摘要：随着微纳加工技术和新材料工艺的不断创新,应用于疾病诊断和治疗的电子器件呈现出小型化、柔性化和多功能化的发展趋势.在医学诊断和治疗领域,微创电子器件发挥着越来越重要的作用.微创诊断电子器件提供了靶向引导、手术监控和连续性诊断等功能,为组织病变的原位诊断提供了有效手段.微创治疗电子器件通过个性化调控的方式,为疾病治疗提供了多种选择,显著降低了患者的生理损伤和术后风险,提高了患者的康复速度.本文综述了应用于组织病变微创诊断与治疗的微纳电子器件的类型、特征及其设计思路,并从生化诊疗和物理诊疗技术的角度对其进行技术分析.最后,讨论了目前微纳电子器件在疾病微创诊断和治疗应用中面临的挑战与机遇.

摘要：滨海湿地多稳态是动力、地貌、植被长期互馈耦合的结果,其与生态系统景观结构、生态功能及系统健康可持续发展密切相关,也是滨海湿地生态研究的基础核心问题。围绕滨海湿地多稳态结构演变,本文选取漳江口滨海湿地作为多稳态研究典型靶区,基于多年遥感影像的归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)“峰态”判定法、信息熵理论等方法,辨识不同时期生态系统稳态特征,分析稳态结构演变的主要驱动因素,并基于稳态面积信息熵变化趋势分析滨海湿地生态系统稳态结构的有序性。结果表明,漳江口滨海湿地从单稳态向多稳态结构转换,稳态结构具有显著的阶段性变化特征;互花米草入侵导致生态系统稳态结构逐步转换并最终形成“红树林-互花米草(Spartina alterniflora)-光滩”多稳态,而滩涂养殖抑制了互花米草扩张,某种意义上维持着系统稳态结构稳定。在自然演替与人类活动共同作用下,生态系统稳态信息熵呈波动熵增趋势,表明漳江口滨海湿地处于自适应调整阶段,生态系统正处于无序发展,稳态结构尚不稳定,后续应密切研判互花米草扩散动态并设计有关生态修复预案,以保障生态系统平稳有序发展。

摘要：[目的/意义]钠离子电池正极材料的研究具有深远意义,本文对钠离子电池正极材料专利的研究态势展开分析,为钠离子电池正极材料领域的科学研究与技术开发提供参考。[方法/过程]本文基于专利视角,采用定量与定性相结合的专利情报分析方法,分析了钠离子电池专利的申请态势、地域分布及重点申请人情况,研究了正极材料的专利技术分布及开发动向,最后总结了正极材料设计与改性的技术策略与路径。[结果/结论]我国企业和科研院所在重视钠离子电池电极材料技术开发的同时,也要重视其专利保护。钠离子电池材料的技术开发和专利布局需要全面考虑技术、市场和竞争等多方面因素,并且要灵活应对不断变化的市场环境和技术竞争。

摘要：超声换能器作为生物医学超声系统的核心部件,其性能直接决定诊断和治疗效果。近年来,随着生物医学技术的发展,对高性能超声换能器的需求日益增长。本文综述了新型超声换能器在生物医学领域的最新研究进展,分析了小型、非接触空气耦合、透明、柔性、高频阵列以及低功率等不同类型超声换能器的性能特点,探讨了其在生物医学成像、治疗和神经调控等方面的应用前景,并总结了当前面临的挑战,包括换能器声功能材料选择、结构优化以及应用场景多元化等。未来研究应聚焦于新型声功能材料的开发、高性能换能器设计以及跨学科合作,以推动超声换能器技术更好地服务于生物医学应用。

摘要：聚合物锂离子电池的核心技术是研制高离子传导率、适宜的机械性能以及化学和电化学性能稳定的聚合物电解质材料。在众多寻求高性能聚合物电解质的研究工作中,由于硅氧烷基聚合物电解质具有灵活多样的分子结构设计、易于合成实施、优异的电化学性能和室温电导率等特点,一直是人们关注的热点领域。本文综述了近年来新型硅氧烷基聚合物电解质设计与合成的研究工作;重点介绍了采用聚硅氧烷嵌段、接枝聚合物通过共混、互穿网络结构、交联网络结构以及无机-有机复合等方法开展的相关聚合物电解质的研究工作。同时也介绍了聚硅氧烷电解质的研究方法和基于聚硅氧烷电解质的应用研究进展。

摘要：全球淡水资源日趋紧张.反渗透(reverse osmosis, RO)是目前最先进的淡化技术之一,占据了50%以上淡化市场.高性能RO膜可显著提高产水效率,但其高通量的特性也导致了严重的浓差极化与膜污染等共性难题,严重制约其进一步广泛应用.因此,在传统膜组件迭代设计方法的基础上,开发更高效的优化设计方法,可加速高性能RO膜的商业化,极具研究意义.本文采用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)和深度学习方法,结合超级计算,构建了多工况下基于高性能RO膜的海水淡化复杂进水通道的高维非线性传递模型:建立了RO膜组件进水通道中流体流动与盐组分传递的“多物理场全耦合高保真三维模型”;基于商业进水隔网在设计参数空间范围内进行类拉丁超立方抽样,生成726组不同工况CFD模型,并行计算规模可达2万核以上;基于数据驱动的深度学习方法,建立代理传递模型,可预测整个设计参数空间内大规模参数组合工况模型的三维局部速度、压力以及浓度分布,通过计算相对均方根误差,得到预测精度分别为93.5%、98.3%和95.1%,计算效率相比传统有限元方法提高了1~2个数量级.本文提出的高可扩展并行计算方法适用于多类型结构进水隔网的海量筛选和优化设计,为揭示RO膜组件中复杂流动与传递过程机理提供了可计算模型与数据支撑;构建的代理模型可进一步应用于工厂尺度系统设计,具有重要的研究和应用价值.

摘要：联动遥操作是排爆作业中对排爆机械臂的一种有效和便捷的操作方式,也是排爆机器人研制中的难点。本文在D-H方法基础上,针对所设计的排爆机械臂的机械结构,提出了一种简化实用的基于3臂杆6自由度机械臂的解析运动学模型,该运动学模型能得到解析的正运动学方程和逆运动学方程,从而能实现在控制系统中的实时计算。本文详细描述了基于该解析运动学模型的排爆机械臂联动遥操作控制系统的设计。实验表明,采用该解析运动学模型能大大提高对排爆机械臂操作的效率和排爆作业精细程度。

摘要：针对低检测概率环境下被动传感器阵列中的数据关联问题,提出了一种基于视线距离的数据关联新算法。首先详细分析了传统基于视线距离数据关联方法的不足,提出各个观测站对于同一个目标的平均视线距离应最小。同时,认为同一个目标只要被超过2/3的传感器所观测,此关联组合就有效。最后,利用关联组合的平均视线距离和有效传感器个数来设计模糊隶属度函数,以模糊关联隶属度最大为关联准则构建数据关联算法,给出了算法流程。实验结果表明,在检测概率不为1、误差较大的多目标环境下,提出的算法要明显优于传统方法。

摘要：草鱼(Ctenopharyngodon idella)对碳水化合物的利用能力显著优于脂肪,因此研究碳水化合物与蛋白的相互作用关系是解决草鱼配方策略的重要途径。实验探讨了中规格(460 g)草鱼和大规格(1970 g)草鱼饲料中蛋白与碳水化合物的相互作用关系。实验采用2×4的双因子实验设计,实验一:中规格草鱼饲料的2个淀粉梯度为25%和35%,4个蛋白梯度为22%、24%、26%和28%,共8个处理;实验二:大规格草鱼饲料的2个淀粉梯度为30%和40%,4个蛋白梯度为18%、20%、22%和24%,共8个处理。在56d的等量投喂后,实验结果显示:中规格草鱼的生长性能随着饲料蛋白水平的升高显著上升,在28%蛋白水平组达到最高(P0.05),且小麦淀粉水平40%组的生长性能显著高于30%组(P<0.05)。同时,中规格和大规格草鱼饲料分别添加35%和40%小麦淀粉时不会对草鱼的肝脏组织造成明显的负面影响。由此可见,在实验条件下,中规格和大规格草鱼分别在饲料小麦淀粉水平35%和40%以内时,可以有效地利用淀粉节约饲料蛋白而不造成肝脏组织损伤。

摘要：《义务教育生物学课程标准(2022年版)》增设了“生物学与社会·跨学科实践”学习主题。为促进跨学科实践的顺利开展,就新加坡meriSTEM@NIE研究中心提出的STEM四重奏(The S-T-E-M Quartet)教学框架进行介绍,并将其应用在跨学科实践主题教学设计中,以期为我国生物学教育工作者开展跨学科实践主题教学提供借鉴与启示。