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• 2020年, 48卷, 第5期
  刊出日期：2020-10-25

    

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  HBPE@Py@PGMA的合成及其在石墨烯液相剥离中的应用

  徐立新，胡佳伟

  2020, 48(5): 473-480.

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  用Pd-diimine催化剂通过独特的链行走反应,在25℃,乙烯压力为0.1 MPa下将芘-Py单体（丙烯酸芘甲酯）及BIEA单体（2-（2-溴异丁酰溴））引入HBPE（超支化聚乙烯）结构中,一步法合成表面具有多个芘基和酰溴基团的超支化聚合物HBPE@Py@Br。并通过ATRP反应将GMA（甲基丙烯酸缩水甘油酯）单体引入HBPE@Py@Br中,合成得到HBPE@Py@PGMA。通过核磁共振波谱（1H NMR）、凝胶渗透色谱（GPC）对所得聚合物的结构和成分进行分析表征。同时利用该共聚物作为石墨烯液相剥离稳定剂,在氯仿溶剂中液相超声剥离天然石墨,得到稳定分散的石墨烯溶液。通过紫外-可见吸收光谱、高分辨透射电镜、广角X射线衍射分析、拉曼光谱、红外光谱等测试手段对石墨烯进行表征,发现石墨烯缺陷较少、分散均匀,并与环氧树脂复合得到石墨烯分散均匀的环氧树脂复合材料。
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  钢管双面环氧喷涂层成形过程热传递数值模拟

  杨芳儿，高蔓斌，杨伟方，陈文豪，邓世林，郑晓华

  2020, 48(5): 481-484.

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   采用DEFORM-3D软件对双面环氧涂覆钢管的一次加热涂覆工艺的热传递过程进行了数值模拟,计算了钢管及涂层的热量转移及相应的温度变化曲线。同时采用实验法进行涂覆工艺试验,获得了相应工艺参数,并与模拟结果进行比较。结果表明:模拟计算的结果与实际情况吻合良好,对后续涂覆工艺参数的优化具有积极的指导意义。 
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  基底温度对环氧树脂喷涂层耐磨性的影响

  郑晓华，王涛，王遵圣，杨伟方，杨芳儿

  2020, 48(5): 485-489.

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  采用粉末喷枪在不同加热温度的Q235B钢板表面喷涂环氧树脂粉末制备环氧树脂防护涂层。使用差示扫描量热仪、维氏硬度计、球盘式摩擦磨损试验机、台阶仪等对涂层的固化度、硬度以及大气环境(相对湿度≈45%)中的摩擦学性能进行表征,采用扫描电子显微镜(SEM)对涂层磨损前后的表面形貌进行观察。结果表明:环氧树脂涂层表面平整,结构致密;随着钢板加热温度的升高,其固化度、硬度先升高后降低,摩擦因数和磨损率先降低后升高。加热温度为200℃时,涂层的固化度、硬度最高,摩擦因数和磨损率最低,综合性能优异。 
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  石蜡@SnO2-Al2O3微胶囊复合相变材料的合成及其热物性

  马晓春，刘函，陈晨，刘延君，张林

  2020, 48(5): 490-494.

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   通过原位化学沉积的方法制备了石蜡@SnO2-Al2O3微胶囊复合相变材料,采用场发射扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）以及X射线衍射仪（XRD）等方法测定分析了该复合相变材料的微观表面形貌、化学构成和晶体结构;采用差示扫描量热计（DSC）、热导率仪和热重分析仪（TGA）法测试分析了该复合材料的相变特性、热导率以及热稳定性等热物性。结果表明:原位化学沉积方法可成功制备石蜡@SnO2-Al2O3微胶囊复合相变材料,且石蜡@SnO2-Al2O3复合材料具有明显的核壳结构;石蜡@SnO2-Al2O3微胶囊复合相变材料的相变潜热为85.14 J/g,该复合材料的热导率有明显提高,并在190℃以下表现出优异的热稳定性能。 
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  汉高自泳涂料Aquence 930的检测与维护

  谢德，明陆彬，余嘉伟

  2020, 48(5): 495-499.

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  研究了汉高自泳涂料Aquence 930的检测和维护。结果表明:氧化还原电位(ORP)、固体份含量和温度是自泳漆涂装最重要的3个工艺参数,其中又以ORP最易发生变化,也是对自泳漆涂装影响最大的因素。采用铂电极、耐酸盐桥和饱和甘汞电极可以准确测量ORP,测得的ORP波动在0.5 mV以内。载体、搅拌和过滤对自泳漆固体份的测定影响很大。测量固体份含量时使用表面皿比用烧杯准确。测量固体份之前需要搅拌和过滤。对于自泳漆的维护,首先调整固体份含量,其次调整ORP,最后调整pH和铁离子含量。一般情况下,调整固体份含量、ORP和pH至控制范围后,自泳漆的其他参数也被调整到控制范围。 
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  气质联用-内标法检测鱼体内的醚菊酯

  徐超，邹德靓，周依铂，刘劲松，孙琴琴

  2020, 48(5): 500-503.

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  为建立一种用气质联用来测定鱼体内醚菊酯的方法,将鱼类样品经过冷冻干燥后用环己烷和乙酸乙酯的混合溶液进行萃取,再经过去脂、样品净化、旋转蒸发、氮吹、定容,并最终使用气相色谱-质谱联用仪检测,并以苝-d12作为内标物质用内标法进行定量。实验结果表明:醚菊酯在0.02～1.00μg/mL的质量浓度范围内线性良好,方法检出限为1.58 ng/mL。与已有方法相比,使用气质联用的方法检测鱼类样品中的醚菊酯,简便快捷、灵敏准确,能够满足测定要求。
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  牛膝炮制品对骨质疏松斑马鱼的影响

  陶益，江恩赐，姜慧洁，颜继忠，蔡宝昌

  2020, 48(5): 504-507.

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  为了构建斑马鱼骨质疏松模型,研究牛膝生、盐炙品对骨质疏松症的治疗作用,并探讨其作用机制。采用泼尼松龙诱导斑马鱼骨质疏松模型,加入生、盐牛膝水提液干预培养,利用茜素红染色法对干预后的斑马鱼骨质疏松模型骨矿化量改善情况进行定量分析,采用Western Blot方法分析不同组别斑马鱼TGF-β/Smad信号通路蛋白水平变化。结果表明:牛膝生、盐炙品均能显著提高斑马鱼骨质疏松模型的骨矿化量,显著上调TGF-β1、p-Smad 2/3及Smad 4蛋白表达水平,下调Smad 7蛋白表达水平,盐牛膝的调控力度大于生牛膝。因此生、盐牛膝发挥抗骨质疏松作用机制可能与其调控TGF-β/Smad信号通路有关,盐牛膝的治疗效果优于生牛膝。 
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  黑木耳寡糖在嗜酸乳杆菌微胶囊中的作用

  何荣军，刘高丹，项群然，孙培龙

  2020, 48(5): 508-513.

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  对黑木耳低聚糖在嗜酸乳杆菌包埋过程及其对嗜酸乳杆菌的保护作用进行了研究。结果表明:黑木耳低聚糖对嗜酸乳杆菌具有较好的益生作用;以黑木耳低聚糖和乳清蛋白为壁材,采用转谷氨酰胺酶诱导的乳化凝胶法制备得到的嗜酸乳杆菌微胶囊,呈现不规则球型聚集态,平均粒径约为41.7μm,嗜酸乳杆菌的包埋率为86.8%;和包埋前相比,壁材中加入黑木耳低聚糖能够明显增加嗜酸乳杆菌微胶囊的包埋率,嗜酸乳杆菌微胶囊中的活菌在体外模拟胃肠液中或4,25℃下贮藏时的存活率显著提高:在模拟胃液中2 h,活菌数下降了30.6%,在模拟肠液中4 h,活菌数下降了8.4%;微胶囊冻干粉在4,25℃条件下储藏35 d,活菌数分别为8.5,6.3 log CFU/g,均达到了益生菌类保健食品中的指标。 
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  Fe3O4@SiO2@C14mimBF4磁性固相萃取技术用于水中磺胺类药物分析

  叶学敏，董丹琪，邵华，曹小吉，莫卫民

  2020, 48(5): 514-519.

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  构建了Fe3O4@SiO2@C14mimBF4磁性混合半胶束固相萃取体系,结合超高效液相色谱法,分析检测了环境水体中的痕量磺胺类药物。考察了C14mimBF4浓度、Fe3O4@SiO2用量、离子强度、超声萃取时间等因素对磺胺药物萃取效果的影响。结果表明,在pH值为10的碱性条件下,10 mL水样中加入5 mg Fe3O4@SiO2和最终质量浓度为300μg/mL的C14mimBF4可以实现4种磺胺类化合物（磺胺噻唑、磺胺甲二唑、磺胺苯甲酰、磺胺氯吡嗪）的快速吸附。结合超高效液相色谱法,所建立的方法检出限为1.21～2.25μg/L,水样加标回收率为70%～100%,可用于环境水体中磺胺类药物的痕量分析。与传统的固相萃取方法相比,该方法具有绿色环保（有机溶剂用量少,磁性材料用量少并可重复利用）、简便快速（磁性分离操作简便、分离速度快,避免繁琐的过柱程序）、分析物易洗脱等优点。
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  Fe/Cu催化还原降解饮用水中2-溴乙酰胺

  丁春生，王苗新，陈嘉都，朱荣辉，毛莎

  2020, 48(5): 520-525.

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  为了降解饮用水中2-溴乙酰胺（MBAcAm）,采用Fe/Cu催化还原的方法去除饮用水中的MBAcAm,考察Fe/Cu质量比、Fe/Cu投加量、温度和MBAcAm初始浓度对Fe/Cu催化还原降解MBAcAm的影响。结果表明:Fe/Cu催化还原技术对MBAcAm的去除效果优于单质铁还原技术,Fe/Cu混合物质量比为10时,去除效果是单质铁的1.56倍;Fe/Cu混合物的投加量增加有助于MBAcAm的去除;提高温度有助于去除溶液中的MBAcAm;MBAcAm的去除总体上随MBAcAm初始浓度的增大而增大。Fe/Cu催化还原技术去除MBAcAm的反应过程符合一级动力学规律。 
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  基于灰色模糊理论的智慧工程实验室评价

  张武毅，徐伟，桑景红，张利莎

  2020, 48(5): 526-531.

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  随着智慧工程实验室的不断推广运用,智慧工程实验室的评价成为新时代的一个热点问题。由于智慧工程实验室功能较多以及复杂多变,难以用量化的方法来衡量其主要影响因素对于实验室的重要度。为了研究智慧工程实验室在实际工程中的应用,以浙江交科公司为例,运用灰色关联度和模糊层次分析法进行研究。结果表明:智慧工程实验室相比传统的检测方法而言,有利于改善用户和实验室间的资源交互方式,达到信息的交换、提取、共享。 
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  黏弹性边界对圆形衬砌隧道动力响应的影响

  袁宗浩，戴凯鑫，潘晓东，蔡袁强，史吏

  2020, 48(5): 532-540.

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  引入黏弹性边界模型,研究了3种瞬态荷载形式下黏弹性边界上径向刚度系数K_r与阻尼系数C_r对饱和土体与衬砌的径向位移、应力的影响。当K_r趋向于无穷,C_r趋向于0,黏弹性边界退化为完美黏结边界,取退化条件下的黏弹性边界参数同完美黏结边界条件下土体径向位移、应力进行对比,验证了黏弹性边界条件下的解答。分析了突加荷载、阶跃荷载和三角脉冲荷载下不同K_r与C_r值对饱和土体与衬砌的影响,结果表明:3种荷载作用下,刚度系数对土体与衬砌的径向位移、应力影响较大,阻尼系数对土体与衬砌的径向位移、应力影响较小;3种瞬态荷载峰值相同的情况下,突加荷载引起的土体与衬砌的径向位移、应力大于阶跃荷载和三角脉冲荷载。 
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  考虑成本和环境影响的RC梁可持续优化 

  章玉容，徐雅琴，袁伟斌，王龙龙

  2020, 48(5): 541-548.

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  随着可持续意识的提高,降低土木工程结构的环境影响已成为结构工程师亟需解决的问题之一。区别于传统的结构优化(成本最小化或者重量最小化),以环境影响和成本为目标函数,构建了钢筋混凝土梁的可持续设计优化模型。众多的环境影响类别增加了可持续决策制定的难度,为了增加钢筋混凝土结构可持续优化结果的科学性,采用GaBi软件,通过对混凝土和钢筋的各类环境影响评价指标进行归一化处理,得到其环境影响得分。以钢筋混凝土梁为例,分析了截面宽度、高度和混凝土强度等级对成本优化方案和环境优化方案的影响。通过优化可以更加有效地使用混凝土和钢材,显著降低混凝土结构的环境影响,从而帮助工程师能够在经济性和环境影响之间进行权衡。 
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  基于静力虚拟变形法的桥梁结构损伤识别研究

  金靖，傅林峰，陈韵，叶亮

  2020, 48(5): 549-556.

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  静力虚拟变形法(VDM)在结构损伤识别中计算效率高、识别结果精确,但是其损伤识别应用范围仍局限于平面桁架及桥梁吊杆。拓展了静力VDM在结构损伤识别中的应用范围,并将其用于桥梁结构梁单元的损伤识别。首先,介绍了已有的静力VDM在平面桁架结构中的损伤识别理论;其次,引入了应变转换矩阵,将静力VDM损伤识别理论的应用范围从桁架结构拓展至三维梁单元,并以连续梁有限元模型进行了验证;最后,用静力VDM对某实际桥梁结构梁单元的损伤进行识别,并以现场观测的方法对损伤识别结果进行了初步验证。结果表明静力VDM能够有效地对桥梁结构梁单元进行损伤识别。 
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  基于Wi-Fi的便携智能笔控制系统设计

  董辉，田叮，彭宣聪，唐旺山，吴祥

  2020, 48(5): 557-562.

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  基于Wi-Fi无线通讯与互联网技术,开发了一款低成本的联网型无线便携智能笔控制系统。无线便携智能笔具有文字图像拍摄、数据交互、数据显示等功能,无线便携智能笔控制系统软件实现对联网的参数设置、图像压缩处理、OLED屏幕数据显示和锂电池监控。该系统的最大特点是实现了组网灵活、数据交互便捷、性能优越和成本低廉设计,满足市场上对多功能和成本限制的便携智能笔控制系统的需求。结果表明系统性能稳定可靠。 
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  基于神经网络的手骨特征区域自适应提取方法

  丁维龙，丁潇，池凯凯，陈琦，毛科技

  2020, 48(5): 562-569.

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  准确分析手腕骨特征骨块的成熟等级是骨龄判别的关键。在骨龄的自动评估中,通过多特征区域识别最终得到骨龄是目前研究的主要方法。钩骨和桡骨在中国人手腕骨发育标准CHN法骨龄评价中所占的权重较大。针对手腕骨特征骨块周边干扰骨块多、识别困难的问题,提出了一种基于BP神经网络的手腕骨特征区域自适应提取方法,可以根据手部X光片所属者的身高和年龄信息,自适应提取出特征骨块,最后搭建卷积神经网络对钩骨、桡骨的成熟等级进行评价。实验结果表明:利用基于BP神经网络的区域自适应提取方法,能够精确提取手腕骨特征骨块区域,在保留完整特征信息的基础上减少周边骨块、肌肉组织的干扰,提高了图片识别的质量;进而提高了卷积神经网络对钩骨、桡骨成熟等级的识别准确率(分别达到了87.83%和85.51%)。所提方法对骨龄的自动识别有重要意义,对临床医生评价骨龄也有较大的参考意义。 
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  基于SET的最佳通用逻辑门ULG.2电路优化设计

  王芳，孔伟名，应时彦，乔天泽

  2020, 48(5): 570-573.

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  单电子晶体管具有功耗超低、集成度超高以及与传统的CMOS电路相兼容等优点,是制造新一代集成电路最具竞争力的纳米器件之一。基于SET的最佳通用逻辑门ULG.2与传统的逻辑门相比,优势尤为明显。在介绍逻辑门ULG.2原理的基础上,提出了基于SET的最佳通用逻辑门ULG.2的电路优化设计,利用ULG.2设计了全比较器和全加/减器,并对电路进行PSpice仿真。结果表明:基于SET的最佳通用逻辑门ULG.2及其应用电路结构简单,具有晶体管数少,电路功耗和延迟小的特征。
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  融合用户行为网络信息的个性化餐馆推荐

  傅晨波，郑永立，周鸣鸣，宣琦

  2020, 48(5): 574-580.

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  目前主流推荐算法是在显式评分或者隐式特征相似的基础上,忽略了用户就餐行为序列中的网络拓扑结构关系,使得用户就餐行为中隐含的喜好信息难以被很好地定性刻画。对此,提出了一种融合用户行为网络信息的个性化餐馆推荐系统。首先根据用户的历史就餐行为序列信息,构建其就餐地理位置转移网络和口味信息转移网络。然后利用网络图表征方法得出位置和口味标签的向量表征,刻画了用户历史就餐行为偏好,并提出用户每次就餐时的怀旧指数GT。最后,将怀旧指数GT结合用户评分信息融入到已有的协同过滤推荐算法框架中,得到改进的融合用户行为网络信息的个性化餐馆推荐模型。在Yelp数据上的实验证明:该模型的推荐效果高于传统的基于评分的推荐算法和最好的图嵌入推荐算法。 
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  进化状态判定与学习策略协同更新的二进制粒子群优化算法

  李浩君，何佳乐，聂新邦，杨琳

  2020, 48(5): 581-590.

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  针对二进制粒子群算法存在收敛速度较慢及易早熟的问题,提出一种进化状态判定与学习策略协同更新的二进制粒子群优化算法(ELBPSO),将粒子群迭代过程分为收敛和跳出局部最优两个状态,在进化状态判定的收敛状态阶段采用全信息(Fully informed)学习策略来提高收敛速度,对进化状态判定的跳出局部最优状态阶段采用局部信息(Singly informed)学习策略以维持种群多样性,使算法不易陷入局部最优。实验结果表明:ELBPSO算法具有更好的收敛速度和精度,可以有效平衡收敛与跳出局部最优。