Solution-Synthesized Multifunctional Janus Nanotree Microswimmer

Synthetic active matters are perfect model systems for non-equilibrium thermodynamics and of great potential for novel biomedical and environmental applications. However, most applications are limited by the complicated and low-yield preparation, while a scalable synthesis for highly functional microswimmers is highly desired. In this paper, an all-solution synthesis method is developed where the gold-loaded titania-silica nanotree can be produced as a multi-functional self-propulsion microswimmer. By applying light, heat, and electric field, the Janus nanotree demonstrated multi-mode self-propulsion, including photochemical self-electrophoresis by UV and visible light radiation, thermophoresis by near-infrared light radiation, and induced-charge electrophoresis under AC electric field. Due to the scalable synthesis, the Janus nanotree is further demonstrated as a high-efficiency, low-cost, active adsorbent for water decontamination, where the toxic mercury ions can be reclaimed with enhanced efficiency.     

课程思政在现代学徒制煤化工专业课程中的教学探索——以"煤质分析及煤化工产品检验"课程为例

现代学徒制是一项深化产教融合、校企合作的育人机制,是创新技术技能人才的现代培养模式.山西铁道职业技术学院与山西安泰控股集团有限公司深度合作开展山西省现代学徒制试点项目,合作目的之一是培养企业煤化工专业人才.学校教师结合学生(员工)在企业车间岗位上的技能知识,系统地讲授煤化工专业课程"煤质分析及煤化工产品检验"理论知识,同时针对企业员工日常学习思想政治知识较少的实际,润物细无声地加入思政元素,实现专业知识与实践技能相结合,技能知识与思政教育相融合,真正培养知识型、技能型、创新型高素质技能人才,努力构建职业教育产业发展命运共同体.     

基于像素偏转模型和机器学习的室外图像天空像素检测

图像中的天空区域对于基于视觉的地面机器人导航具有重要意义,为了识别图像中的天空部分,本文提出了一种基于像素偏转模型的BP神经网络天空识别方法.首先,制作天空图像集和非天空图像集,天空图像集由各种天气情况下的天空提取而成,非天空图像集由非天空的景物构成,主要包括建筑、汽车、树木、植物等;其次,使用提出的像素偏转模型提取天空图像集和非天空图像集的像素特征并进行处理,对天空像素点和非天空像素点进行标注,利用BP神经网络对像素特征进行训练,得到权重文件;最后,使用得到的权重文件进行天空的识别.为了更好的说明本文算法和模型的优越性,使用本文算法与Otsu算法、YeHu算法、Graph-cut算法和Mask-Rcnn算法模型进行了比较,并设计了两组组对比实验,第一组实验进行识别效果的主观评价,第二组实验利用CamVid数据集的天空类进行算法精度的定量分析.     

SND生物脱氮过程N_2O的产生与关键酶及其活性

废水生物脱氮是目前水处理中重要的去除含氮废水的方法。随着国内外学者的深入研究,一些新型的生物脱氮工艺被开发和应用到污水处理中,从而经济高效地去除废水中的含氮污染物,达到国家的排放标准。同步硝化反硝化(SND)是具有发展潜力的新型脱氮工艺,但在运行过程中不可避免地会产生N2O。N2O是最重要的三种温室气体之一,其温室效应约为CO2的300倍。因此,在注重SND的脱氮效率的同时,也应该关注其产生的气态物对大气环境的影响。文章阐述了SND脱氮过程中N2O产生的机理及相关酶,并分析了SND工艺过程中主要影响N2O释放量的工艺因素。     

模块化微反应系统内溴化间甲基苯甲醚连续合成

根据微化工技术发展的主要趋势，针对4-溴-3-甲基苯甲醚间歇非均相合成技术存在的问题，以微筛孔反应器与玻璃微珠填充床为核心功能微设备单元构建了模块化微反应系统，并在此模块化微反应系统内对液-液非均相连续溴化合成4-溴-3-甲基苯甲醚开展研究。通过优化操作条件，在溴浓度(x_{\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}})为17.5%（质量分数）、溴与间甲基苯甲醚摩尔比(n_{\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}}/n_M)为1.01、反应起始温度(T)为 0℃、停留时间为0.78 min条件下，4-溴-3-甲基苯甲醚的收率大于98%，多溴代副产物的含量仅为1%。与传统间歇溴化反应相比，模块化微反应系统内连续溴化反应具有十分明显的优势：可将间歇过程连续化，在保证安全的基础上极大地提升了反应的效率（时空收率为6.5×10⁴ kg/(m³·h)）；另外，该过程是由传质控制的，微反应器的传质性能优异，可极大地改善产品的选择性（多溴代副产物的量减少50%）。该研究为4-溴-3-甲基苯甲醚的连续高效安全合成提供了技术和设备依据。     

基于密钥共享的分层混合认证模型

随着信息时代的迅速发展,云计算数据访问安全已经成为了用户最关心的问题。身份认证技术是确保参与者在开放的网络环境中实现安全通信的一种重要手段,如何利用身份认证技术为云环境安全保驾护航,成为学者研究的热点。文中通过公钥基础设施(Public Key Infrastructure,PKI)颁发CA证书以在不同云服务间建立信任,将多个采用身份密码体制(Identity-Based Encryption,IBE)的云联合起来；采用分层身份加密体系,引入共享密钥技术,通过选取成环结构,提出一种PKI-IBE混合认证模型方案,并对方案的安全性进行分析,从理论上证明了云环境下PKI-IBE(Public Key Infrastructure-Identity-Based Encryption)同层成环模型提供服务的可行性。同时文中设计了一种基于该模型的签密技术,通过公私密钥对实现云内认证以及跨云认证。安全性理论证明与性能分析表明,该方案在计算量稍增加的前提下,保证了足够的安全性,更加满足云环境下的用户分属不同云域的认证以及用户安全访问的需求,有效解决了云环境中数据访问的安全问题。     

车用复合材料板簧性能的有限元分析

为了初步验证所设计复合材料板簧的结构性能,利用有限元分析方法对复合材料板簧结构的静载力学和动态疲劳进行了研究。计算得到空载工况加载过程中的载荷—位移曲线,板簧刚度为373 N/mm。当两端施加载荷为64.7 kN时,板簧达到最大压缩应力。结合复合材料的S—N曲线对板簧寿命进行了估算,循环次数最低处位于板簧下表面靠近卷耳部分,循环次数为33万次。对比复合材料板簧的设计刚度和疲劳寿命,与有限元分析处理方法计算所得结果较为接近,该板簧结构基本符合使用要求。     

冻融环境下CFRP-粘土砖抗剪性能试验研究

为研究冻融循环对CFRP与烧结粘土砖界面的影响,通过一种简单易行的单面剪切试验方法测定了冻融作用下粘贴了碳纤维布的粘土砖试件的应变值,得到荷载-滑移曲线,分析了冻融循环作用下CFRP与烧结粘土砖粘结性能的变化规律,建立了冻融循环作用下CFRP-粘土砖界面荷载滑移退化模型.通过对比分析,模型预测值与试验值吻合较好.