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一种基于降阶模型和深度学习的物理状态预测方法,应用于虚拟现实领域
虚拟现实(VR)技术在工业培训和安全应急场景中的应用,正在逐步成为提升沉浸感和交互性的重要工具。然而,当前VR系统在模拟复杂、高保真度的物理对象演变时仍存在一定的局限性,特别是在快速和准确地反映物理属性变化方面。本文提出了一种新的实时VR可视化方法,旨在克服这些挑战,从而提升VR在高风险工业培训和应急训练中的应用效果。### 虚拟现实的应用背景虚拟现实技术通过计算机生成的三维环境,为用户提供高度沉浸式的体验,使其在虚拟空间中感受到现实的物理变化。这一技术已被广泛应用于教育、医疗和娱乐等多个领域,特别是在工业培训中,VR技术能够将物理设备与信息系统相结合,创造一个可控的模拟环境,让用户在不危及自
来源:Frontiers in Physics
时间:2025-08-07
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足球中的预判能力:技术娴熟的球员在角球情况下能够通过早期识别比赛模式来获得优势
在体育竞技中,尤其是像足球这样的团队运动,预判能力是一项至关重要的认知技能。这种能力不仅决定了运动员在关键时刻的反应速度,还直接影响到比赛结果。预判指的是在对手动作发生之前,通过观察和分析周围环境、对手的行为模式以及队友的动态来预测接下来可能发生的情况。足球比赛中,预判尤其体现在对角球这种特定战术动作的预测上,因为角球的执行往往涉及复杂的团队配合和快速的决策过程。本研究聚焦于分析不同水平的足球运动员在预判角球轨迹和落点时的表现差异。通过使用时间与空间遮蔽实验范式,研究试图揭示哪些视觉线索对预判能力具有关键作用。研究对象包括23名技术娴熟的足球运动员和23名技术水平较低的球员,他们被要求观看17
来源:Frontiers in Psychology
时间:2025-08-07
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一项关于99mTc-利妥昔单抗与染料双示踪技术在乳腺癌新辅助化疗后进行腋窝前哨淋巴结活检中的临床研究
本研究围绕乳腺癌新辅助化疗(NAC)后进行的前哨淋巴结活检(SLNB)技术展开,重点分析了使用放射性核素99mTc-利妥昔单抗(99mTc-Rituximab)与染料联合标记的方法在SLNB中的应用价值。研究通过对比双标记法与单标记法在SLNB检测效果上的差异,探讨了该方法在乳腺癌患者中是否能够作为腋淋巴结清扫(ALND)的替代方案。同时,研究还评估了99mTc-Rituximab在内部乳腺淋巴结(IMLN)活检中的应用潜力,以期为乳腺癌患者术后辅助治疗的决策提供更准确的依据。随着全球乳腺癌发病率的持续上升,乳腺癌已成为最常见的恶性肿瘤之一。根据2020年的全球癌症登记数据,乳腺癌占所有癌症的
来源:Frontiers in Oncology
时间:2025-08-07
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具有相位依赖性的透明性在双能级系统中:及其在全光开关技术中的应用
透明现象通常在三能级及以上的原子系统中被研究,而本研究将其扩展到二能级系统(TLS),并使用半经典框架来描述经典场在TLS散射介质中的透明传播。我们展示了一种新的透明形式,称为相位依赖透明(PDT),其特点是快速脉冲的传播,这种透明现象依赖于TLS的初始状态。通过利用光子锁定现象,我们证明了当TLS处于最大相干态时,如果探针场与原子相干的相位匹配,它们会对共振场表现出透明特性。此外,我们还探讨了PDT在全光开关应用中的潜力,其中通过控制泵浦脉冲与传输探针脉冲之间的相对相位,可以实现按需的传输控制。透明现象在量子光学和新兴量子技术中具有重要意义,因为它揭示了光与物质之间复杂的相互作用。例如,电磁
来源:Frontiers in Quantum Science and Technology
时间:2025-08-07
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先进相变材料与液体的集成技术,用于提升热管理性能和实现快速散热
摘要 本研究探讨了用于相变材料(PCM)和液冷系统的先进集成策略,以增强电池模块的热管理性能并实现快速散热。研究分析了一个包含20个电池单元的电池模块,在1 C、2 C和3 C的放电速率下进行实验,其中使用石蜡作为PCM,水作为冷却剂并通过铜制通道管道流动。本研究的主要目的是评估微通道几何形状对混合PCM-液冷电池热管理系统(BTMS)散热性能的影响。该系统的设计旨在实现均匀的温度分布、从系统中提取更多的热量、防止PCM达到其饱和温度321 K,从而避免延长固化时间(这会限制循环过程中的热量吸收)。冷却剂的入口温度保持在300 K,
来源:Heat Transfer
时间:2025-08-07
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基于数字孪生概念的个体多单元列车损伤预测方法
摘要 基于动态贝叶斯网络(DBN)的数字孪生(DT)框架为损伤预测建立了一种新的范式。本研究重点关注单个多单元列车(IMUTs)损伤预测中的多维不确定性表征。开发了一种结构特征感知模型,该模型整合了基于广义耐久性载荷谱的概率载荷等效量化模型、具有不确定性传播的标准化疲劳裂纹扩展率模型以及等效初始缺陷尺寸的概率描述模型。采用了一种混合不确定性量化方法,以实现确定性和随机参数的协同建模。建立了一个以转向架焊接结构为中心的DT实验平台,实现了物理测试与虚拟模型之间的闭环验证机制。实验结果表明,损伤参数的跟踪误差≤6.8%(
来源:Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures
时间:2025-08-07
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一种高效的异质铁催化剂,用于水中的点击化学反应:传统CuAAC方法的可持续替代方案
图形摘要 开发了一种基于铁的可持续异相聚合物负载催化剂(mPAN-Fe),用于在无碱和无配体的条件下,通过水相中的一锅三组分叠氮-炔烃环加成(AAC)反应,高效合成1,4-二取代的1,2,3-三唑。与传统CuAAC方法相比,该催化剂具有制备简单、可重复使用性强和成本效益高的优点。
来源:ChemistrySelect
时间:2025-08-07
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氮在Mo2C MXene上还原反应的自由能图的统计方法
在当前的科学研究中,氮气还原反应(NRR)作为合成氨的关键途径,受到越来越多的关注。传统上,工业生产氨主要依赖于哈伯-博世工艺,这一方法虽然高效,但伴随着显著的环境问题和能源消耗。随着可持续发展和绿色化学理念的推进,开发基于电催化的方法以实现氨的绿色合成成为研究的热点。电催化氮气还原不仅有望减少对化石燃料的依赖,还可能降低二氧化碳排放,从而对缓解全球气候变化产生积极影响。然而,这一过程在计算模型中仍然面临诸多挑战,尤其是在描述其热力学行为方面。在电催化研究中,密度泛函理论(DFT)是一种广泛使用的计算工具,它能够提供对反应中间体和反应路径的详细信息。然而,DFT在描述气相分子的自由能时存在固有
来源:ChemElectroChem
时间:2025-08-07
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基于实验指导的迭代参数估计方法在预测性化学振荡器模型中的应用
化学振荡系统在自然界中广泛存在,从生物体内的昼夜节律到代谢调控,这些动态行为在许多生命过程中扮演着关键角色。化学振荡不仅是非线性动力学的典型表现,也为合成系统的设计提供了灵感,例如响应材料、自主系统和分子计算等应用领域。然而,构建稳定且可调节的合成振荡系统仍然是一个重大挑战,这主要是由于化学反应网络(CRN)的复杂性和难以准确识别能够支持持续振荡的实验条件。本文介绍了一种基于数学建模和实验数据引导的参数估计方法,旨在提高化学振荡模型的预测能力,并展示其在不同条件下的应用潜力。这一方法的核心在于通过实验数据来优化模型中的参数,从而实现对化学振荡行为的更精确模拟。传统上,构建化学振荡模型通常依赖于
来源:Angewandte Chemie International Edition
时间:2025-08-07
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等离子体气凝胶中的离子调控水活化技术,用于高效且耐盐的太阳能海水淡化
摘要 界面太阳能蒸发(ISE)为水净化提供了一种可持续的方法,但其实际应用仍受到界面盐结晶、水激活效率低以及在高盐度或受污染环境中运行不稳定的限制。本文报道了一种离子调控的等离子体气凝胶,该气凝胶结合了宽带光热转换和水合状态调节功能,实现了高性能的太阳能海水淡化。这种通过有机冰辅助单向冷冻铸造制备的氮化钛-聚酰亚胺气凝胶(TiN/PIA)具有层次化的孔结构、定向的水传输通道以及卓越的阻盐能力。令人印象深刻的是,优化后的蒸发器(0.4-TiN/PIA)在7%盐度溶液中实现了高达4.22 kg m−2 h−1的蒸发速率,在25%高盐度溶
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-08-07
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提取方法对用于药物输送的丝素微针的影响
摘要 从家蚕(Bombyx mori)茧中提取的丝胶(SF)被用于通过微模技术制造微针。从家蚕中提取丝胶采用了两种方法:(1) 溴化锂法;(2) 使用Ajisawa试剂法,分别进行30分钟和60分钟的脱胶处理。使用Ajisawa试剂法提取的丝胶在从溶胶到凝胶的转变过程中速度较慢。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)对丝胶进行了表征,并利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定了其分子量。利用这四种类型的丝胶,通过微模技术制备了微针,并对其性能进行了评估和比较。通过体视显微镜(STMicroscopy)和扫描电子显微镜(SEM)观察了
来源:Polymer International
时间:2025-08-07
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通过单光刻胶和多光子激光打印技术,逐步实现软硬兼具的3D微结构
本研究提出了一种创新的树脂配方,利用两光子三维激光打印(2PLP)技术制造具有多材料特性的三维微结构。传统的链式光聚合树脂在制造过程中受到多种限制,难以实现广泛的材料性能调整。通过引入一种无需添加剂和光引发剂的树脂体系,该研究成功实现了在单一制造步骤中打印出具有显著不同机械性能的结构。这种新型树脂基于可见光活性的正位甲基苯甲醛(oMBA)单元的自二聚化反应,利用步增长光聚合(SGP)机制,实现了对材料性能的精细调控。通过调整打印参数,如激光功率和扫描速度,可以在一个打印过程中生成从接近10 MPa到超过1300 MPa的杨氏模量范围,这一范围超过了两个数量级,为多材料打印提供了前所未有的灵活性
来源:Advanced Functional Materials
时间:2025-08-07
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两种蒙特卡洛方法在均匀块体样品中的比较
在材料科学、化学和地质学等众多领域中,X射线定量分析是一种重要的技术手段,用于通过测量在电子束照射下样品所发射的X射线强度,来推断其化学成分。然而,这一方法在处理异质样品时存在一定的局限性,因为样品内部复杂的微观结构会导致X射线发射与样品本身之间产生难以预测的关系。为了解决这一问题,蒙特卡洛模拟成为一种有效工具,它能够模拟已知内部结构的样品中复杂的X射线发射过程,从而弥补传统X射线定量分析方法在异质样品中的不足。蒙特卡洛方法自20世纪40年代中期发展以来,因其在处理涉及多变量问题时的灵活性和准确性而受到广泛关注。这种方法通过随机数生成大量样本,从而估计系统所遵循的物理规律。在X射线分析领域,蒙
来源:Journal of Microscopy
时间:2025-08-07
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综述:通用预锂化方法及其对应的全电池设计
摘要 预锂化技术被广泛认为是一种有效的方法,可以提高锂离子电池(LIBs)的能量密度并延长其循环寿命。预锂化的原理是引入额外的活性Li+,从而补偿初始充电和长期循环过程中锂的损失。然而,目前对各种预锂化方法的总结主要集中在液态锂离子电池上,关于固态锂离子电池的综述相对较少。与液态锂离子电池相比,固态锂离子电池不仅面临由于活性材料和锂源在预锂化过程中混合不均导致的均匀性问题,还因固体-固体界面的刚性接触而遇到严重的动力学挑战。本文首先整合了多种预锂化技术,并系统地介绍了全电池中各组分预锂化与其电化学性能之间的动态关联。此外,还讨论了固
来源:Advanced Materials
时间:2025-08-07
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双层纺织品中的闭孔工程技术:用于实现自适应的热量和湿度管理
摘要 在寒冷且湿度较高的环境中,防护纺织品面临着严峻的挑战。传统的多层服装系统和多功能多层纺织品往往为了增强保温性能而牺牲透气性和舒适性;反之,在潮湿条件下,它们又会因水分积聚而导致体温流失。本文将反向纬编技术与原位发泡工艺结合,开发出一种双层互锁纺织品(Foam-TEX)。这种纺织品在发泡纤维上具有大量封闭孔隙微球,并在整个纺织品中形成梯度孔隙结构。封闭孔隙结构将保温单元与梯度蒸汽传输通道空间耦合,从而在寒冷环境中确保热舒适性,同时有效防止因汗水导致保温性能下降而引起的热量损失。因此,Foam-TEX的导热系数仅为0.039 W/
来源:Advanced Materials
时间:2025-08-07
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共价三齿分子锚定技术提升了氧化镍的性能,从而实现了高效钙钛矿太阳能电池的制备
摘要 氧化镍(NiOx)是一种有前景的孔传输材料,适用于钙钛矿太阳能电池,但其高表面缺陷密度以及与钙钛矿的能量级不匹配限制了器件的效率。传统的有机表面修饰剂依赖较弱的氢键或单一的共价键,无法稳定地附着在NiOx上,从而影响了它们的功能效果。本文介绍了一种多齿配位的有机分子[4-(三氟甲基)苯基]三乙氧基硅烷(3F-PTES),它能够与NiOx表面形成牢固的三齿共价键,显著增强界面结合强度和表面覆盖率(相比传统的羧基修饰基团)。结果,与羧基修饰的样品相比,界面缺陷密度降低了2.5倍,并有效抑制了NiOx与钙钛矿之间的脱质子反应,从而大
来源:Advanced Materials
时间:2025-08-07
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综述:全钙钛矿多结太阳能电池:超高效率光伏技术的新兴明星
摘要 全钙钛矿多结太阳能电池通过集成具有互补带隙的多个光吸收层,为突破单结光伏电池的功率转换效率(PCE)极限提供了有效途径。然而,这项技术仍处于起步阶段。目前面临的关键挑战包括Sn2+的易氧化问题、窄带隙钙钛矿难以控制的结晶动力学,以及宽带隙钙钛矿存在的显著开路电压缺陷。这些内在限制导致实验得到的PCE远低于理论值,因此迫切需要对该领域进行系统性的综述。本文全面总结了全钙钛矿多结太阳能电池的研究进展,阐明了性能损失的根本机制,并对钙钛矿吸收层、电荷传输材料及互联层的优化策略进行了深入讨论。最后,还展望了这项新兴光伏技术的未来发展方
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-08-07
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在简单剪切模式下预加载的混合凯夫拉尔/聚丙烯机织织物复合材料中弹道冲击的能量吸收:利用Box-Behnken设计进行响应面方法建模
摘要 提高防弹衣的保护性能需要优化织物结构和加工参数,以增强其对高速冲击的抵抗能力。本研究探讨了由预应力凯夫拉尔纤维/聚丙烯编织织物制成的混合热塑性复合材料的弹道能量吸收性能,这些复合材料在受控的简单剪切模型变形条件下进行了测试。编织织物的纬密分别为3、4和5厘米⁻¹,经密保持恒定为4厘米⁻¹。基于简单剪切模型,开发了一种新型剪切测试装置,能够在两个平行的织物层中同时施加相反方向的剪切变形。该装置被集成到热压系统中,用于在受控的复合材料加工条件下制造复合材料板。使用气枪对复合材料板进行了高速弹丸冲击测试,研究了织物结构(纬密和剪切锁
来源:Polymer Composites
时间:2025-08-07
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基于第一性原理和AIMD(原子分子动力学)方法对碱金属LiX·3H₈(其中X=Fe、Cr)氢化物进行综合研究,以探讨其在氢储存领域的应用潜力
这项研究围绕锂基氢化物材料LiX₃H₈(其中X为Fe和Cr)的结构、电子、弹性、热力学、热学、氢储存以及离子扩散特性展开,采用了基于密度泛函理论(DFT)的计算方法。研究不仅评估了这些材料的动态、热力学、机械和热稳定性,还通过分析各向异性指数(A)和Pugh比值(B/G)来揭示其机械行为的脆弱性和各向异性特征。此外,电子结构的分析表明这些氢化物表现出磁性金属特性,这为它们在氢储存以外的其他应用提供了可能性。研究进一步探讨了这些材料的热学性质和氢储存能力,确认它们在高温环境下的适用性以及卓越的储存性能。研究团队通过计算得到了LiFe₃H₈和LiCr₃H₈的重量氢储存容量分别为4.42 wt%和4
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-08-07
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4E综合分析:利用太阳能辅助的生物质分段气化结合共电解技术生产绿色甲醇的过程
将太阳能与生物质气化相结合以生产绿色甲醇,是一种利用100%可再生能源实现稳定供应的有前景方法。然而,由于涉及多个组分的复杂性,这种集成方法和整体性能尚未得到充分研究。本文提出了一种由太阳能和生物质驱动的甲醇生产系统,该系统结合了生物质分段气化与太阳能驱动的水和二氧化碳共电解过程。通过高效的气化,生物质被转化为合成气,而共电解过程则用于调节气体成分,最终通过催化反应合成甲醇。数值模拟和评估结果显示,该系统实现了69.55%的能量效率。共电解设备的耦合减少了对水气变换反应的需求,使得能效达到67.43%,比传统系统高出3.43%。独特的生物质分段气化布局在将生物质转化为燃料时实现了89.31%的
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-08-07