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磁性巯基共价有机聚合物用于废水中有机污染物和重金属离子的同步去除
李建宇,李文博,刘丽君,何池洋*
合成可同步去除有机污染物和重金属离子的多功能吸附剂在纺织废水处理领域具有重要意义。为了实现苯系物和Hg(II)的同时吸附,合成了一种新型磁性巯基共价有机聚合物(Fe3O4@COP-S-SH)多功能吸附剂,通过引入四(苯基)芘的大面积共轭基团为吸附剂结合苯系物时提供了很强的π-π堆积和疏水作用,同时修饰上-S(CH2)2SH基团为吸附剂结合Hg(II)提供了强结合位点,而且其磁性内核使得吸附剂可以通过外部磁场快速从溶液中分离。研究表明:新型吸附剂对甲苯、间二甲苯和Hg(II)具有良好的热力学吸附能力,最大吸附容量分别为769.2、469.5和431.5 mg/g,高于现有大部分磁性吸附剂,且对三种污染物均表现出快速吸附动力学。Fe3O4@COP-S-SH对水中不同浓度的三种污染物均表现出高效同时吸附能力(吸附率分别为93.2%~98.5%、97.6%~99.5%和94.1%~99.0%),对模拟废水中共存的三种污染物都具有理想的同时吸附率(分别为91.1%、96.4%和87.0%),而且具有良好的可重复使用性能(至少可使用5次)。此类多 功能吸附剂比现有磁性吸附剂因只能单一吸附苯系物或Hg(II)而具有明显优势,因而有望能作为性能优异的吸附剂用于实际废水中对苯系物和Hg(II)的高容量去除。新材料的设计合成也为磁性多功能吸附剂的 制备提供了一条新途径。
含螺吡喃的力致变色聚酯型聚氨酯的合成及性能调控研究
欧双铭,詹慧慧,程伟杰,刘飞霞,程 苗,王雯雯*
力致变色弹性材料在柔性显示、智能医疗监测、材料损伤预警等领域均表现出广泛的应用前景。然而,制备一种既具有高韧性又能灵敏响应外力的力致变色弹性体仍存在一定挑战。通过溶液聚合成功合成了以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)作为硬链段、聚己二酸-1,4-丁二醇酯(PBA-1000)作为柔性链段且含有螺吡喃(SP)基团的聚氨酯弹性体,通过调控柔性与刚性链段的比例优化了材料性能,采用液相色谱-质谱联用(LC-MS)、傅里叶红外光谱(FTIR)、紫外-可见-近红外光谱仪(UV-Vis)对弹性体的结构进行了分析,采用凝胶渗透色谱仪(GPC)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析仪(TGA)和X射线衍射仪(XRD)对弹性体的分子量、热性能以及结晶性能进行了分析。进一步采用万能拉力试验对聚氨酯弹性体的力学性能、回弹性及力致变色灵敏度进行了研究。结果表明:该弹性体在不同拉伸应变下均表现出清晰的颜色变化,循环10次后的剩余应变为70%(预设应变为150%)。弹性体的变色临界应变(εMC)为129%。
基于多特征融合的PSO-SVM优化算法睡眠脑电方法
张亚倩,刘 皓
针对现有睡眠分期方法存在特征维度单一和超参数优化效率低的问题,提出了一种融合时频域特征与非线性动力学参数的多特征分析方法,结合粒子群优化(Particle Swarm Optimization, PSO)算法改进支持向量机(Support Vector Machines, SVM)分类模型,实现睡眠脑电信号的分期。通过小波阈值去噪与主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)降维,将特征维度从15维降至6维(累计贡献率92.3%),构建包含时域统计量、频段能量比及非线性的特征集,利用PSO优化SVM核参数 γ和惩罚因子 C ,以提升分类性能。在Sleep-EDF公开数据集(10名受试者,4526段数据)的5折交叉验证中,整体准确率达90%以上,较传统网格搜索法提升8.2个百分点。实验结果表明:该方法通过特征 融合与参数优化,为临床睡眠监测设备开发提供了可靠的技术方案。
葡萄糖传感器的研究进展
王太仙a ,罗嘉怡b ,张宏伟b*
葡萄糖传感器是血糖检测技术的核心,可以满足糖尿病等慢性疾病精准血糖监测的需求。根据葡萄糖传感器中是否有酶参与反应,葡萄糖传感器可分为有酶葡萄糖传感器和无酶葡萄糖传感器。在分别介绍两类电化学葡萄糖传感器的检测原理的基础上,重点介绍了近年金属材料、金属化合物、金属有机骨架和碳材料等在无酶葡萄糖传感器方面应用的研究进展。其中,金属纳米材料主要讨论了金基纳米粒子、铂基纳米粒子;金属化合物材料主要讨论了ZnO、Co3O4和Ni-Co 双金属磷化物;金属有机框架(MOF)主要讨论了单金属MOF、双金属MOF和MOF的复合物材料;碳材料主要讨论了碳纳米管、石墨烯和碳点。最后,对葡萄糖传感器未来的发展方向进行了展望。
步态识别智能护膝的制备及其在关节康复训练中的应用
卢 妍1 ,李 哲1 ,刘英存1 ,夏 敏1 ,李 杰2 ,方 剑1*
随着智能可穿戴产品不断涌现,兼顾舒适性与智能性的服装越来越受消费者喜爱。智能传感设备与服装相结合,可以极大地发挥智能性、舒适性和质轻性等特点,从而广泛应用于人体监测、医疗康复及运动竞技等领域。将锦纶、导电银纱线和氨纶进行编织,制备了一种弹性电容型纱线应变传感器,并将其成功集成到运动护膝中。通过合理布局传感器区域,确保传感器准确地感知人体运动,实现了具有高灵敏度和稳定性的多区域应变传感智能护膝的设计与制备。收集人体异常步态运动数据,采用高效的运动特征提取和机器学习算法对数据进行分析与识别,最终成功构建了智能关节损伤康复辅助训练系统,为康复训练领域带来了新的发展机遇。
芋突结构织物制备及其服用性能研究
许多1,2,陈泽1,刘可帅1,方剑2,徐卫林1
受芋头结构启发,针对传统织物呈二维平面结构,难以大量负载功能材料的问题,通过对其进行热湿定型处理形成不同尺寸的多维“芋突结构织物”,并与未处理的二维结构织物进行表观结构和服用性能比较。进一步采用超声缝合方式将具有保暖特性的功能材料封装至多维芋突结构织物的内部空间中,制备负载大量保暖功能材料的“芋突包埋织物”,并对其保暖性能进行测试。结果表明:经热湿定型处理后多维芋突结构织物具有良好的保型性,在力学性能基本保持不变的前提下,透气性和透湿性提高,手感风格有所改变;所制备的芋突包埋织物的保暖材料负载体积可达到1260 cm3/m2,相较未处理的二维织物保暖性能显著提升。
压阻式纱线传感器的研究进展
杨鹏飞,刘 皓
近年来,压阻式纱线传感器凭借其高柔韧性、可编织性及轻量化特性,成为可穿戴技术的重要创新方向。针对压阻式纱线传感器,系统综述了工作原理、材料选择(基底材料、电极材料、导电材料)与结构设计(单纤维、交叉排列、加捻),并探讨了其在健康监测和人机交互中的应用潜力,最后提出了“材料、结构、算法并重发展”的未来方向。未来研究需要通过开发仿生自修复材料、优化低成本制造工艺、集成多模态传感单元,以突破环境敏感性不足、规模化应用有限与功能单一的三重限制,从而推动下一代智能纺织品的发展。
基于对称点模式和SE注意力机制的纺织废品定性分析模型的研究
黄 裕,肖志权*
针对废旧纺织品成分定性分析中红外光谱数据特征重叠严重、传统模型分类精度不足的问题,提出了一种基于SDP(symmetrized dot patterns)和SE(Squeeze excitation)注意力机制的深度学习模型。通过采集纤维素、羊毛、涤纶等20类单一及混合组分纺织纤维的红外光谱数据(每类400训练集、200测试集),利用SDP转换将光谱数据映射为极坐标图像,有效增强特征可分性,并通过实验确定最佳参数(增益角度g=30°,间隔系数b=29)。在此基础上,结合空洞卷积扩大感受野,并引入SE注意力机制优化特征通道权重分配,构建了SE-DCNN模型。消融实验表明:融合SE模块与空洞卷积后,模型在测试集上的决定系数(R²)提升至0.992,平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)分别降至0.64和2.24。与传统方法(如SVM、PCA+KNN)及1D-CNN相比,SE-DCNN在混合组分预测任务中表现最优(测试集R²=0.947,MAE=1.05)。

摘要(
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