NaCl胁迫下pH值和氮素形态对狗牙根生长及钠钾离子调控的影响

以狗牙根〔Cynodon dactylon(Linn.)Pers.〕品种‘阳江’(‘Yangjiang’)为实验材料、2-(N-吗啡啉)乙磺酸(MES)为pH缓冲剂,采用水培法研究NaCl胁迫下pH值和氮素形态(铵态氮和硝态氮)对狗牙根生长和钠钾离子调控的影响。结果表明:处理1周后,若不添加MES,铵态氮处理组培养液的pH值下降到pH 4.0左右,而硝态氮处理组培养液的pH值则上升到pH 9.0左右;添加20 mmol·L^(-1)MES的铵态氮处理组培养液的pH值也下降到pH 4.0左右,而硝态氮处理组培养液的pH值则接近pH 7.0。与0 mmol·L^(-1)NaCl处理组相比,300 mmol·L^(-1)NaCl处理组狗牙根的枝条长度和枝条干质量显著(P<0.05)下降,而根长度、根干质量、根和叶中Na^(+)含量和Na^(+)/K^(+)比、钠钾选择性转运系数、叶Na^(+)和K^(+)的分泌量及分泌物Na^(+)/K^(+)比总体上显著升高。300 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下,硝态氮处理组狗牙根的枝条长度、根长度、根干质量、根冠比、根中Na^(+)含量总体上显著高于铵态氮处理组,而叶中Na^(+)和K^(+)含量及Na^(+)/K^(+)比、叶Na^(+)和K^(+)的分泌量明显低于铵态氮处理组。300 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下,20 mmol·L^(-1)MES处理组狗牙根的多数生长指标显著高于0 mmol·L^(-1)MES处理组,而根和叶中Na^(+)和K^(+)含量及Na^(+)/K^(+)比、钠钾选择性转运系数在0和20 mmol·L^(-1)MES处理组间的差异不显著。三因素方差分析结果表明:3个因子的单一和交互作用对多数生长指标、叶中Na^(+)含量和泌盐量相关指标的影响具有统计学意义。研究结果显示:硝态氮能缓解NaCl胁迫对狗牙根的伤害,而用MES缓冲根际酸碱环境对NaCl胁迫下狗牙根生长有一定的促进作用,因此,施用硝态氮或添加MES均有利于提高狗牙根的抗盐性。

中国废旧军服面料回收利用的研究现状及发展前景

为促进废旧军服面料的高值化回收利用,总结了国内07式军服的种类及其面料特征,系统分析了目前开纤纺纱法、再生聚酯切片法、涤棉分离技术等废旧军服面料的回收利用方法,并对废旧军服面料回收再利用的发展前景进行展望。分析表明:目前废旧军服面料的回收利用主要聚焦于简单再利用或回收涤纶组分制备高值再生聚酯切片,较少关注军服面料中其余组分的高值回收利用。针对废旧军服面料中含量相对较高的涤棉混纺面料,采用有效的涤棉分离技术高效分离涤纶和棉纤维,并以此作为原料分别制备再生聚酯切片和再生溶解浆,进一步以再生棉浆粕为原料制备再生纤维素产品将非常有前景。因而,开发高效的涤棉分离、废旧涤纶和棉纤维的高值化利用技术是实现废旧军服面料综合利用的重要发展方向。

载人航天人机交互界面色彩设计方法研究

目的对载人航天人机交互界面的色彩设计方法流程进行了梳理和分析。方法遵循“以人为中心”的设计原则,从色彩空间与模型、色彩设计与人因、航天色彩设计范围、载人航天器色彩设计模型,以及载人航天器色彩设计与人因评价体系等方面,对载人航天器人机交互界面色彩设计方法流程体系进行了探讨。结果构建了载人航天色彩设计模型,阐述了完整的载人航天色彩设计方法流程体系。结论针对载人航天人机交互色彩设计方法的研究为航天员在轨环境中的生活品质及工作效能等相关领域的提高提供了有力支持,进一步增强了航天领域色彩设计与人因工程的重要性。

不同暖季型草坪草品种对盐碱地土壤理化性质和微生物群落的影响

在江苏盐碱地中种植暖季型草坪草狗牙根〔Cynodon dactylon(Linn.)Pers.〕品种‘阳江’(‘Yangjiang’)和杂交结缕草(Zoysia sinica×Z.matrella)品种‘苏植3号’(‘Suzhi No.3’),探索这2个品种对盐碱地的植株地下部生物量以及土壤理化性质和微生物群落的影响。结果表明:‘阳江’和‘苏植3号’种植样地的植株地下部生物量和土壤有机质含量均显著高于对照样地;土壤的pH值和电导率均显著低于对照样地。细菌群落结构和真菌群落结构与对照样地均有显著差异,‘阳江’和‘苏植3号’种植样地的细菌Shannon-Wiener多样性指数均显著高于对照样地;固氮细菌、丛枝菌根真菌和粪腐生真菌的相对丰富度均显著高于对照样地。总体上看,‘阳江’和‘苏植3号’种植样地土壤中功能细菌类群关系较近,二者与对照样地的关系均较远;而3种样地土壤中功能真菌类群关系均较远。‘阳江’和‘苏植3号’种植样地的植株地下部生物量和土壤理化性质明显影响土壤中细菌多样性,植株地下部生物量以及土壤的pH值和电导率明显影响土壤中部分功能细菌的丰富度,植株地下部生物量和土壤pH值明显影响土壤中部分功能真菌的丰富度。综合分析认为,在江苏滨海盐碱地中种植‘阳江’和‘苏植3号’对盐碱地的植株地下部生物量以及土壤理化性质和微生物群落有明显的积极影响,在盐碱地生态修复中具有重要作用。

太空锻炼区人机界面色彩环境舒适度设计研究

目的研究载人航天器锻炼区在不同色彩环境下对运动锻炼的色彩环境舒适度、运动欲望及心率上升率的影响。方法36名受试者分为头低位组(实验组)和立位组(对照组),实验要求被试者进行主观问卷评价,同时采集实验中的客观数据。对主观评价结果进行方差分析,并对心率信号进行心率上升率换算,分析不同色彩下主观评价和心率数据的差异。最后以航天器锻炼区的色彩搭配为例进行设计验证。结果主观评价显示,不同颜色对心理状态都有显著性差异;在色彩环境舒适度上,通过研究冷暖色调对运动色彩环境舒适度均值的影响后发现,无色彩环境相对于其他颜色表现出显著差异性;在运动欲望上,通过分析色彩的冷暖色调对运动欲望均值的影响发现,暖色环境相对于冷色表现出显著差异性。客观数据显示,不同色彩下心率波动均在正常范围内,而不同色彩环境下心率上升率差异不大,无统计学意义。在不同状态下心率上升率有显著差异。结论在狭小、密闭的锻炼空间中,暖色环境相比冷色环境和无色彩环境更容易影响人的运动欲望,其中黄色环境表现较为明显,而相比有色彩环境下,在无色彩环境下的运动则更为舒适。最后依据实验结论开展设计实践。

基于Jack仿真的飞机除冰舱人机工程设计与优化

目的改善飞机除冰舱的操作环境,提高操作员的整体舒适度和工作效率。方法通过对飞机除冰舱作业流程的分析,确定操作员常见的操作姿态;使用Jack软件,对操作员可达域、可视域,以及舒适度进行仿真模拟分析。基于这些分析结果,对飞机除冰舱的外形以及左右扶手台等部件进行针对性的设计优化。结果对优化设计方案分析后发现:操作员观察飞机、喷枪的视野盲区减小,常用操作手柄与开关按钮位于双手舒适可达范围内。结论通过人机工程仿真技术可准确预判飞机除冰舱存在的人机工程设计缺陷,提高了设计合理性,为人-机-环境总体设计提供了参考。

《仿生材料》前沿案例教学改革实践与探索

本课程以东华大学材料科学与工程学院学术型硕士研究生为教学对象。为适应新时期的研究生培养需求,笔者探索将学科前沿进展案例教学引入《仿生材料》课程。本文聚焦探讨在“结构仿生材料”和“行为过程和加工方法仿生”教学主题内开展案例教学,同时将社会主义核心价值观以课程思政的方式融入其中,基于润物细无声的方式同时提升学生的专业素养和人文素养。相关案例教学有助于激发学生探索未知世界、开发新型仿生材料的热情和积极性,并为培养兼具优秀专业和人文素养的终身学习型人才贡献力量。

空间站卫生间人机仿真评估与实践

目的对空间站卫生间的人机关系进行分析,评价其人机工效,为空间站卫生间人机工程评价、设计优化提供理论方法和技术支持。方法以DELMIA软件为分析工具,在对空间站卫生间环境建模后,导入航天飞行乘员人体尺寸模型,构建人机仿真虚拟场景。将空间站卫生间如厕过程分解,调整人体模型的如厕姿态及舒适角度范围,对空间站卫生间可达可视域进行判别,开展空间站卫生间如厕姿态舒适性仿真分析与评价。结果仿真结果显示虚拟航天成员如厕各阶段姿态可达性、可视性、舒适性均满足人机工程学需求。结论该空间站卫生间能为航天乘员提供一个舒适的如厕环境,其总体结构与布局符合人机工程学设计原则。

踝外侧副韧带损伤对踝关节稳定性及软骨接触应变影响的有限元分析

背景:在踝关节扭伤和踝关节韧带损伤中近85%涉及外侧副韧带,损伤的机制为足跖屈时踝关节内翻。急性踝关节外侧扭伤的患者中有20%-40%会出现持续疼痛和慢性踝关节外侧不稳,导致距骨平移和旋转过大,加速软骨磨损,导致关节退化。目的:通过有限元建模探究不同类型的踝外侧副韧带损伤模型对踝关节稳定性以及距骨穹窿软骨接触应变的影响。方法:将1名27岁志愿者足踝CT扫描数据DICOM文件导入有限元软件中,进行三维重建及曲面拟合,再进行网格划分,建立含有骨骼、关节软骨和韧带的完整踝关节有限元模型,对比正常、距腓前韧带损伤、跟腓韧带损伤和距腓前韧带+跟腓韧带损伤4种不同工况下的踝关节稳定性和距骨软骨接触应变的改变。结果与结论:①在前抽屉试验中,距腓前韧带损伤和距腓前韧带+跟腓韧带损伤距骨前移距离明显大于正常和跟腓韧带损伤(P<0.05),而距腓前韧带损伤和距腓前韧带+跟腓韧带损伤之间、正常和跟腓韧带损伤之间差异无显著性意义(P>0.05);②在距骨倾斜试验中,跟腓韧带损伤和距腓前韧带+跟腓韧带损伤距骨倾斜角度明显大于正常和距腓前韧带损伤,而跟腓韧带损伤和距腓前韧带+跟腓韧带损伤之间、正常和距腓前韧带损伤之间无明显差异;③在单足站立试验中,与正常模型相比,上述3种损伤模型改变了距骨穹窿软骨接触应变分布,峰值由距骨穹窿前外侧转移至前内侧,导致了距骨穹窿软骨前内侧压力增高,并且峰值大小比较:距腓前韧带+跟腓韧带损伤>距腓前韧带损伤>跟腓韧带损伤>正常,距腓前韧带+跟腓韧带损伤的峰值明显大于距腓前韧带损伤和跟腓韧带损伤;④研究结果验证了踝外侧副韧带损伤时踝关节稳定性的丢失和前内侧软骨接触应变峰值增加,揭示了慢性踝关节外侧不稳和踝关节骨关节炎之间的联系,确认了修复或者重建距腓前韧带和跟腓韧带的必要性,为慢性踝关节外侧不稳的手术治疗提供了理论依据。

3Dbody和Mimics软件在创伤骨科临床教学中的应用

在本科临床医学外科教学章节中,创伤骨科是骨科的重要内容。该章节主要讲解全身各处骨骼的解剖基础、骨折移位方向、损伤机制和治疗方案。每个部位骨折的损伤机制、分型、移位方向和治疗方案都是教学的重点及难点。医学图像软件具有多角度多模式重现人体结构的优势,已被广泛应用于各层次的医学教育中。最常用于辅助教学的两种医学图像软件为3Dbody和Mimics。本文探讨两种医学图像软件在创伤骨科临床教学中的具体应用、实践效果、优势和不足之处。

实验观察脱胶蚕丝的纳米图案化修饰对干细胞黏附和增殖的影响

目的探索脱胶蚕丝表面的纳米图案化修饰对干细胞黏附和增殖的影响。方法采用便捷的等离子体刻蚀技术对脱胶蚕丝表面进行较为规整的纳米图案化修饰,根据刻蚀时间分成对照组(未刻蚀)、刻蚀10 min组、刻蚀30 min组、刻蚀50 min组。采用高精度动态疲劳试验机测试各脱胶蚕丝的单丝力学性能。采用扫描电子显微镜分别观察干细胞接种培养1、4 d后的黏附状态和形貌特征,采用CCK-8试剂盒检测干细胞的增殖情况。结果脱胶蚕丝的力学性能随着刻蚀时间的增加逐渐下降;刻蚀10、30、50 min组的断裂强度保留率分别为90%、72%、64%;断裂伸长率保留率分别为92%、65%、42%。与对照组相比,纳米图案化修饰后的脱胶蚕丝上细胞黏附数量更多且铺展更好。纳米图案化修饰后的脱胶蚕丝可显著促进细胞的增殖,其吸光度变化率(OD_(4 d)/OD_(1 d))(5.5~6.1)远大于对照组(2.2)(P<0.05)。结论等离子体刻蚀技术可作为一种便捷、可大规模制备的纳米图案化修饰策略,用以提升脱胶蚕丝的生物活性。预计10 min刻蚀处理的脱胶蚕丝具有更优的应用前景。此类纳米图案化修饰既显著提升了干细胞的黏附和增殖能力,又保有原材料90%以上的断裂强度和断裂伸长率。

再生丝素蛋白膜表面的纳米图案化修饰对细胞黏附和增殖的影响

为了拓展再生丝素蛋白(RSF)生物医用材料在细胞培养和组织修复等生物医学领域中的应用,提高RSF材料的细胞相容性至关重要。本研究采用等离子体刻蚀技术制备了纳米“岛”图案化RSF膜,并进一步考察其对NIH3T3细胞黏附和增殖行为的影响。所有定量检测实验中至少设3个重复样(n≥3)。细胞培养1 d后的显微观察结果表明,与未修饰的RSF平整膜相比,纳米图案化修饰的RSF膜具有更好的黏附形态。CCK-8检测细胞培养1和4 d的吸光度(OD)结果表明,与未修饰的RSF平整膜相比,纳米图案化修饰RSF膜能够明显促进细胞的增殖,且其中刻蚀30 min膜组的吸光度(1.13±0.32)最高,显著高于未修饰的RSF平整膜(0.46±0.03,P<0.001)。等离子体刻蚀技术可作为一种简便、快捷、可大规模制备的纳米图案化修饰策略用于提高RSF材料的细胞相容性。

模拟航天器睡眠舱色彩环境对乘员情绪的影响研究

目的 研究不同情绪刺激下睡眠舱色彩环境对乘员情绪的影响规律。方法 对30名受试者(男15人、女15人)分别进行了中性、负性2种VR情绪影片的情绪诱发,之后在VR环境中进行模拟睡眠舱色彩环境体验,完成主观情绪评价,同时采集受试者在色彩环境中体验时的20通道脑电信号;对主观情绪评价进行方差分析,并对脑电信号进行预处理,分析α、β频带的脑电信号能量。结果 主观情绪评价显示,在色彩环境舒适度上,不同色彩环境(冷色、暖色、无彩色)呈现显著性差异(P=0.000<0.05);在情绪缓解度上,不同色彩环境(冷色、暖色、无彩色)呈现显著性差异(P=0.000<0.05)。脑电信号显示,冷色环境下额叶区和顶叶区的α波左右脑叶平均功率比值最低,而暖色环境最高;冷色环境下颞叶区的β波左右脑叶平均功率比值最低,而暖色环境最高。结论 在狭小、密闭的模拟航天器睡眠舱环境下,色彩环境对于受试者的情绪调节作用在生理状态和心理感受上都能得到显现,并且其主观感受和客观生理数据分析结果在一定程度上能够达到拟合。其中蓝色环境、绿色环境、白色环境主客观值表征的情绪状态最好,更能有效改善和形成良好的情绪状态。最后经模拟航天器睡眠舱色彩设计实践,验证了航天器睡眠舱色彩设计优化策略的可行性及可靠性。

强韧支架用丝素蛋白基生物墨水及其3D打印支架模拟软件的开发

基于丝素蛋白(SF)和有限元分析方法,开发了一种强韧支架用丝素蛋白基生物墨水及其3D打印支架压缩性能模拟软件。表征了墨水的可打印性及对应水凝胶和3D打印支架的力学性能,评估了相关打印支架的细胞相容性。基于所述丝素蛋白基生物墨水,设计并制备了不同高度和孔隙率的3D打印支架,利用所开发软件和电子万能材料试验机对打印支架的压缩性能进行了模拟预测和实测对比。结果表明:该墨水可打印性佳,对应支架强度高韧性好、细胞相容性好。所开发软件操作简便,具有3D打印支架建模、模型压缩力学性能预测以及指导3D打印支架快速制备等功能。

登月航天服头盔显示界面色彩设计

为研究月球探索任务中不同色相在登月航天服头盔显示界面中的显著性程度,设计了灰色和黑色两种背景下的色相视觉搜索试验,通过计算平均反应时间对目标色和干扰色的显著性程度进行评价。试验结果表明:背景色对搜索效率具有显著影响;月球的环境颜色包含灰色和黑色,需选择适用于这两种背景的颜色作为登月航天服头盔显示界面的色彩;红色作为目标色时显著性最强,适合作为重要程度或紧急程度较高的信息的颜色;青色和蓝色作为干扰色时显著性最弱,适合作为重要程度或紧急程度较低的信息的颜色。上述结论可为登月航天服头盔显示界面的色彩设计提供理论基础。

航天器报警界面警示色反应绩效关联研究

针对航天应急条件下红色警示色色彩属性变化对航天员反应绩效的影响,开展色彩-反应绩效评估实验,研究微重力条件下警示色不同色相、明度、饱和度对人的反应绩效影响。招募80名色觉正常的志愿者进行航天警示色彩实验,以反应时间和正确率为绩效评价指标对27个警示色色彩样本进行测试,评价不同色相、明度、饱和度的警示色对人的反应绩效影响。研究结果发现,单个自变量(色相、明度、饱和度)对被试的反应时间有显著性影响(P<0.001、P<0.05、P<0.001),对反应正确率没有显著性影响。在反应时间的多重比较中发现,色相H=0与H=20、H=20与H=340之间有显著性差异;在明度方面,明度80%和100%之间有显著性差异;在饱和度方面,3个饱和度(40%、70%、100%)之间均呈现显著性差异。模拟微重力条件下,警示色的色相、明度、饱和度对志愿者的反应时间有显著影响,对反应正确率没有显著性影响。其中,色相H=0的反应绩效最高,明度在80%为最佳,饱和度越高,色彩反应绩效越高。

LCL型级联H桥STATCOM阻抗重塑谐振抑制策略

针对电力系统缺乏无功导致电压跌落的问题,通常采用静止无功发生装置(STATCOM)对电网无功综合补偿,而级联H桥STATCOM以易模块化、谐波含量小等特点广泛应用于电力系统无功补偿中,且使用过程中通常搭配LCL滤波器消除高频谐波。为应对级联H桥STATCOM并网过程中与LCL滤波器交互引起的高频谐振,此处提出一种阻抗重塑方法,针对级联H桥STATCOM与LCL滤波器交互的高频谐振机理建立序阻抗模型,并制定了基于序阻抗模型的阻抗重塑控制策略,有效抑制了高频谐振,并基于5 kvar样机试验验证了阻抗模型的正确性及阻抗重塑策略的有效性。

建管养运一体化模式下高速公路网适应性指标体系研究

传统的高速公路网适应性研究主要考虑高速公路网的规模与布局,所用指标多为综合密度、路网连通度和饱和度,对路网的安全性、绿色可持续发展和交通附属服务缺乏系统研究。因此,传统研究得出的结论多为增量规划。当前,中国高速公路网规模已高居世界第一,考虑国土空间规划和耕地政策的更严要求,基于建管养运一体化模式发展要求,重点分析了经济适应性、交通量适应性、基础设施病害性、荷载适应性、养护便捷程度、交通影响程度、监测覆盖度、运营管理规范化、建筑界限适应性、附属设施适应性等“存量优化”适应性指标,借鉴主成分分析法,建立了高速公路网综合指标体系框架,并以湖南省为例,提出了湖南高速公路网优化的几个发展方向。

不同类型硅烷偶联剂在半钢子午线轮胎胎面胶中的应用

研究3种不同类型硅烷偶联剂在半钢子午线轮胎胎面胶中的应用。结果表明:与硅烷偶联剂Si69相比,硅烷偶联剂Si747可提高胶料的耐磨性能和抗湿滑性能,降低滚动阻力,减少挥发性有机化合物的排放量;硅烷偶联剂Si777可提高白炭黑分散性,降低胶料的滚动阻力,对胶料的加工性能和物理性能无不利影响;与国外同类竞品相比,硅烷偶联剂Si777的应用性能十分接近,可以相互替代。

基于芳环取代酰亚胺端基的非富勒烯受体材料的合成与光伏性能

端基结构对于有机太阳能电池(OSCs)中非富勒烯受体(NFAs)的光电性能具有重要影响.本文设计合成了3种新型芳环取代的酰亚胺结构的端基(IIC-Ph, IIC-PhBr和IIC-Ph2F),并将其用于制备受体-给体(受体)给体-受体(A-DA′D-A)型NFAs(BTP-IIC-Ph, BTP-IIC-PhBr和BTP-IIC-Ph2F).紫外-可见-近红外吸收光谱对比和理论模拟结果表明,相比于IIC-Ph端基, IIC-PhBr和IIC-Ph2F端基具有更强的吸电子能力,增强了NFAs的分子内电荷转移效应(ICT),促使了吸收红移.端基苯环上强吸电子的溴原子和氟原子的引入,降低了A-DA′D-A型受体的前线轨道能级.基于BTP-IIC-Ph, BTP-IIC-PhBr和BTP-IIC-Ph2F的二元电池分别获得了13.54%, 11.84%和11.58%的能量转换效率(PCEs).相比于BTP-IIC-PhBr和BTP-IIC-Ph2F,基于BTP-IIC-Ph的电池表现出更好的光伏性能,这主要归因于其较高的最低未占有轨道能级(LUMO)所导致的较高开路电压(VOC),以及更好的激子解离能力和更弱的陷阱辅助载流子复合.