Abstract Nonlinear modeling of mitigation of the edge localized mode (ELM) with resonant magnetic perturbation (RMP) is performed for the HL-2A tokamak, utilizing the three-dimensional (3D) magnetohydrodynamic (MHD) code JOREK. Based on the 3D equilibrium established after application of the n=1 (n is the toroidal mode number) RMP at 4.9 kAt coil current with odd parity, ELM mitigation is successfully simulated consistent with the experimental result. Nonlinear simulations show strong mode coupling among toroidal Fourier harmonics, allowing redistribution of the magnetic energy such that the most unstable toroidal mode saturates at a lower level. This magnetic energy cascade offers an explanation of the RMP-induced ELM mitigation achieved in HL-2A. Detailed examination of the simulation results shows persistent resonant field screening even during the ELM mitigation phase. Finite plasma resistivity however does enable partial penetration of the resonant field thus modifying the edge magnetic topology and characteristics of the edge transport. Plasma radial profiles undergo pronounced changes around the pedestal region, when the magnetic energy of the most unstable toroidal mode reaches the maximum value. Systematic scans of the applied RMP coil current with the JOREK simulations find a threshold value of around 4.5 kAt required for achieving the ELM mitigation on HL-2A.

Abstract 4D-printed deformable honeycombs can produce pro-programmed shape deformation and different properties under external stimuli, and the manufacturing process parameters are the dominant factors affecting the microstructure and properties of the manufactured honeycomb structures. Although many researchers investigating the effects of manufacturing process parameters on the mechanical properties of printed materials, but still a lack of research on the relationship between manufacturing process parameters and properties of honeycomb structures. Therefore, a novel honeycomb structures which has two configurations under temperature stimuli is proposed, and the optimum manufacturing processes for the printing of this honeycomb are selected considering the compression and energy absorption properties simultaneously. The novel honeycomb is designed and printed with fused deposition modeling (FDM) technology, which have hexagonal configuration (Structure I) and semi-triangular configuration (Structure II) under external temperature stimulus. The energy absorption capacity of Structure I and compressive properties of Structure II are investigated under different manufacturing process parameters. The experimental results indicate that the layer thickness has the most significant impact on the mechanical performance of deformable honeycombs. The combination of a layer thickness of 0.2 mm, printing speed of 40 mm/s, and 100% infill density are the best process parameters for the novel deformable honeycomb structures.

ABSTRACT Brucellosis, a zoonotic disease, has re-emerged in both humans and animals, causing significant economic losses globally. Recently, an increasing number of rifampicin-resistant Brucella strains have been isolated worldwide without detectable mutations in known antibiotic resistance genes. Here, this study identified the deletion of serine/threonine protein kinase (STPK) gene in B. melitensis as an efficient trigger for rifampicin resistance using bioinformatics predictions, a transposon mutant library, and gene mutation strains. Notably, the absence of the STPK could increase the expression of ribosomal proteins and genes involved in sulfur metabolism and reduced glutathione, and decrease NADPH oxidase activity and NADP + /NADPH ratio, which is associated with the antioxidant capacity of B. melitensis . Moreover, co-immunoprecipitation revealed that STPK could efficiently interact with the ribosomal protein RpsD, possibly altering protein translation and riboswitch expression. These findings demonstrate that the STPK gene mediates resistance by regulating sulfur metabolism to counteract the reactive oxygen species induced by rifampicin. Furthermore, the approaches developed in this study provide a platform for screening new resistance genes in Brucella spp., and the identified STPK or its pathway can serve as a potential target for new drug development against rifampicin-resistant Brucella spp. IMPORTANCE New rifampicin resistance gene in Brucella melitensis is identified via bioinformatics predictions and a whole-genome transposon mutant library, new mechanisms of rifampicin resistance in B. melitensis , and new function of serine/threonine protein kinase gene and its interaction proteins.

Kirigami-inspired honeycomb structures demonstrate outstanding self-expanding capabilities and exceptional mechanical properties. To further enhance the shape recovery properties and load-carrying capacity of kirigami-inspired honeycomb, the hierarchical structure is introduced by importing porous structures into cell walls of 4D-printed kirigami-inspired honeycomb (Structure II), and then an innovative honeycomb structure (Structure I) is designed for achieving the hierarchical effect. Additionally, three hierarchical structures with different shape configurations (Structure III–V) are also designed for comparing with traditional Structure II. The finite element analysis and experiments are conducted to compare the compression deformation behavior and energy absorption capacity of Structure I–V. It is found that Structure I exhibits significantly improved properties compared with the traditional Structure II. The stiffness of Structure I is increased by 50.43%, and the energy absorption performance is also increased by 65.00%. The recovery time has been shortened by 27.27% and it has a better shape recovery rate. Structure III–V can also enhance the performances compared with traditional Structure II. Structure IV exhibits the best energy absorption capacity, with an increase of 76.25%. Thus, the developed hierarchical kirigami-inspired honeycombs have broad application prospects for the multifunctional applications of honeycomb structures in the future.

Abstract Highly transparent and mechanically robust thermoplastic composites have been developed by hot‐pressing PETG with E‐glass fabrics. The tow‐spreading technique facilitates the reduction of internal defects and fiber crimp angle in the composites, thereby significantly improving their optical and mechanical properties. The optimized composite containing 55.1 vol% glass fibers and 0.4 mm thickness has a high transmittance of 86.1%@616 nm and a low overall haze of 7.2%. Moreover, the 1 mm thick composites exhibit tensile strength of up to 340 MPa and impact strength of up to 86.3 kJ/m 2 . After 28 days of hygrothermal or UV aging, the composites show minimal changes in their glass transition temperature and thermal degradation temperature. The chemical structure also remains unchanged, with no observed crystallization. In comparison to UV aging, the composites demonstrate better resistance against hygrothermal aging. Specifically, the hygrothermal aged sample displayed a light transmittance retention rate of 93.5% and a bending strength retention rate of 94.3%, while these values were reduced to 73.3% and 90.5%, respectively, in the UV aged sample. The opto‐mechanical properties enhanced mechanism and aging degradation mechanism have been identified by microscopic morphological observation. This work provides an innovative and straightforward approach to fabricate transparent, recyclable, high‐strength thermoplastic composites. Highlights Highly transparent, mechanically robust, recyclable glass‐fabric reinforced thermoplastic composites are fabricated. Composites with spread‐tow fabrics exhibits improved transparency. The fabrication route is scalable and cost‐effective. The mechanism for opto‐mechanical properties enhancement are proposed.