高性能材料研发-电化学催化材料

• 尺寸控制的FeF₃·0.33H₂O多孔微球正极材料的制备及电化学性能研究

  李继;李怡暄;况知凡;甘振鉴;刘红英;王石泉;曾造;李琳;

  以Fe(NO_3)_3·9H_2O为铁源，氢氟酸(40%,质量分数)为氟源，通过调控溶剂中乙醇与聚乙二醇(PEG)的体积比，利用溶剂热及退火处理制备了3种不同粒径的FeF_3·0.33H_2O微球。探究了3种样品的结构、形貌以及电化学性能等方面的不同。结果表明：聚乙二醇∶乙醇的体积比为1∶1时，所得产物(A-3)的尺寸最小，微球直径约为0.5μm。作为锂离子电池(LIBs)正极材料，在1.5～4.0 V的电压范围下，和A-1,A-2样品相比，A-3样品有更高的放电比容量和较好的循环性能与倍率性能。在0.1 C的电流密度下，循环50圈后仍有近200 mAh·g~(-1)的可逆放电比容量。在1C电流密度下，循环300圈仍保持135 mAh·g~(-1)。作为SIBs正极材料时，0.1 C下循环50圈可以保持145 mAh·g~(-1),在1C电流密度下循环300圈仍保持105 mAh·g~(-1)。A-3良好的储锂储钠性能可以归因于制备的FeF_3·0.33H_2O晶体具有较小的尺寸和较大的比表面积，可以加快锂离子、钠离子的传输速度。制备的A-3样品可以作为较有潜力的锂/钠离子电池正极材料。

  2026年01期 v.48;No.195 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2868K]
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• MgFe-LDH的合成及其光催化CO₂还原性能研究

  明瑞奇;潘丽;刘孟平;田丽红;

  利用太阳能将CO_2转化为碳氢燃料是实现碳循环的重要途径。本研究通过共沉淀法制备不同Mg/Fe摩尔比的层状MgFe双金属氢氧化物(MgFe-LDH)材料，并对其结构、物理性能及光催化性能进行系统地表征和测试。所合成的MgFe-LDH-2不仅具有强的可见光吸收性能，而且能延长光生载流子的寿命至0.11 ms。在以水为质子供体，在可见光驱动下MgFe-LDH-2表现出良好的光催化还原CO_2的活性，产物乙醇产率达到了616.7μmol·g~(-1)·h~(-1),选择性超过99%。4次循环实验结果表明MgFe-LDH-2具有良好光化学稳定性。此外，原位红外光谱揭示MgFe-LDH-2的表面有利于C—C偶联，促进乙醇中间体~*OCCHO的形成。

  2026年01期 v.48;No.195 11-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 2261K]
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图论及其应用研究

• 三圈图的第二大与第二小Sombor指标

  杨松梅;谭欢;赵飚;

  图G=(V(G),E(G))的Sombor指标定义为：■,其中d_G(u)和d_G(v)分别是点u和点v在图G中的度，是由I.Gutman提出的一个基于顶点度的分子结构描述的拓扑指标。本文中证明关于n阶三圈图第二大和第二小的Sombor指标，并刻画三圈图的Sombor指标达到第二大和第二小时对应的极图。

  2026年01期 v.48;No.195 18-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1053K]
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• 树的和连通能量的极值问题

  苏晓玲;邵燕灵;

  一个简单连通图的能量定义为它的邻接矩阵全部特征值的绝对值之和。确定具有极值能量的图的结构是图能量研究的一个重要分支。本研究结合和连通能量的定义和性质，运用图变换，证明A_n(n≥8)(如图2)是具有第三小和连通能量的树图，B_n(n≥27)(如图3)是具有第四小和连通能量的树图。所得结果对后续和连通能量极值问题的研究具有一定的借鉴价值。

  2026年01期 v.48;No.195 25-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1065K]
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生物经济及生态环境建设·生态多样性研究

• 林层多样性对武汉郊区典型森林群落土壤生态化学计量的影响

  于文静;王晓荣;杨予静;胡兴宜;庞宏东;杨佳伟;辜忠春;

  以武汉郊区九峰国家森林公园内5种典型林分类型(马尾松林、枫香林、栓皮栎林、常绿阔叶混交林、针阔混交林)为研究对象，通过测定不同土层[0,10) cm、[10,20) cm、[20,40) cm的土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其化学计量比(C∶N、C∶P、N∶P),结合植被层次(乔木层、灌木层、草本层)多样性指数分析，探讨不同林层多样性对土壤生态化学计量的影响。研究结果表明：土壤SOC、TN、TP含量及其计量比随土层加深呈递减趋势，但森林类型差异仅对显著影响深层土壤TP含量及[0,10)cm土层的C∶N具有显著影响(P<0.05)。乔木层Shannon-Wiener、Pielou和Simpson指数与[0,10)cm土层C∶N呈显著正相关；表层土壤C∶N随草本层Pielou指数的增加而增加；而灌木层多样性对土壤C∶N、C∶P、N∶P均无显著影响。城市近郊森林中不同植被层次对土壤C、N、P元素耦合的调控存在明显差异性，乔木层和草本层多样性对[0,10)cm土层C∶N的潜在作用明显，研究结果将有助于揭示多植被层次协同作用对土壤生态化学计量的影响，可为该地区为优化城市森林结构与土壤可持续管理提供科学依据。

  2026年01期 v.48;No.195 34-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 3358K]
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• 异质生境下喜旱莲子草入侵的多样性与生物量响应

  周文吉;南倩茹;杨厚纬;莫智;张瑶;赵丽娅;

  研究外来入侵杂草进入不同生境后的物种多样性、生产力以及二者的关系，对于探讨物种多样性对生态系统的作用及区域植被恢复实践意义重大。以江汉平原湖区的喜旱莲子草(Alternathera philoxeroides)入侵群落为研究对象，对旱生、湿生和水生3个类型生境喜旱莲子草入侵群落物种多样性和地上生物量进行定量研究。结果表明：江汉平原湖区喜旱莲子草入侵群落中记录41科82属90种植物。旱生和湿生生境的物种组成丰富，以禾本科、菊科、豆科和苋科植物为主，水生生境物种较为单一。喜旱莲子草入侵群落在异质生境中的植物多样性表现为旱生生境>湿生生境>水生生境，旱生和湿生生境具有更高的多样性指数和植物丰富度。喜旱莲子草入侵盖度在陆生生境对多样性指数有负面影响，在水生生境无明显影响。从入侵盖度来看，水生群落高于陆生群落，即水生群落中喜旱莲子草入侵的优势地位更为突出。异质生境群落物种多样性与喜旱莲子草地上生物量之间均存在显著负相关关系，随着喜旱莲子草地上生物量的增加，各多样性指数均呈显著下降趋势。喜旱莲子草的入侵严重影响了群落的物种多样性，群落生物量对物种多样性影响不大。

  2026年01期 v.48;No.195 44-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1777K]
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电路设计与信号处理研究

• 一种三频段微带天线的设计与仿真

  彭亮;孙锦棋;李璋;张伟;杨维明;

  为解决现有移动通信多频段天线体积较大、频带不够宽等问题，设计了一款基于微带矩形环形天线单元的三频段微带天线。首先，在42 mm×20 mm×1.6 mm的FR-4介质基板上设计一款谐振频率为2.4 GHz的矩形环形天线；然后，在矩形环形天线的内部放置上下对称的两款矩形贴片，得到一款双频段的天线；最后，采用类分形的方法，在内部的两块矩形贴片的左右两边分别刻蚀矩形贴片，最终矩形环内为上下对称的两块H形贴片，在不改变天线面积的情况下，改变了天线内部的电流路径，从而设计出一款三频段的环形天线。CST仿真测试结果显示：天线的工作频段为2.232～2.624 GHz、4.38～4.98 GHz和5.171～6.859 GHz,相对带宽分别为16.3%、12.25%、28.64%,能满足移动通信的基本需求。

  2026年01期 v.48;No.195 55-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 2434K]
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• 全国产化32阵元前视声纳调理电路设计

  邓胡娟;周洪;张丹;

  针对高性能水下探测系统的需求，本文中设计并实现一种全国产化的32阵元前视声纳调理电路。该调理电路主要包括前级放大、程控增益和带通滤波器等3个核心模块。前级放大模块有效提升了微弱声纳信号的接收能力；程控增益模块通过数字控制技术实现增益的灵活调节，以适应不同强度的输入信号；带通滤波器模块采用高阶滤波器设计，精确滤除目标频带外的噪声，确保信号的有效提取。该放大电路具有20 dB的固定增益，并支持0～80 dB的宽范围程控增益调节，工作带宽为380～420 kHz,截止频率处的衰减小于1 dB。整个电路基于国产元器件，具有高可靠性、低功耗和强抗干扰能力。实验结果表明，该调理电路在32阵元前视声纳系统中表现出色，能够稳定输出高质量的信号，为水下目标探测和成像提供了可靠的硬件支持。

  2026年01期 v.48;No.195 61-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1573K]
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计算机与信息工程

• 基于标签感知融合与多尺度双向注意力交互的多标签文本分类模型

  郑启扬;

  在多标签文本分类任务中，现有方法主要针对文本信息的提取，普遍存在对标签语义利用不足的问题。对此，提出一种基于标签感知融合与多尺度双向注意力机制的多标签分类模型。基于BERT模型，设计一种标签感知融合机制，将文本与标签嵌入统一序列，通过跨度预测捕捉局部关联性；引入词过滤器模块，依据词-标签余弦相似度筛选关键词汇，抑制噪声干扰；构建多尺度双向注意力网络，通过不同卷积核捕捉词级、短语级与句子级语义，并利用标签-文本与文本-标签双向注意力机制挖掘深层交互特征，实现动态语义适配。在公开数据集AAPD、ArXiv-ACM与Reuters-21578上的实验表明，本模型在maF1、miF1和HL指标上与基线方法相比均得到了最佳表现。

  2026年01期 v.48;No.195 69-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1087K]
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化学化工与材料科学

• 可清洗聚吡咯/棉布光热转化材料的制备及海水淡化性能研究

  杨钰晗;郑昌雄;傅嘉琪;熊俊;李明;

  界面太阳能蒸发技术作为一种新兴的海水淡化方法，因其环境友好性和高能量利用效率而备受关注。然而，该技术在实际应用中仍面临诸多挑战，如光热转换材料制备工艺复杂、成本高昂以及抗盐性能不足等问题。针对上述问题，本研究以聚吡咯(PPy)和棉织物(CF)为主要原料，成功制备了一种基于聚吡咯和棉织物的界面光热蒸发材料(PPy-CF)。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和紫外-可见-近红外光谱(UV-Vis-NIR)等多种表征手段，系统分析了PPy-CF的微观形貌、化学结构、官能团组成及光吸收性能，并通过室内蒸发实验进一步评估了其蒸发速率和海水淡化性能。实验结果表明，PPy-CF的太阳能吸收率高达97.28%,在一个太阳光强下(1 kW·m~(-2)),其蒸发速率可达1.63 kg m~(-2) h~(-1)。在对模拟海水经过6 h连续脱盐后，其脱盐效率略有下降，但沉积在材料表面的盐分可通过简单的超声水洗去除，从而恢复其脱盐性能。户外实验进一步证实了PPy-CF在海水淡化中的高效性。得益于其低成本、高稳定性及简便的制备工艺，PPy-CF在海水淡化领域展现出广阔的应用前景。

  2026年01期 v.48;No.195 79-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 2449K]
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• 一种新型[60]富勒烯二聚体的一步热反应合成研究

  王杰;廖威;王雨阳;陈书锋;白淑婉;李法宝;

  [60]富勒烯二聚体因其独特的分子结构和优良的理化性质一直备受各界关注，其在光电材料、生物医药和超分子化学等多个前沿领域均展现出广阔的应用前景。虽然[60]富勒烯二聚体的合成方法多样，但已报道方法仍有其局限性，例如反应步骤较为繁琐、二聚体结构较为简单等。基于此，继续探索并开发用于合成新型[60]富勒烯二聚体的反应显得尤为必要。本研究通过[60]富勒烯与二醛化合物和N-甲基甘氨酸的简单一步热反应，合成了一系列结构复杂的新颖[60]富勒烯二聚体。此合成方法具有操作简便、反应条件温和以及产物结构新颖等显著优势。这不仅进一步促进了[60]富勒烯二聚体的结构多样性，还提升了富勒烯衍生物在诸多领域的潜在应用价值。

  2026年01期 v.48;No.195 87-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 2074K]
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• 富血小板血浆凝胶在组织修复与再生中的研究进展

  严炎刘星;韩蕊;邓浪静;杨超;

  富血小板血浆(PRP)凝胶(PRP gel, PRPG)作为一种重要的自体生物材料，在组织修复与再生领域展现出显著的应用潜力。本文中系统综述了PRPG的最新研究进展及其临床应用价值。首先概述其制备工艺的关键参数(如血小板富集倍数、白细胞含量)。继而重点阐明其核心作用机制：包括高浓度生长因子的协同缓释效应、纤维蛋白三维支架的结构支撑与空间引导功能、凝胶微环境对细胞行为的动态调控，以及其他生物活性成分的协同贡献。在此基础上，系统评述了PRPG在骨科与运动医学、创面与烧伤修复、口腔颌面外科与种植修复、整形美容外科以及其他相关领域的循证医学证据与实践成果。进一步探讨了该领域的前沿研究方向，包括：深入解析PRPG的作用机制、开发新型功能化及刺激响应型智能PRPG系统，以及优化个体化临床应用策略。同时，本研究也剖析了当前面临的核心挑战，主要包括制备与应用标准化的缺乏、高质量临床研究证据不足、基础研究与临床转化之间的鸿沟等问题。最后，对未来发展方向进行了前瞻性展望。

  2026年01期 v.48;No.195 96-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 2196K]
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基础数学与应用数学

• K-算子值框架和紧K-算子值框架扰动的稳定性

  吴旭;张建平;曹壮利;

  在Hilbert空间中讨论了K-算子值框架和紧K-算子值框架扰动的稳定性。首先，在已有文献的基础上，改变了原有的扰动条件，利用算子理论的方法得到了K-算子值框架满足扰动稳定性的两个充分条件。其次，通过紧K-算子值框架的算子K与合成算子给出Bessel序列为紧K-算子值框架的刻画。最后给出用两个强不相交的Bessel序列构造紧K-算子值框架的充要条件。

  2026年01期 v.48;No.195 111-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 858K]
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• 基于非匹配滤波器的多普勒容忍通感一体化波形设计

  林天涯;王艳艳;时巧;罗荣;

  在通感一体化(ISAC)系统中，一体化波形在进行通信信息传输的同时可以完成对目标的探测，在ISAC系统中具有重要的作用。然而在移动场景下，现有一体化波形受多普勒频偏的影响对运动目标的探测性能受限。为此，首先以最小化一体化发射波形与非匹配滤波器在相关区内的积分旁瓣电平(ISL)为优化目标，再基于罚函数思想引入附加函数来约束处理增益损失(LPG),并同时将通信符号的相位差、峰均功率比(PAPR)以及波形与非匹配滤波器能量作为约束构建数学优化模型。其次，提出交替迭代优化最小化(AMM)算法对构建的非凸问题进行求解，并利用平方二次迭代框架(SQUAREM)对算法进行加速。数值仿真表明，经过SQUAREM框架加速后的算法收敛速度显著提高，提出的一体化波形实现了在移动场景下雷达探测性能和通信质量的双重提升。

  2026年01期 v.48;No.195 117-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 2822K]
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• 基于优化后随机森林和XGBoost模型的脑卒中风险预警研究

  丁婉婉;方俊涛;

  脑卒中是全球死亡和残疾的主要原因之一，及时有效地识别疾病风险，可以减少脑死亡、瘫痪和其他由此产生的不良结果。构建兼顾计算效率和预测精度的疾病预测模型，快速且准确地评估人群的脑卒中患病风险。对Kaggle上公开的脑卒中不平衡数据集进行数据预处理，选择SMOTE、SMOTE-ENN和ADASYN 3种采样方法以均衡数据集。从提升模型泛化能力的角度，提出随机森林和XGBoost模型的预测性能优化方法。通过深入分析两种模型的集成策略，并利用网格搜索算法对关键超参数进行精细调整，旨在提升模型的泛化能力，降低计算复杂度，并最大限度地优化模型的预测性能。为了验证所提出方法的有效性，将其与5种经典的机器学习分类器进行了全面的性能比较。结果显示，在针对脑卒中不平衡数据集的实验中，SMOTE-ENN采样技术显著提升了分类算法模型的预测性能。经过优化的随机森林和XGBoost模型能够有效提高脑卒中风险预测能力，实现了高达97%的预测准确率，以及1和0.99的AUC值。通过综合比较各模型的性能，得到了性能最佳的预测模型，即SMOTE-ENN采样结合优化后的随机森林和XGBoost模型。该模型可提高卒中风险预测的准确性和效率，便于对脑卒中疾病风险进行早期评估，可将其推广应用于疾病类别非均衡样本的风险预测问题中。

  2026年01期 v.48;No.195 128-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 1837K]
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生命科学与医药卫生

• 枯草芽胞杆菌漆酶的异源表达及催化腰果酚氧化聚合的研究

  张丹;王世依;蔡冬波;陈守文;马昕;

  漆酶是存在于自然界中的一类氧化还原酶，可以催化多元酚的氧化反应。为了实现漆酶的绿色制备并应用在催化腰果酚氧化聚合领域，本研究利用大肠杆菌Rosetta(DE3)异源表达枯草芽胞杆菌来源的漆酶CotA~(Bs),实现了CotA~(Bs)的可溶性高效表达；利用镍柱亲和层析纯化获得高纯度蛋白。酶学性质研究表明，CotA~(Bs)最适反应条件为pH 4.5和温度40℃,且在1 mmol/L Cu~(2+)存在下酶活为31.8 U/mL。应用方面，CotA~(Bs)成功催化腰果酚氧化聚合，体系颜色由浅黄渐变为深红褐色，流动性显著降低，证实其成膜潜力。结果表明，原核漆酶CotA~(Bs)具备热稳定性高、底物兼容性强及低成本制备优势，为环保涂层开发提供了技术基础。

  2026年01期 v.48;No.195 142-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 3046K]
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