智能控制理论与应用

• 单比特函数摄动下干扰布尔网络输出调节问题的可解性

  曹秀君;付世华;赵建立;李新岭;

  研究干扰布尔网络在单比特函数摄动下的输出调节问题。首先，利用矩阵半张量积，分别确立了带干扰的布尔网络以及参考系统的代数形式。其次，通过建立一个增广系统，将输出调节问题转化为增广系统的鲁棒集合稳定性问题。并且，通过构造一系列状态集合，得到了干扰布尔网络的输出在函数摄动之后仍然可以追踪上参考系统输出的几个判断准则。最后，给出一个例子验证本文所得结果的有效性。

  2025年02期 v.38;No.158 159-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 1678K]
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• 非均匀采样控制下布尔控制网络的镇定性

  王金锁;夏建伟;邓磊;张凤霞;

  基因调控网络受到广泛的关注，布尔控制网络非常适合对基因调控网络进行建模，因此对布尔控制网络的研究也越来越多。本文研究非均匀采样控制下布尔控制网络的镇定性问题。首先，利用矩阵半张量积方法，将布尔控制网络转化成等价的代数形式。基于此代数形式，通过构造一系列非均匀采样可达集获得一个充要条件来判断系统是否可以实现全局镇定。当系统可以实现全局镇定的时候，本文给出设计非均匀采样控制器步骤。最后，给出一个说明性的例子来验证结论的有效性。

  2025年02期 v.38;No.158 170-176+189页 [查看摘要][在线阅读][下载 1179K]
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• 基于改进YOLOv8n的钢材表面缺陷检测算法

  姚若禹;郑世玲;史怡璇;张思启;张锌飞;高飞龙;张霞;

  针对当前钢材缺陷检测中目标特征复杂导致检测精度较低的问题，提出了一种基于改进YOLOv8n的钢材缺陷检测算法GOS-YOLO。首先，使用由轻量级卷积GSConv构建的Slim-neck范式作为特征融合网络，在减小模型参数量的同时提高精度。其次，将骨干网络的部分C2f模块替换为与全维度动态卷积(ODConv)相结合的C2f＿ODConv模块，以实现模型的多维特征关注进而提高模型的精度。最后，将结合了多分支结构与压缩和激励操作的SENetV2注意力机制嵌入颈部网络，增强模型对复杂特征的提取能力。实验结果表明，在NEU-DET数据集上，GOS-YOLO的R、mAP50、mAP50～95较YOLOv8n分别提高了3.3%、1.7%、2.3%。在VOC2007数据集上mAP50～95提高了1%,FLOPs降低了16%。

  2025年02期 v.38;No.158 177-189页 [查看摘要][在线阅读][下载 3699K]
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光纤通信与信息处理

• 基于ReSe₂可饱和吸收体的基频和高次谐波掺铒光纤激光器

  赵子霆;陈丰;韩克祯;

  二维材料作为可饱和吸收体在光纤激光器领域的应用引起了人们极大的兴趣。过渡金属硫化物(TMDs)作为二维材料中的一类，因其较好的光电特性和环境稳定性已经被广泛用于超快光纤激光器中。二硒化铼(ReSe_2)作为TMDs中的一种，通过一系列表征手法预测其具有良好的非线性光学效应。本实验通过液相剥离法制备ReSe_2纳米片溶液，并与聚乙烯醇(PVA)溶液混合后制成1 mm×1 mm的膜片贴在光纤跳线头的端面形成可饱和吸收体。该膜片的调制深度和饱和强度分别为8.8%和4.9 MW/cm~2。将该可饱和吸收体集成进光纤腔中，在泵浦功率为143.6 mW、色散为-0.682 ps~2时，获得了稳定的传统孤子。进一步调整偏振态和泵浦功率，获得38阶稳定的谐波锁模运转。实验结果表明ReSe_2具有良好的脉冲调制能力，在掺铒光纤激光器领域有一定的应用价值。

  2025年02期 v.38;No.158 190-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 2383K]
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• 辐散一体化高性能贴片天线阵列设计

  徐娟;袁波;秦小萌;

  提出了一种新型的集成辐射特性与散射特性一体化的贴片阵列天线。所提出的贴片天线阵列由两种相位相差180°的贴片结构组成，利用特征模式分析，通过遗传算法计算出阵因子在反射域中最大值最小时的编码方式，使两种天线单元按其方式排布成4×4的天线阵列。天线阵列-10 dB阻抗带宽为8.1～9.2 GHz(相对带宽12.7%),在工作频段内的峰值增益为18.7 dB,在宽频段6.9～10.5 GHz(41.4%)范围内实现了x极化入射波下单站RCS 6 dB以上的缩减。在没有引入额外结构和集总元件的情况下实现了天线的隐身功能。

  2025年02期 v.38;No.158 197-205+298页 [查看摘要][在线阅读][下载 3159K]
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• 基于激光液相烧蚀的纳米材料制备研究进展

  李明欣;许文浩;王远霞;付思伦;李东坤;宋琦;

  直径从0.1 nm到100 nm的纳米材料在微电子、光电子、生物工程、清洁能源和分子组装等领域受到了极大的关注，使纳米材料的制备得到持续探索和发展。1993年，A. Henglein和A. Fojtik利用激光液相烧蚀(laser ablation in liquids, LAL)制备了镍和金纳米粒子，引起了学者们对纳米材料制备的极大兴趣。作为一种常用的纳米材料制备方法，LAL可以制备出尺寸小、纯度高、均匀性好的纳米颗粒，从而获得尺寸小、纯度高、分布均匀的纳米材料。本文重点介绍了毫秒激光、纳秒激光、飞秒激光作用下利用LAL制备纳米材料的形成机制和研究现状，总结了利用LAL制备纳米材料存在的困境和改进的方法。

  2025年02期 v.38;No.158 206-217页 [查看摘要][在线阅读][下载 2142K]
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新材料与智能制造

• 近紫外GaN基量子阱结构的局域和极化效应

  武智波;贺龙飞;吴宗豪;徐明升;王成新;徐现刚;冀子武;

  在具有蓝宝石衬底的AlN模板上外延生长了近紫外In_(0.01)Ga_(0.99)N/Al_(0.15)Ga_(0.85)N多量子阱结构，对其荧光(PL)特性进行了测量。结果显示，该结构的PL峰位能量和线宽的温度行为分别呈“S”形(降低-增加-降低)和“W”形(变窄-变宽-变窄-变宽),而其激发功率行为则分别呈“N”形(增加-降低-增加)和“V”形(变窄-变宽)。这些行为表明了该量子阱结构中载流子复合发光的局域特征和量子限制斯塔克效应的库伦屏蔽效应。前者被归因于阱厚起伏所导致的阱层内的势起伏，而后者则被归因于阱/垒晶格失配所诱发的极化电场。此外，该结构的积分PL强度的温度行为也证实了其阱层内局域深度的非均一性。

  2025年02期 v.38;No.158 218-223页 [查看摘要][在线阅读][下载 1622K]
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• 多向嵌入式圆形蜂窝面外动态冲击响应

  吴鹏;陈利;王静;

  聚碳酸酯(polycarbonate,简称PC)作为常用的工程塑料之一，具有优异的综合性能，而其蜂窝制品因具有较高的抗冲击强度和较低的质量密度被广泛关注。为了提高交错排列下PC圆形蜂窝(PC-RSH)的抗冲击性能，通过向圆形胞元内部四个方向嵌入围绕着微圆结构的“Y”型支撑单元，提出一种多向嵌入式PC圆形蜂窝(PC-MCH)。基于PC-RSH蜂窝样品的面外准静态压缩试验，对试验结果进行了模拟对照，验证模型的可靠性。采用有限元模拟分析的方法，对不同相对密度和不同冲击速度下PC-RSH和PC-MCH的面外冲击动态响应进行了研究，具体包括其变形模式、应力-应变曲线以及能量吸收能力等。结果表明，在等相对密度的条件下，向胞元内部嵌入支撑结构，能够改变结构受冲击变形的位置，并且具有更高的平台应力。此外，在不同冲击速度条件下，PC-MCH的单位质量吸能值均优于PC-RSH。平台应力和比吸能的最大改善程度分别达到29.06%和26.03%,说明支撑单元的嵌入可以提高结构的能量吸收能力。所得结果可为蜂窝结构冲击动力学研究及结构设计提供理论参考。

  2025年02期 v.38;No.158 224-231页 [查看摘要][在线阅读][下载 2037K]
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• 一维碳化硅纳米材料的制备及其电磁波吸收应用进展

  邓小妹;蒋肖;黄俊;曾小军;

  信息安全和目标隐身的迫切需求使得电磁波吸收材料的研究成为热点之一。具有高纵横比的一维碳化硅(SiC)纳米材料因其良好的介电损耗和耐高温性能，被广泛应用于高温电磁波吸收领域。本文综述了一维SiC材料的制备方法(静电纺丝法、模板法、水热法、化学气相沉积法),阐述关键工艺参数对材料组分和结构的影响规律，重点关注SiC复合材料(一维SiC复合碳基材料、磁性材料以及MXene材料)的组分、结构与其电磁参数之间关联性，从而阐明一维SiC材料的电磁波吸收机制和应用。最后，提出了一维SiC材料在电磁波吸收领域的应用前景与挑战。

  2025年02期 v.38;No.158 232-250页 [查看摘要][在线阅读][下载 3876K]
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• 原位生成纳米NbC对热变形NdFeB磁性能及耐腐蚀性能的影响

  王升川;李晓强;宋博;王学庚;王志伟;倪俊杰;

  在热变形NdFeB磁体中原位生成纳米NbC,研究了纳米NbC含量对磁性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明，原位生成纳米NbC能够有效改善了NdFeB的磁性能。当添加质量分数为0.10%时，磁体剩磁、磁能积和综合磁性能最高，原因在于纳米NbC使磁体晶界处带状富Nd相均匀分布，改善了磁晶取向。此外，NbC的生成提高了磁体的耐腐蚀性能，当NbC质量分数为0.10%时，电荷转移电阻最高，腐蚀电流密度最低，磁体耐腐蚀性能最佳，这与纳米NbC阻碍电荷转移和阻隔NdFe氧化有关。该发现为高品质稀土永磁材料的开发提供有益参考。

  2025年02期 v.38;No.158 251-258+306页 [查看摘要][在线阅读][下载 2598K]
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• 一步溶剂热法制备BiOCl/BiOBr异质结及其光催化性能研究

  李红;金传玉;张大凤;

  光催化技术能够利用太阳能降解有机污染物，近年来受到了广泛关注。开发优良的光催化剂对于高效降解有机污染物具有重要的研究价值和实际意义。以五水合硝酸铋、溴化钾、氯化钠为主要反应物，采用一步溶剂热法制备了BiOCl/BiOBr异质结，通过扫描电子显微术、X射线衍射、X射线光电子能谱、紫外可见漫反射等测试手段对样品的形貌、物相组成、表面化学态、光催化性能进行了表征，研究了BiOCl和BiOBr物质的量比对材料光催化性能的影响。结果表明当BiOCl和BiOBr的物质的量比为2∶8时，BiOCl/BiOBr的可见光催化降解罗丹明B(RhB)的效果最佳，光照35 min后降解率为96.3%。自由基捕获实验发现·O~-_2和h~+在降解RhB中占主导地位，提出了S型光催化机理。

  2025年02期 v.38;No.158 259-267页 [查看摘要][在线阅读][下载 3196K]
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生命科学与医药健康

• 多糖水凝胶在生物医学工程中的研究进展

  雷明星;张晓峰;张燕;鞠雯婷;王兆华;刘福艳;

  多糖水凝胶因其卓越的生物相容性、生物降解性以及模拟三维细胞外基质的能力，在生物医学工程领域展现出巨大的应用潜力。本文系统性地综述了基于纤维素、海藻酸钠、壳聚糖等构建的多糖水凝胶的结构、生物学特性及其优势，并探讨了它们在组织工程、药物递送和疾病治疗等领域的应用前景。同时，进一步讨论了运用纳米增强技术和力敏感基团的引入等策略，以解决传统水凝胶在机械强度和稳定性方面的不足，为多糖水凝胶的应用提供更广阔的发展前景。

  2025年02期 v.38;No.158 268-277页 [查看摘要][在线阅读][下载 1536K]
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• 结合外源性刺激调节免疫促进骨再生的研究进展

  张雪;稂雨繁;赵航;刘思宇;段毅;罗卫华;

  骨组织工程支架植入人体时，往往引发一系列不同程度的炎症影响骨修复治疗效果。目前，临床上通常考虑在支架上负载各种生物活性因子(包括各种小分子药物、细胞因子等)来改善这个问题，但是这一方法除了存在不可控性外，还会因为剂量问题在人体中引发耐药性、毒性等副反应的发生，增加治疗成本，降低骨再生效果。本文综述了近年来结合近红外光、电、磁、超声等外源性刺激时空调控免疫微环境促进骨再生的研究现状，分析了其目前存在的问题与不足，并对未来的研究和临床应用提出了展望。

  2025年02期 v.38;No.158 278-285页 [查看摘要][在线阅读][下载 2089K]
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• 组学时代的地皮菜研究进展

  李伟;李章达;吴耀成;成杰;贾泽峰;

  地皮菜(Nostoc commune Vaucher)是一种念珠蓝细菌属的蓝细菌，在我国和世界各地广泛分布。地皮菜富含多种营养和活性成分，具有悠久的食药用历史和极大的应用开发价值。全面系统地综述了地皮菜产生的多糖、蛋白质及天然产物等活性成分、食药用价值、农业和生态价值的最新研究进展，特别是组学技术方法在地皮菜相关研究的应用，旨在增强人们对地皮菜中的多糖、功能蛋白、天然产物及其资源价值的了解和认识，为地皮菜资源的深入开发利用提供重要的理论依据和参考。

  2025年02期 v.38;No.158 286-298页 [查看摘要][在线阅读][下载 2172K]
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• 铜离子对光合颤绿菌蓝铜蛋白结晶的影响

  鞠金鑫;马林;李琳;董士尚;秦晓春;

  蓝铜蛋白(auracyanin, AC)是一种含铜的重要光合电子传递载体。分别获得高质量的光合颤绿菌(Candidatus Viridilinea mediisalina,Cvm)野生型AC蛋白(Cvm-AC)和不结合铜离子的突变体AC蛋白(Cvm-AC-mutant),通过对比两者结晶条件的差异探讨铜离子对Cvm-AC蛋白结晶的影响。首先通过异源表达获得两种目的蛋白，再分别依次通过镍离子亲和层析、阴离子交换柱层析和凝胶过滤层析分离纯化获得高纯度的Cvm-AC和Cvm-AC-mutant蛋白，并使用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳对蛋白的均一性和纯度进行检测；通过使用坐滴法和悬滴法对Cvm-AC蛋白的结晶条件进行筛选和优化，最终获得了质量较好的Cvm-AC蛋白晶体。然而，使用Cvm-AC蛋白的结晶条件无法获得Cvm-AC-mutant的蛋白质晶体，表明铜离子的结合与否可以直接影响Cvm-AC的结晶。

  2025年02期 v.38;No.158 299-306页 [查看摘要][在线阅读][下载 1444K]
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• 苹果GT1家族A组中8个糖基转移酶基因克隆及蛋白表达

  马迎新;商金海;于薏珊;刘倩;张新莹;冀芦沙;李攀;

  糖基转移酶(Glycosyltransferase, GT)是一类可糖基化修饰小分子化合物的酶类，可改变受体分子的水溶性、抗逆性等生物学功能。为探究候选糖基转移酶基因的组织表达模式，qRT-PCR检测GT1家族A组中8个糖基转移酶基因在苹果植株不同部位的基因表达水平。结果发现，7个糖基转移酶基因MdUGT91AJ1、MdUGT91AJ3、MdUGT91AJ4、MdUGT91AJ5、MdUGT91AJ6、MdUGT91AJ7和MdUGT91C7在不同组织部位中均有表达，差异较小，而MdUGT91AJ2差异较大。为了异源表达候选糖基转移酶的蛋白，以苹果‘嘎拉’(Malus domestica Gala)cDNA为模板成功克隆了这8个基因，分别将其连接到原核表达载体pGEX-2T中，将阳性重组质粒转化到大肠杆菌(Escherichia coli)BL-21中。经过诱导条件探索，发现不同糖基转移酶的最佳诱导条件如下：MdUGT91AJ1、MdUGT91AJ2、MdUGT91AJ3为20℃,1.0 mmol·L~(-1) IPTG诱导，培养16 h; MdUGT91AJ4、MdUGT91AJ5、MdUGT91AJ6、MdUGT91AJ7为16℃,0.5 mmol·L~(-1) IPTG诱导，培养24 h;糖基转移酶MdUGT91C7为20℃,0.75 mmol·L~(-1) IPTG诱导，培养24 h。总之，本研究检测了GT1家族A组中8个糖基转移酶基因在苹果植株不同部位的基因表达水平，成功构建了其原核表达载体，经诱导纯化后获得了它们的酶蛋白，为下一步糖基转移酶糖基化修饰功能鉴定奠定了基础。

  2025年02期 v.38;No.158 307-321页 [查看摘要][在线阅读][下载 2672K]
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