Nacre-Inspired,Liquid Metal-Based Ultrasensitive Electronic Skin by Spatially Regulated Cracking Strategy

The realization of liquid metal-based wearable systems will be a milestone toward high-performance, integrated electronic skin. However, despite the revolutionary progress achieved in many other components of electronic skin, liquid metal-based flexible sensors still suffer from poor sensitivity due to the insufficient resistance change of liquid metal to deformation. Herein, a nacre-inspired architecture composed of a biphasic pattern (liquid metal with Cr/Cu underlayer) as “bricks” and strain-sensitive Ag film as “mortar” is developed, which breaks the long-standing sensitivity bottleneck of liquid metal-based electronic skin. With 2 orders of magnitude of sensitivity amplification while maintaining wide (>85%) working range, for the first time, liquid metal-based strain sensors rival the state-of-art counterparts. This liquid metal composite features spatially regulated cracking behavior. On the one hand, hard Cr cells locally modulate the strain distribution, which avoids premature cut-through cracks and prolongs the defect propagation in the adjacent Ag film. On the other hand, the separated liquid metal cells prevent unfavorable continuous liquid-metal paths and create crack-free regions during strain. Demonstrated in diverse scenarios, the proposed design concept may spark more applications of ultrasensitive liquid metal-based electronic skins, and reveals a pathway for sensor development via crack engineering.     

超宽带大功率合成器设计北大核心CSCD

在80 MHz~1 GHz频段,单个功率管输出功率能达到100 W以上,为研制输出功率400 W的功率放大器,文中设计了四路功率合成器。该合成器需要实现功率容量大、工作频带宽、体积小的设计目标。在功率容量方面,文中采用悬置带状线结构,其功率容量远远大于微带线结构;在工作频带方面,采用切比雪夫九节阻抗变换器,将工作带宽拓宽为80 MHz~1 GHz;在体积方面,文中合成器的功率合成部分采用Y型节级联实现四路功率合成,阻抗变换部分采用切比雪夫阻抗变换器进行阻抗变换,该结构相较于磁环巴伦功率合成器,不但具有损耗小、平坦度高的优点,而且通过将阻抗变换器设计成曲折的形状,进一步缩小了合成器体积。仿真与实测结果显示该合成器在80 MHz~1 GHz范围内还具有较高的平坦度,合成效率可达90%以上。     

生物光声成像中声反射伪影抑制方法的研究进展

生物光声成像(Photoacoustic Imaging,PAI)是一种新型的无创复合功能成像方法.生物组织不均匀的声学特性会使超声波在组织界面处发生反射,导致重建图像中存在伪影和失真,降低图像质量和成像深度.文中综述了目前抑制PAI声反射伪影的主要方法,包括延迟相减法、基于杂波去相关理论的方法、短滞后空间相干法、基于深度学习的方法、光声引导聚焦超声法、基于超声平面波模型的方法和多波长激励的方法等,详细介绍各方法的原理,分析其优势和不足,并展望未来的研究趋势.     

一株产羧酸酯酶菌的鉴定及酯酶特征的研究

目的:鉴定中国白酒发酵过程中的微生物种类，研究关键酶的特征与作用机制有利于提高白酒的优质品率。方法:本研究用形态学和生理学、16S rRNA、gyr B基因和antiSMASH分析的方法对酒曲中的一株微生物进行了验证；对该菌株的特性进行了研究，采用分子建模的方法获得了羧酸酯酶的3D模型，用分子对接的方法探讨了该菌株的羧酸酯酶的机理。结果:该菌株为产羧酸酯酶的革兰氏阴性菌Pb1（MW580690）；该菌株呈现典型的S型生长曲线，产物曲线为S型，羧酸酯酶活化最优pH范围为5.0~9.0。分子对接结果显示Phe21A为该酶具有催化活性的主要氨基酸，水解三丁酸甘油酯为丁酸和甘油。分子对接结果显示三丁酸甘油酯经过构象变化被转移到催化中心后，进一步被加工；酶的亲水性和疏水性的相互作用表面有利于配体向下转移，进而从疏水性通道释放产物到的酶表面。结论:产羧酸酯酶的菌株为贝莱斯芽胞杆菌，并为羧酸酯酶水解三丁酸甘油酯类物质的底物识别、转移和催化机理提供了新的见解。     

基于双目标优化遗传算法和支持向量机的旋转机械退化状态识别

退化特征提取是机械健康状态监测的重要组成部分,伴随旋转机械长时间连续运转,退化特征出现性能波动甚至下降,给退化特征提取和选择造成了困难.首先利用一个特征映射算法库对振动信号提取特征,并基于Kolnogorov-Smirnov (KS)检验和Benjamini-Yekutieli过程对原始特征集进行过滤,然后利用双目标优化遗传算法(Bi-objective Optimization Genetic Algorithm,BOGA)结合支持向量机分类器(Support Vector Classifier,SVC),在有监督的环境下搜索出最佳特征子集,其中BOGA设置了SVC分类精确度和特征子集维数两个目标函数,前者进行最大化,后者进行最小化.通过在液压泵退化状态数据集上进行实验和在凯斯西楚大学轴承数据集与FRESH_PCAa、ReliefF、JMIM三种方法进行对比,验证了该方法在退化状态识别上的较好性能.     

微波辅助孵育法富集麦胚多肽的工艺优化

目的 麦胚孵育过程中蛋白酶将蛋白质水解成肽和氨基酸，多肽具有明确的生理活性和营养调节作用。本研究以麦胚为试验原料，采用微波辅助预处理的方法，研究孵育的温度、时间、pH及料液比4种因素对孵育后的蛋白酶活力及多肽含量的影响。 方法 通过单因素和响应曲面试验进行工艺条件优化。 结果 与未进行微波辅助预处理的样品相比，微波辅助处理（600 W, 10 s）能显著提高孵育后样品中的蛋白酶酶活力（约9.4倍）和肽含量（约3.1倍）。经过微波辅助处理后，孵育温度为51.5℃、pH为4.0、时间为6.33 h、料液比为1:7时，蛋白酶活力达最高为3826.24 U/g；孵育温度为45.0 ℃、pH为4.8、时间为8 h、料液比为1:7时，肽含量达最高为262.63 mg/g。 结论 微波辅助处理能有效的激活麦胚孵育液中的内源性蛋白酶活性，促进蛋白水解反应，显著提高孵育后的肽含量。该研究结果为麦胚多肽的制备新工艺开发提供了研究基础。     

基于乙酰胆碱酯酶和氧化应激研究海胆酮对阿尔茨海默症的作用机制

海胆酮是一种酮式类胡萝卜素，主要从海胆及藻类等海洋生物中提取。本文研究海胆酮对乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase，AChE）的抑制作用，应用酶动力学、荧光光谱、圆二色光谱和分子对接技术研究海胆酮对AChE的抑制机理，并用淀粉样β蛋白片段25～35（amyloid beta-peptide 25-35，Aβ25-35）诱导大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞（PC12细胞）建立阿尔茨海默症（Alzheimer’s disease，AD）模型，研究海胆酮对AD细胞模型氧化应激损伤的作用。结果表明，海胆酮有很强的AChE抑制活性，其半抑制质量浓度为（16.29±0.97）μg/mL，抑制常数Ki为3.82 μg/mL，表现为竞争性抑制；海胆酮可诱导AChE二级结构改变，更容易与AChE活性中心氨基酸Ser200、His440、Trp84和Tyr121结合，阻碍底物碘代硫代乙酰胆碱（acetylthiocholine iodide，ATCI）与酶结合，从而引起酶活力降低。海胆酮能有效抑制Aβ25-35诱导PC12细胞的AChE活力，降低丙二醛含量，增加超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶活力，减轻Aβ25-35诱导的PC12细胞氧化应激损伤。本研究基于AChE和氧化应激阐明了海胆酮对AD的潜在作用机制，为海胆酮在功能食品、生物医药等领域的应用提供了数据支持和理论根据。     

Enhanced electromagnetic microwave absorption of Fe/C/SiCN composite ceramics targeting in integrated structure and function

The Fe/C/SiCN composite ceramics were synthesized by polymer-derived method to obtain the integration of structure and functions. The electromagnetic waves (EMW) absorption properties at X and Ku bands were investigated. The addition of nano-sized Fe particles improved the magnetic loss and impedance matching, and the carbon nanotubes generated by the iron in-situ catalysis increased the internal relaxation polarization and interfacial polarization, which together improved the EMW absorption properties significantly. In particular, the Fe/C/SiCN-9 showed the optimum reflection loss (RL) of ?31.06 dB at 10.03 GHz with an effective absorption bandwidth (EAB, RL < ?10 dB) of 3.03 GHz at 2.51 mm, indicating the excellent EMW absorption properties of Fe/C/SiCN composite ceramics.     

变压器内部故障在线检测方法仿真及误差分析

为研究变压器内部故障在线检测方法的有效性及抗干扰性,搭建实际变压器的非线性三维有限元模型.对变压器常见几种类型的内部故障进行详细的结构仿真,通过"场-路耦合法"构建各类型故障的ΔV-I1轨迹.同时,通过对正常绕组的测量信号设置一定的误差,构建了考虑测量误差时的误差轨迹.在此基础上,将正常时的标准轨迹、误差轨迹和各种类型的故障轨迹进行对比分析,通过对ΔV-I1轨迹特征差异的定性分析与定量计算,验证该方法在实际应用中的有效性,总结判断各类型故障的规则,同时针对测量误差所造成的干扰提出了建议.