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基于手性超分子组装策略的圆偏振有机发光二极管
楚欣鹏;张雨霞;马云圆偏振有机发光二极管(circularly polarized organic light-emitting diodes,CP-OLEDs)因其可直接产生圆偏振电致发光的本征特性，在三维显示、光学信息加密等领域展现出重大应用价值。然而，如何兼顾高器件效率和高不对称因子(gEL)是目前的领域挑战和研究热点。近年来，随着手性超分子组装策略的快速发展，研究者们发现该体系可通过精准调控π-π堆积、氢键等分子间相互作用，构建长程有序的螺旋纳米结构，实现较高的gEL，且保持较好的器件效率。因此，手性超分子组装体系成为实现兼具高器件效率和高gELCP-OLEDs的最有效策略之一。此外，手性自组装或共组装过程通常伴随着手性传递、手性诱导和分子间Förster共振能量转移，这有利于诱导非手性染料实现圆偏振电致发光，有效降低手性发光材料的合成难度。本文从手性超分子自组装和手性超分子共组装2个方面，分析了分子间作用力对手性超分子组装过程的影响，探讨了高阶有序的螺旋结构对手性传递、诱导和放大机制的作用，并总结了其在CP-OLEDs中的最新研究进展：通过精准调控π-π堆积、氢键等分子间相互作用，手性分子可自组装形成螺旋纳米结构，或与非手性发光体共组装实现手性诱导。实验结果表明，手性液晶材料的层状序构和能量转移协同作用可显著提升器件效率，且可通过外场动态调控螺旋周期与偏振方向。本综述为未来开发兼具高gEL值与高效率的CP-OLEDs提供了理论指导。
基于模型集成强化学习方法的股指期货交易策略
刘磊;张凤敏;钱成针对股指期货市场，本文基于优势演员-评论家（advantage actor-critic,A2C）算法与近端策略优化（proximal policy optimization ,PPO）算法，设计了集成强化学习量化交易策略。首先，采用极端梯度提升（extreme gradient boosting,XGBoost）模型筛选关键技术因子作为模型的状态输入变量，并结合交易成本约束完成奖励函数的优化设计。其次，分别对A2C和PPO模型进行超参数调优，确定隐藏层结构、学习率、批处理参数等关键超参数的最优取值。在此基础上，构建集成模型框架，通过验证集夏普比率对比实现基模型动态选择。回测结果表明：所提出的集成模型在沪深300指数、上证50指数和中证500指数这3个指数上的累计收益分别为106 766、84 739和78 408元；年化收益率达32.03%、25.42%和23.52%；夏普比率分别为1.95、0.63和1.39；各项指标显著优于单一A2C模型、单一PPO模型及买入持有策略、动量策略两类基准策略。本文提出的策略可通过动态融合各基模型的性能优势，在市场波动环境中实现更低的最大回撤和更稳健的收益表现，尤其在中证500指数下跌行情中仍能保持正收益，充分验证了其抗风险能力和市场适应性。
基于双编码器的多层级有机化学的反应预测
朱林星;姜舒;黄嘉爽;丁卫平有机化学正向反应预测作为人工智能在化学信息学领域的重要应用方向，一直受到研究者的关注。简化分子线性输入系统（simplified molecular-input line-entry system,SMILES）为化学分子结构提供了一种标准化的线性编码方法。基于此，可以将正向反应预测任务转换为机器翻译中序列到序列的生成任务。传统的Transformer模型只关注化学式中原子间的注意力权重，忽略分子内的全局信息；此外，传统的Transformer模型面对同一个分子的不同表示的时候，存在着预测性能下降、泛化能力不强的问题。为了解决上述问题，本文提出一种基于双编码器的多层级有机化学的反应预测方法。首先，采用2个编码器分别处理分子层级和原子层级的信息，使得模型专注于各自层面的特征提取；其次，提出分子特征表示算法，对原子嵌入取平均获得分子间的相互作用；最后，利用自适应的门控单元对原子编码器和分子编码器的输出结果进行多层级特征融合，并将融合结果输入到解码器。实验结果表明，所提出的方法在3个USPTO数据集上的性能优于基线模型，并且提升了模型的泛化能力和长序列的处理能力。
热处理工艺对低合金高强钢Q890D组织性能的影响
朱鹏霄;李毅;文军;祁玉龙;李超永为提高低合金高强钢Q890D的综合性能，分析了不同淬火温度对其组织、性能和疲劳寿命的影响机理，通过光学显微镜、硬度试验机、万能拉伸试验机、低温冲击试验机、疲劳试验机和扫描电镜对不同淬火温度（870、900、930℃）+回火工艺处理的Q890D组织性能进行研究。结果表明：当回火条件一致时（550℃回火保温2 h）,Q890D经过900℃淬火具有最优的力学性能，其抗拉强度达到1 206 MPa，规定塑性延伸强度为1 025 MPa，断后伸长率为18.5%,20、-40℃冲击功分别为229、122 J，优于国标对Q890D的要求。Q890D经过870～930℃淬火1 h+550℃回火2 h处理后，组织均为回火索氏体+少量铁素体，且保持较高的强度和韧性，所有拉伸断口均为微孔聚集型断裂。20～-30℃范围内，随着温度降低Q890D的冲击功下降较少，-30℃以下冲击功下降剧烈；韧脆转变温度均在-40～-50℃之间。3种热处理优化后的Q890D轴向疲劳循环次数分别是未优化前的1.87倍、3.47倍和2.36倍，表明870～930℃淬火1 h+550℃回火2 h热处理大幅度提高了Q890D的疲劳性能，疲劳断口瞬断区均呈现韧窝，具有较好的韧性。
拟周期复合材料结构热传导问题的高阶多尺度计算方法及误差估计
丁奕菲;董灏针对拟周期复合材料结构的热传导问题，基于多尺度渐近分析，建立了一种高精度高阶多尺度计算模型（包括低阶和高阶细观单胞模型、宏观均匀化模型和宏-细观关联的二阶双尺度渐近解）。通过点点意义下的局部误差分析，证明了二阶双尺度解可以保证热通量的局部平衡，从而精确捕捉拟周期复合材料结构细观尺度的振荡行为。然后，通过积分意义下的全局误差分析，得到了二阶双尺度渐近解的显式误差估计。进一步，基于有限元方法、有限差分方法和插值方法，发展了可以有效求解拟周期复合材料结构热传导问题的多尺度数值算法。最后，通过数值实验验证了所建立的高阶多尺度计算方法的有效性，特别是该方法的高精度计算性能。
微生物染料制备及在纺织品染色中的应用研究进展
李莹莹;霍梓豪;范书君;朱鑫涛;蒋思涵;殷允杰;王潮霞;微生物染料是微生物代谢产生的天然色素，兼具绿色环保、生物安全与功能多元等优势，是纺织绿色印染领域的研究热点。本文根据真菌、细菌及微藻色素来源及其化学结构对微生物染料进行分类，阐述天然菌株发酵合成与基因改造菌株定向合成两大微生物染料制备路径，总结适用于不同色素特性的提取纯化分离技术，概述其在纤维素纤维、蛋白质纤维及合成纤维中的染色工艺。当前微生物染料存在菌株产业化程度低、提取效率不足、色素日晒稳定性与耐候性较差、光照后抗菌活性衰减等问题。未来需结合合成生物学优化菌株性能，开发低残留、高效率提取技术，同时通过染料改性、织物预处理等方式提升色牢度与稳定性，推动微生物染料在纺织领域实现规模化产业化应用。
人工智能在急性呼吸窘迫综合征中的应用进展
孙翔宇;刘小株;急性呼吸窘迫综合征（ARDS）仍是重症医学领域亟待突破的关键难题，其高死亡率、显著的患者个体异质性，导致传统支持性治疗的临床效果难以进一步提升。本系统性综述围绕人工智能（AI）及机器学习（ML）技术在ARDS临床管理中的应用进展展开全面梳理，重点剖析此类技术在革新ARDS诊疗路径、改善临床结局中的变革性价值。系统探讨了AI/ML技术的多元应用场景：依托电子健康记录（EHR）和影像学检查等多模态数据，实现ARDS的早期预测与精准诊断；构建优于传统评分体系的预后评估模型，完成更精准的患者风险分层；通过精准识别ARDS不同亚型，为个体化治疗方案的制定提供科学指导。同时，详细阐述了AI技术在临床治疗优化中的具体作用，此外还涵盖其在ARDS相关药物研发领域的应用潜力。最后，分析了当前AI技术在ARDS应用中面临的主要瓶颈，包括数据质量参差不齐、模型泛化能力不足、可解释性欠佳及临床转化整合困难等，同时指出AI驱动的诊疗策略为ARDS精准医疗的落地、实时临床决策的优化，以及最终提升患者预后水平提供了前所未有的机遇，为后续相关研究的开展及临床转化应用提供了全面的参考依据。
网络攻击下非线性柔性航天器的脉冲采样控制
邓英蔚;严昊;丁奎;王自鹏;针对虚假数据注入(falsedatainjection，FDI)攻击下非线性柔性航天器系统的安全跟踪控制问题，提出一种基于T-S模糊模型的脉冲采样控制方法，实现网络环境下柔性航天器对参考轨迹的稳定跟踪。首先，考虑柔性航天器系统具有强非线性和刚柔耦合特性，将T-S模糊建模为其姿态动力学模型，并引入结构一致的模糊参考系统将跟踪问题转化为误差系统的稳定问题。其次，针对FDI攻击作用于采样数据引起的状态突变，建立一类T-S模糊脉冲误差系统，并设计相应的模糊脉冲状态反馈控制器。随后，利用分段时变Lyapunov函数与线性矩阵不等式技术，推导出闭环系统渐近稳定且满足H∞性能指标的充分条件，并提出控制器增益的可行求解方法。最后，以典型柔性航天器系统为例进行数值仿真。仿真结果表明，在采样误差信息通道受到幅值受限周期型FDI攻击的情况下，所设计控制器能够有效抑制攻击信号和刚柔耦合引起的跟踪误差，使姿态角速度和姿态四元数矢量部分逐渐收敛至参考轨迹。与无控制输入情形相比，闭环系统跟踪误差显著减小，控制输入幅值保持在合理范围内，稳态段H∞衰减率满足预设性能指标，验证了所提T-S 模糊脉冲采样控制方法的有效性和合理性。
基于接入类别限制辅助的混合随机接入方案
陈梦延;钱文燕;黄渊;杨睛;为了解决第六代移动通信系统的超大规模机器类通信场景中海量设备突发性并发接入导致的网络拥塞、接入冲突、成功率下降及能耗上升问题，提出一种基于接入类别限制辅助的随机接入方案。该方案首先根据实时请求接入的设备数量动态判定是否执行接入类别限制检查；当请求接入设备数量不超过最大前导码数量时，所有设备直接发起随机接入，否则设备需通过接入类别限制检查。通过检查的设备依据业务特性划分为时延敏感型与时延容忍型两类，并分别采用两步随机接入过程和四步随机接入过程，这两类设备共享同一前导码池。在满足设备接入时延约束的前提下，以最大化随机接入效率为目标，动态调整接入类别限制因子、前导码数量及某个设备被判定为时延敏感型设备的最优概率。仿真结果表明，当请求接入设备数量超过最大前导码数量时，所提方案的平均随机接入效率显著高于传统随机接入方案、结合两步-四步随机接入的方案及联合接入控制和资源分配方案；平均接入时延相较于传统随机接入方案降低约50%，且低于结合两步-四步随机接入的方案和联合接入控制和资源分配方案；平均能耗在四种方案中最低，且随设备数量增加的增长幅度最为平缓。该方案通过动态接入控制、差异化随机接入过程与共享前导码机制，有效缓解了高负载条件下的接入拥塞与冲突问题，提升了系统接入容量与资源利用效率。此外，通过引入不同最大重传次数条件下的平均随机接入效率对比分析，验证了所提方案在不同重传限制下仍能保持稳定的性能优势。
某停用金铜矿尾矿库对下游农田土壤重金属环境影响分析
孙丰瑞;于正茂;张文国;肖娥;居维伟;已停用金铜矿尾矿库中重金属元素相对富集且存在迁移的可能，其对下游农田土壤环境具有潜在影响风险。本文以某停用金铜尾矿库对下游耕地重金属影响范围和程度为研究目标，通过钻探查明研究区耕地岩性地层分布与地下水流向等基本情况，通过对尾矿库及其下游2 km范围以内耕地表层土壤样品重金属测试分析发现：尾矿库内土壤样品中多种重金属元素含量显著高于农用地土壤环境污染筛选值，内梅罗综合指数为5.10，为重度污染区域；尾矿库下游约1 km范围内耕地表层土壤样品中关注的9种重金属元素指标元素单项污染指标和综合多因子污染评价指数均为清洁；研究区内各重金属元素在沿河谷方向上未呈现出规律变化趋势和相关性；尾矿库下游远端2km处土壤呈轻度污染状态，污染因子为铜，综合上游地形、地下水基本情况和重金属元素分布特征推断，铜元素通过上游土壤和地下水迁移至超标点位的可能性较小，该污染区域需要加强管理并进一步开展污染溯源工作。本研究表明该金铜尾矿库停用后，在尾矿库得到规范封场管理、渗滤液收集及排水系统完善的条件下，尾矿库对下游农田土壤中造成重金属污染的风险较低。
增量式PID控制在温控系统中的应用
严晓照;张兴国;温度的控制在科学实验和工业过程中极为普遍,具有典型的意义,而温控系统通常是时变的、非线性的、具有纯滞后的复杂大惯性系统,控制效果与采用的控制算法有很大的关系.针对这一问题,在温度控制实验系统中,设计了一种增量式PID控制算法实现了对温度的控制.通过实验表明,该算法的控制效果要优于传统的PID控制算法,对于工程实际应用具有较强的借鉴作用.
印染废水处理技术的研究与进展
景晓辉,尤克非,丁欣宇,蔡再生文章系统综述了国内外印染废水处理技术研究与进展,特别是近年来出现地一些新技术,如膜分离技术、超声波技术、高能物理法、电催化氧化技术和光催化氧化技术;探讨了印染废水处理的发展趋势。
ANSYS在钢筋混凝土梁有限元中的应用
王亚萍,陈建平,陈五洲文章结合钢筋混凝土材料的特殊性,利用大型有限元计算软件ANSYS计算受弯构件梁的变形及其正截面应力应变。最后将有限元计算的结果(裂缝开展深度、钢筋应力、混凝土应力)与精确解比较,分析误差存在的原因及改进的方法和措施。
增量式PID控制在温控系统中的应用
严晓照;张兴国;温度的控制在科学实验和工业过程中极为普遍,具有典型的意义,而温控系统通常是时变的、非线性的、具有纯滞后的复杂大惯性系统,控制效果与采用的控制算法有很大的关系.针对这一问题,在温度控制实验系统中,设计了一种增量式PID控制算法实现了对温度的控制.通过实验表明,该算法的控制效果要优于传统的PID控制算法,对于工程实际应用具有较强的借鉴作用.
碳纳米材料的功能化及其储能应用
李奇;秦天;葛存旺;在过去的几十年里，功能碳纳米材料（functional carbon nanomaterials,FCMs）由于其优异的理化性质，如超高电导率和质量传输速率、丰富的活性位点、良好的化学稳定性和机械强度，引起了材料科学界的广泛关注。基于FCMs所带来的各向异性和协同效应以及纳米尺度上的小尺寸效应，这些FCMs在锂离子电池、锂硫电池、燃料电池、有机太阳能电池和超级电容器等能源领域表现出巨大的应用价值。这篇综述全面总结了近5年来碳纳米材料的功能化策略，并详细介绍了FCMs在能源存储与转化器件中的应用。最后，根据科学研究的发展趋势，探讨了FCMs所面临的紧迫挑战和未来的研究方向。
生物炭制备方法及其在环境污染治理中的应用研究
汪佳玥;凌茜;张雲豪;王芯羽;林佳琪;张伟涛;刘志欣;王祥科生物炭是一种原材料易获取、制备成本低的环境友好多孔材料。由于其比表面积大且含有丰富的表面功能基团，在环境污染治理和污染修复等方面具有广泛的应用前景。介绍了生物炭的制备技术和工艺，分析对比了不同制备条件对制备的生物炭性质和性能影响，综述了生物炭对环境中不同污染物的吸附固定和催化降解效果和原理。生物炭对重金属具有非常强的吸附络合能力，并且对高价态金属离子具有还原固定作用，通过吸附-还原-固定的模式，可以将重金属离子固定在生物炭上。对有机污染物的吸附主要由表面络合、氢键和π-π共价作用，生物炭及其复合材料在光照条件下能够光催化降解有机污染物。文章就生物炭对废水和土壤中重金属的吸附固定和有机污染物消减等方面的效果和应用进行了归纳总结，进一步从分子层面研究和讨论了生物炭应用于污染物去除方面的进展，为废水处理和土壤修复提供数据和理论支持，对降低污染物在环境中的迁移转化，减轻环境污染风险，具有重要的科学意义。
质子交换膜电解水制氢系统建模与仿真
王辉东;姚海燕;郭强;夏红军质子交换膜（proton exchange membrane,PEM）电解水制氢技术将电能转化为化学能和热能，是一种绿色的制氢方式，具有响应速度快、电流密度高、结构紧凑等优点。对于质子交换膜电解水制氢系统建模，现有文献中鲜有整体描述电解槽电压、电流变化及系统各组件温度动态的集总参数模型。文章根据电化学基本原理及热力学定律，建立了PEM电解槽电压稳态模型和系统的温度动态模型，基于MATLAB/Simulink软件进行了仿真分析，将仿真结果与实验数据进行了对比，其中电压误差不超过0.02 V，温度误差不超过1.6 K，验证了模型的有效性，且所建立的模型能够描述和预测系统参数的变化，为系统设计及控制优化提供支撑。根据PEM电解槽的效率模型和仿真结果，分析了不同温度、压强对电解槽性能的影响，结果表明升高温度、降低压强能提高电解槽效率，其中温度是影响电解槽效率的主要因素。在搭建的仿真模型基础上，使用前馈PID控制器进行了温度控制，其中温度超调不超过0.6 K，调节时间在400 s以内，并与传统PID控制器进行了对比，结果表明前馈PID控制器具有超调小、响应速度快的优点。
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期刊动态
期刊信息
期刊名称：南通大学学报（自然科学版）
创办日期：2002年
主管部门：江苏省教育厅
主办单位：南通大学
刊 期： 季刊
电 话：0513-85012868
Email：xbzkb@ntu.edu.cn
标准刊号：CN 32-1755/N
ISSN 1673-2340
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