科教兴国背景下高校医学实验技术队伍建设新思路

目前,国家对实施科教兴国战略、强化现代化建设人才支撑作出重大部署。为了加强高校医学实践教学质量与实验技术队伍建设,通过对医学实验技术队伍现状进行分析,提出了科教兴国背景下高校医学实验技术队伍建设的新思路,即深化实验技术队伍与教师队伍的交叉融合,以专业能力培养为导向,建设实验技术队伍评价体系与职称晋升体系,以教学改革项目为突破,明确实验技术队伍定位及建设目标,以工科领域为参考,放宽医学实验技术队伍职能权限,为当前高校医学实验队技术伍建设提供参考。

以创新为导向的多学科融合实验教学体系探索

为了培养具有创新实践能力、综合分析能力和自主学习能力的创新型医学人才,通过整合实验教学资源,更新教学内容,改变教学方法,强调多学科融合,全面开展以创新为导向的基础医学实验教学改革。经过四年的实践,初步形成“加强基础实验技能训练-提升综合实践能力培养-拓展协作创新精神”三个层次的实验教学体系,该教学体系从多方面激发学生学习的自主性与积极性、思维的开拓性和科研的创新性。

基于Bt毒素的杀虫蛋白理性设计与创新应用策略

Bt毒素是源于苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis)的具有特殊杀虫功能的大分子蛋白,其制剂和转基因作物已广泛用于害虫防治,产生了巨大的经济和社会生态效益。围绕Bt毒素挖掘和提升其应用价值是持续研究的热点,特别是随着Bt毒素结构功能和作用机制日趋明晰,为其功能修饰和创新应用创造了条件,相关研究蓬勃发展,成效显著。大量研究表明,采用定点突变、结构域替换或融合以及抗独特型抗体模拟等策略,是理性设计活性更高、稳定性更强、杀虫谱更广、非靶标生物安全性更高甚至是可用于害虫抗药性治理的有别于母体Bt毒素的突变体、结构杂合体乃至功能效应物抗体等新型杀虫蛋白的有效手段;此外,采用催化毒素活化、驱动毒素靶向受体结合、促进毒素表达以及同源或异源杀虫材料复配或共表达的协同促效等创新增效策略,也是助推Bt毒素应用价值的重要手段。本文总结了Bt毒素结构功能和作用机制,梳理了基于Bt毒素功能修饰的突变体、结构杂合体以及功能效应物抗体等新型杀虫蛋白理性设计和基于Bt毒素功能增效的创新应用策略等相关研究进展,并结合作者团队在模拟Bt毒素杀虫功能效应物抗体靶向设计研发方面的最新成果,探讨了基于Bt毒素的杀虫蛋白理性设计与创新应用策略未来发展动向及潜在可行捷径,为相关研究提供较为全面的最新有价值的文献资料和启发思路。

新能源汽车应用对城市声环境影响分析

城市道路交通噪声污染防治压力巨大,目前在贯彻落实我国低碳环保的理念下新能源汽车大力普及推广,新能源车的噪音原理与传统燃油车不同,该文从点、线、面3个角度,根据声能量叠加原理和1小时等效连续A声级,通过现场实测采集内燃机汽车和新能源汽车车外通过噪声样本,并选取城市某区域进行声学模型预测,结合道路车流量等方法,研究新能源汽车比例的变化对区域声环境的影响情况。

钨掺杂镍铁水滑石高效电催化析氧反应

电解水对制备可持续和清洁的氢气能源至关重要。电解水的阳极析氧反应设计复杂的4-电子转移过程,所需能耗较高,是电解水的速控步骤。催化剂对于析氧反应的进行具有重要作用。镍铁水滑石是最具潜力的碱性非贵金属析氧反应(OER)催化剂,但是由于水滑石导电性差、活性位点暴露不充分、对反应中间体吸附较弱等问题,催化活性还需要进一步提高。如何提升催化活性已经被科学家们广泛关注,比如:制造缺陷、掺杂、将水滑石剥离为单层结构和组装为阵列结构等。在本论文中,通过简单的“一锅法”醇解合成了一系列不同量W掺杂NiFe-LDH的样品。XRD结果表明合成的NiFeW-LDH的衍射峰与完美NiFe-LDH标准卡片相同,没有其他的衍射峰,表明W没有单独成相,被成功掺杂进入NiFe-LDH。扫描电镜表明NiFeW-LDH为纳米片(尺寸约为~500 nm)组成的3d立体花状结构,且材料中Ni、Fe和W均匀分布。XPS表明材料中W的价态为6+,与未掺杂的NiFe-LDH相比,Fe向高价态移动,表面吸附的OH增多。在密度泛函理论(DFT)计算中,结果同样表明W6+掺杂有利于H2O和O*中间体的吸附,提高了Fe位点的活性。在1 mol∙L^(−1) KOH中,NiFeW-LDH达到10 mA·cm^(−2)所需过电位是199和237 mV,这比大多数的NiFe基粉末催化剂的性能好。综上,实验和计算表明W掺杂调控催化剂中Fe位点电子结构,优化对反应中间体的吸附,使催化剂具有更高活性。

中空纤维膜臭氧接触式反应器传质机理分析

将疏水性聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜组装成膜接触器,开发了膜接触式臭氧(O_(3))传质技术。对比了气泡传质和膜接触传质的差异,通过O_(3)传质模型和阻力模型对该技术的主要影响因素和传质机理进行了研究。结果表明,O_(3)可以有效地通过疏水性PTFE膜进行传质,当搅拌速度达到1500r/min时,膜传质的表观传质系数(0.3049min-1)与气泡传质(0.3109min-1)相当。同时,膜表面的疏水结构将尾气的湿度降低到0.8g/m^(3)以下,远低于气泡传质(>11.5g/m^(3)),符合进入臭氧发生器的标准,具备回收氧气的可行性。O_(3)的传质通量受液体流速、p H、污染物浓度、气体流量以及进气O_(3)浓度的影响。在pH=11、苯酚浓度为0或pH=7、苯酚浓度为20mg/L时,传质通量达到了0.16g/(m^(2)·h)。O_(3)传质过程的传质阻力主要由膜阻力和液相阻力组成,而通过液相条件控制可以有效减小液相阻力,因此进一步降低传质阻力需要膜技术的发展。

深部井巷工程高预应力NPR耦合支护技术

深部煤炭资源是未来我国能源安全的重要保证,但受深部“三高一复杂”地质力学环境影响,深部井巷工程岩体大变形失稳问题日渐突出。为解决该问题,以支护-围岩相互作用为突破点,研发了具有高强度、高恒阻、大变形力学特性的系列NPR锚杆/索,构建了NPR锚杆的本构方程,并开展室内和现场综合力学试验,验证了NPR锚杆/索的独特力学特性;分析了NPR支护-围岩相互作用关系,推导了NPR支护岩体本构关系,阐明了采用NPR耦合支护后的开挖补偿力学效应,揭示了高预应力NPR耦合支护机理;结合大强煤矿实际工况,提出了深部泵房吸水井以NPR锚杆/索为核心的集约化硐室群NPR支护技术。数值分析和现场监测数据显示:高预应力NPR耦合支护技术可显著提高支护-围岩的承载特性,有效减小井巷工程岩体塑性区的分布及发展范围;支护后支护-围岩应力场趋于均匀化,围岩整体变形量减小68%以上,确保了深部井巷工程岩体的长期稳定。研究成果可为类似条件下的深部井巷工程稳定性控制提供借鉴。

深埋软岩巷道高预应力恒阻耦合支护技术及其应用

针对深埋软岩巷道揭煤段掘进过程中围岩变形控制的问题,以石垭口煤矿1790回风石门为背景开展研究。首先,依据现场工程地质调查与实测结果分析了巷道揭煤段变形破坏特征;其次,采用理论分析与数值模拟等综合研究手段,揭示了深埋软岩巷道揭煤段大变形破坏机理;第三,基于开挖补偿力学效应和NPR(negative Poisson's ratio)长、短锚索耦合控制机理,提出了以NPR长、短锚索为核心的高预应力恒阻耦合控制技术;最后,通过数值模拟的手段验证了该方案的合理性。研究结果表明:巷道存在围岩变形严重、支护结构破断失效和巷道维护成本高等特征;巷道失稳破坏的根源在于围岩强度低且破碎严重、原支护结构不耦合以及支护强度不足;本文提出全断面“NPR长、短锚索+底角注浆锚杆+反底拱”的控制方案与参数。现场工业性试验中,NPR支护段较普通支护段围岩变形减小300~500 mm,NPR锚索受力最终稳定为340 kN左右。高预应力恒阻耦合支护方案可有效控制深埋软岩巷道揭煤段围岩大变形,为揭煤段围岩安全稳定控制提供了新支护手段。

基于岩爆碎屑研究的高楼山隧道岩爆机理分析与类型判定

在建高楼山隧道是通达陇南市及四川省九寨沟的控制性工程,项目具有“三高一大”的特点,是复杂地质条件下深埋特长公路隧道的典型代表.以现场两种岩爆类型为研究对象,通过冲击岩爆实验系统并设定不同应力路径,首先进行了岩爆实验全过程分析,而后对比研究了板裂屈曲型岩爆实验碎屑(岩爆碎屑1)、爆破冲击型岩爆实验碎屑(岩爆碎屑2)和现场收集的不知类型的岩爆碎屑(岩爆碎屑3)的质量、尺度分布及形状分形维数特征.在此基础上,结合岩爆实验图像变化过程,深化了对不同类型岩爆碎屑成因及岩爆机理的认识.结果表明:(1)板裂屈曲型岩爆和爆破冲击型岩爆区别在于破坏主导机制不同,一种为张拉破坏主导,另一种为张剪破坏主导.(2)岩爆碎屑1以中粒、条板状碎屑为主,在长度方向上更容易破碎,且质量远大于岩爆碎屑2,这与竖向应力集中形成板裂化结构的板裂屈曲型岩爆孕育机制密不可分.(3)动载的介入使得岩爆碎屑2受剪切作用明显,因而在厚度方向的破碎更容易且破碎程度更高,形成以粗粒、片状碎屑为主的碎屑,该类型碎屑在现场岩爆中由于质量较大、体积较大、弹射距离较远,因此危害性可能更大.(4)通过上述比对分析,可基本判定岩爆碎屑3对应的岩爆类型为爆破冲击型,且片状、“V”形特征碎屑为该类型岩爆特有的碎屑类型.

万福矿深埋大断面T型交叉点高预应力NPR支护机制及应用

为解决深部大断面软岩巷道交叉点大变形问题,以万福煤矿千米深井巷道交叉点为工程实例,首次在巷道支护中运用微观负泊松比(negative Poisson’s ration,NPR)钢锚索。采用室内试验、理论分析、数值模拟及现场试验相结合的方法,分析了深埋巷道交叉点的围岩变形机制,提出了以微观NPR钢锚索为核心的控制对策。通过室内静力拉伸试验对微观NPR钢锚索的力学特性进行研究,结果表明,微观NPR钢锚索拉伸全过程表现为高恒阻,均匀拉伸,无屈服平台,破断时无明显颈缩现象。通过理论推导,基于T型巷道交叉点围岩最大影响范围,建立微观NPR钢锚索支护T型巷道交叉口最大影响范围计算模型。通过数值模拟,再现T型巷道交叉口的破坏演化过程,分析对比普通支护/微观NPR钢锚索支护效果。现场开展支护应用试验与监测,验证了长短微观NPR钢锚索联合支护对策具有良好的交叉口围岩大变形控制效果,为交叉口围岩安全稳定控制提供了新支护材料和支护手段。

深部泵房吸水井硐室群稳定性控制对策及应用

为解决深部泵房硐室群失稳现象突出的问题,以大强煤矿-890水平泵房吸水井硐室群为工程背景,通过理论分析和数值模拟,分析硐室群的破坏原因,对比集约化设计和传统设计对围岩稳定性控制的效果.基于恒阻大变形(NPR)锚索高恒阻、高延伸率和吸能的特性,建立NPR锚索支护下硐室交岔口围岩能量失稳判据,提出以高预应力NPR锚索+立体桁架为核心的泵房吸水井集约化控制对策,并进行现场应用.结果表明:相比传统设计,集约化设计简化了硐室布局和施工程序,同时能够减小巷道位移、应力,使塑性区范围减小并趋于均匀化,消除了空间效应;通过NPR锚索的高恒阻大变形和在桁架与围岩间预留的间隙释放围岩变形能,通过NPR锚索的高预应力和立体桁架的强度限制围岩变形,能有效保证巷道稳定;现场应用表明,该对策将围岩变形控制在70 mm以内,应用效果良好,可为类似工程提供参考.

基于光纤传感探测的直升机修理异常振动源定位研究

目的 针对直升机异常振动故障排除,对振动源进行检测,并分析振源频谱,准确定位异常振动源,指导振动源调整,并对调整情况进行检测,提升直升机异常振动排故效率。方法 结合光纤传感器的振动检测特性应用分析,开发一套基于光纤传感探测的直升机修理异常振动源定位系统,实现直升机的振动源动态监控。结果 识别了直升机的主要振动源,分析统计了振动源频率,梳理了直升机试车、试飞典型振动故障,研究了光纤振动传感器感知被测量的实时调制方法和信号调制的光波解调方法,结合应用需求对市场上成熟的分布式光纤传感系统进行了优化设计,采用深度学习技术,对后端数据处理平台软件进行了重新设计。结论 通过有针对性地创建识别模型库,并对模型库进行实际样本训练,模型准确率可达到66.37%。

万福煤矿不同含水率砂岩蠕变力学特性试验研究

为研究深部巷道围岩在地下水作用下的长期蠕变力学特性,采用自主研制的深部软岩五联流变试验系统,开展不同含水率(0%、0.8%、1.6%、2.4%、3.3%)下砂岩吸水软化单轴压缩试验及单轴蠕变试验。通过试验结果研究表明:砂岩的单轴抗压强度、弹性模量和蠕变破坏应力与含水率呈指数下降关系,蠕变破坏应力与单轴抗压强度的比值在0.76~0.84之间;砂岩衰减蠕变阶段时间随着含水率的增加而减少,随应力水平的增加而增加。径向应变比轴向应变先进入稳态蠕变阶段,破坏应力下径向应变的加速蠕变阶段开始时间要先于轴向应变;基于稳态蠕变速率曲线确定了砂岩的长期强度,径向稳态蠕变速率确定的值略小于轴向,长期强度与含水率之间满足负指数关系;将蠕变试验中径向应变与轴向应变之比定义为μc,提出了基于μc值的岩石长期强度确定方法且μc值与含水率无关,对于本次砂岩样品可以认为μc值大于0.3时样品会在一定时间内发生加速蠕变破坏;随着含水率的增加,样品破坏形态由单斜面剪切破坏逐渐演变至X状共轭斜面剪切破坏。研究结果为地下水作用下巷道长期稳定性分析及巷道蠕变破坏的提前预报提供可靠的理论依据。

农产品全程质量控制体系构建与实践探索

本文对农产品全程质量控制相关概念的内涵与发展、全程质量控制体系构建的要素、主体及路线等方面进行了阐述,并结合实践介绍了全程质量控制体系在落地层面的初步探索,包括体系的标准化、信息化及推广模式等。

基于氮气吸附和压汞定量表征砂岩吸水孔隙结构演化规律

为了探究水对岩石孔隙结构的作用机制,本文依托山东万福煤矿砂岩地层,针对不同浸泡时间作用下的砂岩试样,开展扫描电镜、氮气吸脱附和高压压汞联合孔隙结构测试实验,分析微孔(<2 nm)、介孔(2~50 nm)和大孔(>50 nm)的孔隙结构变化规律。结果表明:砂岩孔隙结构类型为狭窄型和楔形结构,孔隙之间具有连通成缝的能力。砂岩吸水过程中孔隙度先减少后增加。微孔占比先减少后增加,介孔和大孔占比先增加后减少。根据广义分形维数和谱宽定量评估孔隙结构,得出其与孔隙质量正相关,即分维差值和谱宽越大,孔隙结构越复杂;而与岩石孔隙度呈负相关,即较大孔隙度对应较小的分维数差值和谱宽。

教育机器人在基础医学实验教学中的应用探索

随着智能化工业革命的来临,人工智能、机器人和大数据等新技术正在重塑包括教育教学在内的社会生活的各个方面。教育机器人能够承担教学助手、学习工具和学习伙伴等多种角色,并开始应用于各层次的教育实践中。为探索教育机器人在高等医学教育中的运用,加快教学方式的改进和教学质量的提升,笔者在基础医学实验教学中引入教育机器人,开展了一系列教学改革:组织学生建立项目团队,为机器人开发出课程服务、课堂讲授和答疑解惑等功能,并通过微信公众号将其服务拓展到网上。学生对教育机器人参与教学的做法给予高度评价,认为机器人能够活跃课堂气氛、高效地提供学习资料,为其学习带来积极的影响。该项目被多家媒体宣传和报道,取得良好的社会反响。

针状焦在不同领域中的应用

针状焦是人造石墨的重要原材料之一,具有结晶度高、热膨胀系数小、取向性好、导电性能及导热性能优异等特点,被广泛应用于电炉炼钢的超高功率石墨电极、特种炭素制品、锂离子电池负极等领域。基于针状焦材料,从材料合成、结构设计和性能优化等角度,详细讨论了针状焦在不同领域中的应用场景和面临的挑战,并提出优化改进方案。

山区小流域矿集区土壤重金属污染生态风险评价基准与模型

【研究目的】矿集区小流域属重金属天然高背景区,传统重金属污染评价的统一基准值或标准值已不能满足矿山生态环境监管过程中生态环境服务功能影响评价和矿区恢复治理、土壤污染修复要求;以地球系统科学理论指导开展山区矿集区重金属污染调查评价具有重要意义。【研究方法】本文阐述了以小流域为单元评价山区土壤重金属污染的必要性,对矿集区土壤重金属污染生态风险评价的基准确定与模型方法进行了系统总结。【研究结果】山区矿集区土壤重金属污染与生态风险评价的关键在于调查评价单元的划分,评价基准——地球化学基线的厘定和评价数学模型的确定。【结论】本文梳理了矿集区重金属污染评价基准的三类确定方法:环境质量标准法、地球化学基线法和生态效应法;论述了重金属污染与生态风险评价模型的分类和发展现状及各模型的优缺点及其适用性,评价模型主要有一般指数法、模型指数法和考虑生物有效性与健康风险的评价方法;展望了流域地球关键带调查监测技术框架下的小流域矿集区土壤重金属基线调查评价新技术、新方法的应用,以期为确定已扰动环境下重金属环境地球化学基线特征,回溯土壤环境重金属本底特征,揭示土壤重金属元素的污染来源和迁移转化机制,流域生态环境污染预警和生态环境修复提供参考基准、定量标尺和方法支撑。

新能源汽车车外噪声影响分析

通过现场实测采集车外通过噪声样本,比较了内燃机汽车和新能源汽车在不同行驶速度下的噪声情况,发现在低速30 km/h和高速60 km/h匀速行驶通过时,新能源车比燃油车辆通过噪声低1.0~1.7 dB(A)。根据声能量叠加原理和1 h等效连续A声级,结合道路车流量,利用Cadna/A仿真软件对城市某区域进行声学模型预测,研究了新能源汽车占比变化对区域声环境的影响。与现状相比,当新能源汽车比例提高至100%时,观察点昼间噪声下降0.8~1.6 dB(A),夜间噪声下降0.5~0.9 dB(A)。鉴于新能源车占比提升对整体声环境改善效果不显著,建议发展低噪声路面,助力区域声环境改善。

α-Fe_(2)O_(3)催化臭氧氧化耦合陶瓷膜处理含酚废水

催化臭氧氧化是处理含酚废水的有效手段,为研究α-Fe_(2)O_(3)催化氧化含酚废水的降解效能同时有效回收催化剂,采用微米级α-Fe_(2)O_(3)催化臭氧氧化苯酚模拟废水,并耦合陶瓷膜对分散在反应体系的催化剂进行截留、回收,实现工艺的连续运行。结果表明:在间歇运行条件下,催化氧化反应30 min时废水COD去除率达到97%以上,高COD去除率的主要原因是α-Fe_(2)O_(3)对臭氧具有较强的催化活性,在催化氧化过程中产生了强氧化性产物·OH;在恒压条件下,通过膜污染模型拟合和串联阻力模型进行验证,Rr占总阻力的50%以上,但当操作压力超过30 kPa,一部分可逆污染向不可逆污染逐渐转化,Rir显著增加;通过动力学拟合探究膜污染形成机制,运行过程中陶瓷膜污染模型为中间堵塞或滤饼堵塞,膜污染主要发生在膜表面,膜可以对α-Fe_(2)O_(3)进行有效拦截并通过反冲洗恢复通量;连续进水6个周期运行过程中,模拟废水COD去除率保持在85%以上,陶瓷膜不可逆阻力控制在总阻力的13%以下,反应体系保持了稳定运行。