Engineering Bioactive M2 Macrophage-Polarized Anti-Inflammatory,Antioxidant, and Antibacterial Scaffolds for Rapid Angiogenesis and Diabetic Wound Repair

Diabetic wound healing still faces great challenges due to the excessive inflammation, easy infection, and impaired angiogenesis in wound beds. The immunoregulation of macrophages polarization toward M2 phenotype that facilitates the transition from inflammation to proliferation phase has been proved to be an effective way to improve diabetic wound healing. Herein, an M2 phenotype-enabled anti-inflammatory, antioxidant, and antibacterial conductive hydrogel scaffolds (GDFE) for producing rapid angiogenesis and diabetic wound repair are reported. The GDFE scaffolds are fabricated facilely through the dynamic crosslinking between polypeptide and polydopamine and graphene oxide. The GDFE scaffolds possess thermosensitivity, self-healing behavior, injectability, broad-spectrum antibacterial activity, antioxidant and anti-inflammatory ability, and electronic conductivity. GDFE effectively activates the polarization of macrophages toward M2 phenotype and significantly promotes the proliferation of dermal fibroblasts, the migration, and in vitro angiogenesis of endothelial cells through paracrine mechanisms. The in vivo results from a full-thickness diabetic wound model demonstrate that GDFE can rapidly promote the diabetic wound repair and skin regeneration, through fast anti-inflammation and angiogenesis and M2 macrophage polarization. This study provides highly efficient strategy for treating diabetic wound repair through designing the M2 polarization-enabled anti-inflammatory, antioxidant, and antibacterial bioactive materials.     

Hydrogeochemical Processes and Inverse Modeling for a Multilayer Aquifer System in the Yuaner Coal Mine,Huaibei Coalfield,China

Coal mining can dramatically change hydrogeological conditions and induce serious environmental problems. Fifty groundwater samples were collected from the main aquifers in the Yuaner coal mine (Anhui Province, China). The results show that the main hydrogeochemical processes in the mine include dissolution, precipitation, pyrite oxidation, desulfurization, and cation exchange. The Neogene porous aquifer is affected by groundwater flow conditions; its main hydrogeochemical processes are dissolution of carbonate minerals and gypsum, and cation exchange. The Permian coal measure’s fractured sandstone aquifer was confirmed to be controlled by the region’s geological structure; its main hydrogeochemical processes are desulfurization and cation exchange. The Carboniferous Taiyuan limestone aquifer was determined by both groundwater flow conditions and regional geological structure; its main hydrogeochemical processes are dissolution of carbonate minerals and gypsum, pyrite oxidation, and cation exchange. Additionally, hydrogeochemical inverse modeling of the groundwater flow path confirm the hydrochemistry results and principal component analysis.

     

短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺及其应用前景研究进展

短程反硝化以其碳源消耗量、废污泥产量、温室气体排量极低及无需曝气等优势，被认为是最具研究潜势的厌氧氨氧化底物供给技术，成为近年来研究热点。本文首先介绍了短程反硝化工艺原理；其次从污泥源、反应时间、碳源类型、碳源量及pH等5个方面总结了影响短程反硝化工艺启动因素；随后综述了短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺的重要研究进展，同时指出了耦合工艺实验研究与工程应用的不足，并提出了解决实验与工程应用缺陷的方案；最后展望了耦合工艺处理城市污水和工业硝酸盐废水的可行性及应用前景，认为全面分析工业硝酸盐废水化学组分与基于分子生物学水平的宏基因组学测序、元转录组学技术是未来耦合工艺同步处理城市污水和工业硝酸盐废水的研究重点。     

生物质电厂废弃物草木灰成分分析及成形

生物质热电厂焚烧废弃物的主要成分是草木灰，其产生量大、密度小。大量草木灰不经处理会造成环境污染问题。本文首先分析草木灰的化学成分，确定草木灰的肥料特征，通过添加NH₄H₂PO₄使草木灰的pH达到国家复合肥的相关标准。选用聚天冬氨酸（30%水溶液）作为复合肥的黏结剂，应用于草木灰复合肥的成形造粒，以增加其抗压强度和肥效。研究不同烘干时间、烘干温度、聚天冬氨酸添加量对草木灰复合肥抗压强度的影响规律，通过分析植物的形态及生理指标，进而研究草木灰复合肥的肥效。结果表明：最佳烘干条件为10h、140℃，聚天冬氨酸对草木灰的抗压强度有明显的增强作用，并且草木灰与聚天冬氨酸的复配比为6g∶1mL时肥效最好。此方法解决了元素循环中断、草木灰环境污染，在运输过程中草木灰复合肥易碎，纯草木灰肥效低等问题。     

我国堆场磷石膏工程特性分析

磷石膏堆场的渗流及稳定性分析结果的可靠度取决于磷石膏物理力学参数的准确性,因此开展磷石膏工程特性研究十分必要。根据我国不同磷石膏堆场的试验数据,分别对磷石膏的物理性质、击实特性、渗透特性、固结特性和强度特性进行了分析。结果表明:磷石膏强度、压缩、渗透特性均与其压实程度密切相关,相同压实程度不同堆场磷石膏的物理力学性质相近;磷石膏渗透特性与其晶体形态有关;磷石膏在荷载作用下具有长期蠕变变形特性,磷石膏堆场封场后仍会发生较大沉降;深部磷石膏破坏时的应变大于浅层磷石膏;磷石膏剪切破坏时产生负孔隙水压力,实际工程中可通过测试孔压的变化了解堆场坝体的安全程度。     

CVD单晶金刚石[NV]和[SiV]缺陷的抑制与消除

反应气体中添加体积分数0.001%的N₂，研究CVD金刚石PL(photoluminescence spectroscopy，PL)光谱发现，与N杂质相关的[NV]0与[NV]-和与Si杂质相关的[SiV]是金刚石中的主要杂质缺陷。经过高温高压(high temperature and high pressure，HPHT)处理后，[NV]0峰的强度被削弱，[NV]-峰的强度被增强，[SiV]峰的强度被显著增强，并新出现了[SiV]-宽峰。反应气体中N₂体积分数降至0.000 1%并添加0.5%的O₂后，[NV]0与[NV]-峰消失，O₂升高至1%后[SiV]峰强度出现了明显降低，继续升高O₂含量，[SiV]峰强度下降趋势变缓，这些现象证明了添加少量O₂有助于CVD金刚石中N和Si杂质缺陷的抑制与消除。      

基于新旧《民用核安全设备无损检验人员资格管理规定(HAF602)》差异分析浅谈过渡期如何管理

为了适应和满足新法规要求，确保核电设备制造单位民用核安全设备无损检验人员队伍建设在法规新旧更替中平稳过渡，降低新旧法规变化带来的风险和影响，进而提升设备制造质量管理能力，作者通过对比新旧HAF602的差异，从法规修订意义、主要变化方面分析探讨应对策略，并对新老资格过渡期如何管理提出建议。     

空心球包覆处理制备氧化铝多孔陶瓷

采用浆料浸渍法在氧化铝空心球表面包覆高岭土和滑石粉(质量比为2∶3),利用高岭土和滑石粉引入的MgO-SiO2-Al2O3作为助烧剂,采用干压成型工艺制备氧化铝空心球多孔陶瓷,研究了高岭土和滑石粉包覆量对氧化铝空心球多孔陶瓷性能的影响。结果表明:随高岭土和滑石粉包覆量的增加,氧化铝空心球多孔陶瓷的相对密度、收缩率、抗弯强度和断裂韧性先减小后增大;当滑石粉和高岭土包覆量为11.5%(质量分数)时,氧化铝空心球多孔陶瓷的相对密度、线收缩率、抗弯强度和断裂韧性均分别达到最大值0.77、26%、177MPa和3.08MPa·m1/2。包覆后的氧化铝空心球多孔陶瓷的抗弯强度是未包覆的3倍。包覆适量高岭土和滑石粉明显改善了氧化铝空心球的界面结合强度。     

钢结构节点计算动态模型检验方法研究

针对钢结构有限元建模中出现的问题,提出基于时域下的模型相关性检验方法。在对时域响应序列二值化得到0-1序列的基础上,运用互信息量方法对试验与计算响应序列进行相关分析,进而检验钢结构节点计算模型的动态特性。结果表明,互信息量相关方法能有效地反映计算模型与实际结构的相关程度,用于检验钢结构计算模型节点焊缝处材料参数的合理性。     

多源融合SLAM的现状与挑战

同时定位与地图构建（simultaneous localization and mapping,SLAM）技术在过去几十年中取得了惊人的进步,并在现实生活中实现了大规模的应用。由于精度和鲁棒性的不足,以及场景的复杂性,使用单一传感器（如相机、激光雷达）的SLAM系统往往无法适应目标需求,故研究者们逐步探索并改进多源融合的SLAM解决方案。本文从3个层面回顾总结该领域的现有方法：1）多传感器融合（由两种及以上传感器组成的混合系统,如相机、激光雷达和惯性测量单元,可分为松耦合、紧耦合）;2）多特征基元融合（点、线、面、其他高维几何特征等与直接法相结合）;3）多维度信息融合（几何、语义、物理信息和深度神经网络的推理信息等相融合）。惯性测量单元和视觉、激光雷达的融合可以解决视觉里程计的漂移和尺度丢失问题,提高系统在非结构化或退化场景中的鲁棒性。此外,不同几何特征基元的融合,可以大大减少有效约束的程度,并可为自主导航任务提供更多的有用信息。另外,数据驱动下的基于深度学习的策略为SLAM系统开辟了新的道路。监督学习、无监督学习和混合监督学习等逐渐应用于SLAM系统的各个模块,如相对姿势估计、地图表示、闭环检测和后端优化等。学习方法与传统方法的结合将是提升SLAM系统性能的有效途径。本文分别对上述多源融合SLAM方法进行分析归纳,并指出其面临的挑战及未来发展方向。