煤岩气:概念、内涵与分类标准

近年来,准噶尔、鄂尔多斯等盆地深层煤岩储层中的天然气勘探开发取得重大突破。针对目前工业界和学术界对这种新类型非常规天然气表述不一致的现状,在前人研究的基础上定义了“煤岩气”概念,并系统对比剖析其赋存状态、运储形式、差异聚集和开发规律。在地质上,煤岩气不同于传统意义上的煤层气,具有游离气与吸附气并存、富含游离气,自生自储-微距运移并可有他源的聚集,煤岩割理裂缝发育、游离气差异富集等特点,埋深超过2000m的深层煤岩气具有“高压力、高温度、高含气、高饱和、高游离”的“5高”地质特征;在开发上,与页岩气、致密气特征相似,人工改善储层连通性后,无需排水降压,高势能游离气弹性驱动产出、压降后吸附气解吸接替,可依靠地层自然能量开采,游离气与吸附气连续接力长周期产气。按照埋深、煤阶、压力系数、储量规模、储量丰度和气井产量等,提出了煤岩气的分类标准和资源/储量估算方法。初步估算埋深超过2 000 m的中国煤岩气地质资源量超过30×1012m3,是国家重要的战略资源。提出鄂尔多斯、四川、准噶尔和渤海湾等盆地是煤岩气的规模富集有利区,梳理了技术与管理挑战并指出攻关方向,为中国煤岩气管理与勘探开发奠定理论、评价和生产实践基础。

从能源大国到能源强国:国际经验与中国路径

能源是强国之基、推动经济社会高质量和可持续发展的关键支撑。本文梳理了世界主要能源强国或大国的能源建设经验,归纳出能源供应稳定多元、能源消费低碳高效、能源科技创新引领、能源市场开放有序、能源治理体系完备等世界能源强国的普遍特征;在辨识我国能源强国建设的优势与短板的基础上,提出了建设能源强国的中国路径,包括阶段性目标、重点任务和关键举措。研究建议:加大煤炭资源的清洁利用力度,增强煤炭在能源安全中的兜底保障作用;加大油气资源勘探开发和增储上产力度,推进陆相页岩油革命,努力提高油气自给保障能力;推动可再生能源规模化,积极布局氢能等清洁能源,通过多能源协同提高能源安全供应能力、兼顾落实减碳目标。相关举措将有力支撑我国从能源大国到能源强国的顺利转变。

TSV阵列在温度循环下的晶格变化对电学性能影响的研究

针对TSV(Through Silicon Via,硅通孔)热机械可靠性较差且其结构特性变化对电学性能影响情况不明的问题,基于一种TSV阵列叉指电极对样品开展了-55~125℃的温度循环试验,测试了温循后阵列电极的电学性能与边界绝缘性能变化,跟踪测试了TSV铜柱的几何尺寸变化,对比分析了试验前后TSV结构的形貌和晶格特性等衍化规律。结果表明,温度循环载荷导致了TSV-Cu晶粒向上生长、铜柱体积变大、微观结构缺陷产生以及电学性能退化;此外,还定量地构建了晶格特性变化对TSV阵列电极电学性能影响的关系架构,具有一定的工程意义。

基于校正光谱序列融合的小麦腥黑穗病籽粒分类方法

针对小麦腥黑穗病轻度患病籽粒易与健康籽粒混淆,人工识别难度大的问题,将校正光谱序列融合技术与深度学习模型相结合,实现小麦腥黑穗病籽粒快速、精准分类。以健康、轻度患病、重度患病各300粒小麦籽粒的高光谱数据为样本,通过多元散射校正算法(MSC)和标准正态变换算法(SNV)对原始光谱进行预处理,并利用二维相关光谱法(2D-COS)分析SNV与MSC算法处理后的光谱之间的互补性。使用校正光谱序列融合技术将原始光谱、SNV预处理光谱与MSC预处理光谱三者进行融合得到序列融合光谱,以充分利用不同光谱预处理数据间的互补信息。最终,利用序列融合光谱数据建立基于ResNet 50算法的小麦腥黑病分类模型。试验结果表明,序列融合光谱ResNet 50模型总体准确率最高为93.89%,F1值为93.87%,分类性能优于单一预处理光谱建立的ResNet 50模型。为进一步评估模型分类效果,使用序列融合光谱分别建立偏最小二乘判别分析(PLS-DA)、支持向量机(SVM)以及集成学习算法模型随机森林(RF)与极端梯度提升树(XGBoost)模型,并进行对比,结果显示:SVM、PLS-DA、RF与XGBoost总体准确率分别为81.67%、84.44%、89.44%与90.55%,F1值分别为81.59%、84.04%、89.49%与90.59%,ResNet 50总体准确率与F1值优于传统光谱分析模型。因此,本研究表明校正光谱序列融合技术结合深度学习模型,能够实现对不同患病程度腥黑穗病籽粒的有效分类。

虚拟货币概念演变、风险特征与监管模式研究

从货币形态演进的视角对虚拟货币的概念进行了梳理和辨析,明确了虚拟货币与数字货币的概念分野。分析虚拟货币的风险特征及其生成机制表明,私人部门发行的虚拟货币缺乏稳定的信用支撑,导致其内在价值和市场不稳定,交易炒作风险和衍生风险要明显高于传统金融资产,因而它不仅不具有货币属性,更难以承担避险资产的功能。进一步从“监管力度”和“监管集中度”视角对虚拟货币监管模式进行分析发现,在若干监管共识的基础上,全球主要经济体针对虚拟货币的监管可以根据监管主体的集中分散程度和监管力度强弱程度分为四种典型模式,我国属于“监管主体较为分散,监管力度较强”的模式。在此基础上,从完善虚拟货币常态化监管的法律体系、加强监管政策的执行力和有效性、优化数字人民币推行机制等方面提出了政策建议。

HMGB1在类青光眼引流阀植入术后瘢痕化中的作用机制

目的:探究高迁移率族蛋白1(HMGB1)在类青光眼引流阀植入术后瘢痕组织中的动态表达,揭示HMGB1在青光眼术后瘢痕化中的作用及其可能的作用机制。方法:将60只新西兰大白兔随机分为空白对照组(n=20)、模型组(n=20,结膜囊下硅胶植入)、模型给药组(n=20,硅胶植入联合5-氟尿嘧啶注射)。分别于术后4、8 wk取球结膜组织,采用HE染色和Masson染色检测结膜组织中成纤维细胞和胶原纤维增生及分布情况;免疫组织化学染色检测结膜组织中HMGB1、转化生长因子(TGF)-β1、Smad3、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的分布及变化情况;RT-PCR和Western blot检测结膜组织中HMGB1、TGF-β1、Smad3、α-SMA mRNA及蛋白的表达。结果:HE染色和Masson染色结果显示,4、8 wk模型组较空白对照组结膜组织中炎症细胞、成纤维细胞及胶原纤维增生明显,而4、8 wk模型给药组结膜组织中成纤维细胞及胶原纤维增生相对于同时期模型组明显减少。免疫组织化学染色结果显示,4、8 wk模型组结膜组织中可见HMGB1、TGF-β1、Smad3、α-SMA蛋白表达,呈棕褐色染色,8 wk模型组染色更深,而4、8 wk模型给药组较同时期模型组阳性染色程度下降。4、8 wk模型组结膜组织中HE染色成纤维细胞数与免疫组织化学染色HMGB1的表达水平均呈正相关(r=0.602、0.703,均P<0.05)。RT-PCR和Western blot结果显示,4、8 wk模型组结膜组织中HMGB1、TGF-β1、Smad3、α-SMA mRNA及蛋白表达量显著高于空白对照组(均P<0.05),4、8 wk模型给药组结膜组织中HMGB1、TGF-β1、Smad3、α-SMA mRNA及蛋白表达量显著低于同时期模型组(均P<0.05)。模型组和模型给药组中HMGB1与TGF-β1、Smad3的mRNA表达水平具有正相关性(均P<0.05)。结论:类青光眼引流阀植入术后随时间延长HMGB1表达升高,HMGB1在青光眼术后具有致瘢痕形成的作用,并可能通过TGF-β/Smad信号通路参与瘢痕化的发生发展。

建筑给水系统数智化节水技术

建筑给水系统跑冒滴漏现象和人为浪费用水行为在世界各国普遍存在,造成水资源浪费的同时危及生命财产安全,普通节水器具无法解决,需要数智化产品系统。综合运用人工智能、物联网、大数据、云计算等技术,首创触发唤醒且多维度数据采集技术,数据知识双驱动加人机融合的大漏失检测技术,以及人类辅助机器学习加有条件随机的微小漏失检测技术,再结合云边端协同框架技术,成功开发出AIoT建筑节水安防系统,系统性能优于欧美同类产品,已在北京和青岛试用,节水安防效果显著,该系统成功纳入国管局、水利部和青岛市相关绿色低碳先进实用技术推广清单。进一步研发,可扩展低碳和智慧化功能,升级为AIoT建筑节能安防低碳智慧系统。

深度学习优化器进展综述

优化器是提高深度学习模型性能的关键因素,通过最小化损失函数使得模型的参数和真实参数接近从而提高模型的性能。随着GPT等大语言模型成为自然语言处理领域研究焦点,以梯度下降优化器为核心的传统优化器对大模型的优化效果甚微。因此自适应矩估计类优化器应运而生,其在提高模型泛化能力等方面显著优于传统优化器。以梯度下降、自适应梯度和自适应矩估计三类优化器为主线,分析其原理及优劣。将优化器应用到Transformer架构中,选取法-英翻译任务作为评估基准,通过实验深入探讨优化器在特定任务上的效果差异。实验结果表明,自适应矩估计类优化器在机器翻译任务上有效提高模型的性能。同时,展望优化器的发展方向并给出在具体任务上的应用场景。

环境友好型绝缘气体沿面放电特性及固体析出物研究现状

C_(4)F_(7)N、HFO1336mmz(Z)等全球变暖系数(global warming potential,GWP)低、绝缘强度高的环保气体有望一定范围替代高压电力设备中广泛应用的SF_(6),推动绿色低碳高压装备发展,助力“碳达峰、碳中和”目标。气固界面放电特性、异常情况下固体析出物的生成及抑制方法等会直接影响环保型设备绝缘系统的服役安全,有必要在规模化应用前完成系统深入研究,针对上述内容的现有研究进展进行综述。梳理环保绝缘气体及其相关高压设备的国内外发展和应用情况;分析环保气体中气固界面电荷积聚特性及沿面闪络特性的研究进展;讨论了环保气体深度分解形成固体析出物的成分、生成过程,以及析出物对界面绝缘的影响规律和抑制措施。该文可为环保气体的研究、环保型气体绝缘设备的研制等提供参考。

星载海洋剖面多要素探测技术与系统研究

海洋立体结构信息是未来实现海洋透明与海洋强国的基础,针对海洋剖面探测能力不足的问题,以及星载海洋剖面多要素同源同域一体化探测空白,开展星载海洋剖面多要素探测技术与系统方案研究,提出新型激光主被动复合、能谱复用探测技术体制,面向未来星载应用,完成星载海洋剖面多要素探测载荷系统设计。其中,激光器谱段设计为486、532 nm多波长一体化最佳配比输出,光电接收探测系统选用1 m×5 m超大口径可折叠光栅主镜,经过仿真分析,探测系统可实现大洋水深100 m深度、温度、盐度以及后向散射系数等多要素同源探测能力,同等体积包络条件下,能量收集能力提升5倍。

基于头颅CT的视神经鞘直径在颅内静脉窦血栓形成诊断和预后评估中的价值

目的 评价薄层头颅CT平扫图像上测得的视神经鞘直径(ONSD)在颅内静脉窦血栓形成(CVST)诊断和预后评估中的应用价值。方法 回顾性分析2016年1月1日至2022年12月31日在南京医科大学第一附属医院接受治疗的CVST患者临床资料。比较CVST患者与正常人群ONSD差异及治疗前后ONSD变化。结果 共纳入CVST患者49例(CVST组)及49例无脑疾患正常人(对照组)。CVST组治疗前综合ONSD显著高于对照组[(5.33±0.50) mm比(4.40±0.40) mm,P<0.01],治疗后显著下降[(4.98±0.59) mm,P<0.01]。单纯抗凝治疗患者治疗前后综合ONSD变化值与血管内治疗患者相比,差异无统计学意义[(-0.43±0.22) mm比(-0.40±0.42) mm,P=0.84]。伴脑出血患者、无脑出血患者治疗前综合ONSD分别为(5.26±0.51)mm、(5.41±0.49) mm(P=0.31),治疗前后综合ONSD变化值差异无统计学意义[(-0.39±0.40) mm比(-0.45±0.25) mm,P=0.66]。3个月随访时预后良好(mRS评分0~2分)患者与预后不良患者综合ONSD相比,差异无统计学意义(P>0.05)。结论 头颅CT平扫图像上测得的ONSD可作为CVST患者颅内压升高的反应指标,可能用于监测治疗前后颅内压变化,但在评价不同治疗方法疗效方面的意义尚需进一步探索。

一种基于星载被动遥感的海洋激光雷达标定方法

海洋激光雷达具有强穿水、高垂向分辨、全天时观测等技术特点,在海洋剖面测量上极具应用潜力,而海洋激光雷达的准确测量离不开系统常数的准确标定。针对这一现实需求,文章提出了一种基于星载被动遥感的海洋激光雷达系统常数新型标定方法。该方法基于海洋主被动光学遥感联合模型,通过利用星载被动遥感获取的海面遥感反射率数据,可在全球范围内实现对海洋激光雷达系统常数实时高效标定。基于自研机载海洋激光雷达与在轨Aqua-MODIS数据,在广西北部湾海域对该标定方法开展航飞试验验证,试验结果表明该方法准确有效,利用标定航线完成对激光雷达系统常数标定后,在检验航线中海洋激光雷达实测值与理论值的误差均值为13.7%。

中药干预幽门螺杆菌阴性慢性萎缩性胃炎相关信号通路研究进展

慢性萎缩性胃炎(chronic atrophic gastritis,CAG)是炎瘤转换过程的关键阶段,遏制其进一步发展对预防胃癌意义重大。目前,以根除幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,Hp)为主的有关机制研究已有不少报道,但对于Hp阴性CAG的发病机制研究及其治疗药物仍有待补充。鉴于信号通路的异常激活或抑制,对CAG的进程有重要影响,以信号转导分子为靶点进行研究,对防治CAG有重大意义。近年来众多学者开展了大量研究,发现Hp阴性CAG发生发展与磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylin-ositol-3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)通路、Janus激酶(janus ki⁃nase,JAK)/信号转导和转录激活因子(signal transducers and activators of transcription,STAT)通路、Wnt/β-catenin通路和Toll样受体(toll-like receptor,TLRs)/核因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)通路的相关报道较多。而中药可通过调控相关信号通路的方式,改善免疫功能和炎性反应,最终影响Hp阴性CAG的发病进程,起到干预作用。以信号通路为基础,对近些年中药干预Hp阴性CAG的国内外研究现状进行总结,旨在为今后中药的深入研究及临床治疗提供新思路。

毛乌素沙地黑沙蒿与赖草凋落物混合分解对增温的短期响应

植物凋落物分解过程受环境和生物因素共同调控,而气候变暖如何改变凋落物分解的物种混合效应仍存较大不确定性。采用开顶式增温箱和分解袋相结合的方法,研究增温对毛乌素沙地黑沙蒿、赖草以及两者的混合凋落物分解前150d质量损失和养分释放的影响。结果表明:增温导致赖草凋落物质量、C、N、P、纤维素和木质素残留率分别下降7%,7.6%、12%、8.8%、20%和10%,黑沙蒿凋落物质量、P和木质素残留率分别上升2.2%、2.2%和0.8%,C、N和纤维素残留率分别下降1.1%、2%和2.5%。与单独分解相比,混合凋落物质量、C、P、纤维素和木质素残留率分别上升7.7%、8.2%、4.1%、3.9%和5.9%,N元素残留率下降4.1%,增温导致混合凋落物质量、C、N、P、纤维素和木质素残留率分别上升16.9%、18.8%、11.4%、18.5%、21.5%和21.1%。黑沙蒿和赖草凋落物混合在前期分解过程中产生了拮抗效应,即相比于单种凋落物分解具有更低的质量损失;此外,增温处理下拮抗效应更强。本研究表明,在气候变化和植被恢复背景下,预测毛乌素沙地灌丛生态系统的生物地球化学循环时,应该考虑气候变暖和物种混合的交互因子对凋落物分解的影响。

玉米ZmEREB46基因调控耐渍性功能探究

为鉴定和发掘玉米渍水胁迫抗性基因,克隆玉米ERF家族成员ZmEREB46(Zm00001d015759)基因,同时对该基因进行重测序分析、功能变异位点鉴定以及表达模式分析,并进一步在模式植物拟南芥中初步探究ZmEREB46参与耐渍的功能。结果显示,ZmEREB46编码1个AP2/EREBP类转录因子;相较于耐渍自交系A3237,ZmEREB46基因编码区及启动子区在渍水敏感自交系A3239中分别存在1个G/A的转换以及1个911 bp片段插入,911bp片段的插入显著抑制了渍水敏感自交系A3239中ZmEREB46基因的表达;亚细胞定位结果显示,ZmEREB46定位在细胞核中;荧光定量PCR结果显示,ZmEREB46受渍水胁迫诱导上调表达,渍水处理8 h后ZmEREB46在耐渍自交系A3237中的表达量是渍水敏感自交系A3239中的2倍。结果表明,ZmEREB46在拟南芥中过量表达提高了拟南芥苗期的耐渍性。

基于双频泵浦正常色散碳化硅微环谐振腔的光频率梳设计

提出一种利用锁相双频激光泵浦正常色散碳化硅微环谐振腔产生光频率梳的方案.对绝缘体上碳化硅微环谐振腔光波导进行色散调控,实现1550 nm波段平坦正常色散优化设计.利用Lugiato-Lefever方程对锁相双频激光泵浦正常色散碳化硅微环谐振腔的光频率梳产生进行仿真,研究了泵浦失谐量改变时光频率梳产生的时域和频域演化过程.同时探究了泵浦功率、微腔波导损耗、微腔色散、双频激光功率占比、双频激光频率间隔等各项参数对光频率梳产生的影响,仿真产生的光频率梳带宽可覆盖1500—1600 nm.仿真结果有助于推动基于正常色散碳化硅微环谐振腔的1550 nm波段高重复频率宽带光频率梳的研究和应用.

结合改进CBAM和MobileNetV2算法对小麦病斑粒分类

[目的]小麦病斑粒智能检测对于高效、快速、准确评估麦粒的品级有重要意义。现有小麦病斑粒分类的深度神经网络存在参数数量大、运算复杂等缺点,不便于在移动端部署模型,影响了小麦病斑粒现场分类的效率。本文提出了一种用于小麦病斑粒分类的轻量级神经网络算法。[方法]本研究在轻量化网络MobileNetV2的基础上进行改进,加入改进的CBAM(convolutional block attention module)注意力机制,对改进的模型全整型量化后在边缘计算设备上部署。利用该模型对4种小麦籽粒(赤霉病粒、腥黑穗病粒、破损粒和正常粒)分类。[结果]相比于改进前的MobileNetV2网络,结合改进的注意力机制和MobileNetV2网络在准确率、精准率、召回率上分别提升3.15%、3%和3%;全整型量化后的改进模型对小麦赤霉病粒、腥黑穗病粒、破损粒和正常粒的识别准确率分别达到99%、94%、99%和96%。该模型大小仅有2.36 MB,在边缘计算设备的单次推理时间仅为96.95 ms。[结论]本文改进后的算法模型的准确率提升、大小减少、推理速度加快,可为小麦病斑粒分类模型去冗余提供指导。

聚丙烯腈基多层异质柔性复合薄膜制备及其压电特性

为了解决压电纳米发电机的柔性和压电输出特性不能协同提高的难题,采用旋涂法制备纯聚丙烯腈(PAN)压电薄膜和PAN/氧化石墨烯(rGO)复合压电薄膜,通过堆叠热压法制备PAN-PAN/rGO-PAN和PAN/rGO-PANPAN/rGO两种典型的三明治异质压电纳米发电机。系统研究了rGO掺杂质量分数对PAN/rGO复合压电薄膜和两种典型异质复合薄膜的压电输出性能的影响。研究结果表明,三层异质PAN-PAN/rGO-PAN型和PAN/rGO-PANPAN/rGO型复合薄膜压电纳米发电机输出最大的电压分别达到4.61 V和5.80 V,比三层同质PAN-PAN-PAN复合压电纳米发电机输出电压分别提高34.0%和68.6%。当负载电阻为10 MΩ时,PAN/rGO_(0.4)-PAN-PAN/rGO_(0.4)复合薄膜压电纳米发电机的输出功率最大值为2.02μW。经过4500次循环测试表明,本文制备的三层异质复合薄膜输出性能稳定。该纳米发电机有望作为自供能微型压力传感器在柔性可穿戴电子设备和电子皮肤中广泛应用。

一种绿色合成的碘离子荧光探针的光谱研究

以2-萘硼酸为原料,电化学合成得到一种碘离子荧光探针(NPS),NMR和LC-MS确证了其化学结构.光谱测试结果表明,NPS能高选择性地识别I^(-),有较强的专一性,且识别过程不受其他阴离子的影响,有较强的抗干扰能力.同时,探针NPS对I^(-)具有较高的检测灵敏度,最低检出限为170.39 nmol/L.此外,该探针能够在酸性到弱碱性的范围内稳定地检测I^(-),应用范围广,可用于实际水样中I^(-)检测.综上所述,该探针的合成对未来I^(-)的识别和应用具有较强的参考价值.

跑台运动对慢性酒精中毒大鼠学习记忆的影响

目的:探究适当运动对慢性酒精中毒(CA)大鼠学习记忆障碍的影响。方法:取36只雄性SD大鼠随机分为正常组(n=8)、模型组(n=10)、低强度运动组(n=9)和高强度运动组(n=9),采用每只大鼠持续8周每天灌胃30%酒精4 mL的方法建立CA模型,正常组等容量注射生理盐水。通过戒断评分表和体质量变化等鉴定模型。造模成功后,对低强度运动组和高强度运动组分别以每天10、20 m/min的速度进行100 m的跑台运动,持续3周。最后通过5 d的Morris水迷宫实验对各组大鼠的学习记忆功能进行检测。结果:①CA模型鉴定,模型组大鼠较正常组的戒断评分表得分较高(P<0.05),且体质量明显下降(P<0.01)。②Morris水迷宫实验,与模型组相比,低强度运动组和高强度运动组Morris水迷宫的潜伏期有缩短趋势。低强度运动组较正常组在第一象限停留时间较长(P<0.01),低强度运动组较模型组在第一象限停留时间较长(P<0.05),高强度运动组不明显。结论:跑台运动对CA大鼠的学习记忆障碍可能有改善作用。