中国高校科技期刊信息汇聚平台

全文下载排行

  • 一年内发表的文章
  • 两年内
  • 三年内
  • 全部

Please wait a minute...
  • 全选
    |
  • 郭伟娜, 曹立瑶, 沈华, 薛文良, 徐广标
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(03): 199-210. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2025.0177
    天然纤维材料的绿色开发及高值化利用已成为应对资源短缺和环境污染的重要途径。丝瓜络纤维,作为一种可再生、环保的天然纤维,凭借其独特的多孔结构和丰富的生物活性成分,广泛应用于复合材料、污染物吸附、生物医用等领域。综述了丝瓜络纤维的理化性能及其在多个领域的应用进展。丝瓜络纤维在复合材料中具有出色的吸声、隔热、电磁屏蔽和储电性能,尤其通过化学改性能显著提高其与基体材料的界面结合强度。在环境工程领域,丝瓜络纤维通过其天然多孔性和表面极性基团,成为去除重金属离子、染料和新兴污染物的优良吸附剂。此外,丝瓜络纤维的药用成分具有抗感染、抗氧化和降血脂等多重功效,在生物医用领域具有潜在的临床应用价值。丝瓜络纤维的应用虽已取得初步进展,但仍面临产业化进程中的技术和成本挑战。未来应聚焦纤维改性工艺优化、绿色加工方法以及功能集成,以推动丝瓜络作为可持续发展材料的广泛应用。
  • 高梦雯, 邢绍文, 李云
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(03): 183-190. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2025.0036
    为实现氨氮超标地下水的快速高效修复,从华东某地下水氨氮超标的非正规工业固废填埋场土壤中分离出一株异养硝化-好氧反硝化菌Rhodococcus sp.Y9-1(CCTCC No:M20231297),该菌株在pH 8.0~9.0、温度20~37℃、碳氮比5~10、氨氮质量浓度25~100 mg/L、盐度1.9%的条件下,8 h内对氨氮的去除率为64%~98%。结合脱氮特性和功能基因鉴定结果,推测该菌株异养硝化途径为NH+4—N→NH2OH→NO,好氧反硝化途径为NO-3—N(→NO)→N2。该菌株应用于氨氮超标模拟地下水时,158 h内地下水氨氮降低69.5%;补充柠檬酸钠作为碳源后,进一步将氨氮质量浓度降至0.67 mg/L,低于地下水IV类质量标准中的1.5 mg/L限值。与传统脱氮微生物相比,该菌株作为高效异养硝化-好氧反硝化菌,具备将氨氮快速转化为氮气的潜力,可为异养硝化-好氧反硝化菌在地下水的实际应用提供依据和支撑。
  • 祝嗣垚, 魏毅, 刘万双
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(03): 95-101. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0410
    利用生物基香草醛分别制备含亚胺键的环氧树脂(VAEP)、含三联苯结构的介晶酚类环氧树脂固化剂(ICP)和环氧树脂交联剂(ICPA),并使用ICP(加入5%的ICPA)和4,4′-二氨基二苯甲烷(DDM)分别固化VAEP。使用DDM固化的环氧树脂拉伸强度为116 MPa,拉伸模量为2 203 MPa,玻璃化转变温度tg为179℃,均明显高于ICP固化的环氧树脂(拉伸强度38 MPa,拉伸模量1 833 MPa,tg 150℃)。由于动态亚胺键在加热条件下可动态交换,两种环氧树脂均可被热压重塑成型,重塑成型后仍具有较高的强度保持率(89%,98%)。在加热条件下,ICP固化的环氧树脂可在乙二胺和盐酸溶液中完全降解,DDM固化的环氧树脂则不能。固化后的两种环氧树脂在多种常见溶剂中均表现出良好的稳定性。ICP固化的环氧树脂导热系数为0.34 W/(m·K),相比DDM固化的环氧树脂(0.28 W/(m·K))提高21%。
  • 叶紫, 汤静丽, 王聪, 黄莉茜, 王学利, 俞建勇
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(03): 45-51. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2025.0009
    针对废旧涤棉混纺纺织品回收困难、难以加工、利用率低等问题,将涤棉共混织物作为涤棉混纺织物模型体,采用草酸/柠檬酸复合酸体系分离涤棉组分,探究草酸/柠檬酸复合配比、反应温度及反应时间对分离效果的影响,以获得高产率为目的对分离工艺条件进行优化。结果表明,采用复合配比为1.5%/8.5%的草酸/柠檬酸在150℃条件下水解2 h,涤棉共混织物可完全分离。水解后纤维素的回收率为88.29%,回收得到的纤维素仍保持了纤维素I型的晶体结构,结晶度由67.72%提高至79.55%,聚合度由1 564降至139;涤纶的回收率为98.78%,水解后涤纶织物中的纤维依然连续,并具有完整的织物结构,力学性能几乎未受影响。该水解体系可循环利用4次,实现了水解液的高效利用。
  • 洪博锴, 孟婥, 张豪, 孙以泽
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(01): 119-130. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0169
    针对三维编织的机械臂与理论设计的参数存在偏差,导致机械臂在运行时产生扰动力矩的问题,采用改进蜣螂算法(improved dung beetle optimizer, IDBO)和加权最小二乘法的改进动力学参数辨识方法,分步辨识非线性斯特里贝克(Stribeck)摩擦力矩、线性惯性力矩、科氏向心力矩和重力矩。为设计激励轨迹,引入周期性傅里叶级数和五次多项式,采用IDBO设计最优激励轨迹,获取机械臂在最优激励轨迹下的实时状态,确定其动力学参数并建立动力学模型。试验以碳纤维复合材料和45钢混合的大臂机器人为对象。结果表明:考虑非线性摩擦力矩的改进动力学参数辨识方法有效提高了动力学模型精度,与仅考虑线性摩擦力矩的常规方法相比,关节1~6的预测力矩误差均方根(RMS)减小25.6%~47.9%。
  • 戚鹏飞, 王萍, 李戎, 邢彦军
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(02): 76-82. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0123
    以丙烯酸(AA)、苹果酸(MA)、氯化胆碱(ChCl)为原料,采用原位光催化聚合法制备一种低共熔凝胶P(AADES/MADES-n)。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、紫外-可见光谱、断裂应变和电阻变化率对P(AADES/MADES-n)的结构、透明性、力学性能和应变传感性能进行表征。结果表明,P(AADES/MADES-50)具有高透明性能(可见光透过率为91%)、高拉伸性能(断裂伸长率为1 300%)、强黏附性(对铝的黏附力为270 kPa)、高离子电导率(3.2×10~(-3) S/m)以及良好的力学回复性等特点。基于P(AADES/MADES-50)的电阻式传感器具有灵敏且稳定的电阻响应,能快速、重复、稳定地检测人体手掌不同部位的弯曲和伸展运动,展现出良好的人体运动实时监测性能,在运动传感器领域具有潜在的应用前景。
  • 傅金莹, 徐静, 陈烨, 柯福佑, 王华平, 丁剑峰
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(03): 38-44. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2025.0147
    涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯,简称PET)纺织品的废弃量逐年递增。化学降解是实现PET闭环回收的有效方法,如何提高化学降解效率已成为研究热点。针对该问题,采用等离子体技术对废旧涤纶织物进行预处理,并对等离子体处理前后的PET的结构和性能进行表征,同时研究等离子处理对废旧涤纶织物化学降解的影响。结果表明,提高处理功率或延长处理时间,均会使废旧涤纶织物的特性黏度下降,PET表面的刻蚀痕迹加深,比表面积增大,但PET主体结构不变。等离子体处理可提高废旧涤纶织物的化学降解效率,且不改变化学降解产物,产物仍为纯度高于94.8%的对苯二甲酸。
  • 唐佳杰, 汤岚, 陆熙, 李杨, 朱陆祥, 孙铸宇, 赵晓祥
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(02): 83-94. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0034
    针对2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP)对环境污染的危害,急需开发一种清洁高效的处理方式。研究采用模板蚀刻法制备了锚定在氮掺杂碳上的Mn单原子催化剂(Mn-N-C),Mn原子以Mn—N_x的形式均匀地稳定在载体上,该结构增强了Mn-N-C材料的极化和电子传递。当Mn-N-C和PMS的投加量分别为50 mg/L和0.8 mmol/L时,在温度为25℃,pH=7.0的条件下,2,4-DCP在60 min内降解率为99.6%,拟一级反应速率常数k_(obs)=0.078 6 min~(-1)。通过分析计算,Mn-N-C中Mn—N_x和N—(C)_3结构活化PMS产生~1O_2和~·O~-_2,而后2,4-DCP主要由~1O_2通过羟基化、脱氯和开环反应降解,降解产物的毒性大幅降低。试验结果表明:Mn-N-C在活化PMS降解2,4-DCP显现出优异的催化活性;Mn-N-C/PMS体系具有一定抗干扰能力、优异的稳定性和可重复使用性,为实际废水中2,4-DCP的处理提供了一种有效方法。
  • 古宇, 王燕鸽, 仇公全, 赵树元, 秦智慧, 刘柳, 张瑞云, 俞建勇
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(03): 18-27. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2025.0119
    纤维素是地球上最丰富的可再生聚合物来源,由其制备的纤维素纳米纤维是一种具有生物相容性等优势的纳米材料。2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)介导的氧化体系(TEMPO/NaBr/NaClO)结合机械处理,可实现富羧纳米纤维(TOCNFs)的高效制备。然而,主氧化剂NaClO的质量摩尔浓度在传统试验中往往难以确定,并且以pH值达稳定状态作为终止添加的依据,会导致反应时间过长。以大麻纤维为试验对象,添加不同质量摩尔浓度的NaClO,分时间段提取样品,探究NaClO质量摩尔浓度和羧基的生成量随时间的变化情况。结果表明,在TEMPO氧化体系中,在10 mmol/g NaClO和120 min反应时间条件下,纤维素分子链上C6位羟基可有效转化为羧基(1.2 mmol/g),同时维持晶体区结构完整并形成适度表面电荷密度,实现纳米纤维稳定分散。该优化方法减少了单位产量化学品消耗量,缩短了反应时间,在保持纳米纤维素悬浮液相对较稳定的分散情况下,提高了制备富羧纳米纤维素生产的可持续性,符合绿色化学原则。
  • 王佳怡, 陈佳尧, 刘建奇, 王福琼, 钟方川
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(03): 120-126. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2025.0018
    在温和条件下将CO2和CH4两种温室气体转化成燃料或化学原料是能源和环境领域的重要课题。介质阻挡放电(DBD)在CO2/CH4干重整领域拥有巨大发展前景,但重整性能受多种因素影响。使用恒温水循环同轴介质阻挡放电反应器,研究CO2/CH4初始体积分数和循环水温度对放电特性和干重整性能的影响。结果表明:在CO2/CH4体系中引入Ar背景气体后,CO2和CH4的转化率分别达56.5%和64.8%,CO和H2的选择性达80%以上;在相同反应条件下提高CO2/CH4初始体积分数,导致CO2和CH4的转化率以及CO和H2的产率明显下降。循环水温度从25℃升至75℃时,因循环水温度影响了反应器中等离子体的放电特性,CO2转化率增加6.8%,CH4转化率变化不大。通过等离子体发射光谱探究CO2/CH4体积分数对干重整放电的影响,发现CO2/CH4体积分数增加使Ar谱线强度减弱,而放电功率增加使Ar谱线强度增强。
  • 刘丹丹, 俞建勇, 袁如超, 王学利
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(03): 28-37. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0421
    针对废旧涤锦棉纺织品因不同组分纤维分离困难导致的回收利用率低、再生难度大等瓶颈,基于不同温度下涤、锦、棉在二甲基亚砜(DMSO)中的溶解性差异,设计并优化废旧涤/锦/棉纺织品迭代溶解分离技术。以分离得到的锦纶为原料,开发废旧锦纶酸解法再生技术,旨在解决废旧锦纶化学法再生产率低、对设备要求高等难题。通过研究回收产物的化学结构、相态结构和回收率等,探究技术的可行性。结果表明,回收后涤、锦、棉的结构和性能无明显变化,且基于酸解法的再生锦纶性能满足熔融纺丝加工要求。涤、锦、棉的回收率分别达93.5%、96.7%和99.9%,充分证明该技术具有广阔的商业化前景。
  • 魏子君, 杨伟峰, 侯成义, 李克睿, 李耀刚, 王宏志, 张青红
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(01): 1-7. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0088
    随着可穿戴领域的发展,满足穿戴设备的能量需求和实现数字信号无线传输技术变得尤为迫切。基于摩擦纳米发电机(TENG)技术的纤维及纤维组件,在能量收集和自供电领域展现出重要的应用前景。采用共轭静电纺丝技术连续制备聚偏二氟乙烯(PVDF)纳米包芯纱线,并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)及水接触角等方法对纤维结构和性能进行表征。以所制备的纳米包芯纱线为TENG的能量来源,结合电感电容(LC)谐振电路,构建无线传感织物。试验结果表明,这种摩擦电纱线不仅可数字刺绣,还具备136.2°的疏水接触角,并能与多种织物摩擦产生电荷,展现出优异的电学输出性能。此外,通过调控纤维刺绣图案和并联外部电容,能够区分谐振信号的频率,实现无线电话拨号功能。这种将纳米包芯纱线与LC谐振电路结合的方法为下一代自供电无线传感纺织品的设计提供了新的思考方向。
  • 张璐瑶, 陈俊良, 李金周, 王丽, 乌婧, 高品, 杨建平
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(03): 211-224. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2025.0276
    塑料的结构特性与回收技术密切相关,研究回收技术对实现塑料资源循环利用及“双碳”目标至关重要。本文在简要介绍聚酯塑料应用现状与废弃处理困境的基础上,重点阐述废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料回收技术进展。机械回收工艺简单但存在材料性能劣化问题;生物回收环境友好但降解效率受限;化学回收(热催化、醇解、氨解、水解、电催化等)能实现分子级循环但面临催化剂成本高的挑战,可借助新型催化剂、绿色溶剂和工艺优化突破瓶颈。闭环回收构建起“生产-消费-再生”的闭合循环回收体系,但仍面临混合塑料杂质干扰问题,可通过优化解聚聚合条件、扩大催化剂适用范围来解决。在循环经济模式下,混合塑料分拣效率低、组分复杂导致回收难度大,需结合智能分拣技术与协同回收工艺攻克。通过总结技术经济分析和生命周期评估研究,综合阐述了混合塑料处理的经济可行性和环境影响,展望了循环经济模式下化学回收PET塑料的未来发展方向。
  • 刘秀童, 姚春丽, 陈阁谷
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(01): 80-88. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0143
    细菌纤维素(BC)因其具有高结晶度、优异的亲水性和生物相容性,在生物医用领域如组织工程、伤口敷料及药物递送等方面展现出潜在应用价值。针对纯BC缝线柔韧性差及缺乏抗菌性的问题,以细菌纤维素凝胶膜为基底,利用2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(EPTMAC)对BC进行阳离子季铵化改性处理,此举不仅降低了纯BC的结晶度,还赋予BC缝线良好的抗菌性,制备出具有阳离子性的BC凝胶膜。通过预拉伸—加捻—干燥三步法制备柔韧抗菌的阳离子细菌纤维素(CBC)缝线。研究结果表明,该缝线不仅力学性能得到显著提升(打结抗张强度为(21.5±1.1)N),还保持了良好的生物相容性,细胞存活率高达92.0%,并展现出99.9%的高效抗金黄葡萄球菌能力。与石油基缝合线相比,这种BC基生物缝线成本更低,且性能优异,能有效减少缝合处的二次伤害风险,在外科缝线领域具备巨大的应用前景和发展潜力。
  • 李宜陶, 王静荣, 孙珩斯, 陈虎跃, 徐海萍, 杨丹丹
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(01): 53-61. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0025
    随着高性能储能电容器的快速发展,市场对具有高介电常数和低介电损耗的电介质材料的需求日益迫切。MXene因其优良的导电性在聚合物介电复合材料制备中引起广泛关注,但利用MXene制备的复合材料具有较高的介电损耗。以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体、二维纳米片(Ti3C2Tx MXene)为填料,通过溶液混合法制备MXene/PVDF复合材料。为抑制其介电损耗,引入具有绝缘性能的氮化硼(BN)纳米片。结果表明,MXene和BN均匀地分散在PVDF中,相较于MXene/PVDF复合材料,MXene/BN/PVDF复合材料在保持较高介电常数的同时,表现出更低的介电损耗和电导率。MXene质量分数为12%时,制备的MXene/PVDF复合材料在102 Hz时具有220的介电常数、1.31×10-8 S/cm的电导率和1.52的介电损耗;MXene质量分数为12%、BN质量分数为2%时制备的MXene/BN/PVDF复合材料,其在102 Hz时具有237的高介电常数、1.12×10-8 S/cm的电导率和0.39的介电损耗,实现了提高介电常数,降低介电损耗的目的。
  • 闫光远, 田焰宽, 杨昕, 高婷婷
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(01): 70-79. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0105
    太阳能驱动界面蒸发技术因其优异的热局域能力被广泛用于海水淡化和废水处理。利用这项技术处理印染废水时仍存在污染物的残留问题。采用吸附和界面光蒸发技术的协同作用,同时实现污染物的高效吸附和淡水收集。在棉织物上接枝β-环糊精(β-CD)构筑基底吸附层,作为光热复合织物的基底,一方面可利用毛细效应为光热层快速传输水分,另一方面棉织物基底上的β-CD可有效吸附废水中的污染物。同时,采用呼吸图案模板法在棉织物基底上构筑醋酸纤维素/炭黑(CA/CB)光热层,用于高效界面光热蒸发。通过对模拟废水亚甲基蓝(MB)进行吸附和光热协同净化研究,发现光热/吸附双功能复合织物对MB的去除率高达90.0%,界面蒸发速率可达1.60 kg/(m2·h),展现出优异的水净化效果。
  • 刘程鸿, 林新, 丁楠, 丁根凡, 段莫疑, 杨清泉, 钟方川, 王福琼
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(02): 153-159. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0106
    为分析EAST托卡马克早期(2010—2014年)高约束运行模式(H模)中边界局域模(ELM)与哪些参数具有强相关性,在验证有效性的基础上,采用主打击点处D_α辐射的相对涨落来定量表征边界局域模幅度,建立EAST托卡马克早期H模下ELM特征数据库。统计分析表明,ELM频率随边界安全因子的增大而减小,2010年type-ⅢELM的频率随总加热功率的增大而增大。这与其他装置或2015年以后EAST装置上得到的结果不一致,部分原因是碳杂质水平的变化。碳杂质水平是影响EAST托卡马克早期H模实验中ELM行为的重要因素之一。
  • 王东东, 胡旭, 赵亚峰, 宋燕西
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(02): 24-30. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0077
    传统锆(Zr)基金属有机框架(MOFs)材料大多使用有毒的配体和溶剂合成,在去除污染物的同时引入新的污染物。采用水热法合成了以L-天冬氨酸(LA)为配体的Zr基MOFs材料MIP-202,以期开发一种绿色环保且具有优异吸附性能,并可循环利用的吸附剂。以亚甲基蓝(MB)为去除对象,研究pH、吸附时间、温度和共存离子对MIP-202吸附性能的影响,拟合了动力学和热力学参数,并考察了吸附剂的循环利用性能和实际应用效果。结果表明:吸附容量随pH的升高而增大;吸附过程属于放热反应,并遵循准二级动力学和Langmuir吸附等温式,最大吸附容量为192.31 mg/g;吸附性能受共存离子的影响较小;5次循环使用后吸附容量仍有初始吸附容量的85.10%。模拟纺织废水试验表明该吸附剂具有实际应用价值。
  • 朱高伟, 林婧, 王璐
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(06): 37-45. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0337
    大口径人工血管虽已应用于大血管重症疾病,但仍存在术后血栓形成、再狭窄等并发症,开发生物相容性优良的人工血管仍具挑战性。从人工血管主体材料发展历程、商用人工血管材料、新型人工血管材料3方面综述大口径人工血管主体材料的变迁。简要介绍人工血管生物相容性的提升策略(改变材料表面形貌或纤维集合体的拓扑结构;材料表面引入生物活性物质),从材料表面引入生物活性物质的角度出发,总结白蛋白、明胶和胶原蛋白涂层提升人工血管生物相容性的机制;讨论涂层人工血管生物相容性、血液渗透性、顺应性对临床使用效果的影响。最后对人工血管的性能和功能提出展望,指出人工血管涂层技术和涂层物质未来将继续聚焦生物工程、抗凝涂层、新材料和细胞外基质等方面,以改善临床使用效果。
  • 张臻, 阚秀, 孙维周, 麻超
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(01): 147-154. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0014
    焦炭基质的准确提取对于焦炭质量分析至关重要。针对焦炭基质结构复杂、边界不清晰以及显微图像含有白色光晕等问题,提出了一种基于SC-TransUnet语义分割模型的焦炭基质提取方法,模型通过CNN-Transformer混合结构进行高级语义信息提取,增强对焦炭基质不规则结构的表征能力,通过多种注意力机制融合增强对焦炭复杂纹理特征的感知能力。与目前主流的分割模型相比,所设计的模型在焦炭基质提取中取得了更好的分割效果。试验证明该模型的Acc、Miu和F1s分别达94.75%、89.96%和95.23%,可为焦炭基质自动提取提供一种可靠且高效的解决方案。
  • 李康, 张笑千, 陈朝立, 王蕾, 于晓娟, 陈泳彤, 王雷明, 刘军峰, 钟俊辉, 王小慧
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(03): 68-77. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2025.0095
    啤酒糟蛋白(BSGP)作为一种来源于啤酒糟的蛋白质材料,具有良好的成膜性、可加工性和生物降解性,在食品包装膜材料领域展现出一定的应用潜力。单一BSGP膜的力学性能低、阻隔性能差等局限性,限制了其在食品包装领域的实际应用。采用聚乙烯醇(PVA)与BSGP共混策略制备BSGP/PVA复合膜,并系统研究复合膜的力学性能、阻隔性能、抗紫外性能、生物降解性及其在食品包装中的应用效果。与纯BSGP膜相比,BSGP/PVA复合膜的力学性能、阻隔性和抗紫外线性能均显著提升。BSGP与PVA质量比为3∶2时,复合膜的拉伸强度达8.43 MPa,氧气透过率降至73.1 cm3/(m2·d·MPa),水汽透过率降至0.368 g·cm/(m2·d),紫外线阻隔率接近100%,并具有良好的生物降解性能。将复合膜应用于草莓保鲜,能够有效减少草莓的质量损失、延长货架期并保持草莓新鲜度。研究结果可为啤酒糟蛋白在食品包装领域的应用提供技术支撑。
  • 姜清文, 林夕, 熊茜, 张唯怡, 杨自力
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(03): 160-167. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0220
    针对多孔石膏建材在调节室内空气湿度时存在的吸附量小、水蒸气传递阻力大、调湿响应慢及长期调湿性能衰退等问题,制备一种具有物理吸附与化学吸收协同效应的LiCl复合石膏建材。添加质量分数为1%至6%的LiCl后,石膏建材的面密度变化幅度在-0.1%~8.1%,热导率降低11.2%~70.7%,平衡吸湿量提高8~40倍、水蒸气传递阻力降低25.0%~44.9%。通过搭建试验舱,在室外相对湿度周期波动(40%~85%)与持续高湿((85±5)%)环境下,探究复合石膏建材对室内空气的调湿效果。当室外湿度周期波动时,LiCl复合石膏建材可将室内相对湿度控制在40%~60%;在室外持续高湿时,铺设6%的LiCl复合石膏建材可将室内相对湿度长期(120 h)稳定在45%~65%。引入空调除湿能效比量化测试室的除湿能耗,结果显示,复合石膏建材可使室内的短时除湿能耗降低42%及以上。研究可为降低空调除湿能耗、推动低碳建筑发展提供积极的借鉴。
  • 陆驰豪, 吕函函, 刘换生, 张燚, 陈志钢
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(03): 111-119. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2025.0040
    Mn0.3Cd0.7S(MCS)基光催化剂具有易合成、价格低廉和能带结构可控等优点,在光催化析氢领域受到高度关注。单一的MCS固溶体存在反应活性位点不足、光生载流子转移速率低且复合率高等问题。为提高MCS的光催化析氢性能,用水热法制备富含硫空位的纳米棒状光催化剂v-Mn0.3Cd0.7S(v-MCS),通过原位光沉积法在v-MCS表面负载MoS2助催化剂。当MoS2负载量为5%时,在可见光(λ>420 nm)照射下,MoS2/v-MCS复合光催化剂的析氢速率达8.87 mmol/(g·h),是单一MCS的8.87倍,v-MCS的2.49倍。4次循环后,其光催化性能保持在87%,具有良好的稳定性。因此,空位缺陷和助催化剂的协同作用能有效提升MCS基光催化剂的光催化析氢性能。
  • 陈铄, 张娟
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(02): 206-214. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0173
    图像描述生成算法是计算机视觉中的关键环节,旨在从给定的输入图像中预测相关文本信息,以实现对图像内容的准确理解与表达。提出一种借鉴平均教师算法的模型,并采用独特的双分支网络架构。为提升模型准确性与稳定性,在每个分支中引入位置前馈块。在图像特征提取方面,运用对比语言图像预训练(CLIP)方法,以获取图像的多层次特征,从而更好地捕捉图像的语义信息。在描述生成阶段,通过映射网络将图像特征转化为文本信息,进而利用GPT-2技术来提升预测的准确度与语义的连贯性。为验证模型性能,在Microsoft common objects in context(MSCOCO)和Flickr30k等图像描述数据集上进行充分的训练与测试。测试结果显示所提模型在两个数据集上均表现出色,证实其在图像描述生成任务中的高效性与实用性。研究为图像描述生成领域提供了新的思路与方法,具有深远的理论与实践意义。
  • 杨晓庆, 魏发云, 阳知乾, 王海楼, 张伟
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(02): 70-76. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0278
    纤维增强水泥基复合材料是一类重要的工程材料。为改善水泥材料的力学性能,采用不同规格聚甲醛(POM)纤维和聚乙烯醇(PVA)纤维对其进行增强增韧。研究不同工程参数下PVA纤维和POM纤维增强水泥基复合材料的抗压性能。涉及的工程参数包括纤维长度、纤维直径、纤维质量分数以及纤维混杂方式等四个方面。结果表明:POM纤维和PVA纤维对水泥有明显的增强增韧效果,可分别将水泥基材料的抗压强度提高28.69%和24.54%;优化出最佳纤维规格及纤维质量分数后,将两种纤维按照不同方式进行混配,制得混杂纤维增强水泥基材料,发现两类纤维混杂可进一步提高水泥基材料的抗压强度和比吸收能量;混杂纤维增强水泥基材料的抗压强度可较纯水泥增加52.43%,POM纤维和PVA纤维可以起到显著的协同增强作用。
  • 刘雅丽, 袁如超, 俞建勇, 刘丽芳, 李发学
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(02): 1-8. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0244
    为制备弹性优良、手感柔软的复合纤维,采用聚酰胺6(PA6)和自制聚酰胺弹性体(PBTE)作为原料,通过熔融纺丝制备具有自卷曲性能的并列复合纤维。对PA6/PBTE并列复合弹性纤维的制备工艺进行研究,分析双组分熔体的流变性能,并阐明不同牵伸倍数对热性能、力学性能、回弹性能和卷曲性能的影响。试验结果表明:PA6/PBTE并列复合纤维的初始模量为9.9 cN/dtex,此数值低于聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸丙二醇酯(PET/PTT)纤维(40 cN/dtex),且增大牵伸倍数能提高并列复合纤维的卷曲性能、回弹性能和强度。当牵伸倍数为2.0时,复合纤维力学性能、卷曲性能和回弹性能均达到最佳状态,断裂强度达2.4 cN/dtex,卷曲弹性率在90%以上。定伸长为10%时,并列纤维循环30次的弹性回复率在90%以上。PA6/PBTE并列复合纤维为弹性纤维的开发提供了更多的选择。
  • 孙莹, 张宁波, 杨兵强, 钟珂, 亢燕铭
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(03): 152-159. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0366
    灯盘风口常用于变风量系统,为避免低负荷运行时低速供冷气流过早下沉造成人员热不舒适,采用ANSYS Fluent 19.2软件,对安装有灯盘风口的室内环境进行数值模拟,探究送风速度、送风角度、顶棚温差(顶棚与室内空气的温差)、灯盘热量等4个因素对变风量系统灯盘风口贴附效应的影响。采用多元线性回归分析建立低负荷运行时灯盘风口贴附距离的预测模型,进一步得出灯盘风口热舒适送风速度下限的经验公式。结果表明:上述4个因素显著影响贴附距离;顶棚温差和送风角度越小,灯盘热量越大,则热舒适允许的最小送风速度越小,变风量系统负荷可调范围越大。所提预测热舒适允许的灯盘风口最小送风速度的经验公式,可用于确定最小送风速度或探寻降低最小送风速度的途径。
  • 王旭德, 林轩, 周贵龙, 谭峻杰, 钟燕平, 王淑华, 郭学涛, 梁旭军
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(03): 191-198. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2025.0021
    选取产自真菌的内酯型槐糖脂(SLMP)和酸性槐糖脂(SLAP)及产自细菌的鼠李糖脂(RLs)作为代表性生物表面活性剂,以石化场地典型有机污染物菲和1-硝基萘(多环芳烃及其衍生物)为研究对象,探究3种生物表面活性剂对菲、1-硝基萘及其混合物的增溶与洗脱效果和机制。3种生物表面活性剂对1-硝基萘的增溶效果优于菲;在15倍临界胶束浓度时,增溶效果顺序为SLAP>RLs>SLMP;共存体系中菲和1-硝基萘在表面活性剂溶液中表现出相互促进作用,增加了彼此的溶解度;3种表面活性剂对土壤中菲和1-硝基萘的去除效果均随表面活性剂浓度的增加而提升,其中,SLMP的洗脱效果最佳,菲和1-硝基萘的协同增溶效应还会提高表面活性剂的洗脱效率。研究可为石化场地污染土壤的修复提供一种绿色修复方法。
  • 潘静, 吴浩宇, 张炜, 陶福平, 高爱芹, 谢孔良
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(03): 168-175. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2025.0033
    谷蓝是一种可生物降解的蓝色生物合成色素,绿色环保且无污染,其分子结构中含有丰富的C、N元素,可用于制备生物色素碳量子点。基于碳量子点构建的荧光探针,可用于废水重金属离子和环境分析,实现有害金属离子的可视化检测。以谷蓝为碳源和氮源,利用简单的一步水热法制备可发射蓝色荧光的碳量子点(Indi-CDs),并探究该碳量子点的光学性能及其在离子检测中的应用。结果表明,Indi-CDs的最佳激发波长为365 nm,最佳发射波长为470 nm,平均粒径为1.62 nm,荧光量子产率达62.6%。Cr(Ⅵ)的存在会使Indi-CDs的荧光发生猝灭,且该荧光猝灭现象可用内滤效应进行解释。基于谷蓝构建的碳量子点荧光探针,可实现对Cr(Ⅵ)的选择性检测,具备优异的抗干扰性能且灵敏度高,检测限为0.77μmol/L,线性范围为0~90μmol/L。
  • 陈国庆, 韦伟, 陈铎, 侯成义
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(03): 225.
    <正>本项目开发了一种可持续的吸湿-蒸发发电织物(Mac-fabric)。该技术基于织物中的单向导湿和负电荷通道诱导的电荷分离,实现持续的恒压发电。在相对湿度40%和20℃环境下,单个Mac-fabric可实现0.144 W/m2(5.76×102W/m3)的高功率输出。在实际应用中,可通过采集空气中水分的能量为电子产品供能。本项目展示了集成有数个Mac-fabric单元的一体式发电-发光贴片,通过Mac-fabric为LED灯带供电,可直接在服装上拆卸。Mac-fabric发电织物具备轻质(300g/m2)、柔软等特性,在户外可穿戴或便携式能源方面展现出广阔的应用前景。
  • 许敏, 周鹏, 戚伟强, 杨帆, 王红艳, 吴辉, 蒋学芹
    东华大学学报(自然科学版). 2025, 51(01): 155-161. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0047
    商业浏览器主要依赖基于数学复杂度的公钥密码体系对数据进行传输加密,而具备强大计算能力量子计算机的发展给主流公钥密码体系带来了极大的安全冲击。为应对浏览器中敏感数据访问的潜在安全性问题,提出一种基于量子密钥分发(QKD)技术的安全浏览器实现方法,以保障浏览器访问敏感数据的高安全性。同时,设计浏览器数据量子安全传输方案,提出基于量子密钥的安全套接层(SSL)新型协议,以及浏览器的数据模块量子安全加密方案,并在国网浙江省电力有限公司信息通信分公司进行实地验证。提出的量子安全浏览器加密方案有效提升了浏览器数据通信以及存储数据过程的安全性,可为浏览器系统中敏感数据的访问提供强有力的安全保障。
  • 周子祥, 陈思, 石大为
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 22-28. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0240
    通过将亚麻纤维/经编间隔织物与软质硅橡胶进行复合,制备8种具有不同结构参数的经编间隔织物增强亚麻纤维/硅橡胶复合材料试样。对复合材料进行平板压缩试验,探讨经编间隔织物结构参数、亚麻短纤维长度和质量分数对复合材料压缩性能和压缩能量吸收性能的影响。结果表明:由结构正切值较低的间隔织物和较长的亚麻短纤维制成的复合材料具有较好的抗压缩能力;亚麻短纤维质量分数过高时,复合材料内部摩擦增加,材料压缩性能降低,亚麻短纤维质量分数过低时,则无法有效增强复合材料的压缩性能。基于Spence不变量本构理论建立压缩状态下复合材料的细观压缩力学理论模型,对其压缩性能进行模拟分析与预测,结果表明,所建立的细观压缩力学理论模型可有效模拟20%形变内复合材料的压缩演化过程。
  • 陈振中, 张鑫桂, 李晓科, 黄小玲, 吴子豪, 慕昊勋, 邱桂明
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 85-93. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0194
    针对风电叶片大型化所引起的材料性能不足以及可靠性难以保证等问题,研究了碳纤维复合材料在风电叶片中的应用和主梁结构的优化设计。基于复合材料的多尺度特征,使用代表体积单元(RVE)的均匀化方法预测其等效弹性属性;建立一个主梁结构的参数化有限元分析模型,对其在挥舞和摆振两个加载工况下进行分析;将位移、应力、等效塑性应变等响应作为约束函数,建立以轻量化为目标的可靠性优化模型。结果表明,经过可靠性设计优化后的风电叶片主梁结构满足可靠性和轻量化的要求,且其各部分材料的性能得到了充分的发挥。
  • 孟玉莹, 刘欣
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 181-186. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0355
    Copula模型广泛应用于经济与金融等领域,研究其最优设计问题可给出更具统计推断效力的试验方案。研究Copula模型的A-最优设计问题,利用方向导数建立二元Copula模型的A-最优设计的等价性定理,为A-最优设计的求解和验证提供理论工具。基于这一工具获得了边际模型为一次回归的Gaussian Copula模型和边际模型为logistic回归的Product Copula和Clayton Copula模型的A-最优设计,说明了等价性定理的作用。
  • 孙志宏, 陈安琪, 邵国为
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 29-35. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0214
    为了编织不同拓扑路径形式的开/闭环无结网,避免旋转式编织技术中锭子在各方向的干涉,提出一种新的锭子排布表示方法。此方法总结了开/闭环无结网编织时变轨转盘的排布规律和数量关系。基于此规律,可以根据织物的网目数量和开/闭环状态,设计锭子的排布方案和运行路径,并计算所需的变轨转盘数量,这不仅确保实现编织过程中锭子间的无干涉,还实现各种网目数量的开环和闭环无结网的编织。通过结合计算机编程软件和编织过程中锭子的坐标变化,实现不同拓扑路径形式的编织预制件的实体建模。应用上述方法和规律,设计无结网编织机,并进行了实际编织。结果表明该方法具有一定的可行性,研究成果为使用者设计无结网编织机提供了重要依据。
  • 佘敏楚楚, 管丽媛, 俞建勇, 丁彬, 李召岭
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 1-11. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0194
    纺织行业在转型过程中面临着来自技术更新和全球市场竞争等多方面的挑战,需要加强创新能力,提高核心竞争力。新质生产力的引入使得纺织行业呈现出前所未有的发展态势,为高质量发展提供了重要机遇。本文探讨了作为传统产业的纺织行业转型升级问题,特别是在新质生产力推动下的发展机遇与挑战。分析了纺织行业从手工生产到工业化,再到数字化时代的演变过程,重点讨论数字化技术、智能制造和环保染色技术等新兴生产力对行业的深远影响,特别是数字化转型对生产效率和产品质量的提升、智能制造对劳动密集型产业结构调整的推动、以及环保染色技术在降低环境污染和提高资源利用效率方面的贡献。同时,剖析了技术更新带来的成本转型和人力资源再配置的挑战,分析了全球市场竞争加剧所带来的压力,以及产业创新和可持续发展的关键点。
  • 王志城, 黄荣, 董爱华, 王直杰
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(06): 133-139. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0080
    基于深度学习的虚拟试衣模型难以直接应用于从开放场景中获取的带有扭曲的非规范化服装图像,提出一种面向开放场景虚拟试衣的服装图像规范化复原网络,对带有扭曲的服装图像进行规范化复原,弥补非规范化服装图像与现有虚拟试衣模型之间的适配鸿沟。所提出的服装图像规范化复原网络以U-Net为骨干,以图到图的形式生成规范化复原图像。在U-Net的跳跃连接中设计了服装特征图扭曲模块和软门控单元,分别实现了特征对齐和区域筛选,有利于提高规范化复原图像的视觉质量。在规范化复原和虚拟试衣两个方面验证了所提模型的有效性。试验结果表明,所提模型的定量指标SSIM(structural similarity index measure)、PSNR(peak signal-to-noise ratio)、LPIPS(learned perceptual image patch similarity)分别达0.771、22.413、0.213,并在规范化复原图像中较好地保留了服装的图案及纹理,能够满足开放场景的虚拟试衣需求。
  • 钱小敏, 甘学辉, 刘香玉, 卢瑶瑶, 张晓晓, 巨安奇, 马晓建
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(06): 120-125. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0373
    碳纤维展宽质量是影响预浸料质量的一个关键因素,人工检测存在误差大、效率低等问题。为提高碳纤维展宽质量的检测效率和准确度,提出基于邻域去噪及图像差分的碳纤维丝束展宽表面缺陷检测方法。针对碳纤维丝束表面光照不均导致的缺陷细节表征问题,采用一种筛选邻域孤点填充的降噪方法。该方法通过筛选出可适应大小的邻域孤点后进行背景填充,实现图像降噪,并将待检测图像与滤波处理后的背景图像进行差分运算,以提取缺陷区域。通过搭建的碳纤维丝束展宽表面缺陷检测系统进行实验,结果表明,该方法可对大丝束碳纤维展宽后表面劈裂、明缝、起毛等缺陷进行较为准确的检测,缺陷准确检出率为96.9%,满足工程实际生产需要。
  • 周舟, 姚澜, 刘万双
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(06): 17-21. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2024.0067
    针对传统环氧树脂原料高度依赖石油资源和固化后难以回收利用的问题,开发一种生物基可回收环氧树脂。以白藜芦醇和琥珀酸酐为原料,基于两者间的酯化反应,在不添加溶剂的情况下,通过一步反应法制备一种生物基多元羧酸环氧树脂固化剂(CFR),并用CFR固化双酚F型环氧树脂。使用CFR固化的环氧树脂在室温下具有与商品化树脂相当的拉伸强度(79 MPa),玻璃化转变温度为101℃。由于酯键能在加热条件下进行可逆交换,CFR固化的环氧树脂可通过热压进行重塑成型,再次成型后环氧树脂的拉伸强度保持率可达99.2%。室温下,用CFR固化的环氧树脂35 min内可在NaOH水溶液(1 mol/L)中完全降解。固化后的环氧树脂在多种常规有机溶剂中表现出优良的耐溶剂性。
  • 褚铭, 吕志军, 陈齐, 霍伟猛, 李宏亮
    东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(06): 103-111. https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0129
    由立柱、斜横撑等钢结构件组合而成的立柱片的剪切刚度对高层工业货架侧向抗震性能至关重要。由于结构件的特殊性以及连接方式的多样性,目前使用通用的解析计算模型描述立柱片的剪切行为还比较困难。为此,以Z型立柱片为例提出了一种可解释的立柱片剪切刚度预测模型。通过基于性能试验的有限元仿真获取了不同立柱片结构的剪切刚度数据,并基于XGBoost算法建立立柱片剪切刚度可解释预测模型。与神经网络等其他机器学习算法相比,该预测模型分析与有限元数值计算结果接近且便于理解。以此为基础,采用SHAP(SHapley addictive explanation)方法以可视化的方式对Z型立柱片剪切行为进行人工认知。结果显示,提高剪切性能的关键在于立柱和斜横撑截面的设计以及斜横撑结构配置模式;而不同结构配置模式下,可以采用针对性的设计方法对立柱片剪切性能进行改进。