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  • 基于无源RFID标签的穿墙呼吸监测技术及其在医疗健康领域的应用研究

    亮点本研究通过无源射频标签(PRF)实现了穿墙环境下呼吸状态的高精度感知,其创新性体现在:构建了基于标签相位信息的呼吸感知模型,提出针对复杂相位信号的新型分析方法,在强干扰背景下提取出可反映单次呼吸波形特征的精细相位信息。静态完全遮挡条件下的呼吸检测首先针对昏迷患者或睡眠状态等典型静态场景,在无隔墙条件下测试人员坐姿佩戴胸廓标签的结果显示,原始相位信号经处理后清晰呈现出呼吸引起的周期性波动,频谱分析准确识别出0.2-0.4赫兹(Hz)的正常呼吸频率区间。讨论本文描述的穿墙呼吸特征感知方法,利用超高频(UHF)无源RFID标签作为传感单元,通过单读写器系统实现了完全遮挡条件下的被动式呼吸监测。相

    来源:Sensors and Actuators A: Physical

    时间:2025-10-26

  • 综述:用于高性能气体传感的二维过渡金属硫族化合物工程研究进展

    二维过渡金属硫族化合物(TMD)因其原子级厚度、高比表面积和可调电子结构,已成为高性能气体传感领域的新兴材料。本文将从基础特性、合成策略、传感机制到系统集成,全面阐述TMD气体传感器的最新进展。基本特性TMDs由过渡金属原子(如Mo、W)夹在两层硫族原子(S、Se、Te)之间形成层状结构,层间通过弱范德华力连接。单层TMDs的带隙约为1-2 eV,具有高载流子迁移率和丰富的表面吸附位点。金属相TMDs具有更高载流子密度和更低接触电阻,可增强电荷转移并加速室温下的响应/恢复过程。Janus结构(上下层硫族原子不对称)产生面外偶极,可调控功函数和能带对齐,为提升选择性提供新途径。合成策略化学气相沉

    来源:Sensors and Actuators A: Physical

    时间:2025-10-26

  • 基于谐波游标效应与纳米银涂层的法珀干涉气体压力传感器灵敏度倍增研究

    亮点通过谐波游标效应(HVE)实现乘法式灵敏度放大,打造超高灵敏度光纤压力传感器。纳米银涂层增强反射光谱强度,聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜提供卓越机械性能。传感器在0.05-1.05兆帕范围内展现卓越性能,适用于极端环境。传感器制备实验装置如图1所示。3分贝光学耦合器将传感腔(FPIs)和参考腔(FPIr)并联连接,一端连接宽带光源(BBS),另一端连接光学频谱分析仪(OSA)。3分贝耦合器通过多模干涉或倏逝场耦合实现光功率均分。传感原理级联传感器包含传感腔(FPIs)和参考腔(FPIr),基于双光束干涉原理工作。根据干涉理论,反射谱峰值波长由公式λDip = 4nL/(2m+1)决定,其中λ为

    来源:Sensors and Actuators A: Physical

    时间:2025-10-26

  • 双MOF衍生ZnO/In2O3纳米复合材料的水热合成及其对乙醇胺的气敏性能增强研究

    章节亮点ZnO/In2O3-8复合材料的气敏性能本研究展示了一种通过两步水热法合成的双MOF衍生ZnO/In2O3复合材料(ZnO/In2O3-8)。与纯ZnO、ZnO/In2O3-10和ZnO/In2O3-4相比,ZnO/In2O3-8传感器对乙醇胺(EA)表现出更优的气敏性能。在其最佳工作温度240°C下,对50 ppm EA的响应高达237.761,响应/恢复时间分别仅为31秒和21秒。此外,该传感器在1-50 ppm浓度范围内展现出优异的线性响应(Y=4.75292X-0.43654,R2=0.99732),检测限低至1 ppm(S=10.3),并具备良好的重复性和选择性。性能增强机制

    来源:Sensors and Actuators A: Physical

    时间:2025-10-26

  • 城市东非环境因素对大气污染的影响机制研究——以卢旺达基加利为例

    在东非快速城市化的背景下,大气污染已成为严峻的公共卫生挑战。由于监测网络匮乏和环境驱动因素复杂,许多城市缺乏有效的空气质量管理策略。卢旺达首都基加利作为区域典型代表,正面临人口增长、交通拥堵及工业活动增加带来的污染压力。当地地形多山、社区广泛使用生物质燃料,进一步加剧了污染物积累和公众健康风险。尽管问题突出,但针对环境因素如何系统性影响空气质量的研究仍较为缺乏。为填补这一空白,IRANKUNDA Elisephane与TÖRÖK Zoltán合作,在《Scientific African》上发表了一项深入的环境流行病学研究。他们采用低成本空气质量监测仪(RAMP)在基加利市六个站点进行了为期一

    来源:Scientific African

    时间:2025-10-26

  • 基于多任务神经网络和Landsat时序数据填补ALS时空空白:欧洲森林监测新方法

    欧洲森林覆盖超过三分之一的陆地面积,在碳固存、生物多样性保护和水分保持方面发挥着关键作用。然而,气候变化导致的火灾、风倒、干旱和病虫害等干扰事件日益频繁,凸显出对强大森林监测系统的迫切需求。目前,欧洲各国森林调查(National Forest Inventories, NFIs)是森林数据的主要来源,但其存在更新频率低、标准不一、成本高昂等问题。与此同时,尽管卫星遥感数据覆盖广、更新快,但光学数据在茂密植被区易出现信号饱和,难以直接获取森林三维结构信息。机载激光扫描(Airborne Laser Scanning, ALS)技术能提供高精度的森林高度指标,但其成本高、覆盖不连续、不同传感器数

    来源:Science of Remote Sensing

    时间:2025-10-26

  • 载体形貌调控的Pd/NiO催化剂在低浓度甲烷催化燃烧中的性能优化与机理研究

    随着全球煤炭开采规模的不断扩大,大量煤层气(俗称"瓦斯")被排放到大气中,其主要成分甲烷(CH4)作为一种强效温室气体,其温室效应是二氧化碳(CO2)的21倍。目前全球煤炭生产每年产生的甲烷排放量可达2500万吨,其中70%来自低浓度甲烷(0.1%-1%)。中国作为全球煤炭产业的重要参与者,提出了2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和的"双碳"战略目标,因此低浓度甲烷的合理利用已成为亟待研究的重要课题。甲烷分子具有极高的稳定性,C-H键的断裂需要克服巨大的能垒,这使得甲烷的低温催化燃烧面临严峻挑战。催化燃烧技术能够实现低浓度甲烷的无焰低温燃烧,并有效抑制NOx排放,是目前最有前景的低浓度甲

    来源:Results in Chemistry

    时间:2025-10-26

  • BiOCl纳米颗粒的结构特性与光催化功能关联性研究及其在环境修复中的应用

    章节精选材料三氯化铋(BiCl3,试剂级98%)、无水乙二醇(C2H6O2,98.8%)、无水柠檬酸(C6H8O7,99.5%)和亚甲基蓝(MB)均购自西格玛奥德里奇公司,所有化合物均未经额外处理直接使用。催化剂的合成与表征采用溶胶-凝胶法制备氯氧化铋(BiOCl)纳米颗粒。首先将0.2M的三氯化铋(BiCl3)溶解于50mL乙二醇(C2H6O2)中,在40°C条件下持续搅拌至完全溶解。结构分析通过X射线衍射(XRD,Cu Kα辐射λ=1.5406Å)对BiOCl纳米颗粒的物相和结晶度进行表征,扫描范围设定为20°–70°(2θ)。如图1所示,所有衍射峰均可归属于四方晶系结构(空间群P4/nm

    来源:Polyhedron

    时间:2025-10-26

  • 综述:融合的力量:LiDAR与高光谱成像开启勘探新时代

    工作机理 of LiDAR system激光雷达(LiDAR)系统的核心工作机理基于激光测距原理。系统向目标区域发射激光脉冲,并精确测量脉冲从发射到被目标反射后返回传感器所经历的时间。通过计算光速与飞行时间的乘积,即可获得传感器与目标物之间的精确距离。当光子束(例如来自机载LiDAR)撞击到诸如道路、建筑物、植被、桥梁等各种地物时,部分光能量会反射回传感器。依据目标物尺寸和周围环境的不同,部分光线可能穿透间隙到达地面,从而产生多次回波。这些回波生成的光波形包含了地物的垂直结构信息,经过处理后可形成密集的三维点云(PCs),精确描绘出探测场景的高精度三维结构。类型 of LiDAR system

    来源:Optics & Laser Technology

    时间:2025-10-26

  • 基于LIBS-SLIPA滑动窗口融合技术的气溶胶分类与粒径识别新系统

    大气中漂浮的微小颗粒——气溶胶,虽然肉眼难以察觉,却对空气质量、气候变化乃至人类健康产生着深远影响。这些颗粒物来源广泛、成分复杂,不同种类和尺寸的气溶胶在环境行为、传播路径和生物毒性等方面存在显著差异。传统检测方法如滤膜采样、光散射技术和质谱分析法虽然各具优势,但普遍存在检测周期长、样本易破坏、难以实时在线监测等局限。面对日益严峻的大气污染问题,发展快速、无损、可实时在线分析的气溶胶检测技术成为当务之急。在这一背景下,激光诱导击穿光谱(LIBS)技术因其非破坏性、多元素同时检测和实时在线分析的优势,逐渐展现出在大气气溶胶检测领域的应用潜力。该技术通过激光聚焦产生等离子体,通过分析特征光谱来识别

    来源:Optics & Laser Technology

    时间:2025-10-26

  • 基于Transformer-TD3与DWA的无人艇端到端自主避碰控制研究

    随着海洋运输任务中船舶密度的不断增加和劳动力成本的持续上升,船舶智能化与无人化已成为航运业发展的关键趋势。作为能够自主航行的水面平台,无人水面艇(Unmanned Surface Vessel, USV)在军事和民用领域展现出广阔的应用前景。要实现真正的自主航行,USV不仅需要规划连接出发港到目的港航路点的全局航线,更需要在局部水域航行时具备实时规避动态障碍物(如其他船舶)的能力,同时严格遵守《国际海上避碰规则》(COLREGs)。然而,现有的USV避碰控制研究面临诸多挑战。传统方法如人工势场法、智能进化算法等往往难以准确处理复杂航行环境中的动态障碍物避碰问题。而基于深度强化学习的方法虽然显示

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-10-26

  • 基于改进的阻力系数模型对深海采矿沉积物羽流的扩散特性进行分析

    在深海矿产资源开发中,深海采矿(DSM)是一项关键的解决方案,用于应对陆地资源日益稀缺和国家经济发展对资源需求增加的问题。然而,深海采矿过程中不可避免地会产生悬浮沉积物,这些沉积物会扩散到广阔区域,并对海洋生态环境产生显著影响。因此,理解沉积物羽流的扩散特性对于制定有效的环境影响评估和缓解策略至关重要。本文基于我们改进的阻力系数模型,开发了一个能够考虑不规则颗粒密度、直径和形状的短期羽流排放数值模型,并建立了一个改进的长期羽流扩散浓度理论模型,该模型结合了颗粒沉降速度、海底反射、地形变化和多源排放条件。此外,我们还分别研究了短期排放参数(包括排放浓度 $ c_0 $、排放速率 $ Q_0 $、

    来源:Ocean Engineering

    时间:2025-10-26

  • 美洲大陆尺度下基于公民科学的水生底层垃圾污染格局与政策启示:海洋与淡水生境的对比研究

    随着全球塑料产量在2023年达到4.188亿公吨,塑料废弃物对水生生态系统的压力日益加剧。尤其令人担忧的是,据预测,若不改变管理政策,到2030年每年进入全球水生生态系统的塑料排放量可能高达9000万公吨。海洋和淡水环境中的塑料垃圾已超过其他材料,成为最丰富的废弃物,甚至被视为潜在的“行星边界威胁”。然而,关于这些废弃物最终去向的谜团依然存在——模型预测的输入量与实地测量值之间存在数个数量级的差异,这些“消失的塑料”究竟是累积在难以采样的深海,还是进入了食物链,目前尚不清楚。在各类水生环境中,底层栖息地(Benthic habitats)被认为是大多数海洋垃圾的最终汇,也是野生动物受影响最严重

    来源:Ocean & Coastal Management

    时间:2025-10-26

  • 双氢键锁定的S型异质结:超分子工程实现高效光催化抗生素降解

    亮点•通过氢键超分子工程构建了有机-无机S型异质结•双重氢键锁定界面实现定向电子转移•扩展的可见光吸收与抑制载流子复合协同作用•98.5%)结论总之,我们通过氢键驱动的自组装成功合成了SubPc-5/Ag3PO4 S型异质结,实现了显著的光催化活性和稳定性。该复合材料相较于原始Ag3PO4对抗生素和染料的降解动力学提升4倍,这归因于扩展的可见光吸收(至561 nm)、延长的载流子寿命(3.73纳秒)以及被抑制的复合过程。理论计算证实了界面电荷转移和内置电场的形成,而分子动力学模拟揭示了污染物分子与亚酞菁框架之间的强π-π相互作用。这项工作不仅为构建具有精确控制电荷流动路径的有机-无机异质结构提

    来源:Materials Today Chemistry

    时间:2025-10-26

  • 综述:人工智能技术与FBG和SPR传感器集成在环境健康监测中的新兴趋势

    引言在当今时代,工业空气环境中的毒性物质使得光子传感器在环境健康监测中的重要性日益凸显。全球变暖、空气污染、饮用水污染以及自然资源耗竭等环境因素的恶化,对公众健康构成了严重威胁。开发一种能够提供稳定传感响应、无干扰操作并实现实时监测的生物光子传感器,是一项重大挑战。实现无标记检测和便携性更是给科学界带来了额外的难题。尽管市场上有多种传统传感器能够高精度测量目标分析物,但其成本高昂且需要大量样品。近年来,纳米材料与光纤传感器的结合极大地提升了传感器的性能,包括灵敏度、选择性、响应时间、重复性和检测限(LOD)。传感器简介高性能传感器需具备出色的灵敏度、选择性、响应速度、重复性和可逆性。光子传感器

    来源:Materials Science and Engineering: R: Reports

    时间:2025-10-26

  • 基于硫量子点的比率型荧光纳米探针平台用于多西环素可视化定量检测

    亮点本研究通过简单的一锅溶剂热法成功合成了蓝色发光的SQDs@Eu探针。该探针可作为有效的比率荧光传感器,用于灵敏检测多西环素(Dox),检测限低至10.6 nM。除光谱检测外,SQDs@Eu探针表现出高度敏感的荧光变化,可通过肉眼可见的多色响应实现Dox的可视化识别。这一特性避免了对昂贵仪器设备的依赖,为现场检测提供了便利。结合智能手机平台,该传感器进一步实现了便携式即时检测,检测限达13.6 nM。此外,SQDs@Eu具有低毒性和高生物相容性,在细胞成像领域展现出应用潜力。材料升华硫粉(99.95%)、乙二胺(EDA, 99.5%)、六水合氯化铕(EuCl3·6H2O)、多西环素(Dox)

    来源:Materials Science and Engineering: B

    时间:2025-10-26

  • 人工草地优化发展对生态效率的影响研究——来自中国农牧交错带的证据

    在全球草地退化加剧与牧区可持续发展需求并存的背景下,如何平衡生态保护与牧民生计成为国际性难题。中国作为草地资源大国,约有70%的草地面临不同程度的退化,特别是在生态脆弱的北方农牧交错带,过度放牧导致的沙尘暴等问题日益严峻。"小面积建人工草地保护大面积天然草地"的SVL原则虽被广泛提倡,但人工草地(DCP)能否真正实现生态经济效益双赢,现有研究仍存在争议。为破解这一难题,研究人员在内蒙古乌拉特中旗农牧交错带开展了系统研究。该区域作为中国北方防沙带关键节点,兼具生态脆弱性和政策示范性。研究团队通过对252户牧户的实地调查,创新性地将生态效率(EE)框架引入人工草地效益评估体系。EE指标通过SBM模

    来源:Land Use Policy

    时间:2025-10-26

  • 综述:水生环境中微塑料修复的生物絮凝剂:最新进展与生物技术展望

    Abstract人类活动导致宏塑料和微塑料(MPs)在陆地和水生环境中普遍释放。MPs污染已成为全球环境问题,由于其持久性和广泛分布,对生态系统构成重大威胁,影响生物和非生物成分。传统的微塑料去除技术通常成本高、效率有限、存在安全问题,并可能在环境中造成二次污染。近年来,生物絮凝剂因其有效性、环境友好性和固有的生物安全性,作为水生系统中MPs修复的一种有前景的方法而受到相当多的关注。此外,生物絮凝和生物降解过程的整合可能为减少MPs污染提供一种协同的有前景的替代方案。生物膜在解决MPs污染方面至关重要,这是一个需要应对的重大挑战。使能技术,如生物膜工程、合成生物学、遗传和代谢工程在MPs修复中

    来源:Journal of Water Process Engineering

    时间:2025-10-26

  • 多方法协同预测阿片类物质吸附机制:实验、机器学习与量子计算的综合研究

    Highlight O6-单乙酰吗啡(O6 可待因。机器学习(ML)与量子计算(DFT)协同揭示了吸附过程中的关键驱动因素和分子间相互作用机制。结论本研究通过结构设计开发的多功能生物炭吸附剂(DMSC)显著提升了对阿片类物质(吗啡、可待因和O6-MAM)的吸附性能与选择性。实验表明,DMSC在pH=10时对吗啡的吸附效率最高,且在Cl−、SO42−等常见离子存在下仍保持高稳定性,凸显其抗干扰能力。DMSC对阿片类物质的高分配系数(KD)与低解离常数(KS)证实了其优异的选择性吸附潜力。机器学习(ML)模型中,XGBoost以R20.95的预测精度脱颖而出,SHAP分析指出初始浓度(SHAP值=

    来源:Journal of Water Process Engineering

    时间:2025-10-26

  • 生物膜附着微塑料对全氟辛酸(PFOA)的吸附性能与机制研究

    亮点生物膜附着微塑料的表征如图1所示,本研究采用结晶紫染色法对微塑料表面形成的生物膜含量进行定量分析。通过测定595 nm波长处的吸光度(OD595 nm),结晶紫染色法可有效反映生物膜含量。分析结果表明,四种微塑料表面生物膜含量的大小顺序为:PE(聚乙烯) < PS(聚苯乙烯) < B-PE(生物膜附着聚乙烯微塑料) < B-PS(生物膜附着聚苯乙烯微塑料)。结论本研究选取不同粒径的PE和PS微塑料,并通过湖水培养获得B-PE和B-PS,探究了生物膜附着对微塑料吸附PFOA的影响。结果表明,生物膜培养过程改变了微塑料的理化性质,如表面形态、官能团、结晶度等。与原始微塑料相比,生物膜附着微塑料

    来源:Journal of Water Process Engineering

    时间:2025-10-26


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