Janus few layered graphene with asymmetric wettability as anti-flooding cathode supports in proton exchange membrane fuel cells

Water balance in cathode catalyst layer (CCL) is crucial for proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). Herein, we report a novel strategy to develop a Janus few layered graphene particles (FLGP) with asymmetric wettability by varying the carbon precursors in the chemical vapor deposition (CVD) process. Using the Janus FLGP supported Pt with asymmetric wettability as the cathode of a PEMFC, a peak power density of 632 mW cm⁻² was achieved, which was about two-folds of the hydrophobic FLGP and three-folds of hydrophilic FLGP based cathode, respectively. The enhanced performance could be ascribed to the well-constructed three-phase boundary in an anti-flooding cathode, leading to enlarged electrochemical active surface area and facilitated mass transfer. This work may provide new clues for improving water management in PEMFCs.     

基于K均值和支持向量机的燃料电池在线自适应故障诊断

基于K均值(K-means)和支持向量机(support vector machine, SVM)算法,提出了一种车用燃料电池系统(fuel cell system, FCS)在线自适应故障诊断方法.该方法通过不断获取系统最新单体电压,采用K-means算法改进传统的静态SVM分类器模型,对实时获取的信息进行聚类,实现分类器的在线自适应调节.采用已发表文献中的实验数据进行了相关的验证分析,结果表明,提出的方法能有效地在线调节故障分类器,实现FCS系统特性发生改变后的故障检测.     

沼液和香蕉秆压榨汁生产单细胞蛋白菌株的筛选

由于全球蛋白质缺乏,单细胞蛋白(Single cell protein,SCP)作为一种安全的食品添加剂和饲料,越来越受到人们的重视。尽管SCP大规模生产历史已有近百年,但是对各种优良生产菌株、潜在底物以及最优发酵条件的研究仍然是世界各国研究的热点。基于此,本研究以沼液和香蕉秆压榨汁为研究对象,对能利用其生长的菌株进行筛选,为进一步的单细胞蛋白生产提供参考。实验结果表明:酵母菌、芽孢杆菌都能利用沼液和香蕉秆压榨汁生长,但香蕉秆压榨汁不易保存,因此不宜作为发酵底物;热带假丝酵母Candida tropicalis在沼液中的生长能力强于酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae Y49和毕赤酵母Pichia pastoris GS115;芽孢杆菌在沼液中的生长无规律,且易染杂菌,不适合实际生产应用。因此,沼液作为热带假丝酵母单细胞蛋白生产的培养基,不仅能为单细胞蛋白的生产提供原料,也有利于沼液的妥善处理,实现经济效益和环境效益的双赢。     

芽殖酵母细胞周期过程不同时期的定量观测

在芽殖酵母中构建CDC10-mCherry和SPC42-mCherry荧光蛋白, 作为酵母细胞周期不同时期的报告系统。根据酵母细胞中芽环(CDC10-mCherry)的产生和消失以及纺锤体极体(SPC42-mCherry)的复制和分离,可以测量细胞周期中 G1期、S期、Early M期和Late M期的时间长度。在此报告系统的基础上, 分别构建S期细胞周期蛋白CLB5-GFP和M 期细胞周期蛋白CLB2-GFP菌株, 实现单细胞观测, 检验报告系统工作的稳定性和准确性。该报告系统可作为研究酵母细胞周期不同时期时间长度等定量生物学问题的背景菌株。     

高铁地震信号时频特征对比分析

利用同步挤压小波变换方法, 对河北保定和广东深圳地区实测的高铁地震信号进行时频谱分析。结果表明, 高铁在经过高架桥时, 在其附近产生的地震信号中低频信息比通过隧道和接触地表运行产生的地震信号丰富。利用高铁地震信号的时频谱特性, 可以确定高铁运行速度的变化。     

Ce3+-Nd3+共掺Y3Al5O12发光材料的合成及其近红外量子剪裁特性研究

以高温固相法合成一系列Ce~(3+)-Nd~(3+)共掺Y_3Al_5O_(12)(YAG)发光材料.通过荧光光谱测试证明,在YAG基质中Ce~(3+)-Nd~(3+)之间发生宽谱高效近红外量子剪裁,能量传递机理为合作能量下转换.在460 nm波长激发下,Ce~(3+)离子吸收一个可见光子跃迁至5d_1能级,然后将自身能量传递给两个邻近的Nd~(3+),进而发射出两个近红外光子.对样品的荧光衰减曲线分析可知,Ce~(3+)-Nd~(3+)之间的量子效率高达177.8%.通过Ce~(3+)-Nd~(3+)之间的量子剪裁,可将太阳光谱中能量较高的紫外-可见波段转换为近红外波段,有利于太阳光谱更好地被晶硅太阳能电池吸收和利用.     

FOXP3+调节性T细胞与免疫细胞治疗

 CD4⁺CD25⁺FOXP3⁺调节性T细胞（Treg）负责维持机体免疫稳态、调节免疫耐受。Treg细胞通过调控机体对外来或自身抗原的免疫应答水平,在抗自身免疫及抗肿瘤免疫中均发挥重要作用。深入分析了Treg细胞功能的分子机理,通过FOXP3⁺Treg细胞体外扩增或对其进行修饰改造,可以使其在不同组织及炎症微环境下特异性促进对机体的有益作用,减少副作用,这一现象会为免疫细胞治疗提供新思路与新策略。     

基于生成对抗网络的细胞形变动态分类

提出了一种基于生成对抗网络的细胞形变动态分类方法,以活细胞视频中的细胞形变动态为对象,引入分类器辅助的生成对抗网络结构同步训练生成对抗网络和分类网络,通过生成对抗网络产生的数据提高了原本分类网络分辨细胞形变动态的性能.首先,细胞动态图像被用于将活细胞视频中的时间维度进行压缩,使其从视频域映射到图像域以方便生成对抗网络的构建.其次,基于分类器辅助的生成对抗网络结构,将分类网络的分类信息作为辅助信息来改善生成对抗网络对多类样本的生成,同时生成网络生成的多类样本可以反过来优化分类网络对于细胞动态形变的分类性能.在构建的活细胞视频数据库上,可以验证提出方法能有效地捕获细胞视频中的空时细胞形变动态,并且其分类的性能优于其它主流方法.     

基于视频特征聚合的细胞形变动态建模

提出了一种基于图像处理架构对活细胞视频中细胞动态进行建模的方法.在这个架构下,视频中两帧间的细胞动态被表示为细胞轮廓形变和细胞内部运动的动态特征.其中,前者细胞轮廓形变利用形状上下文进行度量,而后者细胞内部运动则通过尺度不变特征变换（SIFT）流进行建模.为了更好的刻画细胞质流动,基于SIFT流的细胞运动场进一步构建细胞外观变化场.在获得上述帧级细胞动态特征之后,引入时间序列建模的方法来生成视频级的细胞动态特征.具体地,基于紧凑编码的时序特征聚合方法可以捕获整个视频中的细胞动态演变过程.活细胞视频数据库被建立以用于验证提出方法的有效性,实验结果表明提出方法对于细胞形变动态度量和分类的性能优于其它主流方法.     

基于移动信令数据的城市热点识别方法

城市热点的识别对于探索解决引导性的人群疏散、规避交通拥堵等问题提供新途径,并为基于位置服务(location based services,LBS)如商铺选址、旅游导航等提供重要的科学参考,具有重要的应用价值。随着个人手机终端的普及与发展,手机已经成为研究用户行为特征的一种理想的探测器。提出了将手机信令数据融合兴趣点(point of interest,POI)数据来挖掘城市的热点区域并进行功能类型标定,重点通过手机信令数据研究人流的出行行为和在蜂窝的驻留时长情况来识别活跃蜂窝,并进一步通过基于密度的聚类算法判别热点区域。选取了重庆市较场口一定范围区域作为研究区域,数据来源于重庆某移动运营商提供的用户手机信令数据,通过实验实例验证分析,证明了该方法可快速识别出城市热点区域,并具有较高的准确性。