东华大学学报(英文版)

Advanced Functional Materials

  • 基于钛酸钡纳米颗粒和多壁碳纳米管掺杂聚酰亚胺膜的摩擦纳米发电机(英文)

    刘晶晶;AFZAL Syed Umer;王凯博;闫静;

    开发高性能摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator, TENG)以满足未来多功能应用需求始终是该领域的研究目标。该文通过掺杂钛酸钡(barium titanate, BTO)纳米颗粒和多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotube, MWCNT)制备聚酰亚胺(polyimide, PI)柔性摩擦电膜:引入压电BTO纳米颗粒,通过压电效应和摩擦电效应的协同作用来提高电输出;引入MWCNT来构建微电容结构以增强TENG的性能。当BTO纳米颗粒的质量分数为10%且MWCNT的质量分数为0.1%时,TENG可获得约65 V、20.0μA和25.0 nC的最佳摩擦电输出性能,远高于纯PI膜的TENG。该TENG可为商用发光二级管供电,也可作为自供电传感器来监测人体活动状况。该研究为开发高性能TENG奠定了基础,对其长期使用具有重要意义。

    2025年02期 v.42 107-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 2506K]
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  • 纤维素纳米晶提高柔性导电聚丙烯腈@碳纳米管纳米纤维膜的拉伸性能(英文)

    张长欢;王刘瑶;王浩文;马涛;孙宏洋子;黄易;童依婷;陈洋;张力冉;

    柔性导电纳米纤维膜在可穿戴电子设备领域的应用非常广泛,而良好的拉伸性能是静电纺纳米纤维膜商业化的必备性能之一。以纤维素纳米晶(cellulose nanocrystal, CNC)为增强材料,通过对含CNC的PAN溶液的静电纺丝及碳纳米管(carbon nanotube, CNT)水分散液的浸渍处理,成功制备了柔性导电聚丙烯腈(polyacrylonitrile, PAN)/CNC@CNT纳米纤维膜。对该纳米纤维膜的结构和性能进行研究。结果表明:随着纺丝液中PAN质量分数的增加,纺丝液的黏度增加,纤维直径增加。当PAN质量分数为12%时,可成功制备不同CNC质量分数的PAN/CNC纳米纤维膜。CNC的添加对PAN/CNC纳米纤维膜的结构和性能产生了影响。随着CNC质量分数的增加,纤维直径增加,直径分布范围变宽,拉伸强度先提高后降低。当PAN与CNC的质量比为4∶1时,PAN/CNC纳米纤维膜的拉伸强度最高,明显高于PAN纳米纤维膜。经过CNT水分散液浸渍处理得到的PAN/CNC@CNT纳米纤维膜的拉伸强度增加至3.12 MPa,表面电阻率为64Ω/cm~2。柔性导电纳米纤维膜有望广泛应用于储能、传感等领域,该研究结果可为上述领域的研究提供一定的基础。

    2025年02期 v.42 116-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1880K]
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  • 热处理工艺对热致液晶聚芳酯分子量及热性能的影响(英文)

    董世航;陈宇锋;万海;梁源;黄铄涵;王燕萍;夏于旻;

    热致液晶聚芳酯(thermotropic liquid crystal polyester, TLCP)纤维是一种重要的战略性高性能纤维。该文以4-羟基苯甲酸(HBA)和6-羟基-2-萘甲酸(HNA)作为共聚单体(摩尔比为7∶3),通过两步熔融缩聚法制备了TLCP。通过傅里叶变换红外光谱和核磁共振波谱确认了TLCP的结构。利用差示扫描量热仪、动态热机械分析仪和高温旋转流变仪分析了热处理前后TLCP的热性能和流变学特性。结果表明,经过热处理后,TLCP的熔点、玻璃化转变温度和熔体黏度显著增加,这表明TLCP的结晶更加完善,并且在热处理过程中发生了固相缩聚反应,增加了其分子量。总之,在低于但接近熔点的温度条件下进行热处理可以有效调节TLCP的结构和性能,该研究结果可为TLCP纤维的高强化提供参考。

    2025年02期 v.42 124-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 3526K]
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Textile Processing and Application

  • 回用染色废水用于羊毛织物活性染料染色(英文)

    王冰欣;韩博;张馨元;李万新;许佳;舒大武;

    针对毛用活性染料染色废水排放量大、污染严重的问题,利用过二硫酸钠(SPS)对毛用活性染料兰纳素红CE染色残液进行降解处理和循环再利用。以染料残留率为评价指标,确定了毛用活性染料降解工艺。通过测试循环染色过程中的染料上染率、固色率及染色织物颜色参数和色牢度,证实了利用活性染料染色废水实现羊毛织物循环染色的可行性。结果表明:处理毛用活性染料兰纳素红CE所适宜的条件是0.2 g/L SPS,初始pH值为3,100℃处理30 min,此时染料降解率高达93.14%。在利用降解后的染色废水进行循环染色时,染料上染率均高于99.00%,固色率较传统染色工艺高。在染色条件相同的情况下,循环染色织物表观颜色更深。循环次数低于5次时,对色牢度影响不明显。尽管第10次循环染色织物的耐摩擦色牢度和耐洗色牢度分别降低半级和1级,但织物仍满足生产要求。

    2025年02期 v.42 136-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1173K]
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Resource,Ecology and Environment

  • 室内环境空气负离子对人体健康的功效及浓度分布(英文)

    邓晓妮;安毓辉;杨学宾;张瑞丹;熊辰;

    室内环境中存在的空气负离子(negative air ion, NAI)可有效减少微粒污染物和气体污染物,并抑制微生物、细菌和病毒的生长,从而对人体健康产生积极影响。该综述调查了不同模块类型的常见离子发生器,分析了NAI改善室内空气质量的机制及NAI对人体健康的影响。研究还调查了不同的NAI浓度对人体健康各方面的影响,以及平衡有益和不确定影响的替代措施。虽然NAI在去除颗粒物、缓解抑郁、增强认知功能甚至刺激交感神经活动方面具有功效,但在对心脏自律神经功能和呼吸生理的影响方面,存在着相互矛盾的研究结果。为解决这一复杂问题,需考虑采取其他措施,在NAI的有益影响和不确定影响之间取得平衡。这些措施包括对颗粒污染物特性的总体评估,对NAI发生器的选择,以及遵守所推荐的NAI最佳浓度阈值。

    2025年02期 v.42 144-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1651K]
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Information Technology and Artificial Intelligence

  • 结合多模态时尚兼容性建模和个人风格引导的服装搭配推荐(英文)

    汪可欣;张洁;张朋;孙可芯;占家美;魏濛;

    个性化服装搭配推荐已经成为时尚领域的一个研究热点。然而,现有的推荐方法尚未充分挖掘用户风格偏好。通常情况下,用户在选择服装时,不仅会倾向于特定风格,如休闲风格或运动风格,还会关注服装的颜色、质地等细节特征。为了推荐符合用户风格偏好的个性化服装搭配,该文提出了一种结合多模态时尚兼容性建模和个人风格引导的服装搭配推荐方法,简称PSGNet。首先,设计一个风格分类器,将不同服装类型和属性的时尚图像划分到不同的风格类别中;其次,建立个人风格预测模块,通过分析历史数据提取用户风格偏好;再次,为了克服单模态表示的局限性并增强时尚兼容性,利用时尚图像和文本数据来同时提取服装的多模态特征;最后,通过贝叶斯个性化排序(Bayesian personalized ranking, BPR)算法来整合这些模块以统一个人风格和时尚兼容性,其中个人风格特征可引导输出推荐结果,为每位目标用户提供量身定制的个性化服装搭配推荐。在大规模数据集上进行广泛实验。结果表明,该文所提出的方法可有效推荐个性化服装搭配。

    2025年02期 v.42 156-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 1921K]
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  • 基于生成对抗网络模型的双波长双聚焦超透镜设计(英文)

    刘港成;王军凯;林森;伍滨和;王春瑞;周健;孙浩;

    多焦点超透镜在光通信、光学成像和显微光学等领域具有重要价值,然而其设计具有极大的挑战性。近年来,深度学习方法为光学平面器件的设计提供了新的解决方案。该文提出了一种使用生成对抗网络(generative adversarial network, GAN)来实现双波长下不同聚焦位置的超透镜设计方法。该方法包括前向网络和逆向设计网络。前者用于快速预测超原子结构的光学响应,后者自动生成符合需求的超原子结构。与传统搜索方法相比,逆向设计网络在设计双波长双聚焦超透镜时具有更高的准确性和效率。这些结果将为可调波长超透镜的设计提供思路和方法,突显了深度学习在光学器件设计中的潜力。

    2025年02期 v.42 168-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 2096K]
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  • 基于特定指令驱动的上下文感知视觉蕴含(英文)

    韩宇凤;郝矿荣;唐雪嵩;隗兵;

    视觉蕴含是多模态视觉推理中的一个典型任务,当前的方法经常利用大型语言模型(large language model, LLM)作为知识库来协助回答问题。这些方法在很大程度上依赖于文本模态,而文本模态本质上无法捕获图像中包含的全部信息。为此,作者提出了一个上下文感知视觉蕴含(context-aware visual entailment, CAVE)模型。该模型引入了一种新的聚合模块,用于从图像中提取高级语义特征,将低级语义图像特征聚合为格式类似于文本标记的高级视觉标记,作为LLM的输入。CAVE模型弥补了图像信息的损失,并更有效地将图像信息与文本理解相结合。同时,CAVE模型采用了一种新的基于指令微调和上下文学习的输入格式和训练方法,其目的在于最大化LLM固有的逻辑推理潜能。在E-SNLI-VE数据集上的实验结果表明,CAVE模型表现出色。

    2025年02期 v.42 177-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 2377K]
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  • 用于动作识别的高效时序解码模块(英文)

    黄秋波;梅建敏;赵武鹏;卢怡如;王梅;陈德华;

    动作识别作为视频理解领域的基础性任务,得到了广泛研究和应用。相比图像,视频媒介增加了时间维度。然而,目前许多动作识别网络只是对时序信息进行简单平均融合,或者是由图像的预训练模型迁移而来,对时序信息的抽取能力较弱。该文提出了一个可拼接在任意动作识别骨干网络上的高效时序解码模块,以进一步关注视频帧之间的时序关系。该解码器首先初始化一定数量的可学习查询张量,即视频级的动作类别预测查询张量,进行自注意力学习后与骨干网络得到的视频帧特征相结合来提取视频上下文信息,最后再使用这些具有丰富时序特征的预测查询张量作分类预测。在HMDB51、MSRDailyAct3D、Diving48及Breakfast数据集上将TokShift-Transformer和VideoMAE作为编码器进行实验。实验结果显示,与原始模型TokShift-Transformer和VideoMAE相比,引入所提出的时序解码器后,Top-1准确率得到明显提升。在这四个数据集上,TokShift-Transformer的性能提高超过11%,在VideoMAE上的准确率也平均提高了近5%。该工作还将包括Timesformer在内的其他动作识别网络作为编码器,使其与解码器进一步结合。实验结果表明,在HMDB51数据集上,准确率平均提高3.5%以上。代码见https://github.com/huangturbo/TempDecoder。

    2025年02期 v.42 187-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 1369K]
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Intelligent Detection and Control

  • 用流阻率计算吸声材料吸声系数(英文)

    朱从云;邵镇亚;丁国芳;

    为了降低由于流阻率测量不准确而引起的吸声系数计算误差,提出了一种计算吸声材料吸声系数的简便方法。首先,通过阻抗管法测量出吸声材料的两个频率的吸声系数,根据纤维材料的波数和声阻抗的经验公式,利用MATLAB循环程序逆算出吸声材料的流阻率。其次,计算出不同频率下吸声材料的理论吸声系数、阻抗实部和阻抗虚部。最后,通过试验验证理论计算值的正确性。多组试验结果表明,理论计算值与试验测量值基本一致,验证了此方法的可行性和可靠性。

    2025年02期 v.42 197-203页 [查看摘要][在线阅读][下载 1248K]
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  • 基于Placido盘的角膜地形图成像(英文)

    万晅润;王超星;胡俊;姜俭;李康妹;

    在眼科领域,角膜地形图是进行诊断治疗的重要参考依据。复原度高的角膜地形图对临床实践有重要意义。该研究基于Placido盘采集到的角膜初始信息进行屈光度计算。以极坐标的方式建立角膜点云模型,提出了一种在自定义插值矩阵中自寻控制点的方式下的局部双三次B样条缺失点填充插值算法。通过Delaunay三角剖分算法和高斯核函数平滑,实现了点云信息的网格化插值和地形图平滑成像。试验表明,该插值算法与之前算法相比具有更好的精度,从最终成像的地形图得到的屈光度与检测得到的屈光度的平均误差在0.300 D以内。该算法具有较好的可行性。

    2025年02期 v.42 204-212页 [查看摘要][在线阅读][下载 2517K]
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Fundamental Science

  • 一类非线性级联多智能体系统的领导跟随一致性(英文)

    李显达;康剑灵;

    研究了非线性级联多智能体系统的领导跟随一致性问题。将非线性级联多智能体系统的控制策略转化为对低阶误差子系统的系列控制。采用递归方法和虚拟控制器,在迭代过程中设计一系列的李雅普诺夫函数,并对相应误差系统的分布式一致性进行分析,解决了一类非线性级联多智能体系统的领导跟随一致性问题。仿真实例验证了所设计控制算法的有效性。

    2025年02期 v.42 213-218页 [查看摘要][在线阅读][下载 722K]
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