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耦合分子振子同步化的能量代价及其最优设计原理的研究
北京大学物理学院/定量生物学中心欧阳颀课题组在Nature Physics发表题为“The energy cost and optimal design for synchronization of coupled molecular oscillators”（文章网址：https://www.nature.com/articles/s41567-019-0701-7）文章，揭示了互相耦合的分子振子达到同步化所需的热力学代价，表明分子振子的同步化需要额外能量耗散，并揭示了能量耗散与所能达到的最优同步化效果及耦合的最佳设计之间的关系。 振子之间的同步化现象在自然界是非常普遍的现象，许多非线性理论与实验很好地回答了很大一部分非线性振子中的同步化问题。然而，对于分子振子而言，他们的振荡节律由随机的、大噪声的生化反应所决定，与之前相对成熟的非线性理论所涉及的情况有所不同。这类分子振子的同步化规律，尤其是同步化所需的热力学代价尚不明确。 欧阳颀课题组与美国IBM T. J. Waston 研究中心/北京大学定量生物学中心杰出访问教授的涂豫海教授展开合作研究，首次在理论上阐明了实现分子振子同步化所需的热力学代价。该研究提出一个简单而普适的随机理论模型，假设不同的分子振子之间被一些额外的分子间化学反应耦合起来从而使彼此的相位相互靠近，用以描述一般的可产生同步化振荡的分子振子。在这个理论模型中，研究者们找到了单分子稳定振荡状态的概率密度的解析解，由此计算了不同条件下的能量耗散，并通过平均场近似得到了该振荡出现同步化现象的条件。通过比较不同条件下的能量耗散，研究者发现，若要实现分子振荡的同步化，除去驱动单个分子振荡的能量以外，还必须要有一部分不为零的额外的能量耗散。除此以外，当外界条件给定能量耗散的大小时，虽然可以通过调整模型中的参数达到各种不同的同步化效果，但是可以达到的最优的同步化效果由给定的能量耗散所限制。当能量耗散小于一个临界值时（这个临界值大于驱动单个分子振荡的能量）同步化是不可能的，给定的能量耗散越大，所能达到的最优同步化效果越好。该结论具有一定的普适性。随后研究者在蓝藻的生物钟系统中检验了该理论，验证了生物体内的分子振荡体系确实需要额外的能量来实现同步化。 北京大学物理学院博士生，欧阳颀课题组的张东良为该文章的第一作者，涂豫海教授为通讯作者，合作者包括欧阳颀教授和美国加州圣地亚哥分校的博士后曹远胜博士。
北京大学
2021-04-11
多温区生鲜配送柜
随着城乡居民消费水平和消费能力的不断提高，我国生鲜农产品的消费规模快速增长，居民对农产品的多样化、新鲜度和营养性等方面提出了更高要求，特别是对食品安全的关注程度不断提高。但是，目前我国农产品规模化、系统化的冷链物流体系尚未形成，由此造成生鲜农产品中果蔬、肉类、水产品的流通损失达到每年6800亿元以上。另外，为了节省成本而简化贮藏、运输等条件造成的食品安全问题也不在少数。因此，必须提高生鲜农产品冷链物流的效率、完善冷链物流的各个环节，使生鲜食品在整个过程中均处在适宜的储藏条件下，这对改善食品安全问题具有重要的意义
中国科学院大学
2021-04-10
自动控温加热电缆
自动控温加热电缆是一种新型、有别于常规输电或信号控制的特种电缆，其自身是个通电发热体，并可不要任何外接控制元件而根据被加热物体温度的变化，自动调节发热状态和发热功率，既保证被加热物体安全，也保证电缆的安全，同时还可以节约能源。早期的加热电缆，是一种用电阻丝等材料制成的恒定功率输出的电缆，其工作时需要配备一套温度测感和控制系统，随着自动控温加热电缆的诞生其逐
西安交通大学
2021-01-12
双温双控发酵系统
在生物工程，特别是发酵工程及其研究、试验中，发酵罐是所需的主要设备，而发酵罐又经常需要对温度进行控制。虽然在多数情况下，之类发酵罐的温度可允许有一定范围波动，但超过一定限度就会破坏正常发酵所需生化条件，导致发酵速度降低甚至发酵过程终止而工艺失败。另外，有些发酵过程需要对温度上、下限分别进行控制，或者对同一种物料同时施以不同温度，这时，现行的发酵工艺或发酵罐系统就不再适用。特别是在一些实验研究中，合适的发酵温度不一定已知，这就需要进行实验摸索，这就需要一种可以高效支持这类发酵温度摸索的设备。这种设备应该使得发酵罐内温度在较宽的范围可调节，在高温临界点及时降温，并能在多给定值下保持稳定，这对于具有单向（温度升高方向）性特点的温度控制而言，是个难以通过的瓶颈。另外，固态基质上微生物的发酵涉及控温、传质、空气等多个方面，由于基质的不可动性，在常规的发酵罐中，给实际操作带来许多困难，尤其是难于实现连续发酵中产物的分离。为了解决这一问题，可以设计组合发酵系统，借助发酵体系中溶液的流动使固定生物体系中的温度、传质和通气得到控制，并可连续补料、和实现产物的在线分离。这就需要研发一种多温度多路控制的组合发酵系统。
本项目的有益效果是：一种可以高效支持发酵温度摸索的设备。它使得发酵罐内温度在较宽的范围可调节，并能在多给定值下保持稳定，并克服了温度控制单向性的特点。当高温罐温度达到高温限时，能快速降温；当低温罐达到低温限时，能快速升温。系统以紧凑、简洁的结构实现了双温双控，其控制系统结构简单，易于调整。整体易于批量生产；系统维护、维修简便易行。
授权专利：
双温双控组合发酵系统 2014105989037
双温双控组合发酵系统 2014205989307
江南大学
2021-04-13
六门双温冰箱-横隔
◆不锈钢内胆外壳◆绿色环保发泡剂，制冷剂◆高效压缩机及制冷系统，节约能源◆大容量，便于安装食物盘◆门体自动回归及悬停装置
银都餐饮设备股份有限公司
2021-02-01
微电脑时温程控仪
产品详细介绍适用范围HWSK-4微电脑时温程控仪主要用于配合马弗炉进行煤炭的灰分、挥发分、粘结指数等分析实验。技术参数程控温度范围：0~999℃分辨率：1℃测温误差：±3℃程控时间范围：0~999min测时误差：24h内≤30s工作电源：220V±10％ 50Hz负载功率：≤5KW外型尺寸（宽×高×深）㎜：280×120×300整机重量：约3.5Kg主要特点1.该微电脑时温程控仪是一种对时间和温度进行自动化控制的智能化仪器，主要用于配合马弗炉进行煤质分析实验。2.该仪器具有快灰、慢灰、挥发分、粘结指数和自选等功能，各类程序均采用标准试验方法编制，实验过程只需按动一次程序键即可完成。3.采用液晶屏显示，各种时间和温度值清晰直观，除去人为误差。4.电炉加热主回路采用固态继电器，测温元件采用K值热电偶。5.热电偶冷端补偿采用常温温度传感器元件进行自动补偿。6.本仪器可对内部电路的零点和增益的误差自动校正。
鹤壁市盛华实验仪器厂
2021-08-23
一种升降一体式几何台灯
本实用新型公开了一种升降一体式几何台灯.本实用新型包括底座,第一固定块,第二固定块,固定支架,灯罩,LED灯管,启动器,所述底座内设有相连的充电电池和控制线路板,所述固定支架采用伸缩杆,且固定支架内设有第一固定块,第二固定块,固定支架顶端设有与第二固定块相匹配的启动器,通过启动器和第二固定块控制灯罩的上升和下降,从而实现了灯罩与底座一体化.本实用新型能够保护视力,绿色环保高效节能,还可以随意调节色温,也可以调节LED灯的亮度.该设计操作简单,综合实用性强,易于推广使用.
杭州电子科技大学
2021-05-06
一种可视化研究微波等离子体辅助点火的实验装置
本发明公开了一种可视化研究微波等离子体辅助点火的实验装 置，该装置包括：火花塞系统、微波系统、定容燃烧弹系统、光学摄 影系统及控制系统；所述控制系统发出三路存在特定相差的同步脉冲 信号，第一路脉冲信号触发所述火花塞系统产生脉冲高电压用于放电 击穿稀薄混合燃气形成初始等离子体团；第二路脉冲信号触发所述微 波系统产生特定频率及特定功率的微波脉冲向所述等离子体团中耦合 能量以扩大等离子体团实现点火；第三路脉冲信号触发所述光学系统 透过所述定容燃烧弹系统的石英窗聚焦于微波天线与高压电极中心开 始拍摄，记录所述实验的全过程。本发明的装置，保留了微波集成火 花塞的点火方式，能够真实的反映微波等离子体辅助点火的作用过程。
华中科技大学
2021-04-13
一种硼化锆-碳化硅超细复合粉体及其制备方法
本发明涉及一种硼化锆-碳化硅超细复合粉体及其制备方法。其技术方案是：先将64——85wt%的卤化物粉、4——15wt%的氧化锆粉、2——5wt%的氧化硅粉、2——6wt%的氧化硼粉、0.3——1.1wt%的炭粉和6——10wt%的镁粉混合均匀，机压成型；再将成型后的坯体置于电炉中，在氩气气氛和升温速率为2——8℃/min的条件下升温至1000——1250℃，保温2——6小时，将烧成后的坯体用蒸馏水洗涤，然后放入浓度为1.0——4.0mol/L的盐酸中浸泡3——8小时，过滤，用去离子水清洗，在80℃条件下干燥11——24小时，粉碎，即得硼化锆-碳化硅超细复合粉体。本发明具有反应温度低、反应时间短、过程易于控制、工艺简单、产率高的特点；其制品分散性好、颗粒团聚小、成分均匀、纯度高和产业化前景大。
（注：本项目发布于2014年）
武汉科技大学
2021-01-12
一种集自动清扫、粉碎、挤压成型于一体可与机动车配套使用的落叶清扫设备
本发明提供一种集清扫、粉碎、粘合挤压成型于一体可与机动车（拖拉机）、汽油机等配套使用的落叶清扫设备。其中采用扫辊与传送带、传送带与粉碎仓、粉碎仓与粘合挤压成型装置相结合的方式，完成对落叶的收集、粉碎、粘合挤压成型一体化操作。技术方案包括向内清理扫辊、上升式扫辊、刮板式输送带、粉碎仓、粘合挤压成型部分等。向内清理扫辊将设备前方及两侧落叶收集到两个扫辊中间位置，经上升式扫辊与刮板式输送带相切连接，输送到粉碎仓，落叶碎渣与粘合剂混合后进入粘合挤压成型部分压缩成块状。本发明是通过机械力完成落叶收集、粉碎、粘合挤压成型，实现落叶回收利用，解决了落叶回收困难的问题，又避免了资源的浪费和环境的污染，具有良好的经济效益和推广价值。
青岛农业大学
2021-04-11