煤矿充填固碳理论基础与技术构想

在国家“双碳”目标背景下,如何减少煤炭行业的碳排放、实现碳封存已成为亟待解决的难题。煤炭行业作为高碳化石能源生产者和主体碳排放源提供者,在生产和消费过程中引发的大宗固废堆存、大型采空区形成和大量CO_(2)排放是制约煤炭可持续开发利用与绿色健康发展的瓶颈所在。为协同解决二氧化碳封存与矿山固废消纳问题,将大宗固废处置、固废高值化利用、CO_(2)封存、采空区利用有机结合,提出了二氧化碳充填的理念,从碳汇能力评估角度界定了二氧化碳充填的3种类型。具体开展工作包括:①分析了CO_(2)充填料浆输运过程和矿化反应过程涉及到的基础理论,给出了各个过程的数学方程以及碳封存量计算公式,指出了温度、湿度等因素对矿化反应机理、碳封存量和充填体强度的影响规律。②总结了现阶段CO_(2)矿化的工艺方法、主要碱性工业固废的CO_(2)封存能力和CO_(2)矿化强化措施。在此基础上提出了基于直接湿法矿化和间接矿化的2种CO_(2)充填材料制备工艺,满足矿井充填的流动性、凝固特性和强度要求。③针对CO_(2)充填过程中的CO_(2)物理封存问题,提出了窄条带式胶结充填和综采架后胶结充填2种技术路径,前者通过在弱充填条带中构筑多贯通孔隙的充填体CO_(2)物理封存,后者借助充填支架和链式自行充填挡板在长壁工作面采空区中间断构筑充填带,控制顶板垮落,形成CO_(2)物理化学封存空间。④为了评估CO_(2)充填的碳平衡效果,依据全生命周期法界定了CO_(2)充填中碳足迹及碳消纳的计算边界。然后,梳理了CO_(2)充填过程中的碳足迹及碳消纳,分别考虑了CO_(2)的来源、用量、损耗、转化等因素。给出了包括原料运输、充填料浆制备、井下注入与充填等过程中的碳足迹及碳消纳计算方法。研究成果有望降低CO_(2)封存的能耗及成本,对煤炭绿色开采及其可持续开发利用具有深远的意义。

特发性肺纤维化肺内相关共病异病同证基因组生物信息学分析

目的通过基因组生物信息学分析探讨特发性肺纤维化(IPF)肺内相关共病(肺动脉高压、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征、慢性阻塞性肺疾病、肺癌)异病同证生物学基础。方法下载GSE110147、GSE113439、GSE135917、GSE106986和GSE118370数据集,筛选各病例组与对照组的差异基因,运用Cytoscape3.10.0软件进行拓扑分析以筛选核心基因,运用OmicShare平台对核心基因进行GO和KEGG通路富集分析。结果共筛选出IPF肺内相关共病核心基因23个。GO富集分析显示,核心基因生物过程主要富集于细胞进程、代谢进程、生物调控/生物进程调控、发育进程、底物定位进程、刺激反应、免疫系统进程、信号转导,细胞组分主要富集于细胞解剖实体、含蛋白复合物,分子功能主要富集于结合途径、酶催化活性、结构分子活性、分子适配器活性、分子功能调节因子、转录调控因子活性;KEGG通路富集分析显示,核心基因主要富集于真核生物核糖体的生物合成、糖尿病并发症AGE-RAGE信号通路、Th17细胞分化、JAK-STAT信号通路、RNA聚合酶、中性粒细胞胞外诱捕网形成等信号通路。结论运用基因组生物信息学分析探讨IPF肺内相关共病核心基因及信号通路,可在一定程度上揭示IPF肺内相关共病异病同证作用机制。

中医药特色生物化学课程思政的探索与实践

生物化学是中医药院校极为重要的一门专业基础课程,对于提升学生的基础科学实验能力和科学研究素养起着关键作用。笔者认为,中医药院校的生物化学课程不仅应教授书本上的理论知识,更应注重将“立德树人”作为实践的核心,贯穿于整个教学过程之中。同时,应充分利用线上和线下教学各自的优势,使之相辅相成,形成协同效应。在此基础上,通过融入大量案例,一方面让教学更加生动有趣,另一方面也能使课程思政潜移默化。此外,鉴于生物化学课程本身属于西医课程,相较于中医药类课程更具体、更复杂,因此,巧妙地将中医药相关元素融入教学,打造具有中医药特色的生物化学课程显得尤为必要。基于这些考虑,笔者提出了具体的改革策略和实践内容,旨在为一流课程背景下的课程内容进一步优化提供参考和应用实践。

Fe/W扩散焊界面原子扩散行为分子动力学模拟

为研究扩散焊工艺参数对Fe/W界面原子扩散行为的影响,建立了Fe(100)/W(100)界面结构模型。采用分子动力学(MD)方法模拟了1123~1323 K下Fe/W界面处原子扩散,观察具体扩散情况并计算扩散系数。结果表明:Fe/W界面呈现明显的非对称扩散现象,主要为W原子向Fe原子中扩散,且模拟时间越长该现象越明显。径向分布函数(RDF)说明Fe侧原子整体排列有序度高于W侧。根据原子均方位移(MSD)曲线拟合得出原子扩散系数和扩散激活能,在1123~1323 K温度下,Fe、W原子在Fe/W界面的扩散激活能分别为1.326 eV和0.84156 eV,W原子在Fe晶格中扩散势能低于Fe原子在W晶格中扩散势能,更容易突破能垒发生扩散。扩散温度和压力升高可有效提升界面扩散层厚度。一定程度上提高界面粗糙度有利于界面扩散层厚度增长,但粗糙度过大也会影响界面焊合。扩散系数基础数据可为实际工业生产中低活化钢与面向第一壁材料钨的扩散连接界面组织调控提供理论依据。

大客车尾翼的数值模拟与风洞试验

为了研究尾翼对大客车气动特性的影响,采用数值模拟和风洞试验相结合的方法,从造型方案、位置布置、倾角变化等方面对大客车量产实车的3种尾翼进行研究。结果表明:布置在车身后围,与后围曲面过渡平顺,距后围距离恰当,倾角合适的尾翼能达到较好的减阻效果,可减小11.8%的气动阻力,产生一定节能效果,并具有后窗除尘的作用。

外笼套式节流阀气动噪声特性分析及优化

为解决外笼套式节流阀在生产过程中产生的高噪声问题,采用大涡模拟对外笼套式节流阀流场进行模拟计算。从流场特征角度分析气动噪声产生的机制,并基于此提出结构改进方法。通过Box-Behnken响应面设计,以改进结构的孔径、孔数和孔长为优化变量,以监测点总声压级为优化目标,开展降噪结构优化设计。结果表明:节流孔结构突变使流体介质在阀门下游形成多尺度多样化复杂流动,结构改进后流场内压力和速度脉动减小,湍化程度降低,具有二次节流和降噪效果;孔径的变化对监测点总声压级响应值的影响最为明显;对应流道模型的数值模拟结果与系统预测响应值之间的误差为1.19%,验证了BBD响应面法优化结果的可靠性;优化后节流阀总声压级下降了13.1 dB,达到了预期的降噪目的。

基于产教融合的计算机科学与技术专业人才培养模式探索与实践

校企深度合作、联合办学是培养新一代高素质应用型人才的有效途径,各个高校都在努力探索如何通过人才培养模式改革来提高专业人才的培养质量。文章以内蒙古科技大学为例,结合计算机科学与技术专业的特点,对产教融合背景下的计算机科学与技术专业人才培养模式进行探讨,旨在培养与提高学生的分析、综合、自主实践与创新能力,增强学生解决复杂工程问题的意识,为培养高素质应用型人才提供支撑。

机构投资者调研对企业创新效率的影响及其作用机制

进一步拓宽关于企业创新效率影响因素以及机构调研经济后果的研究视角,以2013—2020年在深交所A股上市公司的数据为样本,从管理层激励的角度,对机构投资者调研与企业创新效率的关系进行实证检验。结果发现,机构投资者调研能够显著提升企业创新效率,表现在机构调研次数和参与调研的机构数量越多,企业创新效率越高。其中,相比于买方或卖方机构单独调研,买卖双方的联合调研对创新效率的提升作用更显著;机构调研能够通过发挥信息效应提高企业会计信息透明度、发挥监督效应提高企业内部控制力、发挥激励效应促进创新积极性,进而提高企业创新效率;相比于保险和其他机构,券商和基金公司调研对企业创新效率的作用更明显,并且机构调研对企业创新效率的促进作用在市场化程度较高的地区更强。据此,在促进机构投资者调研提高企业创新效率方面,得出对机构投资者、上市公司和政府部门等的启示建议。

基于宏基因测序的导盲犬与淘汰犬肠道菌群差异分析

目的采用宏基因测序技术进行导盲犬和淘汰犬肠道菌群功能差异性分析。方法对15只犬进行测序(导盲犬9只,淘汰犬6只),应用基因数目、肠道菌群多样性等方法进行分析。结果导盲犬组特有25630个基因,淘汰犬组特有10527个基因。具有显著差异的上调基因2266个,下调基因1043个(P<0.05)。导盲犬组中,梭状芽孢杆菌目的丰度高于淘汰犬组;此外,两组犬样本中瘤胃球菌的丰度也存在差异。结论导盲犬和淘汰犬的肠道菌群多样性均存在差异性,对犬的行为有一定的影响。

面向新工科的计算机专业与思政融合教学模式探索

随着新工科发展的逐步深化,为响应信息化、数字化转型需求,造就德才兼备的高素质应用型人才是计算机专业建设的重要使命。文章结合内蒙古科技大学计算机专业的特点探索专业建设与思政融合的教学模式,在新工科“专业课程+”中开展思政融合的“一体贯穿”教学模式,力求通过融合培养方式满足新工科人才在素养塑造及专业能力达成方面的需求。

基于区块链的公平可验证搜索加密方案

针对现有搜索加密方案缺乏对数据拥有者行为约束的问题,提出了一种基于区块链的公平可验证搜索加密方案。该方案提供公平高效的搜索和验证。引入向量数字承诺约束数据拥有者行为,同时采用区块链计算哈希验证基准实现高效的轻量级多关键字搜索结果验证,避免第三方验证不可信问题。方案通过对偶编码算法函数和局部敏感哈希函数将关键字映射至布鲁姆过滤器中,实现模糊搜索的同时提高搜索前关键字转化为向量的效率。经实验表明,该方案搜索前关键字转化效率更高,验证过程与现有使用公钥密码原语的验证方案相比,时间消耗更少。安全性分析证明该方案在随机预言模型下是安全的。

拍卖机制驱动的数据激励共享方案

云计算、大数据、物联网等技术的发展为数据共享奠定了基础,当前各国政府都在鼓励数据共享和交易,以促进数据之间的互联互通,刺激大数据经济的发展。由于数据本身含有许多隐私信息以及数据共享过程缺乏激励,大多数据拥有者不愿参与共享,基于此出现了将拍卖与隐私保护结合起来的数据共享方案。但在这些拍卖方法中,没有考虑到数据底价问题,并且忽略了数据请求者的相关利益。为此,基于拍卖机制设计了一种满足双方利益的数据激励共享方案。采用基于属性的访问控制技术防止未授权的请求者进入拍卖环节;结合现实场景中的拍卖使用信息熵为数据设置硬性底价,为了防止拍卖过程中请求者过度夸大拥有者的数据价值造成获胜者后悔的情况,设置软性底价作为拥有者理想的最高成交价;应用Pedersen承诺对请求者出价进行隐藏,并使用零知识范围证明对各请求者的出价信息进行验证,利用区块链实现数据交易结果的公开问责。实验分析表明,所设计的拍卖方案满足双方利益并且可以实现所有参与者的个体理性、弱预算平衡和激励相容等特性。

净零碳转轨与多元协同——高校碳足迹核算与碳中和路径优化

高校作为教育、科技、人才的集中交汇点,需要在碳达峰、碳中和这场广泛而深刻的系统性变革中发挥重要作用。建设碳中和校园是国内外密切关注的热点话题,基于利益相关者理论、全生命周期理论及碳足迹核算理论,高校有必要突破物理空间的限制,从产业链、价值链、生命周期链的广泛视角去看待和降低自身碳足迹。中国碳中和校园建设行动方兴未艾,但也面临评价体系不完善、核算方法不统一,“双碳”技术储备不足、人才供给短缺,碳排放管理机制不健全、校企合作深度不足等一系列挑战。研究认为,高校实现碳中和是一项分阶段的复杂的工程,亟需构建以政策驱动为助推、创新驱动为核心、机制驱动为引领、行为驱动为补充的多元协同驱动路径,以此降低高校的组织碳足迹和供应链碳足迹,推动高校的可持续发展。

江西养殖水体细菌群落结构及其与环境因子的关系

为探究江西水产养殖系统中细菌资源分布规律及水环境因素对细菌群落的影响,应用Illumina MiSeq高通量测序技术对江西省鄱阳湖周边多种鱼类养殖池塘水体进行16S rRNA测序,并探讨了细菌群落多样性及结构特征。结果表明:放线菌门(Actinobacteriota)为优势菌门(19.80%~68.86%),其次主要类群有变形菌门(Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)、HgcI_Clade、CL500-29_marine_group及Cyanobium_PCC-6307等;各养殖池塘Shannon指数为2.47~4.25,平均值为3.31,Simpson指数为0.03~0.23,平均值为0.06,Chao1指数为140.07~573.17,平均值为353.23,Ace指数为146.52~564.34,平均值为350.73;各站点间细菌群落丰富度、均匀度存在较大跨度;在空间上,细菌群落多样性不存在显著性差异(P>0.05),而对于不同养殖模式,Ace指数与Chao1指数均表现为混养池塘>单养池塘(P<0.01);相关性分析显示,养殖水体的TSS、DO与细菌α多样性相关性最强,水温(WT)、总氮(TN)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、总磷(TP)、高锰酸盐(COD Mn)等环境因素显著影响水体微生物群落结构(P<0.05)。研究表明,水环境因素具有改变菌群结构的潜能,可通过适当增氧、提高循环率、增加养殖鱼类种类等措施提高养殖水体细菌多样性,以实现高效养殖。

基于络病理论探究lncRNA-miRNA-mRNA调控网络中医药防治特发性肺纤维化

特发性肺纤维化(IPF)是一种致命的间质性肺疾病。最近的研究已经确定IPF中失调的上皮细胞、间充质、免疫和内皮细胞之间与非编码RNA存在着某种联系。文章总结lncRNA、miRNA和mRNA之间的相互影响,通过“ceRNA”机制,形成了lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,并在肺纤维化中作用显著。近年来,随着络病理论的不断发展,作者基于肺络构效理论,探析在IPF进程中“肺虚络瘀”与lncRNA-miRNA-mRNA调控网络的相关性,并为IPF的发病机制和治疗提供新的理论。

氮化硼/磷杂菲三嗪化合物阻燃导热聚碳酸酯复合材料的制备及其性能研究

基于氮化硼(BN)/磷杂菲三嗪化合物(TAD)构建了阻燃导热聚碳酸酯(PC)复合材料,并对其阻燃性能和导热性能进行了研究。结果表明,BN/TAD阻燃导热复合体系能够有效提高PC复合材料的阻燃性能,当BN添加量为20%,TAD含量为3%时,PC/20BN/3TAD复合材料的垂直燃烧测试达到UL 94 V-0级,极限氧指数达到35.1%;通过锥形量热仪测试,证明了BN/TAD阻燃导热复合体系能够有效降低热释放速率峰值、总热释放量、有效燃烧热等性能参数,并且二者在凝聚相中可以发挥出色的协同成炭效果,赋予PC复合材料优异的阻燃特性;从导热性能测试方面来看,BN/TAD阻燃导热复合体系的导热系数较纯PC相比提高了320%,获得了兼具优异阻燃特性和出色导热性能的PC复合材料。

BioMGE——一个用于采集和分析生物医用材料和多组学数据的数据库

随着机器学习技术的发展,生物医用材料的科学研究也逐渐走向数据驱动,利用生物测序技术来测试生物医用材料的生物功能,需要对生物医用材料进行进一步优化.因此,一个开放、共享的基础设施来存储来自不同研究领域的异构科学数据是多学科交叉联合分析的基石.本文介绍了BioMGE,一个基于灵活的自定义平台NMDMS(国家材料数据管理与服务平台)实现的数据库建设案例,用于收集生物医用材料和多组学测序数据.NMDMS的动态容器框架允许用户定义个性化的数据提交模式,存储来自生物医用材料和多组学研究领域的数据.自2019年以来,BioMGE已收集了1547100个生物医用材料和多组学数据集.BioMGE提供了数据导出接口,方便用户直接导出数据以进行数据分析.以组学数据可视化为例,提供BioMGE-viewer模块以实现对生物染色质结构数据从一维到三维的数据可视化.该数据库可为其他跨领域研究的数据共享提供了新的思路和平台.

前置胎盘合并胎盘植入性疾病发生早产的影响因素分析

目的回顾性分析前置胎盘合并胎盘植入性疾病(placenta accreta spectrum,PAS)产妇早期早产(early preterm birth,EPB)和晚期早产(late preterm birth,LPB)的影响因素及母婴预后。方法纳入590例在2018年1月至2021年6月期间于武汉市及咸宁市共五家医院行剖宫产分娩的前置胎盘合并PAS产妇。根据分娩孕周将产妇分为EPB组、LPB组和足月分娩(term birth,TB)组。采用多项logistic回归模型分析发生EPB和LPB的危险因素,并分析早期母婴预后在组间的差异。结果590例前置胎盘合并PAS产妇EPB和LPB的比例为9.7%和54.4%。剖宫产术前使用宫缩抑制剂、术前阴道出血以及既往剖宫产次是EPB和LPB的危险因素。EPB组与LPB组产妇发生严重产后出血的比例相近,而EPB组的新生儿窒息、低出生体重儿及剖宫产术后24 h内转入NICU的比例均显著高于LPB组(P<0.001)。结论前置胎盘合并PAS主要发生LPB。既往剖宫产次、剖宫产术前子宫收缩与阴道出血与EPB和LPB显著相关。应在围产期严密监测下尽量延长产妇分娩孕周,减少早产的发生,改善母婴早期预后。

达卡气单胞菌PCR快速检测方法的建立

达卡气单胞菌(Aeromonasdhakensis)是一种危害严重的人兽共患病病原菌,可引起感染动物败血症和各脏器炎症。该病原的准确鉴定是防控相关疾病的基础。为建立一种针对达卡气单胞菌的特异性强、灵敏度高的快速PCR检测方法,以遗传标记DK1作为达卡气单胞菌的靶标,设计对应引物,优化PCR反应的退火温度,并评估方法的特异性及灵敏度。结果显示:该方法设计的引物对Ad-f/Ad-r在65℃退火温度下可扩增出达卡气单胞菌的阳性条带(874bp);将达卡气单胞菌菌液作10倍梯度稀释,检测最低限能够达到1.38 CFU/μL,核酸检测最低限为9.37×10-4ng/μL;以嗜水气单胞菌(A.hydrophila)、维氏气单胞菌(A.veronii)等20种其他水产病原菌为模板进行PCR检测,均无特异性条带。综上所述,本研究建立的达卡气单胞菌PCR检测方法特异、灵敏,能够用于快速准确检测患病鱼体和环境样品中的达卡气单胞菌,为临床鉴定达卡气单胞菌提供了技术支撑。

南北过渡带常绿落叶阔叶混交林碳通量特征及其对环境因子的响应

森林生态系统强大的碳源/汇功能是实现“碳中和”和“碳达峰”战略目标最经济、有效的自然气候解决方案和固碳增汇手段。准确评估森林生态系统的碳汇能力,对于明确森林碳储量有重要意义。为明确亚热带-暖温带气候过渡带的常绿落叶阔叶混交林的碳通量特征及其驱动因素,2011—2020年利用涡度相关法开展了大别山常绿落叶阔叶混交林碳通量和环境要素的观测试验。结果表明:大别山常绿落叶阔叶混交林净生态系统CO_(2)交换量、生态系统呼吸(Reco)、总初级生态生产力分别为-788.13 gC m^(-2) a^(-1)、1074.14 gC m^(-2) a^(-1)、1862.27 gC m^(-2) a^(-1),该森林生态系统整体表现为碳汇,其固碳能力与相近纬度的常绿落叶阔叶混交林基本持平,并高于针阔叶混交林、毛竹林等其他类型的森林生态系统。10年间,大别山常绿落叶阔叶混交林的固碳能力有所增强。影响大别山常绿落叶阔叶混交林碳通量的主要环境因子为温度与太阳辐射,气温(Ta)、净辐射(Rn)、光合有效辐射和总辐射与生态系统碳生产力和GPP呈显著正相关(P<0.001),Reco与Ta和Rn呈显著正相关(P<0.001)。研究结果为气候变化响应敏感的南北气候过渡带森林生态系统的碳储量估算、碳循环过程模拟提供观测数据支持和科学依据。