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为探究临床常用的7 MHz高频聚焦超声在多层生物组织中的声传播以及毫秒级时间内的生物传热规律问题,基于Westervelt方程和Pennes传热方程,使用有限元方法建立高频聚焦超声辐照多层组织的非线性热黏性声传播及传热模型。首先分析了线性模型和非线性模型之间的差异,然后在非线性模型下探究换能器的参数对声场和温度场的影响。仿真结果显示:在7 MHz频率下,当换能器输出声功率超过5 W时,声波传播的非线性效应不可忽视(p <0.05);当声功率从5 W增大到15 W时,非线性模型与线性模型预测的温度偏差从20%增加到34.703%;高频聚焦超声波的非线性行为比低频更加显著,基频能量向高次谐波转移的程度增大,声功率为10 W和15 W时4次谐波与基波之比分别达到7.33%和12.12%;高频换能器参数的改变对组织中声场和温度场分布的影响较大,换能器焦距从12 mm减小到11.2 mm,焦点处最高温度增加了77%。结果表明,7 MHz聚焦超声的非线性声传播需要考虑到4次谐波的影响。该文提出的多层组织非线性仿真模型可为高频聚焦超声换能器参数优化及制定安全、有效的术前治疗方案提供理论参考。 相似文献
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以农业废弃物羊粪为原料,采用限氧热解法于不同温度(300、500、700℃)下制备生物炭(分别标记为SMB300、SMB500、SMB700),用于水体重金属Cd2+的去除。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、Fourier变换红外光谱仪(FT-IR)、Zeta电位分析仪和比表面积分析仪对羊粪生物炭进行了表征,讨论了吸附过程的动力学特性和吸附等温特性,探究了溶液初始pH值、外加阴离子对生物炭吸附Cd2+的影响。结果表明,生物炭pH值和灰分含量由高到低依次为SMB700、SMB500、SMB300;SMB700对Cd2+的平衡吸附量最大(34.06 mg/g);生物炭对Cd2+的吸附过程符合准二级动力学模型,为多分子层的化学吸附,吸附机理包括静电吸附、离子交换、阳离子-π作用和沉淀作用;随着溶液初始pH值(4.0~9.0)升高,生物炭对Cd2+的吸附作用增强;外加阴离子(Cl-、SO42-和PO 相似文献
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采用水热法合成了Cu@Co双核金属有机框架(MOFs)材料,以其为前驱体分别在400、500、600℃热解制备了一类MOFs衍生碳材料,并用作电极修饰材料构建了一种检测黄芩素(BA)的电化学传感器。使用电化学交流阻抗技术(EIS)和循环伏安法(CV)研究了该传感器的电化学性能,并在pH 2.0的磷酸缓冲溶液(PBS)中用微分脉冲伏安法(DPV)和CV法考察了BA在不同电极上的电化学行为。结果表明,600℃热解的MOFs衍生碳材料修饰的电极对BA的检测效果最佳。基于此,建立了一种可定量分析BA的新方法,线性范围为5×10-9~1×10-5mol/L,检出限为1.32×10-10mol/L。通过加标回收法对双黄连口服液样品中的BA进行检测,加标回收范围为99.23%~101.80%。 相似文献
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增加个体速度或个体间挤压强度,个体通过瓶颈的流量反而明显降低,这就是著名的“欲速则不达”现象。本文利用分子动力学模拟研究了在不同速度场驱动下,自驱动力对活性粒子瓶颈堵塞特性的影响。随着粒子自驱动力的增加,活性粒子的整体流量反而减少。基于粒子的阻塞概率与互补累积分布函数的拟合幂律指数,解释了尽管自驱动力可有效增强粒子的运动能力,但同时也引起堵塞事件的增加,最终造成整体流量下降。活性粒子瓶颈流作为典型的复杂系统,可帮助学生理解个体最优化并不一定会使整体效率最优的物理思想,并且其对数据处理统计分析水平要求较高,这对本科生学术能力的训练和科学素养的培养很有帮助。 相似文献
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纳米超粒子(Supraparticles,SPs)是指将相同或不同种类的无机纳米粒子单元,通过自组装形成具有一定形状和分级结构的纳米聚集体.SPs不仅具有新颖多样的集合性质和协同效应,并且其丰富可调的形貌与空间拓扑结构为其与各种生物系统的相互作用提供了多尺度和多维度的可能性,在生物传感、生物成像、疾病诊疗等领域具有广阔... 相似文献
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天然酶是高度特异性的生物催化剂,可通过选择性催化特定反应而达到识别和检测的目的.然而,天然酶制备成本高、易失活,限制了其实际应用.纳米酶是一类具有类酶活性的纳米材料,可通过无机材料自身的催化活性实现模拟酶的仿生催化功能,具有价格低廉、性能稳定、应用范围广泛等优点.基于纳米酶的生物医学检测具有灵敏度高、特异性强、检出限低... 相似文献