江汉大学学报（自然科学版）

《江汉大学学报（自然科学版）》2025年第4期目录

江汉大学学报自然科学版编辑部

2025, 53(4): 2-4.

摘要 ( 42 )

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基于反蛋白石结构聚二甲基硅氧烷光子晶体弹性体的溶剂比色传感

王禹皓，周惊如，李苗苗，刘学清

2025, 53(4): 5-13. doi:10.16389/j.cnki.cn42-1737/n.2025.04.001

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聚合物复合光子晶体可由弹性聚合物基体与胶体光子晶体阵列复合而成，能够通过外部刺激调节胶体粒子间的晶格间距，进而实现结构色的变化，在溶剂比色传感领域具有良好的应用前景。然而，仅依靠溶剂对聚合物基体的溶胀或收缩来实现光子晶体材料的比色传感，往往会限制溶剂传感的灵敏度。因此，本文采用牺牲模板法制备了具有反蛋白石结构的聚二甲基硅氧烷（PDMS）光子晶体弹性体。通过聚合物基体的溶胀或收缩以及反蛋白石结构孔洞的填充，提高了对有机溶剂的比色传感能力。结果表明，PDMS 光子晶体弹性体对单一以及混合有机溶剂展现出灵敏的传感能力。更重要的是，PDMS 光子晶体弹性体在溶剂传感前后保持了稳定的光学和力学性能，这使得其在比色传感应用中具有良好的重复使用性。本研究为开发具有优异传感性能的响应型光子晶体材料提供了新思路，并促进了基于溶剂的比色传感器在实际应用中的发展。

基于室温稳定的黑相CsPbI₃柔性钙钛矿X射线探测器的研究

王天龙，俞良睿，王馨柔，徐宛玉，刘学清，何欣

2025, 53(4): 14-21. doi:10.16389/j.cnki.cn42-1737/n.2025.04.002

摘要 ( 39 )

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X 射线探测器在医学影像、无损检测和国防军工等领域有广泛且重要的应用，直接式探测具有更高的理论空间分辨率，是 X 射线低剂量成像未来发展的方向。全无机 CsPbI₃ 钙钛矿材料原子序数高、射线吸收截面大、离子迁移弱，是一种优异的直接探测材料。然而，CsPbI₃三维黑相 α/β/γ 结构在室温下热力学不稳定，易自发转变为非光活性的 δ 相，导致器件性能下降。本研究通过添加剂工程引入挥发性碘化二甲胺（DMAI）能有效改善晶格应变并抑制晶格崩塌，获得热力学稳定的室温 γ-CsPbI₃ 黑相。基于溶剂抽滤法将含 DMAI 添加剂的钙钛矿前驱液逐步浸透于多孔尼龙膜中，成功制备出室温稳定的 γ-CsPbI₃ 柔性钙钛矿 X 射线探测器，器件的 μτ 积达 1. 16 × 10^-4cm² /V，灵敏度为 209 μC/（Gyair·cm² ）。在弯折 200 次后，器件仍保持初始 81. 6% 的优异性能，展现了全无机钙钛矿在高灵敏、高稳定柔性 X 射线探测及成像应用中的潜在价值。

HIV-1 蛋白酶野生型和 11 个残基变异体与药物分子 DRV 的结合及耐药性机制的模拟研究

樊士宇，程杰，于涛，王哲

2025, 53(4): 22-30. doi:10.16389/j.cnki.cn42-1737/n.2025.04.003

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HIV 病毒的耐药性是一个日益严重的全球性问题。达芦那韦（Darunavir，DRV）作为 HIV 蛋白酶抑制剂的一种已应用于临床。然而，随着蛋白酶中变异残基个数的增加，药物的效力大大减退。为研究造成耐药性的原因，本研究通过分子动力学模拟（MD）和分子力学-泊松玻耳兹曼表面积（MM-PBSA）等计算方法，对 HIV-1 蛋白酶选取野生型（WT）和 11 个残基变异体（11Mut）进行具体分析。计算出 WT 和 11Mut 与药物分子 DRV 结合能（ΔG）的差异，并通过对比蛋白质骨架结构、蛋白质各个残基对 DRV 的能量贡献分解、蛋白质结构的柔性等分析药物分子 DRV 在野生型 HIV-1 蛋白酶和 11 个残基变异体 HIV-1 蛋白酶结构的变化，以分析 HIV-1 蛋白酶 11 个残基变异体对药物分子 DRV 产生耐药性的超微变化。结果表明，HIV-1 蛋白酶经过 11 个残基变异，整个蛋白质骨架结构无显著变化，但找到了药物分子 DRV 附近能量贡献差异较大的几个残基，残基侧链的结构或位置变化导致变异后的蛋白质与药物分子结合的稳定性相对变弱，这也是药物分子逐步产生耐药性的原因。

择期手术中心静脉与动脉乳酸水平的一致性评估

万荟，李声华

2025, 53(4): 31-38. doi:10.16389/j.cnki.cn42-1737/n.2025.04.004

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目的动脉血采样是乳酸监测的金标准。评估择期大手术患者术中中心静脉（Lact_CV）与动脉（Lact_a）乳酸水平的相关性和一致性，评估 Lact_CV 及其清除速率（CL_CV）分别对 Lact_a及其清除速率（CL_a ）的预测价值。方法选取华中科技大学同济医学院附属武汉中心医院 2022 年 11 月 2 日至 2022 年 12 月 25 日期间同时有中心静脉和桡动脉置管的择期腹部大手术患者 46 例，术中同时检测 Lact_CV 与 Lact_a，2 h 后再次检测，分别计算 CL_CV 及 CL_a。统计学处理采用 Wilcoxon 检验、线性（对数转换）或 Spearman 相关分析、重复测量的 Bland-Altman 法、受试者工作特征曲线（ROC）。 结果 Lact_CV 与 Lact_a 高度相关（r = 0. 97；P < 0. 001），Lact_CV 较 Lact_a 平均高 0. 14 mmol/L （95%CI（0. 10 ~ 0. 18）mmol/L；P < 0. 001），差值的 95% 一致性界限（-0. 21 ~ 0. 48）mmol/L。 Lact_CV 预测 Lact_a ≥ 1. 5、2. 0、3. 0 mmol/L 的 ROC 曲线下面积分别为 0. 987、0. 989、1. 000， Lact_CV > 2. 6 mmol/L 预测 Lact_a ≥ 2. 0 mmol/L 特异性 100%、Lact_CV ≤ 1. 7 mmol/L 预测 Lact_a < 2. 0 mmol/L 特异性 100%。CLCV 与 CLa 差异无统计学意义（Z = 1. 138，P = 0. 255），二者高度相关（rho = 0. 948；P < 0. 001），CL_CV 预测 CL_a ≥ 0%、10%、20% 的 ROC 曲线下面积分别为 0. 969、0. 980、0. 995。结论 择期腹部大手术患者术中中心静脉乳酸及其变化趋势与动脉乳酸及其变化趋势有很好的相关性和一致性。当动脉血采样困难时，中心静脉乳酸可代替动脉乳酸用于围手术期监测。

110例帆状胎盘围产儿结局分析

曾思羽，齐齐克，程文娜，郇荔荔，周燕

2025, 53(4): 39-46. doi:10.16389/j.cnki.cn42-1737/n.2025.04.005

摘要 ( 46 )

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目的 探讨孕期系统管理在改善帆状胎盘（velamentous cord insertion，VCI）围产儿结局的临床价值。方法 收集 2021 年 7 月-2024 年 3 月于武汉市妇幼保健院分娩的且产后证实为 VCI 的 110 例单胎妊娠孕产妇的临床资料，将孕中期确诊为 VCI，因而进行孕期系统管理的 62 例产妇设为研究组，将分娩前及产后确诊为 VCI，未行孕期系统管理的 48 例产妇为对照组。回顾性分析两组围产儿的出生孕周、出生体质量、早产率、围产儿病率、死胎死产率各项。采用 SPSS 25.0 统计学软件分析两组间资料的差异。结果 研究组围产儿早产率（3. 2% vs 37. 5%）、低出生体重儿率（3. 2% vs 27. 1%）、围产儿病率（4. 8% vs 20. 8%）、死胎死产率（0. 0% vs 8. 3%）均低于对照组，差异有统计学意义（P < 0. 05）。结论 孕期系统管理可降低单胎妊娠 VCI 围产儿不良结局的发生。

雾霾场景下航拍小目标检测算法研究

陈正超，刘年松，周永康，刘均学，孙超

2025, 53(4): 47-59. doi:10.16389/j.cnki.cn42-1737/n.2025.04.006

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针对雾霾场景下目标检测精度低和航拍场景下小目标检测困难的问题，提出了一种融合 GCANet 和改进 YOLOv8n 的去雾检测方法。首先，在 YOLOv8n 的 Mosaic 图像增强模块中融入生成对抗网络 GCANet 算法，对有雾的图像进行去雾处理，提高图像的质量，同时在特征提取阶段引入 SPD 模块增强对场景中小目标的检测性能；然后，采用变形卷积 DCNv2 构造全新的 C2f_DCNv2 模块来增强网络对特征的提取能力；最后，针对卷积网络更关注局部信息和在特征提取时容易丢失部分特征导致精度下降的问题，引入 HorBlock 模块，加强不同尺度特征之间的高阶空间交互。结果显示，在自制的雾霾小目标检测数据集上，改进算法与原算法相比，mAP@0. 5 提高了 9. 8%，表明改进后的 YOLOv8n 算法有效提升了雾霾场景下航拍小目标检测性能。

新型悬臂式晾衣架结构设计与分析

杨育熙，郑贝宁，黄奕瑄，轩亮

2025, 53(4): 60-69. doi:10.16389/j.cnki.cn42-1737/n.2025.04.007

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针对悬臂式晾衣架常见的因伸缩引起晃动的问题，结合已有设计经验和新型性能需求，研究其剪叉机构，旨在节约生产成本前提下实现晾衣架最佳工作性能。首先，通过受力分析精确定位剪叉机构连杆危险截面，并计算出其在极端情况下的最大载荷；其次，计算动力学特性，揭示铰链点受力与剪叉臂竖直方向夹角关系；最后，利用 MATLAB 与有限元进行装置结构设计优化对比。研究发现，晾衣架伸缩过程中，铰链点所受载荷与夹角成正比，且远离支座载荷减小，臂与臂连接处应力集中，为断裂风险点。该研究将为悬臂式晾衣架设计提供创新参考。

基于 Leaky Noisy-or Gate-BN 的山区高速公路交通事故致因分析

王祖印，王景升，姚辰达，郭晗

2025, 53(4): 70-79. doi:10.16389/j.cnki.cn42-1737/n.2025.04.008

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基于 Leaky Noisy-or Gate-BN 模型构建故障树-贝叶斯网络，采用贝叶斯敏感度分析和推理分析来识别影响山区高速交通事故的关键因素。通过将未知影响因素定义为遗漏因子，计算各因素的条件概率表，降低了将故障树映射至贝叶斯网络时因或门产生的误差，解决了实际推理中未知因素对结果的影响。结果表明：山区高速交通事故影响较大的关键因素为“非干燥路面”“恶劣天气”“弯坡道”,较敏感中间事件为“道路因素”“人的因素”，较敏感基本事件为“非干燥路面“”弯坡道”等；高敏感度基本事件耦合作用下，对事故发生影响较显著因素为“能见度低于 200 m” 及“路侧无防护措施”。研究结果对预防山区高速公路交通事故的发生具有指导意义。

基于行车轨迹数据的交通信号灯周期估计

许璐，岳舒晴，牛敏捷，王程扬

2025, 53(4): 80-87. doi:10.16389/j.cnki.cn42-1737/n.2025.04.009

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基于第十六届“华中杯”大学生数学建模竞赛中的使用行车轨迹估计交通信号灯周期问题，通过采集的行车轨迹信息，利用聚类分析法对道路进行分类，并结合时间序列分析验证数据在预测信号灯周期中的有效性，提出一种基于峰值分析的模型，能够精确识别红绿灯时长。针对样本比例、定位误差等实际因素提出了误差校正模型，为信号优化提供理论支持。

巴黎奥运会中国女篮技术指标分析

赵持，蒋国勤

2025, 53(4): 88-96. doi:10.16389/j.cnki.cn42-1737/n.2025.04.010

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为解析中国女篮在巴黎奥运会的表现未能达到预期目标的关键制约因素，采用文献资料法、录像分析法、数理统计法及灰色关联分析对 2024 年巴黎奥运会中国女篮以及相关球队进行技术指标分析，旨在总结中国女篮在本届奥运会中的优势与不足，为其未来的训练与备赛提供参考依据。研究显示：与国外女子篮球队相比，中国女篮球员年龄结构较为合理，身高和体重方面与美国等球队没有显著差异，内线球员的肌肉质量较好。中国女篮后卫需要努力减少失误并提高得分能力；前锋应提高投篮命中率与抢篮板球能力；而中锋则需加强封盖能力。中国女篮的优势指标为罚球命中率、防守篮板和助攻，而劣势指标则为失误和抢断。助攻和 3 分球命中率指标与中国女篮的得分具有较强的关联性，并在 12 支参赛球队的技术指标排名中表现较为突出。

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