摘要 目的。脑皮层电图 (ECoG) 阵列对大脑施加的力在弯曲以匹配颅骨和大脑皮层的曲率时表现出来。这种力量会对患者的短期和长期结果产生负面影响。在这里,我们提供了一种新型液晶聚合物 (LCP) ECoG 阵列原型的机械特性,以证明其更薄的几何形状可以减少可能施加到大脑皮层的力。方法。我们构建了一台低力弯曲试验机来测量 ECoG 阵列弯曲力,计算其有效弯曲模量,并近似计算它们可以对人脑施加的最大力。主要结果。经测试,LCP ECoG 原型的最大力比任何市售 ECoG 阵列的最大力小 20%。然而,作为一种材料,LCP 的刚性比传统上用于 ECoG 阵列的硅胶高出 24 倍。这表明较低的最大力是由于原型的轮廓较薄(2.9 × –3.25 ×)。重要性。虽然降低材料刚度可以降低 ECoG 阵列表现出的力,但我们的 LCP ECoG 阵列原型表明,柔性电路制造技术也可以通过减小 ECoG 阵列厚度来降低这些力。必须对 ECoG 阵列进行弯曲测试才能准确评估这些力,因为聚合物和层压板的材料特性通常与尺度有关。由于所用的聚合物是各向异性的,因此弹性模量不能用于预测 ECoG 弯曲行为。考虑到这些因素,我们使用了四点弯曲测试程序来量化 ECoG 阵列弯曲对大脑施加的力。通过这种实验方法,可以设计 ECoG 阵列以最大限度地减少对大脑施加的力,从而可能改善急性和慢性临床效用。
摘要本文重点研究了在 Z ∗ N 中因式分解和计算离散对数的量子算法中逻辑量子比特数量的优化。这些算法包含一个模 N 幂运算电路,它占了大部分成本,包括量子比特和运算成本。在本文中,我们表明,仅使用 o (log N ) 个工作量子比特,就可以获得模幂运算输出的最低有效位。我们将此结果与 May 和 Schlieper 的截断技术 (ToSC 2022) 以及 Shor 算法的 Eker˚aH˚astad 变体 (PQCrypto 2017) 相结合,仅使用 d + o (log N ) 个量子比特来解决 Z ∗ N 中的离散对数问题,其中 d 是对数的比特大小。因此,我们可以使用 n/2 + o(n) 个量子位来因式分解 n 位 RSA 模数,而当前设想的实现需要大约 2n 个量子位。我们的算法使用余数系统,并且以可参数化的概率成功。由于它是完全经典的,我们已经实现并测试了它。对于 RSA 因式分解,我们可以达到深度 O(n2log3n) 的门数 O(n3),然后必须将其乘以 O(logn)(Eker˚aH˚astad 所需的测量结果数)。要因式分解一个 RSA-2048 实例,我们估计 1730 个逻辑量子位和 236 个 Toffili 门就足以进行一次运行,而该算法平均需要 40 次运行。为了解决 2048 位安全素数组中 224 位(112 位经典安全性)的离散对数实例,我们估计 684 个逻辑量子位就足够了,并且每次使用 2 32 Toffili 门进行 20 次运行。
对应性 128 8. 动机概述 137 8.1. 代数簇和动机 137 8.2. 纯动机 146 8.3. 混合动机 151 8.4. 混合霍奇结构 156 8.5. 泰特动机、周期和量子场 159 9. 基本粒子的标准模型 160 9.1. 粒子和相互作用 162 9.2. 对称性 163 9.3. 夸克混合:CKM 矩阵 166 9.4. 标准模型拉格朗日量 166 9.5. 量子能级:异常、鬼影、规范固定 170 9.6. 大质量中微子 174 9.7. 与引力最小耦合的标准模型 179 9.8.引力中的高阶导数项 183 9.9. 对称性作为微分同胚 184 10. (度量)非交换几何的框架 186 10.1. 谱几何 187 10.2. 谱三元组 190 10.3. 实谱三元组的实部 192 10.4. Hochschild 和循环上同调 193 10.5. 局部指标上循环 198 10.6. Hochschild 上同调中的正性和杨-米尔斯作用 201 10.7. 循环上同调和陈-西蒙斯作用 202 10.8. 度量的内部涨落 203 11. 谱作用原理 206 11.1.谱作用和标量曲率中 Λ 2 的项 210 11.2. Seeley-DeWitt 系数和 Gilkey 定理 216 11.3. 广义 Lichnerowicz 公式 217 11.4. 爱因斯坦-杨-米尔斯系统 218 11.5. 谱作用中的尺度无关项 223 11.6. 带有伸缩子的谱作用 227 12. 非交换几何和标准模型 230 13. 有限非交换几何 234 13.1. 子代数和一阶条件 238 13.2. 双模 HF 和费米子 240 13.3. 幺模性和超电荷 243 13.4. Dirac算子的分类 246 13.5. Dirac算子的模空间与Yukawa参数 252 13.6. 有限几何的交对 255
基于这些特性,金属和金属合金被用作承重植入物。其中,钴铬合金、不锈钢、钛和钛合金被广泛用于多种生物医学应用。特别是,钛及其合金的弹性模量接近骨骼,密度低于钴铬合金和不锈钢。[2,3] 此外,与纯钛相比,钛合金具有更高的机械性能,使其特别适合用作骨科和创伤植入物。然而,钛和钛合金被认为是生物惰性材料,即它们不会与人体周围组织发生化学或生物反应。[4] 此外,涉及钛合金(即 Ti6Al4V 合金)的腐蚀现象会导致释放对人体有害的 Al 和 V 合金。为了促进植入物与现有人体骨组织的骨整合,从而优化装置的整合,在植入物表面生长涂层可能是一种合适的方法。尤其对于钛和钛合金,火花阳极氧化是一种合适的技术,可在基体上生长出牢固粘附的多孔陶瓷涂层,最大限度地减少可能导致骨溶解的剥落现象。在此背景下,已研究了多种策略来增强钛合金的生物活性,从而增强其骨整合。[5–7] 文献中有充分的证据表明,羟基磷灰石 (HA,Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ) 的存在可以增强外来生物材料的骨整合,因为它与硬组织和软组织具有很高的生物相容性。[8] 因此,诱导 HA 的结合或生长已被证明是提高材料生物活性的一种好策略。例如,这可以通过电化学转化涂层工艺(如火花阳极氧化)通过精确调整操作条件(形成电压、电解质浴成分等)来实现。 [3,9,10] 此外,Ti6Al4V 合金表面生长一层厚的阳极氧化层可以提高其耐腐蚀性能
碰撞结果由多种因素决定,例如表面形貌以及本体和地下材料的刚度。例如,最近的研究表明,软聚合物涂层可能提供一种新颖的技术解决方案,可以显著减少甚至消除飞溅。[11] 然而,迄今为止还无法以动态可调的方式改变此类涂层的机械性能。磁活性弹性体 (MAE),也称为磁流变弹性体,是一种物理性能可通过外部磁场控制的智能材料。[2,12–20] 它们是混合材料 [21],由软聚合物基质(有机成分)和嵌入的铁磁微米级颗粒(无机成分)组成。之前的大部分研究集中在 MAE 的本体特性上。就本体机械性能而言,MAE 在较高的磁场下会变得更硬。这意味着它们的弹性模量会随着磁场的增加而增加。 [22] 然而,最近人们意识到,MAE 的表面性质在磁场中也会发生显著改变。特别是,润湿性[23–27]、表面粗糙度[28–33]、粘合性[23,24,34]和摩擦现象[35–37]都被发现强烈依赖于磁场。众所周知,磁场会影响磁流体液滴在刚性非磁性基板上的撞击动力学[38–40],但非磁性液滴撞击磁性基板的情况似乎是迄今为止被忽视的研究方面。MAE 本体和表面性质发生变化的物理原因是磁化填料颗粒的重构,即由于它们之间的磁相互作用而改变它们的相互排列。只有在足够柔软的聚合物基质中,微观结构才会发生显著的重构。因此,获得适当的基质柔软度是 MAE 制造中的重要挑战之一。根据软 MAE 的大磁场诱导结构变化,可以假设 MAE 表面的液滴飞溅也会受到磁场的影响。本文旨在证明通过外部磁场调节 MAE 表面液滴飞溅行为的可行性。基于高速视频图像分析,我们表明通过改变磁通密度,可以在撞击方式之间切换
碰撞结果由多种因素决定,例如表面形貌以及本体和地下材料的刚度。例如,最近的研究表明,软聚合物涂层可能提供一种新颖的技术解决方案,可以显著减少甚至消除飞溅。[11] 然而,迄今为止还无法以动态可调的方式改变此类涂层的机械性能。磁活性弹性体 (MAE),也称为磁流变弹性体,是一种物理性能可通过外部磁场控制的智能材料。[2,12–20] 它们是混合材料 [21],由软聚合物基质(有机成分)和嵌入的铁磁微米级颗粒(无机成分)组成。之前的大部分研究集中在 MAE 的本体特性上。就本体机械性能而言,MAE 在较高的磁场下会变得更硬。这意味着它们的弹性模量会随着磁场的增加而增加。 [22] 然而,最近人们意识到,MAE 的表面性质在磁场中也会发生显著改变。特别是,润湿性[23–27]、表面粗糙度[28–33]、粘合性[23,24,34]和摩擦现象[35–37]都被发现强烈依赖于磁场。众所周知,磁场会影响磁流体液滴在刚性非磁性基板上的撞击动力学[38–40],但非磁性液滴撞击磁性基板的情况似乎是迄今为止被忽视的研究方面。MAE 本体和表面性质发生变化的物理原因是磁化填料颗粒的重构,即由于它们之间的磁相互作用而改变它们的相互排列。只有在足够柔软的聚合物基质中,微观结构才会发生显著的重构。因此,获得适当的基质柔软度是 MAE 制造中的重要挑战之一。根据软 MAE 的大磁场诱导结构变化,可以假设 MAE 表面的液滴飞溅也会受到磁场的影响。本文旨在证明通过外部磁场调节 MAE 表面液滴飞溅行为的可行性。基于高速视频图像分析,我们表明通过改变磁通密度,可以在撞击方式之间切换
在现代军事冲突中爆炸脑损伤无处不在,发病率显着和死亡。然而,爆炸超压波引起人类特定颅内损伤的机制尚不清楚。审查了接触BLAST的服务成员的神经角膜神论者和神经外科医生的临床经验,揭示了对脑血管的损伤模式,表现为蛛网膜下腔出血,假脑膜瘤,早期弥漫性弥漫性大脑肿瘤。此外,在以下组织界面处的爆炸性脑损伤受害者(TBI)的受害者的精神病学病例系列(TBI)显示出独特的星形胶质疤痕模式:亚皮拉神经胶质板,血管周围,周围性脑膜周围和脑灰白色界面。BLAST TBI中临床和神经病理发现的统一特征是材料界面的损伤的共同点,无论是固体液体还是固差界面。这激发了以下假设:BLAST TBI是颅内机械界面处的损伤。为了研究颅内界面动力学,我们使用模型的人头简化但包含Gyri,Sulci,脑脊液(CSF),心室和脉管系统的模型进行了新的计算模拟,并具有高空间分辨率。模拟是在混合欧拉(Lagrangian仿真套件)中进行的(通过Zapotec耦合到Sierra Mechanics)。由于较大的计算网格,模拟需要高性能计算资源。这些空化事件与亚型神经胶质板处的高界面应变速率相邻。在多种曝光场景中进行了二十个模拟,包括150、250和500 kPa的超压,1 ms超压持续时间 - 在材料模型参数(脑剪切特性,颅骨弹性模块)中,多次爆炸暴露(前爆炸,侧面爆炸和壁爆炸)在材料模型参数(脑剪切特性,脑剪切特性)中。所有模拟都可以预测CSF内(脑脉管系统驻留的地方)内的流体空化,空化发生在深层且扩散成脑硫。较大的过压模拟(250和500kPa)表现出脑室内的气蚀,这也与邻近的高脑室应变率有关。此外,嵌入式核内血管结构的模型(直径较小至0.6 mm),可预测的血管内空化,邻近高血管周围应变率。
凝胶是由通过物理或化学键在水中交联的亲水聚合物组成的软材料。由于其轻巧且水丰富的性质,这些材料在包括空间环境在内的各个领域都有应用,以进行辐射保护。实际上,由于其高氢含量,凝胶表现出明显的辐射停止功率,从而减少了入射颗粒的碎片化。这表明他们在屏蔽电子设备和保护宇航员的健康方面的潜在效用。在这项工作中,制造了基于聚(乙烯基醇)(PVA)和硼酸(BA)的交联凝胶,并使用不同的实验和建模技术进行了投资。评估用于制造PVA/BA凝胶的参数的效果,例如时间和温度。傅立叶变换红外光谱(FTIR)用于评估BA与PVA大分子形成杂交互构键的能力。了解这些凝胶的热机械特性和粘弹性,在压缩模式下进行了动态机械分析(DMA)。使用确定性传输代码考虑银河宇宙射线,太阳颗粒事件,太阳粒子事件和低地球轨道辐射,在不同的空间辐射环境中评估了屏蔽性能。使用高电荷(Z)和能量传输(HZETRN)代码来创建不同的横截面作为所选材料的首次输出,然后将电离辐射传播和运输材料内的电离辐射。结果突出显示了在室温下制造的PVA/BA凝胶的几个优点,而无需进行热处理处理。首先,与没有交叉链接器的凝胶相比,BA的掺入可以使水含量略有增加。此外,对弹性模量的检查改善了机械性能,其机械性能显示出PVA凝胶的弹性模量的两倍。此外,对剂量法的分析表明,这些凝胶的辐射保护有效性与纯水的辐射保护有效性,而热处理的PVA/BA凝胶表现出降低的水含量,从而降低了屏蔽性能和降低的柔韧性。因此,在室温下实现的PVA/BA凝胶似乎是PVA凝胶与热处理的对应物之间的最佳材料,使其非常适合将其集成到宇航员的个人保护设备中。
所有介电材料都具有电活性,即能够在施加的电场作用下改变其尺寸或形状。(Dang et al, 2012) 电活性聚合物 (EAP) 及其聚合物纳米复合材料由于其低模量、高应变能力、易于低成本加工和可定制的机电耦合特性,特别适用于从致动器、传感器到发电机等应用。通常,EAP 诱导的应变能力比刚性和易碎的电活性陶瓷高两个数量级。与形状记忆合金和聚合物相比,它们显示出更快的响应速度。(Yuan et al, 2019) 由于这些特性,EAP 可以与生物肌肉相媲美,并长期被称为“人造肌肉”。(Bar-Cohen, 2002) 社区甚至发布了一项挑战,要求开发一种由人造肌肉驱动的机械臂,以赢得与人类对手的腕力比赛。除了致动器之外,EAP 还显示出其在传感应用中的潜力,例如触觉传感、血压和脉搏率监测以及化学传感。(Wang 等人,2016 年)此外,EAP 甚至可以作为发电机中的关键活性材料。随着便携式电子设备(例如无线传感器和发射器)和无线微系统的功能不断增加,其能量需求也急剧增加。而电池的使用由于环境问题和有限的使用寿命而很麻烦,因此需要定期更换。解决这一挑战的明显解决方案是开发完全依赖从人体或周围环境中获取的能量的自供电系统。EAP 已被证明能够获取振动机械能(Lallart 等人,2012 年)和海浪能(Jean 等人,2012 年)。EAP 可以根据其所属的晶体类别(即中心对称或非中心对称)分为不同的亚组。当具有对称中心的介电材料受到电场刺激时,对称性将抵消阳离子和阴离子的运动,不会导致晶体的净变形。然而,化学键不是谐波的,键的非谐性会引起二阶效应,导致晶格的净变形很小。(Vijaya,2013)发现变形与电场的平方成正比,与电场的方向无关。这种效应称为电致伸缩。由于这种非谐波效应存在于所有介电体中,因此所有介电体都是电致伸缩材料。
课堂老师的任务是指导和管理学生,保证稳定的存在,这是试点课程中参与者的持续参考点,并具有促进者和学习过程的指导者的功能。