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泥沙颗粒输运背后的力学机制
地球表面高山、丘陵、沙漠、河流、潮滩等地貌形态万千,它们是如何在历史的岁月中逐渐形成的呢?放眼宇宙,空气密度极低的冥王星,是如何神奇地拥有丰富的沙丘地貌?被称为沙漠行星的火星会因为大风而刮起沙尘暴吗……这些自然界中的奥秘正是地球物理学科的泥沙运动力学所研究的问题。已有的研究告诉我们,泥沙颗粒输运普遍发生于大气环境和水环境中,是塑造地貌形态最重要和最根本的自然过程之一。如何理解和定量描述地表环境泥沙颗粒的起动、输运和沉降是揭示地貌形态千差万别的核心问题。目前野外和实验数据已经证明,粗颗粒泥沙输运量与流体强度之间的关系,在大气环境表现为线性,在水环境表现为非线性。然而,如此截然不同的输运规律背后的力学机制却一直还是个迷。近日,浙江大学海洋学院百人计划研究员托马斯·派兹(Thomas Pähtz)博士成功揭开了这个谜底,并推导出了描述粗颗粒泥沙输运量与流体强度关系的通用方程。北京时间2020年4月20日,相关研究成果在物理学学术期刊美国物理学会刊物《物理评论快报》(Physical Review Letters,简称PRL))上发表,并被该刊物和杂志Physics同时聚焦报道。通过离散元(DEM)精细数值模拟追踪大量泥沙颗粒的运动轨迹并分析其受力特征, 托马斯·派兹首次发现,粗颗粒泥沙的动能耗散机制主导其输运规律。大气环境条件下颗粒和床面间碰撞是主要的耗散机制;而在水环境条件下,颗粒和床面间碰撞以及颗粒之间的碰撞起着同等重要的作用。根据这一新的理论认识,托马斯·派兹推导了能统一描述大气环境和水环境粗颗粒泥沙输运量与流体强度关系的通用方程。这为深入认识地球甚至火星等外星球表面丰富多样的地貌形态提供了有力的理论工具。 统一输沙率公式与水环境(左图)和大气环境(右图)相关实验资料对比“最困难的部分是对模拟的结果进行物理解释和数学描述。在总共7年的时间里,我无数次地用笔和纸进行尝试。特别是在最初的4年里,我大部分时间都在思考这个问题。” 托马斯·派兹说。评审专家认为,这项研究工作是地球物理学科最基础而没有被揭示的问题。而对于未来的进一步应用,托马斯·派兹表示,上述通用方程可以预测任意大气/水体环境下的泥沙输运量,这使我们能够更好地了解这些天体的地貌,还可以通过测量行星的动力地貌来间接推断行星的风况。据悉,托马斯·派兹于2020年1月起受邀担任美国地球物理学会会刊《地球物理学研究杂志-地表过程》的副主编。他是浙大近海环境流体力学团队的重要成员。该团队由贺治国教授领衔,主要从事近海泥沙动力学、海岸动力学、近海环境流体力学等方面的研究,成果已逐步应用于理解河口海岸泥沙运动、深水航道整治、深海地貌演变、深海热液源矿物颗粒沉积等问题,取得了重要的国际影响力。该研究得到国家自然科学基金和浙江大学百人计划研究基金资助。论文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.168001
浙江大学 2021-04-11
XM-TY高级吞咽机制模型
XM-TY高级吞咽机制模型   一、功能特点: ■ XM-TY高级吞咽机制模型为半侧成人头颈部,采用高分子材料制成,仿真度高。 ■ 演示吞咽机制原理。 ■ 演示误咽产生的原因。 ■ 颈部角度与误咽的相互关系。 ■ 误咽发生时的紧急救治处理方法。 ■ 正确进食姿势及其体位和病床角度的相互关系。 ■ 口腔护理时的吞咽练习。 ■ 观察鼻饲管在不同角度时的状态。 ■ 学习如何经鼻插胃管和间断性经胃管管饲。 ■ 学习口腔内部吸收原理。 ■ 配有可调节的模拟病床,病床以及头颈部均有角度指示针,可观察头颈角度的变化与病床的角度关系。   二、标准配置: ■ 吞咽与呼吸机制演示模型:1台 ■ 模拟病床:1张 ■ 说明书:1册 ■ 保修卡合格证:1张
上海欣曼科教设备有限公司 2021-08-23
高级手摇分娩机制示教模型
XM-FMA高级手摇分娩机制示教模型   XM-FMA手摇分娩机制示教模型(手摇分娩机转示教模型)由仿真的孕妇下半身模型、胎儿模型、脐带、胎盘等模型组成,此款产品针对产科基本技术训练,进行产前检查、助产、分娩等技能的综合练习。 一、功能特点: ■ 可进行整个分娩过程的示教。 ■ 可示教胎头吸引术的胎儿、脐带及胎盘,胎儿关节灵活,可演示多种正常与异常的胎位分娩。 ■ 配有手摇分娩机械部件,通过人工手摇方式,可实现衔接、下降、俯屈、内旋转、仰伸、复位及外旋转、胎儿娩出等整个分娩过程。 ■ 可练习并掌握正常分娩、异常分娩(难产)、助产技巧以及会阴保护等综合技能。 ■ 可进行多胎妊娠(双胎)分娩操作训练。 二、标准配置: ■ 手摇分娩机转示教母体:1台 ■ 示教用胎儿(1男性,1女性):2个 ■ 模拟胎盘:2个 ■ 模拟脐带:4根 ■ 腹壁盖:2个 ■ 手提袋:1个 ■ 说明书:1册 ■ 保修卡合格证:1张
上海欣曼科教设备有限公司 2021-08-23
嘉宾观点抢先看 | 李玉:通过系统性机制创新 为学科交叉融合提供保障
在第63届高等教育博览会 建设教育强国·高等教育改革发展论坛即将举办之际,中国高等教育学会联合人民网教育频道推出“建设教育强国”系列访谈栏目,重点邀请东北地区高校领导、专家学者,围绕活动主题:融合·创新·引领:服务高等教育强国建设,畅谈思考体会、凝聚发展共识。
人民网-教育频道 2025-05-16
多模态纳米分子影像光热
纳米分子探针是一类能准确回答生物医学问题的功能性物质, 它介于药物与传统医疗器械之间,具有 “看得早、准、全”特征,是可视化探测分子细胞水平异常的利器,对于检测早期的肿瘤病变、老年退行 性病变(阿兹海默症)有重要的潜在价值。已有多种模态的肿瘤分子探针问世, 它们可通过分子成像对肿 瘤多种恶性表型特征进行检测, 为肿瘤精准治疗提供依据。本项成果利用对生物组织高穿透能力的近红外 激光照射源,激发磁光热三模态纳米探针,使其通过分子影像方式提供早期肿瘤病变形态及其分子生物学 信息,并在诊断的同时进行光热-光动力学联合协同治疗,实现早期肿瘤的安全及时诊治。上述多模态纳 米探针采用特殊的纳米组装技术制备,在探针的特异性肿瘤靶标挂接、诊治效率提升及纳米毒性控制三个 关键环节都取得了良好的成果,为推动这项探针新技术的临床前应用打下了坚实的基础。
中山大学 2021-04-10
配位超分子自组装
利用氨基功能化配体与钙盐组装得到一种新颖的二维层状Ca-MOF。其通过{Ca3O18}簇与配体连接而成的金属-有机层上悬挂配位的DMF分子,并进一步通过DMF间的范德华弱作用力层层堆叠,形成“范德华MOF”多层结构。基于DMF的动态配位活性,该独特的金属-有机多层MOF能实现层内稳态和层间动态的有效平衡,并存在具有半导体发光特性的层间激子(exciton)发光和层内激基缔合物(excimer)发光的双通道发射。发展了二维MOF设计和利用的新概念,将“自下而上”的金属-有机配位组装与“自上而下”的后合成形貌加工调控相结合,实现了超薄二维MOF的简便、绿色、宏量制备的新方法,并为光学存储器等应用建立了元器件模型。
中山大学 2021-04-13
配位超分子自组装
实现了一系列光功能导向金属-有机配位超分子材料的合理化模型设计与可控合成,探索了新型传能与发光、光调制、光转换的机理与机制,建立了独特的光学应用器件模型。如利用配位键动态活性的后合成剥离策略,可逆转换配位材料空间维度,获得了具有层间/层内荧光调控开关特性的超薄2D配位发光材料 利用ESIPT多能级配体激发态过程,构筑了超快速专一性水分子光响应配合物薄膜器件,以及用于F离子、温度、溶剂等的荧光探针材料 利用异质同晶配位特性和区域控制各向异性外延技术,获得具有异质结超晶格的多稀土MOF单晶,实现多层次间隔色域可调发光,建立了光谱—空间编码结合的单晶光学微器件、双通道高等级编码配合物材料、单金属单相/多金属单相配合物白光与混光材料
中山大学 2021-04-13
核酸的分子识别和调控
围绕核酸特殊结构和修饰的动态变化,利用化学生物学理论和技术,通过化学小分子对核酸结构和修饰的识别及相互作用,探索生命过程新机制,项目取得一系列原创性成果,为疾病早期诊断和高选择抗癌领域提供新策略。主要科学发现为:1.实现小分子对非规则核酸的结构识别和调控,并揭示四链核酸新机制。通过抑制肿瘤中高表达的端粒酶,提出了小分子对G-四链核酸(G-4)识别新机制和抗肿瘤药物设计新策略;双钌配合物通过钾离子调控机制特异识别G-4产生光响应,创立了目视检测G-4的新技术;通过光诱导机制实现小分子不同
武汉大学 2021-04-14
单分子开关器件的研究
偶氮苯分子作为典型的光致变色分子,在紫外和可见光的照射下,可实现顺式与反式结构之间的相互转化。在单分子水平研究偶氮苯分子的异构化,不仅能实时观测单个异构化事件的动力学过程,揭示其对外界刺激响应的规律,同时也有望实现单分子水平的开关、存储器等,从而实现器件微型化/功能化的目的。近几年,在扫描隧道显微镜中观察到了电场诱导偶氮苯分子异构化的现象,但是其异构化的机理尚不明确。
北京大学 2021-04-11
分子间隔演示实验仪
产品详细介绍   本实用新型涉及分子间隔实验仪器技术领域,更具体地说是一种分子间隔实验仪。目的是为了弥补现有技术的不足,提供一种分子间隔实验仪。本产品已申请专利证书,专利号:ZL 2014 2 0673483.7。   本产品在做分子间隔实验时非常的方便,只需在一边的注射口加入蒸馏水,另一边的注射口加入酒精,盖上橡皮塞,使液体在混合槽中充分混合即可。实验时使用的实验材料比较少,而且更加的安全,实验效果也更加明显。
芜湖市徽环科教仪器厂 2021-08-23
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