动态载荷下材料多尺度结构与物性专题·前言

动态载荷下材料的性能与结构是工业领域广泛关注的应用问题,也是国家现代产业升级和制造业创新的科学基石。由于该方向的研究具有广泛的应用指导意义,因此,动态载荷下材料的多尺度结构与物性是现代材料学、应用物理学和高压科学领域的重要基础科学前沿。

价值驱动的以太坊交易追踪排名方法

区块链技术的匿名性与价值传递特性可能被恶意攻击者利用以实施网络钓鱼或其他欺诈行为。虽然链上数据公开、透明、可追溯,但是攻击者仍可通过设计复杂的交易链路,使资产在众多账户之间进行流转。最终,这些资产可能会被集中至某交易所账户并被提取,从而实现非法的利益获取。针对上述问题,面向以太坊提出一种价值驱动的交易追踪排名方法。首先收集12起诈骗金额超过百万美元的以太坊攻击案例,获取大小为27 GB的交易数据,构建地址图;然后从链上抽取代币的流动池数据,计算代币历史价格,确定地址图中各交易的权重系数;最后提出基于价值占比的动态残差放缩机制,优化地址图结构,更加偏向主要的价值流通路径。实验结果表明,召回率可达89.24%,相较于交易追踪排名(transaction tracing rank,TTR)、APPR和Haircut算法分别提高了7%、20%和37%,验证了本文方法在检测欺诈账户上的高效性和准确性。

Web 3.0环境下基于区块链的可信AIGC技术

Web 3.0是互联网发展的第三个阶段,具有网络结构去中心化、链上内容难以篡改以及用户掌控数据权限等特点。随着人工智能生成内容(AI-Generated Content,AIGC)技术的不断发展,AIGC服务提供商对算力、数据和模型的垄断导致资源日益集中化,这可能会引发单点故障、数据篡改、用户难以控制数据和资源等问题。为解决上述问题,本文面向Web 3.0环境采用区块链赋能AIGC内容生成,利用智能合约实现内容生成任务的发布,通过区块链和联邦扩散模型实现去中心化内容生成,并构建资源分配机制实现有效的资源利用。

TLR2对胶质母细胞瘤的预后价值和体外作用

目的探究TCGA数据库中TLR2基因在胶质母细胞瘤(GBM)中的预后价值,并明确该基因对胶质母细胞瘤细胞LN229的体外作用。方法从TCGA数据库中获取169例胶质母细胞瘤患者的临床信息和肿瘤样本的转录组数据,通过Kaplan-Meier生存曲线分析评估TLR2基因在GBM患者中的预后作用。构建TLR2敲减的人胶质母细胞瘤LN229细胞系,通过RT-qPCR和Western Blot验证。通过CCK8、克隆形成、细胞划痕、Transwell小室法,检测敲减TLR2对LN229细胞的增殖、克隆形成、迁移、侵袭能力的影响。结果与正常样本相比,TLR2在GBM患者样本中表达增高。生存分析结果显示,TLR2高表达组患者总生存期显著低于低表达组患者(总生存期中位值333 d vs.402 d,P<0.05)。RT-qPCR和Western Blot结果显示,TLR2敲减的人胶质母细胞瘤LN229细胞系成功构建。与转染si-control的LN229胶质瘤细胞相比,转染si-TLR2的LN229胶质瘤细胞增殖能力明显降低(P<0.05)。与转染si-control的LN229胶质瘤细胞相比,转染si-TLR2的LN229胶质瘤细胞克隆形成数明显降低(P<0.05)。转染si-TLR2的LN229细胞迁移能力明显低于转染si-control的LN229胶质瘤细胞(P<0.05)。转染si-TLR2的LN229细胞侵袭能力明显低于转染si-control的LN229胶质瘤细胞(P<0.05)。结论本研究通过数据挖掘发现TLR2表达与胶质母细胞瘤患者的预后显著相关,通过实验验证敲减TLR2有效抑制LN229细胞的增殖、迁移、侵袭和克隆形成能力,上述发现将为胶质母细胞瘤预后判断和靶向治疗提供新的潜在靶点。

OBE理念下高职物理课程教学改革与实践——以驻马店幼儿师范高等专科学校为例

以驻马店幼专五年制学前教育专业物理课程改革为例,基于OBE理念,在调研的基础上重新制定专业针对性强的课程大纲,依托C30教育云平台、智慧教室开展混合式教学,采取“线上学习”+“线下研讨”+“技能展示”+“课程思政”+“创新拓展”的形式反向设计课程,并构建多元化的考核评价体系.这种基于OBE理念,针对高职物理课程的线上线下混合式教学改革实践,可以为高职物理课程改革提供新的思路.

儿童前臂骨干骨折弹性髓内钉固定术后再骨折危险因素分析

目的探讨弹性髓内钉(elastic stable intramedullary nail,ESIN)治疗儿童前臂骨干骨折后再骨折的危险因素,以期提高儿童前臂骨干骨折的治疗效果。方法回顾性分析2015年1月至2022年12月南通大学附属常州儿童医院经ESIN治疗的127例前臂骨干骨折患者资料,根据术后是否发生再骨折分为再骨折组和非再骨折组。再骨折组10例,男9例,女1例;年龄5~14岁,平均(8.35±2.65)岁。非再骨折组117例,男66例,女51例;年龄5~12岁,平均(9.58±2.43)岁。比较两组患者年龄、性别、身体质量指数、伤侧、石膏拆除时间、血液25羟-维生素D含量、骨折部位、骨折数量、骨折类型及内固定移除时间。通过Logistic回归模型进行多因素分析,分析儿童前臂骨干再骨折的危险因素。结果患者术后随访7~40个月,平均(11.26±3.93)个月。单因素分析显示:两组患者性别、骨折部位和内固定移除时间比较差异有统计学差异(P<0.05)。Logistic回归模型显示:内固定移除时间短于6个月(P=0.032,OR=10.846)及中段1/3骨折(P=0.013,OR=15.374)是前臂骨干再骨折的独立危险因素。结论ESIN治疗儿童前臂骨干骨折后再骨折较少见,中段1/3骨折及内固定移除时间短于6个月患者需警惕再骨折。

小麦新品系苗期的耐热性评价

为筛选小麦耐热性鉴定指标,促进耐热品种(系)的鉴定及利用,以32份小麦新品系为材料,在两叶一心期进行热胁迫,热胁迫结束后调查苗高、根系长度等14个形态及生理性状,计算各性状的耐热系数并对其进行主成分分析和聚类分析。结果表明,热胁迫对苗高、叶绿素含量、电导率、苗鲜重、苗干重、根干重、干重根冠比、最大根系长度、根系总长度、根系表面积、根系直径和根尖数共12个性状均产生显著影响(P<0.05),不同性状间耐热系数相关显著或极显著,如电导率与苗鲜重和苗干重显著相关。通过主成分分析提取到3个主成分,累计贡献率达到了82.982%,主要反映了苗高、电导率、苗干重、干重根冠比、根系总长度与根系表面积等指标信息。通过隶属函数法计算出各品系的综合耐热指数H值并进行聚类分析,筛选出西农902-1、西农902-2等耐热小麦新品系,可为其进一步利用提供参考。

236份小麦种质苗期耐盐性鉴定及耐盐指标筛选

盐胁迫是影响小麦出苗和苗期生长的重要限制因子,筛选小麦苗期耐盐性评价指标及种质对小麦耐盐性改良具有重要意义。本研究以236份小麦品种为试验材料,首先选取其中20份品种,设置5个NaCl浓度(0、50、100、150、200 mmol·L^(-1))处理,筛选出100 mmol·L^(-1)NaCl为最适的盐胁迫浓度,接着对236份小麦种质群体进行胁迫处理,测定胁迫处理下苗长、第二叶长、最大根长等15个性状,计算综合耐盐指数(D值)进行耐盐性评价。结果表明,在盐胁迫下,所有15个地上部和地下部性状均与对照条件下有显著差异,且除根平均直径和叶绿素含量外,其余性状的耐盐指数均值小于1。对各性状耐盐指数的隶属函数值进行主成分分析,将15个性状归纳为6个成分,累计贡献率达82.718%。根据综合耐盐指数进行聚类分析,将236份小麦种质聚为5类,其中豫农416和陇鉴19为极端耐盐品种。各指标耐盐指数与综合耐盐指数的相关性分析表明,根总表面积、根总长度、根鲜重与D值相关性最高,可作为苗期评价耐盐性的主要指标。

卓然而立的宋代湖田窑影青瓷

宋代湖田窑影青瓷从初创到名扬天下,经历了一场华丽的嬗变。宋代湖田窑产品种类丰富,涵盖普通瓷器、粗陶瓷器、制瓷工具、窑具等四大类,应有尽有,品种之全是宋代诸窑所烧造之冠。影青瓷属于石灰釉,用瓷石和釉灰配成。湖田窑影青瓷把陶瓷的材料、造型和装饰有机结合,创造出实用美观的陶瓷佳品。

精益管理下的车间调度优化研究

以A公司为例,生产车间传统的生产调度方式主观性大、调度方式合理性差,导致成为制约生产、浪费产能的问题之一,因此需要一个更加精益化的调度研究.研究分析A公司中现有的调度模式,并用一种改进的遗传算法调度进行重新分配.

基于CT图像的人工智能模型预测卵巢癌新辅助化疗疗效

目的应用治疗前卵巢癌患者CT增强动脉期图像,结合深度学习及机器学习算法预测卵巢癌新辅助化疗疗效。资料与方法回顾性选取2013年3月—2019年8月天津市肿瘤医院卵巢癌患者302例,按照7∶3随机分为训练集、测试集;在python环境中,采用迁移学习方法,利用torch深度学习平台构建VGG13模型,联合机器学习,采用套索算法筛选特征,建立联合深度学习及机器学习综合预测模型对患者治疗前CT图像进行分类预测,计算模型的曲线下面积、准确度、敏感度、特异度及F1-Score。结果本研究所建模型在训练集中的曲线下面积、准确度、敏感度、特异度及F1-Score分别为0.87、0.81、0.80、0.82、0.79;测试集中分别为0.90、0.84、0.93、0.77、0.83。五折交叉验证曲线下面积分别为0.86、0.88、0.88、0.90、0.87。结论采用CT增强动脉期图像联合人工智能方法建立预测模型可为制订卵巢癌化疗方案提供一种新的临床思路。

固定床渣油加氢装置单系列开工方案的优化

本文针对某企业渣油加氢装置开工时遇到的实际问题,提出了相应的优化方案,相关措施包括系统氮气置换、气密升压、柴油润湿冲洗、催化剂硫化等。经过分析和优化,将开工时间从最初的12d优化到5.84d,确保了装置开工的顺利完成。

G公司原油在线调和流程优化研究

为实现A公司常减压装置长周期安全平稳运行,助力A公司提质增效,通过文献研究法、归纳法、经验总结法,基于系统视角,运用化工过程安全理论和工程流体力学相关知识,以A公司下属G公司原油长输管道调和作为研究对象,探寻原油长输管道调和的必要性、可行性和优化方式,以获得更好的混合原油物性比,达成降低常减压工艺防腐成本目的,从而降低炼化企业营运成本。

离子导入核黄素-紫外线A快速巩膜胶原交联的渗透特性和交联效果研究

目的探究核黄素-紫外线A巩膜交联术中,离子导入法辅助核黄素渗透在缩短应用时间的同时,能否达到与常规核黄素浸润方法相同的渗透和交联效果。方法采用离子导入法或常规浸润法(表面滴加)对猪眼球巩膜组织进行0.1%的核黄素溶液渗透,时间为5~20 min,将巩膜进行冰冻切片,通过检测巩膜组织中的核黄素荧光强度和分布来评价核黄素的渗透性;采用370 nm紫外线A对上述两种方式渗透后的巩膜组织进行交联,照射强度为10 mW/cm^(2),照射时间9 min。交联后采用单轴拉伸实验检测巩膜组织的弹性模量,评价交联效果。结果离子导入组和常规浸润组,核黄素的荧光强度均随渗透时间的增加而增加,15 min后,核黄素的渗透深度基本不变;核黄素渗透12.5、15 min时离子导入组荧光强度显著高于常规浸润组,且离子导入12.5 min时,核黄素在巩膜组织中分布更加均匀。离子导入组12.5 min时,交联后巩膜弹性模量显著高于常规浸润组12.5 min,并与常规浸润组20 min的弹性模量差异无统计学意义。结论获得了不同核黄素导入方式的渗透规律,且离子导入辅助核黄素渗透在缩短手术时间的同时,可以达到与常规核黄素浸润法相似的力学加强效果。

氧气对核黄素-紫外线A巩膜快速交联效果和安全性的影响

目的核黄素-紫外线A巩膜交联术(Scleral Collagen Cross-Linking,SXL)可有效提升巩膜抗变形能力。本文评估了氧气对快速SXL交联效果和安全性的影响。方法将3月龄新西兰大白兔分为21%氧气常规交联组(照射强度3 m W/cm^(2)、照射时间30 min)、21%或95%氧气快速交联组(9 m W/cm^(2)、10 min;30 m W/cm^(2)、3~8 min)及对照组。采用单轴拉伸实验检测离体巩膜组织(赤道部和后极部)的弹性模量来评价交联效果。选择交联效果好、时间短的方案进行在体交联,采用视网膜电图和TUNEL染色进行安全性评估。结果所有离体交联组的巩膜弹性模量均显著高于对照组,交联后赤道部巩膜的弹性模量提高幅度大于后极部。95%氧气快速交联30 m W/cm^(2)、3 min组在较短时间表现出优异的交联效果,相比对照组提高了4.88倍,与21%氧气3 m W/cm^(2)、30 min交联效果相似,且在体视网膜电生理检测与对照组无显著差异,但交联后眼后壁组织细胞会发生不同程度的凋亡。结论快速交联过程中提高氧气浓度在增强交联效果的同时可缩短交联时间,且不会对视网膜电生理造成明显影响。本研究可为SXL方案优化提供参考。

与孔源性视网膜脱离相关的视网膜黏附行为研究

目的视网膜脱离等眼病与视网膜的黏附行为高度相关。通过压痕-分离实验与撕裂实验研究完整视网膜(视网膜-玻璃体界面和视网膜-脉络膜界面)黏附行为,可为视网膜脱离相关眼病的研究和治疗提供理论依据。方法使用半径0.5、1、1.5、2和4 mm的刚性压头对猪视网膜-玻璃体界面进行压痕-分离实验,并通过修正的JKR理论计算视网膜-玻璃体界面黏附力后与实验结果进行对比分析。随后,建立相应有限元模型对实验进行模拟分析。最后通过撕裂实验得到视网膜-脉络膜界面的撕裂强度。结果5种尺寸压头的压痕-分离实验得到了视网膜-玻璃体界面黏附功范围为0.16~0.22 m N/mm,且有限元模拟结果验证了JKR理论可用于压痕-分离实验分析的有效性。撕裂实验得出视网膜-脉络膜界面最大撕裂强度为13±8 m N/mm,平均撕裂强度为11±7 m N/mm。结论压痕-分离实验在一定程度上可模拟病变玻璃体对视网膜的牵拉,修正的JKR模型可用于有限厚度样本黏附行为的研究;所建立的有限元模型可用于预测玻璃体与视网膜间的黏附。当视网膜-脉络膜界面达到最大撕裂强度时视网膜与脉络膜开始分离。本研究可为视网膜脱离的有限元分析评估提供参数和理论分析基础。

核黄素-紫外线A巩膜胶原交联术交联效果的预测

目的从理论上预测不同交联参数对核黄素-紫外线A巩膜交联效果(交联键的平均浓度)的影响规律,获得巩膜力学性能与交联效果之间的关系。方法制备巩膜组织冷冻切片,采用紫外分光光度计和逆蒙特卡洛方法获得巩膜的光学特性。基于Ⅱ型光化学反应机制和蒙特卡洛方法,建立准稳态条件下巩膜交联过程中各交联参数(包括溶解氧浓度、核黄素浓度、紫外光强等)与生成的交联键浓度之间的光化学反应方程组,利用有限差分法进行数值求解,获得各交联参数与生成的交联键浓度在巩膜组织中的时空分布。采用单轴拉伸测试不同交联方案猪巩膜组织的弹性模量,将实验测得的力学性能与计算得到的交联键浓度进行对照,通过回归分析获得巩膜力学性能与交联效果之间的关系。结果氧气浓度、核黄素浓度和紫外光强等均对巩膜组织的交联程度产生影响。富氧环境可提高交联效果,环境氧浓度越高,生成的交联键浓度越大;随着环境氧浓度的增加,交联键浓度的增加速率下降。力学性能检测与理论预测结果基本一致。结论通过理论预测可实现交联参数的优化,其中氧气对巩膜交联效果有积极的影响,通过提高环境氧气浓度可以缩短巩膜交联手术时间,提高患者依从性。

柔性可穿戴眼科器件研究

针对柔性可穿戴器件在眼科的应用,开展了视觉仿生和眼压监测方面的初步研究。在有机电化学晶体管(OECTs)的基础上引入Cs Pb Br3量子点(QDs)作为器件的栅极,于室温下制备了人工光突触晶体管。该器件可通过模仿突触特征模拟视觉功能,如兴奋性突触后电流成对脉冲促进短期可塑性、长期记忆以及短期记忆到长期记忆的转换。结果表明,该器件可模拟视觉系统的光适应、图像识别和视觉识别能力预处理。在此基础上,利用氧化锌纳米线的液固异质结作为光敏元件改进了OECT光突触器件,使其工作电压较QDs下降至少1个数量级,并以此器件为像素点制备集成化(5×5)的视觉仿生器件,通过控制器件的遗忘时间,成功实现了对数字和字母图像的可塑性记忆。此外,采用液态金属(LM)/MXene纳米液滴与聚丙烯酰胺(PAM)/海藻酸钠(SA)水凝胶原位共聚制备了PSML双网络水凝胶。结果表明,该PSML水凝胶具有优异的应变敏感性(GF=12.84)、较宽的工作应变范围(~1500%应变)和较高的加载-卸载循环稳定性。通过检测眼内压的幅度变化提示,所制备的PSML双网络水凝胶具有作为可穿戴柔性传感器监测眼内压的潜力。

巩膜快速交联术交联效果的理论预测及实验研究

目的核黄素-紫外线A巩膜交联术可通过提高巩膜力学性能,有望成为治疗病理性近视的有效方法。如何在保证安全有效的情况下,缩短手术时间,是将该术式推向临床亟需解决的关键问题之一。方法基于Ⅱ型光化学反应机制和蒙特卡洛方法构建考虑氧气渗透的巩膜交联理论模型,对快速交联效果进行预测,优化交联参数,并用离体交联实验对预测结果进行验证;对在体兔巩膜进行加氧快速交联,采用拉伸方法检测兔巩膜组织的弹性模量,验证交联方案的有效性,采用视网膜电图验证安全性;采用基因测序及生物信息学等方法研究交联后巩膜重塑相关基因的表达。结果氧气浓度、核黄素浓度和渗透时间、紫外光强、照射时间均对平均交联键浓度(可以用来反映交联程度)产生影响,提高环境氧浓度可以促进更多交联键产生,离体力学性能检测与理论预测结果基本一致。富氧快速巩膜交联可以显著提高在体兔巩膜组织力学性能,交联对视网膜电生理和细胞凋亡产生一定影响,术后巩膜组织基因表达谱也发生了改变。结论理论预测可实现交联效果预测和交联参数的优化;提高环境氧气浓度可以缩短巩膜交联手术时间,提高交联效率,具有一定的安全性。本研究为获得安全、有效的巩膜交联方案提供了理论和实验支持。

集成应变水凝胶微纤维的角膜塑形镜生物力学仿真

目的对角膜塑形镜进行功能集成,以期实现对眼睑力和眼内压的实时监测。方法采用逆向建模及浇筑成型的方法制备了有序排列的AM-WPU-PVP水凝胶微纤维,两端接入导线并连接数字源表,检测水凝胶微纤维在变形过程中的电阻率变化;建立嵌入水凝胶微纤维的角膜塑形镜与角膜接触的三维有限元模型,分析确定眼睑力和眼内压作用对水凝胶微纤维变形的影响规律。结果在1%应变范围内,水凝胶微纤维的电阻变化率与应变变化的比值(即灵敏度)为0.53,R2=0.954;眼内压每增加5 mm Hg,水凝胶应变微纤维的变形量增加4.6μm(对应的应变为0.18%),眼睑力每增加0.5 mm Hg,水凝胶应变微纤维的变形量减小0.4μm(对应的应变为0.015%)。结论水凝胶微纤维的电阻变化率与其应变量、眼睑力和眼内压的变化均具有线性关系,控制眼睑力不变,即保持闭眼或睁眼状态,可根据电阻变化率得到眼内压的实时变化;通过睁闭眼过程中的电阻变化,可得到眼睑力的大小。本文所集成的嵌入水凝胶微纤维角膜塑形镜可通过对水凝胶微纤维电阻的检测,实现对眼睑力和眼内压的在体实时监测,这对调整塑形镜片的形状以实现更理想的角膜塑形和眼部健康监测有临床实际意义。