术——单侧双通道内镜极外侧椎间融合术(UBE-eXTLIF)被提出。该技术通过一个更外侧的“融合器通道”置入更大尺寸的椎间融合器(cage),旨在提供更大的支撑面积,从而获得更高的融合率和更低的融合器沉降风险。在完成椎间融合后,通常需要辅以椎弓根螺钉内固定来重建脊柱
来源:Scientific Reports
时间:2025-12-20
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三种牙合垫制作技术的初步临床比较:一项聚焦实验室耗时、椅旁调整与患者舒适度的先导研究
在口腔医学领域,颞下颌关节紊乱病(TMD)和睡眠磨牙症是极为常见的病症,影响着全球大量人口的生活质量。作为其保守治疗的重要手段之一,牙合垫(Occlusal Splint)自20世纪初问世以来,其设计和制作技术不断发展。从传统的热凝丙烯酸浇筑法、真空压膜法,到近年来兴起的计算机辅助设计与制造(CAD-CAM)3D打印技术, clinicians 面临着多种选择。然而,究竟哪种技术能在实验室耗时、临床调整便利性以及患者佩戴舒适度之间取得最佳平衡,长期以来缺乏来自严格设计的临床研究的直接比较证据。临床医生和技工室的选择往往更多依赖于个人经验和习惯,而非坚实的科学数据。这种不确定性促使研究人员着手进
来源:Scientific Reports
时间:2025-12-20
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结合地理加权距离与PCA的空间聚类方法提升青藏高原东缘山区地理分区精度
被称为“世界屋脊”的青藏高原,其东缘作为高原与四川盆地之间的关键过渡带,以崎岖的地形和剧烈的气候梯度著称。这片区域囊括了高原峡谷、丘陵高原和高山峡谷等多种地貌,平均海拔达4002米,年均气温7.1℃,降水约800毫米。植被和土壤呈现明显的垂直分异规律:从低海拔的森林逐渐过渡到高海拔的灌丛草甸,土壤类型也随海拔升高由褐土、棕壤演变为高山草甸土和寒冻土。这种由地形和气候驱动的自然环境垂直分异,是开展地理边界识别和空间分区的重要基础。然而,传统的空间聚类方法(如K-means聚类)主要关注属性相似性,往往忽略空间依赖性,导致在复杂地形中产生碎片化的聚类结果。如何在保证空间连续性的同时维持类内属性相似
来源:Scientific Reports
时间:2025-12-20
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缩短猪废弃物的堆肥周期:一种结合旋转鼓式处理和蚯蚓堆肥技术的两步法(并使用膨化剂)
该研究针对传统猪粪堆肥周期长、产物质量不稳定的问题,提出了热处理与蚯蚓生物转化相结合的创新工艺。通过建立250升的旋转筒式堆肥装置,在预处理阶段将猪粪与稻秆混合进行7天高温发酵,随后接入蚯蚓进行30天生物转化。实验数据显示,这种两阶段处理法将传统堆肥的数月周期压缩至37天,同时显著提升最终产品的营养价值。在预处理阶段,旋转筒式堆肥器通过机械旋转和物料翻动实现高效热传导。当筒体温度达到55-60℃时,持续运转7天可有效杀灭病原微生物(如大肠杆菌、沙门氏菌),并完成有机质的热解反应。此阶段温度控制对后续蚯蚓养殖至关重要,过高的温度会抑制蚯蚓活性,而温度不足则无法有效灭菌。研究特别指出稻秆作为预处理
来源:Process Biochemistry
时间:2025-12-20
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Img2Variety:基于图像的整个生长周期内物种内变种的识别技术
该研究聚焦于利用深度学习技术解决农作物品种早期识别难题,通过创新性的数据增强策略和损失函数优化,显著提升了模型在复杂场景下的性能。研究团队构建了包含水稻和小麦两大作物的标准化数据集,其中水稻数据集涵盖93个品种、11,170张多视角生长周期图像,而玉米数据集则包含224个品系、5,599张不同叶龄阶段图像。实验采用六种经典CNN架构进行对比,结果显示优化后的Img2Variety框架在水稻品种识别准确率达到88.66%,玉米品种识别准确率提升至79.95%,较传统方法平均提升幅度超过80%。在方法创新方面,研究团队提出双重优化策略:首先,通过引入时空混合增强(GMMA)技术,将单品种样本量从原
来源:Plant Nano Biology
时间:2025-12-20
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乳过氧化物酶:通过共振拉曼光谱和多频电子顺磁共振光谱技术鉴定两种酪氨酸(Tyr)自由基位点,这些位点有助于稳定pH值依赖性的[Fe(IV) = O Tyr•]催化中间体
本文聚焦于哺乳动物中广泛存在的血红素酶——乳酸过氧化物酶(LPO)的催化机制研究。通过结合多频段电子顺磁共振(EPR)与共振拉曼(rR)光谱技术,以及计算化学模拟,首次明确了LPO催化循环中两个关键高氧化态中间体及其对应的自由基位点,揭示了酶在酸碱不同pH条件下通过红ox协同作用实现选择性氧化的分子机制。### 1. 研究背景与科学问题LPO作为哺乳动物体液中的重要抗菌酶,其催化机制不同于经典的过氧化物酶(如辣根过氧化物酶)。不同于植物过氧化物酶通过铜离子介导的氧化反应,LPO依赖血红素铁(Fe³⁺)的氧化态变化实现催化。然而,其催化过程中存在两个关键科学问题:1)高氧化态铁(Fe⁴⁺=O)中
来源:Journal of Inorganic Biochemistry
时间:2025-12-20
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将线粒体基因组学与物种分布模型方法相结合,用于重建撒丁岛莺(Curruca melanocephala)的系统地理学
本研究以地中海地区特化的鸟类——西西里鹪莺(*Curruca melanocephala*)为对象,通过整合线粒体基因、核基因SNP数据及物种分布模型(SDM),系统解析了该物种的遗传多样性、分子地理格局及历史种群动态。研究揭示了该物种在气候变化与地理隔离共同作用下的演化特征,为地中海鸟类生物地理学研究提供了新范式。### 一、研究背景与科学问题地中海地区作为欧亚非大陆生物交流的关键枢纽,其鸟类物种常呈现独特的分子地理格局。西西里鹪莺作为典型的地中海鸟类,其分布横跨加那利群岛、北非、伊比利亚半岛至中东地区。尽管该物种的亚种划分已有百年历史(共4个亚种),但分子地理学研究长期存在空白,特别是关于
来源:JOURNAL OF ZOOLOGICAL SYSTEMATICS AND EVOLUTIONARY RESEARCH
时间:2025-12-20
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基于GAN增强的预测与优化技术:在污泥催化热解过程中三相产物的研究
### 中文解读#### 研究背景与意义随着化石燃料资源的枯竭和环境污染问题的加剧,生物质能源的开发成为全球关注的重点领域。其中,污泥资源作为有机废弃物的重要来源,因其高有机质含量而被视为潜在的能量载体。然而,污泥成分复杂,不同来源(如纸厂污泥与市政污泥)的化学结构差异显著,直接通过实验优化其热解条件存在巨大挑战。研究显示,催化剂的选择与反应参数的调控能够有效改变污泥热解产物的分布(如气态、液态和固态产物比例),从而提升能源转化效率。但传统优化方法依赖大量实验验证,成本高且周期长,难以适应多变量耦合的复杂场景。#### 核心创新方法为解决上述问题,研究团队提出了一套融合生成对抗网络(GAN)数
来源:Journal of the American Society of Cytopathology
时间:2025-12-20
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利用新型相关等离子体增强拉曼光谱技术结合机器学习,解析病毒中蛋白质的电子结构和分子振动特性
该研究提出了一种新型非破坏性光谱分析技术——关联等离子体增强拉曼光谱(CP-ERS),并成功应用于登革病毒(DENV)E蛋白的糖基化修饰检测。该技术通过高取向单晶金量子点片(HOSG-QDs)的协同等离子体效应,显著增强了生物大分子的拉曼信号,为病毒诊断和蛋白质功能研究提供了新方法。**技术突破与核心发现** 研究团队首次利用金量子点片上的关联等离子体效应,实现了对病毒E蛋白分子振动和电子结构的直接检测。传统拉曼光谱受限于信号弱的问题,难以有效分析病毒蛋白。而CP-ERS通过以下创新解决了这一难题:1. **量子点片制备**:采用分子束外延激光沉积技术制备的金量子点片具有高取向单晶结构(晶向
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利用一种新颖的多分析方法预测化妆品乳液的稳定性
该研究聚焦于化妆品乳液稳定性的高效预测方法开发,通过整合流变学、浊度测量和粒度分析技术,突破了传统检测周期长(通常需30天)的局限,实现了稳定性预测效率的显著提升。以下从研究背景、技术路径、核心发现及工业应用价值四个维度展开分析:一、研究背景与核心挑战化妆品乳液作为典型的油水离散体系,其稳定性受多因素耦合影响。传统ISO标准(ISO/TR 18811:2018)依赖感官评价和离心测试,需在4℃、25℃、40℃及50℃下持续监测30天,存在耗时长(达3年)、成本高(需大量试品)、难以捕捉早期不稳定征兆等缺陷。研究团队针对此痛点,提出通过微观结构动态监测来缩短评估周期,同时规避复杂成分间的相互作用
来源:International Journal of Cosmetic Science
时间:2025-12-20
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综述:基于纤维素的纳米材料:在伤口愈合和再生医学领域的创新
摘要基于纤维素的纳米材料作为一种多功能且可持续的生物材料,因其卓越的物理化学和生物学特性而在伤口愈合和再生医学领域展现出巨大潜力。本文全面综述了纤维素纳米晶体(CNCs)、纤维素纳米纤维(CNFs)和细菌纳米纤维素(BNC),重点介绍了它们的不同结构起源、制备方法及其在生物医学领域的应用价值。源自植物生物质的CNCs和CNFs具有可调的机械强度和表面功能,而通过微生物系统合成的BNC则具备更高的纯度、保水能力和生物相容性。文章阐述了这些材料如何通过生化信号传导和物理作用机制调节细胞反应,例如成纤维细胞的黏附、胶原蛋白沉积、血管生成以及上皮组织再生。将其作为支架、水凝胶和复合基质使用,在加速伤口
来源:Protoplasma
时间:2025-12-20
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综述:基于σ孔催化的新兴立体控制方法
σ-空穴催化在立体选择性反应中的前沿探索与机制革新(总字数:2380)一、σ-空穴催化体系的核心特征主族元素(IV-VII)形成的σ-空穴体系作为新型催化范式,其核心优势体现在三维定向作用机制与电子可调控特性。这种由元素共价键轴两侧不对称电子密度分布形成的局部正电区域,能够通过非共价相互作用精准调控底物空间构型。相较于传统酸碱催化,σ-空穴体系展现出三个显著特征:1)电子极化方向性达180°,较氢键提升3倍以上空间定向精度;2)通过元素价态调节(如Sb取代As)可使空穴亲电性增强2-3个数量级;3)多中心协同结合能力,单个催化剂位点可同时稳定2-3个反应中间体。二、立体选择性调控机制的创新突破
来源:Coordination Chemistry Reviews
时间:2025-12-20
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基于充电站异构数据的电动汽车电池隐私保护协同故障预警新方法
随着全球碳中和目标的推进,电动汽车(EV)作为交通领域脱碳的关键技术正迎来爆发式增长。然而,电池安全问题始终是制约其大规模应用的达摩克利斯之剑——电池热失控现象不仅蔓延迅速且难以扑灭,严重威胁用户安全。传统基于物理模型的故障诊断方法因模型精度不足难以推广到电池包级别,而依赖集中式数据的机器学习方法又面临数据隐私和异构性双重挑战。针对这一困境,香港理工大学杨浩森、田金鹏等研究团队在《Nature Communications》发表最新研究,创新性地利用充电站作为数据采集枢纽,构建了覆盖10154辆电动汽车的异构数据集。该数据集包含21175条充电序列、1547432个采样点,涵盖磷酸铁锂(LFP
来源:Nature Communications
时间:2025-12-20
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一项首次在人类身上进行的随机临床试验,比较了基于图形处理单元的多标准优化(gMCO)技术与IPSA技术在高剂量率前列腺近距离放疗中的应用效果
F. Lacroix|E. Poulin|C. Bélanger|S. Aubin|D. Carignan|E. Vigneault|A.-G. Martin|F. Bachand|L. Beaulieu|W. Foster魁北克大学医院医学物理与放射防护部门,魁北克省魁北克市,加拿大摘要目的这项首次在人体上进行的随机临床试验旨在比较基于GPU的多标准优化(MCO)算法gMCO与参考计划在前列腺高剂量率(HDR)近距离放射治疗中的计划制定时间和计划质量。方法和材料近距离放射治疗过程如下:(1)患者定位;(2)在经直肠超声(US)引导下插入导管;(3)进行3D超声扫描;(4)在Oncentra
来源:Brachytherapy
时间:2025-12-20
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真空辅助HS-SPME/GC×GC-MS技术用于增强商业黑巧克力的挥发性色谱特征
本研究首次系统评估了真空辅助顶空固相微萃取(Vac-HS-SPME)与模拟唾液(盐水)的协同效应对黑巧克力挥发性成分的影响,并创新性地结合二维气相色谱-质谱联用技术(GC×GC-MS)实现了对复杂挥发性组分的深度解析。该研究在食品分析领域对巧克力风味物质释放机制及检测方法优化具有重要参考价值。### 研究背景与科学意义巧克力作为全球消费量最大的食品之一,其风味品质直接影响消费者接受度。传统分析技术存在以下局限性:(1)常规顶空固相微萃取(HS-SPME)需要长时间(30-45分钟)高温处理(50-60℃),可能导致热不稳定成分分解或异构化;(2)对口腔内挥发性成分释放的模拟存在不足,传统方法难
来源:Analytica Chimica Acta
时间:2025-12-20
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开发了一种基于简单溶剂的预处理技术,用于快速、准确地量化含多环芳烃(PAHs)颗粒物中的PAHs含量,从而进行毒性评估
大气颗粒物(PM)作为主要空气污染物,其毒性受化学成分显著影响,其中多环芳烃(PAHs)因致癌性和毒性备受关注。传统PAHs分析多采用索氏提取法,需持续6-24小时完成,且设备复杂、成本高昂。这类方法主要针对环境监测中痕量PAHs(浓度低于0.1 μg/m³),难以满足毒性实验中高浓度(数百至数千 μg/m³)样本的快速分析需求。研究团队通过优化溶剂萃取技术,开发了适用于高浓度PM的PAHs快速预处理方案,为毒性评估提供新工具。**技术核心与流程创新** 新方法基于溶剂萃取原理,通过涡旋辅助技术将传统耗时数小时的步骤压缩至1分钟。实验选用三种常见溶剂(二氯甲烷、己烷、甲醇)进行对比测试,重点
来源:Analytica Chimica Acta
时间:2025-12-20
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一种集成物联网技术的便携式实时LAMP平台,采用羟基萘酚蓝(HNB)作为检测剂,能够在资源有限的环境中实现通用且低成本的病原体检测
摘要及时且经济高效地检测传染性病原体对于其预防和控制至关重要。在这项研究中,开发了一种低成本、便携且用户友好的基于WiFi的物联网(IoT)监测系统,用于检测传染性病原体。该检测机制依赖于实时监测羟基萘酚蓝(HNB)的比色信号,这些信号由环介导等温扩增(LAMP)过程中Mg2+离子的消耗触发。为了进行LAMP孵育和实时HNB信号监测,开发了一种3D打印的便携式读取器。在65°C的孵育温度下进行分析,结果显示HNB具有优异的热稳定性,并且其浓度与Mg2+离子消耗量之间存在线性相关性(R2 = 0.9973),这突显了其作为实时指标的适用性。使用Nosema bombycis SSU rRNA基因
来源:ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY
时间:2025-12-20