摘要：具有光动力和声动力性能的多功能纳米试剂在肿瘤治疗中吸引了广泛的关注,但设计和制备“一体化”型单组分多功能纳米材料仍然具有挑战性.因此,本研究合成了光动力和声动力“一体化”型的锆-原卟啉IX(PpIX)配位纳米颗粒(ZrPs),平均尺寸约为50 nm.通过紫外吸收光谱、傅里叶红外光谱和荧光光谱研究发现ZrPs中Zr4+仅与PpIX中的羧基配位.采用了1,3-二苯基异苯并呋喃(DPBF)作为活性氧(ROS)指示剂来测试ZrPs的光动力治疗和声动力治疗的效果.在光照/超声激发条件下(5 min),发现分别有59.7%(光)和22.8%(超声)的DPBF被ZrPs产生的ROS氧化,表明ZrPs可作为多功能纳米材料在光/超声条件下高效地产生ROS.此外,ZrPs在体外细胞实验中显示出良好的生物安全性,可以被肿瘤细胞有效内吞/摄取.同时细胞内的ZrPs在光/超声激发条件下可以高效地产生ROS用于光动力/声动力治疗杀死肿瘤细胞.因此,本研究不仅提出了ZrPs可以作为PDT-SDT治疗的“all-in-one”型多功能纳米材料,而且为设计其它具有与PpIX结构相似的光/声敏剂分子用于生物应用领域提供了一些见解.

摘要：卷积神经网络已经成为强大的分割模型,但通常为手动设计,这需要大量时间并且可能导致庞大而复杂的网络.人们对自动设计能够准确分割特定领域图像的高效网络架构越来越感兴趣,然而大部分方法或者没有考虑构建更加灵活的网络架构,或者没有考虑多个目标优化模型.鉴于此,提出一种称为AdaMo-ECNAS的自适应多目标进化卷积神经架构搜索算法,用于特定领域的图像分割,在进化过程中考虑多个性能指标并通过优化模型的多目标适应特定的数据集.AdaMo-ECNAS可以构建灵活多变的预测分割模型,其网络架构和超参数通过基于多目标进化的算法找到,算法基于自适应PBI实现3个目标进化问题,即提升预测分割的F1-score、最大限度减少计算成本以及最大限度挖掘额外训练潜能.将AdaMo-ECNAS在两个真实数据集上进行评估,结果表明所提出方法与其他先进算法相比具有较高的竞争性,甚至是超越的.

摘要：目前对高性能与高稳定性的电催化剂进行精准合成仍然是亟待解决的问题。熵作为是最重要的热力学参数之一,是描述体系无序程度的物理量,其数值主要由材料的结构、磁矩、原子和电子振动共同决定。根据体系的构型熵值,我们通常将材料分为低熵材料(ΔS_(mix)1.5R)。随着熵值的增加,材料本征的物理与化学性质也会随之发生相应的变化。得益于不同金属元素的共存,在界面处原子级的多组分排列,所产生的协同性高熵效应能够有效地提升电催化反应的活性,因此在电催化领域中得到了广泛的研究关注。本综述对高熵电催化剂的基本概念、合成路线(“自上而下”与“自下而上”)以及在不同电催化反应类型中的高熵材料结构与性能之间的构效关系进行了系统总结,主要包括析氢(HER)、析氧(OER)、氧还原(ORR)、醇氧化(AOR)、氮还原(NRR)和二氧化碳还原反应(CO_(2)RR)等,从而阐明熵增工程对高性能电催化剂设计与应用的优势与潜力。同时,针对目前高熵催化剂研究所面临的主要问题与挑战,对未来基于熵增工程的高熵电催化剂的设计思路与合成方法进行展望。

摘要：以沙棘(Hippophae rhamnoides)优良品种“实优1号”为材料,对其叶片进行转录组测序,利用微卫星识别软件(microsatellite identification tool,MISA)和Primer 3(version 2.3.4)对获得的序列进行简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)位点挖掘和引物设计,以收集的42份沙棘品种为研究材料,开展聚合酶链式反应(PCR)和毛细管电泳检测,旨在开发一套多态性高、稳定性好和通用性强的表达序列标签微卫星(express sequence tags from simple sequence repeat,EST-SSR)引物,构建沙棘指纹图谱,从而实现沙棘品种的快速准确鉴定,并对沙棘品种间亲缘关系进行分析。“实优1号”转录组测序共获得6196个SSR位点,其中,重复基元类型为182种,SSR基序长度主要分布在10~21 bp区间,占全部SSR的81.58%,主要SSR重复类型为单核苷酸重复(48.72%)、二核苷酸重复(22.68%)和三核苷酸重复(18.85%)。利用筛选出的28对引物在42份沙棘品种中共检测出193个等位基因,等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)、多态信息含量(PIC)和Shannon信息指数(I)等遗传多样性参数的均值分别为6.964、3.495、0.617、0.671、0.623和1.384。UPGMA聚类分析表明,42份沙棘品种间的遗传相似性系数为0.601~0.990,当遗传相似性系数为0.694时,供试品种可分为2组;当遗传相似性系数约为0.7402时,供试品种可分为3组。优选6对引物构建指纹图谱,可以实现沙棘品种的快速准确鉴定。该研究可为沙棘的良种鉴定、指纹图谱构建以及遗传多样性和亲缘关系分析等提供分子水平的理论基础和数据支撑。

摘要：基于磁电耦合效应的血流检测及血管成像是实现心血管疾病早期诊疗的有效方法之一。该文基于磁场与血流耦合电效应,设计一种用于动脉血管扫描成像的组合线圈结构,产生带有零磁场线(FFL)区域的线性梯度磁场;在此结构的基础上,通过控制激励电流驱动FFL实现成像区域双向扫描;结合卷积神经网络(CNN)实现磁电耦合信号与血管信息的非线性映射,进而提出一种基于线性零磁场的动脉血管扫描成像新方法。采用多物理场仿真软件COMSOL对基于线性零磁场的血管扫描成像方法进行建模,求解磁电耦合信号,验证了所提出方法的合理性和有效性。结果表明,线性梯度磁场模式下的磁电耦合信号含有血管位置、半径等信息;CNN重建血管位置误差平均值为1.5694 mm,重建血管半径的方均误差(MSE)和相关系数(CC)平均值分别为0.0548和0.9870。研究结果可用于血管成像装置设计及后续相关临床应用提供研究支撑。

摘要：近年来,具有可控元素分布的铜基多金属纳米晶作为CO_(2)还原反应(CO_(2)RR)的电催化剂,受到了广泛研究。通过对铜电催化剂进行二次甚至多次的金属元素修饰,能够有效改变其整体d带结构并引起d带中心的位移。这种变化可以影响铜对关键中间体的表面亲和力,从而影响后续的催化途径。除了调整电子结构,形貌工程也成为提高CO_(2)RR电催化性能的有效手段。相对于随机形状的球形颗粒,基于二维纳米片构建的三维多孔结构有利于最大限度地暴露表面原子,为催化过程中产生的关键中间体提供丰富的扩散通道和反应中心。然而,通过设计合成路线构建这种类型的纳米结构是一项技术挑战,传统的分步自组装策略耗时且难以精确控制结构。因此,我们的研究旨在实现高纯度的合成方法,制备这种独特的纳米结构,并精确调控元素组成和电子结构,以探索结构优势与CO_(2)RR电化学性能改善之间的潜在关系,具有重要的应用价值。在此研究中,我们合理设计了钯-铜-银(Pd-Cu-Ag)纳米晶的二维-三维杂化结构,实现了可控的合成过程,并验证了其在电化学CO_(2)还原中的应用潜力。合成过程中,通过使用封装剂十八烷基三甲基氯化铵,成功地将Au@Cu_(x)O纳米球转化为层状CuAg纳米花(HNFs)。有趣的是,该过程中原位形成了作为构建单元的纳米薄片。通过对CuAg HNFs与Na_(2)PdCl_(4)进行电偶置换,除去了Ag和Cu,引入了零价的Pd,并在纳米片上形成了大量孔隙。我们对这些CuAg电催化剂进行了CO_(2)RR测试,结果显示Pd_(0.7)Cu_(40.0)Ag_(59.7)PHNs在C_(2+)产物选择性(69.5%)和C_(2+)分电流密度(-349.1mA·cm^(-2))方面表现出最佳性能。密度泛函理论(DFT)模拟表明,PdAgCu表面具有独特的电子性质,降低了C-C偶联反应的能垒,凸显了Pd掺杂对CuAg电催化剂CO_(2)还原的卓越性能。本研究为基于多孔纳米薄片构建多层次多金属纳米结构提供了一种直观方法,并验证了其在电催化方面的结构优势,为高效的CO_(2)RR催化剂的合理设计提供了依据。

摘要：如今图像信息安全面临着严峻的考验,而图像加密技术是应对这一考验最有效的手段之一。由于提升方案在图像加密中具有更快的加解密速度和良好的安全性,所以越来越多基于提升方案的加密系统被提出。文中提出了一种改进类提升方案的双彩色图像加密系统。首先,将彩色图像分成3个通道:R通道、G通道和B通道。然后,将每个图像分别当成魔方的6个面,使用随机序列控制魔方的旋转,从而达到置乱和加密图像的效果。其次,为了使整个系统具有更高的安全性,将改进类提升方案的更新和预测函数由类感知器网络(Perceptron-Like Network,PLN)代替。与原先运算简单的线性函数相比,PLN具有更加复杂的计算和不可预测性。通过所提结构得到的加密图像具有更高的加密质量,因此可以更好地将图像信息扩散到各个像素之间。大量的实验结果表明,该系统可以很好地抵抗各种攻击,具有很高的安全性;并且本系统对普通图像和密钥都具有很强的敏感性,因此可以应用于实际的图像加密。

摘要：纯相光催化材料的产氢性能主要受限于较低的电荷分离效率和缓慢的界面催化反应速率.表面负载助催化剂因其能够实现快速转移光生电子和提供界面催化活性中心被认为是促进电荷分离和提升界面催化反应的有效手段.贵金属类材料,尤其是金属铂(Pt),被认为是光催化产氢领域的理想助剂,但储量低和价格昂贵严重制约了其大规模实际应用.因此,发展低成本的产氢助剂对未来光催化产氢技术的发展至关重要.金属银(Ag)是一种优异的导电金属材料,其高电导率(6.3×10^(7) S m^(–1))能够在光催化产氢反应中快速转移光生电子,从而极大地抑制光生电子-空穴对的复合.与金属Pt相比,Ag作为助剂在光催化体系中的析氢活性并不理想,这主要归因于Ag表面缺乏有效的产氢活性位点,使得界面催化产氢反应速率受到极大限制,最终表现出较低的光催化产氢活性.因此,优化Ag表面性质并提供丰富的界面产氢活性位点对于提升Ag助剂的光催化产氢活性具有重要意义.本文采用原位表面/界面工程策略对金属Ag助剂进行改性,以设计高效的Ag修饰光催化材料.首先通过一步光沉积方法制备了Ag纳米粒子修饰的TiO_(2)光催化材料,然后,将金属Ag纳米粒子表面部分原位硒化为非晶态AgSe_(x),成功制备了新型核壳结构Ag@AgSe_(x)助剂修饰的TiO_(2)光催化剂(TiO_(2)/Ag@AgSe_(x)).X射线衍射、高分辨透射电镜、X射线光电子能谱等表征结果表明,所得结构为Ag@AgSe_(x)助剂的核壳结构.光催化结果表明,TiO_(2)/Ag@AgSe_(x)光催化剂具有比TiO_(2)和TiO_(2)/Ag更高的光催化产氢速率,其中TiO_(2)/Ag@AgSe_(x)(20μL)表现出最高的光催化产氢速率,是TiO_(2)/Ag样品的2.4倍.结合原位X射线光电子能谱和密度泛函理论计算结果认为,TiO_(2)/Ag@AgSe_(x)光催化剂的高效产氢活性可以归因于金属Ag核和非晶AgSe_(x)壳的协同机制,即具有优良导电性的金属Ag核可以有效且快速地转移光生电子,而非晶态AgSe_(x)壳可以提供大量的产氢活性中心,最终实现高效的电荷分离效率和快速的界面催化反应,显著提升TiO_(2)的光催化产氢活性.综上,本文为构建高效的Ag改性光催化剂以及开发经济高效的太阳能转换助催化剂提供了新的思路.

摘要：空间太阳观测光学载荷在轨期间需要对日定向长期工作,入射窗位于载荷最前端,直接面对太阳,工作环境十分恶劣,因此入射窗的设计尤为重要。首先对入射窗进行了光-机-热一体化太阳直射热流影响抑制的设计,然后研究了入射窗的热分析方法以评估其对太阳热流的抑制能力,并设计了专门的热平衡试验以验证设计的合理性与分析方法的正确性,最后对热分析数学模型进行了修正,修正后模型的分析结果与试验结果吻合良好。将修正后的模型用于预测入射窗组件的实际在轨温度水平,分析得到窗口玻璃的最高温度为26.3℃,同时主镜温度可以稳定控制在22±2℃,说明所设计的入射窗组件能够满足在轨使用需求并留有一定的余量。

摘要：在现有的红外和可见光图像融合方法中,融合图像中的细节信息丢失严重,视觉效果不佳.针对上述问题,文中提出基于差异双分支编码器的多阶段图像融合方法.通过两支不同结构的编码器提取多模态图像的特征,增强特征的多样性.设计多阶段的融合策略,实现精细化图像融合.首先,在差异双分支编码器中,对两个编码分支提取的差异性特征进行初级融合.然后,在融合阶段,对多模态图像的显著性特征进行中级融合.最后,使用远程横向连接将差异双分支编码器的浅层特征传送给解码器,同时指导融合过程和图像重建.对比实验表明,文中算法可增强融合图像的细节信息,并在视觉效果和客观评价上都较优.