1 青岛农业大学茶叶研究所, 山东 青岛 266109
2 山东省农业科学院茶叶研究所, 山东 济南 250100
3 日照市农业科学研究院茶叶研究所, 山东 日照 276800
4 青岛农业大学茶叶研究所, 山东 青岛 266109 山东省农业科学院茶叶研究所, 山东 济南 250100
低温冻害是茶园中最常见的自然灾害之一。 茶树叶片低温胁迫的定量监测对于评估茶园冻害程度和及时采取措施具有重要意义。 茶树低温胁迫的传统检测方法, 主要是通过人工观察和理化指标的测定, 存在精度低、 效率低和主观性强等问题, 严重影响了灾害后期的茶树管理。 该研究提出了一种基于高光谱成像的茶树冻害程度定量判断方法。 首先, 利用高光谱成像设备采集自然环境中茶树叶片在无冻害发生、 冻害初期和冻害后期三个阶段的光谱数据, 提取叶片的平均反射率; 测定相应叶片中的相对电导率（REC）、 叶绿素（SPAD）和丙二醛（MDA）等生理生化指标。 其次, 利用多元散射校正（MSC）、 一阶导数（1-D）和平滑滤波（S-G）算法对采集的原始高光谱数据进行预处理, 并利用无信息变量消除（UVE）和竞争性自适应重加权（SPA）算法筛选预处理后高光谱数据的特征波段。 最后, 利用卷积神经网络（CNN）、 支持向量机（SVM）和偏最小二乘法（PLS）建立REC、 SPAD和MDA含量的定量预测模型。 结果表明: （1）经MSC+1-D+S-G算法预处理的光谱曲线比原始光谱曲线的波峰和波谷更加突出, 提高了光谱的分辨率和灵敏度, 有利于提高后期回归模型的精度; （2）UVE算法筛选的特征波段数量最多, 后期建模效果更优; SPA算法筛选的特征波段数量最少, 更适合用传统的机器学习方法建立回归模型; （3）SPAD、 REC和MDA的最佳预测模型分别为SPAD-UVE-CNN（R2P=0.730, RMSEP=3.923）、 REC-UVE-SVM（R2P=0.802, RMSEP=0.037）和MDA-UVE-CNN（R2P=0.812, RMSEP=0.008）。 利用高光谱成像技术与多种算法相结合, 可以实现对茶树叶片低温胁迫程度的无损、 准确和定量监测, 对快速预测茶园冻害发生和采取必要措施具有重要意义。
茶树 冻害 高光谱成像 深度学习 Tea plant Freezing injury Hyperspectral imaging Deep learning 光谱学与光谱分析
2023, 43(7): 2266
1 1.同济大学 材料科学与工程学院, 上海 201804
2 2.上海中医药大学 康复科学学院, 康复医学研究所, 中医药智能康复教育部工程研究中心, 上海 201203
骨肉瘤是一种常见的恶性骨肿瘤, 常通过手术切除进行治疗。但术后造成的骨缺损难以自愈, 残余肿瘤细胞还会增加复发可能性。本研究开发了一种用于修复骨缺损和协同治疗骨肉瘤的掺钕介孔硼硅酸盐生物活性玻璃陶瓷骨水泥。首先通过溶胶-凝胶法结合固态反应制备了可作为光热剂和药物载体的掺钕介孔硼硅酸盐生物活性玻璃陶瓷微球(MBGC-xNd), 然后将微球与海藻酸钠(SA)溶液混合制备了可同时进行光热治疗和化学治疗的可注射骨水泥(MBGC-xNd/SA)。结果表明掺Nd3+赋予微球可控的光热性能, 负载阿霉素(DOX)的微球显示出持续的药物释放行为。此外, 载药骨水泥的药物释放量随着温度的升高而显著增加, 说明光热疗法产生的热量可促进DOX释放。体外细胞实验结果表明, MBGC-xNd/SA具有良好的促成骨活性, 并且光热-化学联合疗法对MG-63骨肉瘤细胞起到了更显著的杀伤作用, 表现出协同效应。因此，MBGC-xNd/SA作为一种新颖的多功能骨修复材料, 在骨肉瘤的术后治疗方面具有良好的应用前景。
掺钕介孔硼硅酸盐生物活性玻璃陶瓷 骨水泥 骨缺损修复 光热-化学联合疗法 Nd-doped mesoporous borsilicate bioactive glass-ceramic bone cement bone defect repair photo-thermal-chemical combination therapy
1 北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083
2 中国科学院过程工程研究所，多相复杂系统国家重点实验室，北京 100190
3 中国科学院大学化学工程学院，北京 100049
4 武汉理工大学，硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉 430070
5 中国科学院绿色过程制造创新研究院，北京 100190
硫系玻璃光纤因具有独特的红外光学特性，在红外成像、激光传输和传感等诸多领域具有广阔的应用前景。目前，硫系玻璃光纤的拉制方法主要包括双坩埚法和预制棒拉制法。其中，双坩埚法装置复杂，预制棒拉制法需要提前制备高质量的预制棒。此外，这两种方法均要求玻璃具有较高的抗析晶能力，限制了硫系玻璃光纤新材料的开发。本工作创新性地将脉冲喷射技术引入到硫系玻璃光纤制备领域，通过硫系玻璃光纤纤芯的拉制，探索该方法在玻璃光纤制备上的可行性。通过对玻璃熔体施加持续性的脉冲扰动，坩埚底部小孔处能产生连续的射流，并且在下落过程中发生凝固，从而获得玻璃纤芯。采用该方法，成功制备了一种组成为Ge28Sb12Se60的玻璃光纤纤芯。脉冲喷射法具有装置简单、操作容易等优点，通过连续且规律的脉冲和坩埚内外压力差实现硫系玻璃光纤的拉制，与传统依靠重力拉制的方法相比，脉冲喷射法具有更为丰富的调控手段，从而为新型硫系玻璃光纤的制备提供参考。
红外玻璃 玻璃光纤 硫系玻璃 GeSbSe玻璃 光纤纤芯制备 脉冲喷射法 infrared glass glass fiber chalcogenide glass GeSbSe glass fiber core preparation pulse injection method
1 同济大学 材料科学与工程学院, 上海 201804
2 中国科学院上海高等研究院, 绿色化学研究中心, 上海 201210
3 中国科学院深圳高等研究院, 人体组织与器官退行性研究中心, 广东 深圳 518055
硼硅酸盐生物活性玻璃因具有降解可控、可原位转化为羟基磷灰石、生物相容性好、与软硬组织键合良好、组织修复能力强等优点, 在生物医用领域具有良好的应用前景。本文综述了硼硅酸盐生物活性玻璃及其衍生材料开发应用的历史沿革、研究现状及发展趋势; 重点阐述了通过元素掺杂、有机-无机杂化复合、微/纳米结构构建等多功能的改性研究, 及其在组织修复、肿瘤治疗、药物递送等领域的最新成果, 最后探讨了硼硅酸盐生物活性玻璃的发展前景和面临的挑战。
硼硅酸盐 玻璃生物活性 功能化构建 多样组织修复 疾病诊疗一体化 borosilicate glass bioactive multifunction tissue regeneration therapies
1 西北工业大学 研究生院, 陕西 西安 710072
2 陕西法士特齿轮有限责任公司, 陕西 西安 710119
3 西北工业大学 无人机重点实验室, 陕西 西安 710065
针对传统高速旋转目标三维成像算法存在成像效果差、计算复杂度大、鲁棒性差的缺点, 本文提出一种加速的GRT-CLEAN高速自旋目标三维成像方法。采用广义Radan变换(GRT)与CLEAN技术相结合的方法进行目标三维特征提取, 实现高分辨精确目标成像; 采用“先粗网格, 后精确网格”的策略, 分两步对散射点目标进行估计, 降低计算复杂度, 计算复杂度从Ο(N×P×Q×T)降为Ο(10－4×N×P×Q×T), 大幅提高成像速度。仿真实验与数值分析验证了本文所提方法的有效性。实验结果表明, 本文所提成像在低信噪比和目标存在遮挡的情况下, 依然能对目标进行有效成像; 与传统的GRT-CLEAN成像方法相比, 本文所提成像方法大幅降低计算复杂度。
高速旋转目标 广义Radan变换(GRT)-CLEAN 网格剖分 三维成像 high-speed spinning target generalized Radan transform(GRT)-CLEAN mesh generation 3D imaging
哈尔滨理工大学 测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
为了减小编码光系统中的颜色耦合与颜色失衡的干扰, 提高形状与颜色重建的准确度, 建立了彩色编码光系统, 并对其所采用的编解码方法、颜色重建的两个相关环节及颜色校正方法进行了研究。首先, 给出了系统的彩色梯形相移强度比编解码法, 分析了编解码过程中存在的RGB基色相互耦合现象, 设计了应用Caspi模型硬件标定的颜色耦合校正方案; 然后, 给出了系统的逐点颜色重建法, 分析了颜色重建过程中由表面曲率导致的颜色失衡现象, 设计了利用表面几何信息校正颜色失衡的方案。实验结果表明: 校正后单一绿色图像中的红色分量值约为校正前的1/10; 单色表面色差约为01, 趋近于人眼颜色分辨率, 远低于校正前的04; 重建的单色复杂被测表面颜色均匀、视觉效果良好, 符合实际情况。提出的方法符合编码光系统抗干扰能力强的要求, 有助于提高形状与颜色重建的准确度。
编码结构光 彩色编码 颜色重建 颜色校正 coded structured light color coding color reconstruction color calibration
在强的CW DF激光作用下,氮分子在高压下因压力诱导吸收而被泵浦到v=1能级.用Ar~+激光作光源,测量N_2的反斯托克斯喇曼散射,从而测得室温下N_2的平均振动弛豫寿命(?)为0.46±0.30soc?atm.
