个性化骨折固定支架优化设计与制作

基于逆向工程与3D打印技术设计制造了个性化的骨折外固定支具,解决了传统骨折外固定术疗效不佳易留后遗症等问题。利用激光三维扫描仪获得骨折患部的外轮廓数据,并通过Geomagic Studio软件对点云进行处理,建立了骨折患处的CAD模型。根据骨折固定的要求,利用UG NX8.0设计个性化骨折固定支具,并采用基于FDM原理的3D打印机制作该支架。结果表明,该支架完全贴合患处表面,具有良好的固定效果,为骨折外固定提供了新的方法。     

鲎保育的三赢策略

鲎有活化石之称,不仅是古生物学的重要研究对象,亦是医药试剂的原料,保育鲎不仅维系了人类生存,更是促进人类文明的跃升。但近年来,鲎被人类大量捕食、采血及破坏栖息地,种群大规模下降,迫切需要得到保育。根据世界自然保护联盟(IUCN)指南,鲎的物种保育工作以划设鲎保护区、增加鲎的种群量以及促进大众参与保育为重点。研究结果显示:在中国南部沿海,中国鲎(Tachypleus tridentatus)与圆尾鲎(Carcinoscorpius rotundicauda)的稚鲎共同栖息在有红树林分布的河口,这两种鲎的食物中大约60%的碳源来自海草衍生的食物;在户外养殖条件下,稚鲎与方斑东凤螺(Babylonia areolata)混养能够加速稚鲎脱壳率并提高存活率,因而可以获得大量适合放流的稚鲎(3龄)。本文在现有的研究成果基础上提出鲎保育的三赢策略:支持有效的海岸及河口保护区经营管理,在保护区内维系鲎的种群,对大众与小区进行鲎资源的明智利用宣教。     

黑色页岩化学风化过程的微观机制及演化

针对黑色页岩化学风化系统的复杂系统演化问题,通过X射线衍射(XRD)试验、扫描电子显微镜和X射线能谱(SEM-EDS)试验,从风化过程的微观结构变化和非平衡热力学过程出发,对黑色页岩化学风化剖面中不同风化层的矿物成分和微观结构变化进行对比分析,探讨黑色页岩化学风化的微观机制,同时利用非平衡态热力学理论和耗散结构原理分析黑色页岩化学风化系统的耗散结构的形成过程及化学风化演化规律。研究表明:在黑色页岩化学风化过程中酸性水的侵蚀作用下,易溶性矿物溶解、次生矿物生成及离子交换吸附作用,促使矿物成分发生转变;同时矿物颗粒间的连接方式发生了改变,也促使岩石内部产生大量微孔隙。黏土矿物和含水硫酸盐矿物的吸水膨胀及失水收缩过程,使岩石内部产生不均匀应力,进一步改变岩石内部的微孔隙,促进化学风化进程。黑色页岩化学风化系统是一个开放的复杂系统,利用非平衡热力学计算认为该系统是不可逆过程,且经历了近平衡阶段和远离平衡阶段,最终可形成具有一定稳定性的耗散结构。     

敲除和过表达miRNA446以研究其靶基因APP1的表达模式

MicroRNA是一类小的非编码RNA,参与植物生长发育和胁迫应答等多种生理过程。在本课题组前期研究中,通过基因芯片数据发现了一系列在胁迫应答中表达量有变化的microRNA。其中以miRNA446的变化尤为显著。为进一步探求miRNA446在胁迫应答中的变化与功能,本实验通过在水稻中分别敲除和过表达miR446,检测干旱和冷胁迫下,miR446及其靶基因APP1的表达模式。结果表明,过表达株系中,miR446的表达量与野生型的持续升高不同,是先降后升的,而APP1基因由于受到高水平miR446的剪切作用而一直降低。敲除株系中,miR446的表达量被完全抑制,在整个胁迫过程中均保持接近于零的水平,而APP1在胁迫中也仅有微弱的先降后升趋势。     

Effect of hot-dip galvanizing processes on the microstructure and mechanical properties of 600-MPa hot-dip galvanized dual-phase steel

A C-Mn dual-phase steel was soaked at 800℃ for 90 s and then either rapidly cooled to 450℃ and held for 30 s (process A) or rapidly cooled to 350℃ and then reheated to 450℃ (process B) to simulate the hot-dip galvanizing process. The influence of the hot-dip galvanizing process on the microstructure and mechanical properties of 600-MPa hot-dip galvanized dual-phase steel (DP600) was investigated using optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and tensile tests. The results showed that, in the case of process A, the microstructure of DP600 was composed of ferrite, martensite, and a small amount of bainite. The granular bainite was formed in the hot-dip galvanizing stage, and martensite islands were formed in the final cooling stage after hot-dip galvanizing. By contrast, in the case of process B, the microstructure of the DP600 was composed of ferrite, martensite, bainite, and cementite. In addition, compared with the yield strength (YS) of the DP600 annealed by process A, that for the DP600 annealed by process B increased by approximately 50 MPa because of the tempering of the martensite formed during rapid cooling. The work-hardening coefficient (n value) of the DP600 steel annealed by process B clearly decreased because the increase of the YS affected the computation result for the n value. However, the ultimate tensile strength (UTS) and elongation (A₈₀) of the DP600 annealed by process B exhibited less variation compared with those of the DP600 annealed by process A. Therefore, DP600 with excellent comprehensive mechanical properties (YS=362 MPa, UTS=638 MPa, A₈₀=24.3%, n=0.17) was obtained via process A.     

基于双重自注意力机制的人脸图像修复

人脸图像修复旨在修复输入人脸图像中的缺失区域,生成令人满意的高质量修复结果.然而当存在大面积缺失时,直接修复缺失人脸图像十分困难,此时修复网络的全局上下文信息感知能力是影响修复结果的关键.鉴于此,本文提出了软硬注意力相结合的双重自注意力模块.该模块通过全局相似度计算来获得软硬两种注意力特征,之后对两种注意力特征进行自适应融合,进而提高修复网络对全局上下文信息的感知能力.此外,本文进一步提出了多尺度生成对抗网络以加强对修复结果的监督,促使修复网络生成更高质量的修复结果.实验结果表明,本文方法在定量和定性评测上均优于五种先进的对比方法.     

星形聚苯乙烯及星形杂臂苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的合成

以原子转移自由基偶联法合成了多臂星形聚合物S-PS和星形杂臂共聚物PS-PMMA.采用傅立叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H NMR)分析方法确定了产物的结构.采用GPC法测定了产物的分子量和分子量分布.GPC分析结果表明偶联剂的偶联效率高,所得聚合物分子量增大,分子量分布窄.以DSC法研究了S-PS和PS-PMMA的热力学行为,并与相应线性均聚物的热力学行为进行了比较.发现星形PS相对线性PS均聚物,其玻璃化转变温度有所降低,且随PS臂数增加,其玻璃化转变温度降低程度明显.星形杂臂共聚物PS-PMMA只存在一个玻璃化转变温度.     

轴向超声振动辅助钻削机理与试验研究

针对传统钻削过程中经常出现断屑、排屑困难以及加工质量差等问题, 提出了轴向超声振动辅助钻削加工方法,并研究了其运动特性和断屑机理.利用自行设计的轴向超声振动辅助钻削系统对45号钢进行了传统钻削与轴向超声振动辅助钻削的对比试验.从孔的粗糙度、表面微观形貌、切屑形态等方面进行研究.结果表明,相对于传统钻削,轴向超声振动辅助钻削能有效降低孔表面粗糙度,改善孔表面微观形貌.另外,对试验结果进行方差分析,结果显示主轴转速和超声振幅对孔表面粗糙度有显著影响,其中当振幅在20μm,主轴转速在450r/min时加工效果最好.     

基于统计与频谱模型特征融合的纹理图像分割

纹理分析方法主要包括统计法、结构法和频谱法。由于不同纹理分析方法的侧重点和适用对象不一样,传统的单一特征分析方法存在一定的局限性。结合统计法和频谱法对纹理进行分析,利用灰度共生矩阵得到纹理的统计特征,应用Gabor变换得到多尺度、多方向的纹理特征,提出一种依据纹理宏、微特性加权的新的特征融合的方法,最后进行K均值聚类得到分割结果。实验结果表明,与传统应用单一纹理分析方法相比,该方法在保持边缘准确性和区域一致性上有一定程度的提高。     

黄鳝成体性腺组织生殖干细胞的体外培养及鉴定

通过黄鳝成体性腺组织的体外培养,探讨黄鳝成体性腺生殖干细胞体外分离培养与鉴定的方法.分离黄鳝性腺组织进行植块培养,倒置相差显微镜下观察细胞生长状况.利用H.E、油红O染色、碱性磷酸酶(AP)细胞化学染色等方法对培养细胞进行鉴定.黄鳝成体性腺组织原代培养3～5 d,可见组织周围有细胞迁出,并形成生长晕.15 d左右,生长晕直径可达3～3.2 mm,生长晕中的细胞主要包括:成纤维细胞、神经样细胞、类生殖干细胞三种类型.成纤维细胞呈不对称的长梭形,突起短而多,细胞核较浅,核仁明显,有2～3个核仁,是生长晕的主要细胞成分.神经样细胞具有放射丝状细胞突起,油红O染色呈阳性反应.类生殖干细胞呈圆形,单核或多核,核质比大,AP染色呈现出阳性反应.探索了适于黄鳝成体性腺组织体外培养的条件和方法,并对原代培养的细胞进行了初步鉴定,为进一步利用体外培养的黄鳝成体性腺生殖干细胞开展黄鳝性逆转分子机制研究奠定了基础.