家鸡对丝带凤蝶性二型体色的反应

旨在明确丝带凤蝶成虫Sericinus montelus Gray在全光谱范围内存在性二型体色,评估鸟类对丝带凤蝶性二型体色的识别度,推测性二型体色是否对雌雄丝带凤蝶个体的生存概率产生影响。先用光谱检测仪测量丝带凤蝶雌雄成虫的反射光谱,分析反射光谱特征;再通过家鸡Gallus gallus domesticus视觉模型估算丝带凤蝶雌雄体色与预设背景的颜色差异。最后以小鸡为捕食者设计行为学试验,观测小鸡捕食雌雄丝带凤蝶成虫的行为反应。反射光谱测量结果显示雌雄丝带凤蝶在可见光和紫外波段都具有体色差异,雄性在前后翅白斑测量点上的亮度明显高于雌性。鸟类视觉模型结果表明,雄性丝带凤蝶所有测量点在明暗视觉(远距离)和颜色视觉(近距离)中的识别度值都高于识别阈值3,捕食者容易识别;但是雌性丝带凤蝶前翅和后翅黄白斑识别度值在明暗视觉和颜色视觉中都介于1与3之间,捕食者不易区分。捕食行为试验数据分析发现,捕食者发现猎物的潜伏时间及攻击潜伏时间没有显著差异,但小鸡啄食雄性猎物的次数及处理时间都显著高于雌性猎物。由此可见,与雌性丝带凤蝶相比,雄性在全光谱范围内的确具有更加亮丽的体色,但这种亮丽的视觉信号更易吸引鸟类捕食者的注意,带来了更高的捕食风险。

饲用微生态制剂的研究进展及应用

近年来,随着“限抗令”的实施,更多的饲用替抗产品被研发并投入使用,微生态制剂即为其中之一。饲用微生态制剂以其维持肠道菌群平衡、提高免疫力等功效跻身饲用替抗产品行列。文中着重论述了微生态制剂的分类、作用机理和在养殖业的应用,为今后的饲料添加剂的研发应用提供理论基础。

基于C++的三维闪电回击数据再处理系统设计

针对三维闪电数据处理算法改进之后需重新定位回击数据,以及省级三维闪电探测系统的回击数据通常更加完整,应用时要将多个省份闪电回击数据合并后重新处理出准确的云内闪电高度值等问题,本研究使用C/S架构和C++builder编程开发了三维闪电回击数据再处理系统。系统设计了回击数据查询处理界面,提供了监视控制功能。通过设定回击数据文件和配置文件,再运行软件系统对符合条件的回击数据进行排序,在完成排序的数据中提取同一闪电相关信息,经计算处理得到重新定位的三维闪电探测结果并存储。将系统部署于国家级平台查询处理全国组网的三维闪电历史回击数据,测试结果表明,再处理系统操作便捷、功能齐全,满足三维闪电回击数据再处理系统的任务要求。

顾及城市发展和生态保护均衡的宜昌市生境质量多情景模拟研究

城市发展过程中不同的发展方向与生态保护目标往往会产生不同的矛盾冲突,通过均衡城市发展和生态保护之间的关系,能够促进城市发展和生态保护的耦合协调。以宜昌市为研究对象,耦合PLUS—InVEST模型并结合标准差椭圆分析,以2020年土地利用现状数据为基础,模拟自然发展、经济发展以及生态保护3种情景下2040年宜昌市生境质量变化情况。研究结果表明:1)2000—2020年宜昌市主要发生变化的地类为耕地、林地以及建设用地,其中林地与耕地为主要的转出地类,建设用地为主要的转入地类;2)在不同模拟情景下,建设用地扩张方向均由西南向东北收缩,城市扩张强度减缓,建设用地扩张强度重心并开始由东向西进行迁徙;3)在自然发展和经济发展情景下,宜昌市生境质量在未来均呈现衰退的趋势,而在生态保护情景下,宜昌市生境质量有所恢复。通过模拟未来不同政策下土地利用方式改变来反映宜昌市生境质量变化情况,为均衡城市发展与生态保护产生的矛盾和冲突有着重要意义。

基于改进的YOLOv5安全帽佩戴检测算法

针对安全帽佩戴检测中存在的误检和漏检的问题,提出一种基于YOLOv5模型改进的安全帽佩戴检测算法。改进模型引入多尺度加权特征融合网络,即在YOLOv5的网络结构中增加一个浅层检测尺度,并引入特征权重进行加权融合,构成新的四尺检测结构,有效地提升图像浅层特征的提取及融合能力;在YOLOv5的Neck网络的BottleneckCSP结构中加入SENet模块,使模型更多地关注目标信息忽略背景信息;针对大分辨率的图像,添加图像切割层,避免多倍下采样造成的小目标特征信息大量丢失。对YOLOv5模型进行改进之后,通过自制的安全帽数据集进行训练检测,mAP和召回率分别达到97.06%、92.54%,与YOLOv5相比较分别提升了4.74%和4.31%。实验结果表明:改进的YOLOv5算法可有效提升安全帽佩戴的检测性能,能够准确识别施工人员的安全帽佩戴情况,从而大大降低施工现场的安全风险。

基于BB-递归核函数SVR算法的U型折弯件模型参数优化研究

影响U型折弯件回弹的因素众多,工件尺寸、力学性能、负载条件、材料各向异性等相互耦合,表现出高度复杂的非线性,从而导致回弹预测结果的不确定性。本研究以板料折弯件回弹后的张开角(α)为目标函数,构建一个递归核函数支持向量回归(SVR)模型,并部署到分支界限法(BB)中,从而筛选出维度为4的最优的特征变量参数子集,其决定系数(R^(2))为0.982147,均方误差(MSE)为0.00433,模型预测精度相对较高。算法优化得到的折弯件参数为:厚度(t)为12 mm,上模宽度(d)为90 mm,上模圆角半径(r)为9 mm,载荷速度(v)为10 mm/s。BB递归核函数SVR算法、有限元模拟和实际测量的α分别为16.3°、17.5°和18.2°,尽管有限元结果更接近于实际值,但是BB递归核函数SVR算法可以为有限元模拟提供筛选出的参数(t,d,r,v)的数据,以快速进行模拟并预测张开角α,并实现回弹补偿装置的高效设计。

粘性波动方程解的逐点估计

本文中研究二维空间带粘性项非线性波动方程解的逐点估计。在经典解整体存在的情况下,解可由格林函数表示,通过对格林函数的详细分析,以及它与非线性项的相互作用,得到解的逐点衰减。

低噪声水声信号前置放大器设计

水下信息的发送与接收主要通过声信号的传播,水听器作为常用的水声信号接收装置,需要前置放大器来提高所获取信号的质量。文中选用AD8421仪表放大器芯片与OP2177精密运算放大器芯片设计了一种低噪声水声信号前置放大器,该电路增益为26 dB,工作带宽为100 Hz~20 kHz,输出信号为差分形式,同时具有小体积、低功耗的特点。通过连接某型压电水听器,测试了电路工作性能以及对水听器信号的调理效果。实测结果表明,该前置放大器能满足设计技术指标要求,在实际工作中取得了良好的效果。

一种含两个噻吩环的不对称有机双膦配体的合成与表征

具有刚性结构的双膦配体的高效发光金属配合物应用于有机发光二极管的研究备受关注。噻吩是一种富电子芳香杂环化合物,噻吩衍生物广泛应用于光电材料领域。我们以2,3-二溴噻吩为原料,低温下与正丁基锂、二氯苯基膦反应,合成二(3-溴-2-噻吩基)苯基膦,然后在低温下继续与正丁基锂和二苯基氯化膦反应,生成2-[(3-溴-2-噻吩基)(苯基)膦基]-3-(二苯基膦基)噻吩,最后在低温下再与丁基锂和乙醇反应,生成3-(二苯基膦基)-2-[苯基(2-噻吩基)膦基]噻吩的新型不对称有机双膦配体。通过核磁共振谱、红外吸收光谱、质谱等对配体的结构进行表征,并确定其结构,为后续合成溶解性好、适合溶液法组装OLED(organic light-emitting diode)的高效发光金属配合物提供一个新的配体。据我们所知,该配体至今鲜见报道。该合成方法具有反应时间短、后处理容易,产率高的优点,为合成不对称有机双膦配体提供了一种更高效、简便的途径。

1,2-二吡咯基-4,5-二(二苯基膦基)苯的合成与表征

含邻位芳基双膦配体的亚铜配合物因其高效发光应用于有机发光二极管。本文中设计将两个富电子单杂环吡咯引入到二(二苯基膦基)苯中,合成一种新的邻位芳基双膦配体1,2-二吡咯基-4,5-二(二苯基膦基)苯。首先将吡咯与1,2-二氟-4,5-二溴苯在碱性Cs_(2)CO_(3)、140℃下发生亲核取代反应,生成1,2-二吡咯基-4,5-二溴苯,然后在低温条件下继续与正丁基锂、氯代二苯基膦反应,生成目标产物1,2-二吡咯基-4,5-二(二苯基膦基)苯。用核磁共振谱(^(1)H、^(13)C、^(31)P NMR)、傅里叶变换红外光谱、高分辨电喷雾质谱等对目标化合物进行表征,确证了结构,为后续合成金属配合物发光材料提供了一种新的配体。该化合物目前鲜见报道。

基于栅极功能化捕获甲胎蛋白的溶液栅控石墨烯晶体管生物传感器

甲胎蛋白(AFP)被认定为肝癌的生物标志物,因此开发出一种操作简单、灵敏度高的AFP检测手段对肝癌的检测具有重要的临床意义。本研究设计了无标记电位型溶液栅石墨烯晶体管(SGGT)生物传感器,在栅电极上电沉积纳米金用来捕获抗体AFP,使用牛血清白蛋白(BSA)来封闭活性位点,最终抗原AFP被抗体特异性识别结合在电极上。在该研究中,抗体AFP、BSA和AFP的等电点均小于中性的PBS测试液,因此带负电荷,导致界面电势发生变化,最终引起转移曲线中性点的偏移。实验表明该生物传感器对甲胎蛋白的检测具有较好的线性关系:ΔI_(DS)=45.42lg c+4.98,在5~200 ng/mL的检测范围内,检测限低至1.00 ng/mL。该方法为甲胎蛋白的检测分析提供了一个可行的方法,并期望构建便携式传感器,实现高通量的分析检测。

藏龙岛国家湿地公园植物多样性调查与分析

运用样线法、样方法等在武汉市藏龙岛国家湿地公园开展植物多样性科学调查。公园内共有维管束植物222种,隶属于85科182属。其中,蕨类植物6科,7属,11种;裸子植物4科,8属,10种;双子叶植物62科,127属,160种;单子叶植物13科,40属,41种。分析了湿地公园的主要植被分类情况和植物区系构成及分布,园内主要有针叶林、阔叶林及草丛三类植被,其中含10属以上的科有禾本科、菊科和蔷薇科,科的分布以世界广布类型和热带广布类型为主,含5~9种及以上的大型属未发现有分布,属的分布以泛热带分布类型为主;调查了园内珍稀濒危保护植物和外来入侵植物的组成情况,计算了近8年来园区内植物科、属的变化情况,其中双子叶植物的数量变化最大,减少了14种67属96种。调查结果显示藏龙岛植物种类单一且植物多样性有整体下降趋势。并根据调查数据结果提出了针对性的保护措施,可为保护与科学管理藏龙岛公园提供参考。

武汉藏龙岛国家湿地公园生态服务功能价值评估

武汉藏龙岛国家湿地公园是武汉市重要国家湿地公园。以藏龙岛国家湿地公园作为研究对象,运用市场价值法、替代工程法、成果参照法、影子工程法以及碳税法等方法,对藏龙岛国家湿地公园生态服务功能价值开展评估。研究结果表明,园区内生态服务总价值为1 436.91万元/a。单位面积生态系统服务价值为46 091.74元/(hm^(2)·a)。其中降解污染、水源涵养、生物多样性、栖息地保育、大气平衡、旅游休闲、气候调节、文教科研等方面的生态服务价值依次递减,其中降解污染与涵养水源的生态服务功能价值相对较高,降解污染的功能价值为886.67万元/a,占比61.71%;涵养水源的功能价值占比22.13%,为318.00万元/a。其二者为藏龙岛国家湿地公园主导服务。精确评估藏龙岛国家湿地公园的生态服务价值,并以此为基础实现量化,对于推动区域生态环境保护和可持续发展具有重要的现实意义。

铅笔屑废粉末对亚甲基蓝的吸附行为研究

生活废弃物铅笔屑的粉末具有一定的吸附作用,本工作研究了其对亚甲基蓝的吸附性能。在这项工作中考察了铅笔屑粉末的用量、亚甲基蓝浓度、吸附温度及吸附时间对亚甲基蓝吸附性能的影响。实验表明铅笔屑粉末对亚甲基蓝的吸附率与铅笔屑粉末的剂量及温度呈正相关。此外,还通过计算吸附过程的热力学常数表明该吸附过程符合Freundlich等温吸附模型,其吸附动力学过程可用准一级动力学方程描述,这表明铅笔屑对亚甲基蓝染料吸附是一个自发的吸热过程。实验还研究了不同解析剂的解析效果,其结果表明乙醇对吸附的解析效果最佳,6次循环使用后,材料对亚甲基蓝的吸附率仍然达70%以上,该研究为亚甲基蓝的废水吸附处理提供了一种可行的方法。

纳米碳管复合及聚苯胺包覆Sb_(2)MoO_(6)复合材料的制备及储锂性能研究

以三氟化锑和钼酸铵为锑源和钼源,采用水热法制备出锑钼锑(Sb_(2)MoO_(6))和Sb_(2)MoO_(6)/纳米碳管(CNTs)复合物,利用苯胺聚合在Sb_(2)MoO_(6)和Sb_(2)MoO_(6)/CNTs上继续包覆聚苯胺(PANI)得到Sb_(2)MoO_(6)@PANI (Sb_(2)MoO_(6)/CNT)@PANI。采用XRD、SEM、EDX等手段对样品结构和形貌进行表征,结果发现制备的Sb_(2)MoO_(6)为不均匀的长为10μm的棒状形貌,而CNTs复合后的Sb_(2)MoO_(6)形貌变成厚约为100 nm的片状。作为锂离子电池负极材料,对所有合成的样品进行电化学性能测试,探讨CNTs复合和聚苯胺(PANI)包覆对Sb_(2)MoO_(6)样品的电化学性能的影响。结果表明:Sb_(2)MoO_(6)@PANI、Sb_(2)MoO_(6)/CNTs、(Sb_(2)MoO_(6)/CNTs)@PANI样品的电化学性能均优于Sb_(2)MoO_(6),其中(Sb_(2)MoO_(6)/CNT)@PANI具有最佳的电化学性能。(Sb_(2)MoO_(6)/CNT)@PANI在电压范围为0.01~3 V、电流密度为100 mA·g^(-1)条件下,循环100圈后,放电比容量为650 mAh·g^(-1)。CNTs复合和PANI包覆后的Sb_(2)MoO_(6),颗粒粒径大大降低,还增加了钼酸锑的导电性(阻抗161Ω),在电化学循环过程中有效延缓了Sb_(2)MoO_(6)材料的体积崩塌。

基于熔融共混法制备PP/PVDF疏水体系的结构和性能研究

采用熔融共混法,制备系列PP/PVDF共混体系,讨论不同原料配比和不同牌号PVDF原料对PP/PVDF共混体系对纯水的接触角、对蛋白上样缓冲液的流挂性能,以及透光性能等方面的影响。结果表明,随着PVDF含量的增加,PP/PVDF共混体系对纯水接触角呈先上升后下降趋势,当PVDF含量为10%时,共混体系对纯水的接触角达最大值为117°;当PP/PVDF共混体系中的PVDF含量相同(5%、15%、25%)时,利用牌号为710的PVDF制备的共混体系对纯水接触角最大,测试样条表面残留的蛋白上样缓冲液最少,牌号为720的次之,牌号为705的接触角最小,残留的蛋白上样缓冲液最多;而对于共混体系的透光率,则是利用牌号为705的PVDF制备的共混体系透光率最大,牌号为720的次之,牌号为710的透光率最低。

PVA-碳量子点复合荧光水凝胶的制备及性能研究

荧光水凝胶因其优异的光学性能、生物相容性等优点受到广泛关注。本研究通过冻融法,将硅烷碳点(Si-CDs)与聚乙烯醇(PVA)复合,制备了一种具有pH响应性和抗菌活性的聚乙烯醇-碳量子点复合荧光水凝胶(PVA-CDs),表征了PVA-CDs水凝胶的微观结构,并研究了其机械性能、流变性能、吸水性、细胞相容性以及抗菌活性。实验结果表明,碳量子点的引入,显著改善了水凝胶的力学性能,降低了水凝胶的溶胀比。在不同的酸碱环境中,掺杂了荧光碳点的PVA-CDs复合水凝胶显示出不同颜色的荧光,证明PVA-CDs复合水凝胶具有优异的pH响应性。经PVA-CDs复合水凝胶处理的细菌培养板上形成了清晰可见的抑菌圈,表明其有良好的抗菌活性。此外,所制备的荧光水凝胶材料同时具备pH响应性、抗菌活性和细胞相容性,为开发生物医用材料提供了新的思路和重要理论依据。

锌掺杂荧光硅量子点作为叶面光肥对生菜生长的影响

以N-氨乙基-γ-氨丙基二甲氧基硅烷分子(DAMO)作为硅源,采用水热法合成一种高分散性、光学性能稳定的锌掺杂荧光硅量子点(Si@Zn QDs)。以Si@Zn QDs作为叶面光肥,吸收太阳光中不被植物利用的紫外光,发出能使生菜吸收进行光合作用的蓝光,提高了光能利用率。通过14 d的水培试验评估Si@Zn QDs作为叶面光肥对生菜生长的影响。结果表明,Si@Zn QDs与生菜的叶绿体(CLP)复合后,提高了希尔反应活性,当锌掺杂量达0.1%时,对生菜生长的促进效果最明显。与对照组相比,干质量和鲜质量分别增加41.64%和52.20%。Si@Zn 0.1%QDs(100 mg·L^(-1))使生菜叶片中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素和蛋白质含量分别提高60.56%、56.37%、61.20%、49.75%和29.90%。这项工作为锌掺杂荧光硅量子点在植物光合作用中的应用提供了科学依据。

电化学炔烃氧化断键构建α-羰基芳酰胺衍生物的研究

在电化学条件下进行亚硝基苯与缺电子炔烃的偶联反应,实现了碳碳三键的断裂并生成α-羰基芳酰胺。反应在阴极单电子还原产生亚硝基自由基,随后对炔烃进行自由基加成并通过分子内重排断键一步合成α-羰基芳酰胺。通过对反应机理进行研究,表明α-羰基芳酰胺的氧来自于氧气。反应过程中使用氧气球提供氧气,10 mA恒定电流进行电解。该方法条件温和,操作简单,无需添加金属催化剂和额外的添加剂,具有良好的底物适用范围。

多元有机酸自组装硅碳复合材料用于高效储锂

相比于传统物理打浆式简易硅碳材料的复合,本工作利用自组装的方式让有机酸碳源材料与纳米硅粉进行内部结合,羧酸碳源保护层在抑制硅材料膨胀的同时,通过相互间串联起的网络增加导电性,得到稳定性更好的硅碳复合负极材料。该方法首先在纳米硅粉表面进行修饰,使其表面带上氨基,通过酰胺化反应,让柠檬酸与纳米硅键合。此外过量的碳源材料包附于外层,形成多个单纳米硅颗粒聚集的微米级多核卵壳型颗粒。这种结构使得该电极材料在电流密度500 mA/g下,经过600圈的长循环下具有1073.4 mAh/g的比容量。在2 A/g的电流密度下,初始比容量为751.2 mAh/g,在300圈循环后比容量维持在573.0 mAh/g,容量保持率为76.3%。该实验工作为锂离子电池硅碳负极材料的合成提供了一种简单低成本的实用性合成思路。