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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
能提高烟尘净化效果的多振镜大幅面激光选区熔化装备
本发明公开了一种能提高烟尘净化效果的多振镜大幅面激光选区熔化装备，该装备包含工作舱体、工作平台、成形缸组件、铺粉组件、振镜组合、移动式分区烟尘净化组件、保护气氛调控组件和控制系统；移动式分区烟尘净化组件与振镜组合分别包含 M(M≥1)组抽送气口和 M 列振镜队列，每组抽送气口均与一列振镜队列相配套，使得每组抽送气口都可在与其对应的面积较小的辐照区域上方产生稳定、均匀的气流，从而保证整个金属粉末层上方的烟尘均能被及时、
华中科技大学
2021-04-14
热压滤制备复合陶瓷涂层技术
本项目发明了一种采用热压滤法制备纳米和纳米复合陶瓷涂层的方法。将由溶胶、凝胶、粘结剂、陶瓷粉、陶瓷纤维、金属粉、金属纤维等组成的料浆涂覆在样品表面；在料浆层表面包覆半透膜；埋入粗陶瓷粉中，对粗陶瓷粉施加一定的的压力，在半透膜和粗陶瓷粉的过滤下压缩料浆层并把料浆层中的溶剂挤出料浆层；在适当的温度保温，使料浆层干燥；然后升温至烧结温度，保温适当时间，使压缩的干燥料浆层发生热解、氧化、烧结等过程，从而在复杂形状的样品表面形成结构、成分和厚度可控，且结构致密的纳米陶瓷涂层，以及纳米陶瓷与微米的陶瓷粉、陶瓷纤维等复合的各种陶瓷涂层。该项目获得陶瓷纤维增强的ZrO2-Y2O3热障涂层，厚度120mm涂层热障温度达250℃。可以获得结构、成分和厚度可控，且结构致密的纳米陶瓷涂层，以及纳米陶瓷与微米的陶瓷粉、陶瓷纤维等复合的各种陶瓷涂层。
北京科技大学
2021-04-11
多参数复合环境试验装置
多参数复合环境试验装置，包括模拟线加速度环境的离心机和安装于离心机的机臂上、模拟振动加速度环境、噪声环境、温度环境和气压环境的环境舱；环境舱内部有噪声发生机构和温度控制机构，振动发生机构，入气口以及排气口；振动发生机构包括测试平台，固定于测试平台的平台推杆和纠偏推杆、支撑簧片和传感器；复合腔的腔壁与推杆密封连接，平台推杆与振动台动圈连接，纠偏推杆与一能阻止振动发生机构及振动台动圈过度偏移的纠偏机构连接。本发明具有能全面模拟器件的工作环境，试验效果好、精度高的优点。
浙江大学
2021-04-11
原位自生铝基复合材料
上海交通大学
2021-04-11
原位自生钛基复合材料
上海交通大学
2021-04-11
Ni基多元合金复合涂层技术
技术简介
在海洋、石油、造纸等行业工作的关键零部件，承受严重的腐蚀、磨损交互作用，工作环境恶劣，服役寿命短。本技术设计了系列镍基多元合金及高熵合金材料，计算混合焓、混合熵、以及合金化热力学和动力性分析，调控Cr、Mo、Al含量提高耐蚀性，调控原子半径差异性，提升固溶强化效应，获得以FCC/BCC简单固溶体结构为主的兼具耐磨耐蚀性能的复合涂层，满足在冲刷、冲蚀、磨蚀等零部件的表面强化技术需求。
创新点及性能指标
1、利用大原子半径的Mo、Al等合金元素的固溶强化效应和熵焓效应，获得以简单固溶体结构为主的耐磨蚀涂层。
2、调控Cr、Mo、Al含量，获得FCC/BCC双相结构和细晶组织，改善Cr的扩散能力，提高涂层的钝化性能。
山东科技大学
2021-05-11
AUSP复合肥料工艺
成果描述：生产出高中低多种养分浓度的复合肥料。具有投资省，生产成本低，规模化连续生产的特点，是我国肥料工业的重要突破。 其主要工艺性能为不采用磷铵作为磷源，而可采用磷矿为原料，因而省去了磷铵的生产线建设，并可直接得到多种养分的复合肥料。同时没有磷石膏排放，其中的硫组分转化拘溶性硫肥被固定在肥料中。因此这一技术路线具有投资省的优势，同时肥料中已含有缓释成分，因而肥效期长，利用率高。肥料系统也可消耗磷酸中可能出现的含磷废渣。目前已达到3万吨/年的生产规模。市场前景分析：肥料是农业的重要生产资料，本工艺生产的肥料具有部分缓释肥，有效期长，同时成本较低，具有广阔的应用前景。与同类成果相比的优势分析：国际领先
四川大学
2021-04-10
智能隔热调光复合膜
智能隔热调光复合膜，是将液晶和聚合物结合而成的一种具有电光响应特性的膜材料，它主要工作在散射态和透明态之间。 智能隔热调光复合膜研发团队立足地域优势与独特的人才优势，与江苏柏鹤化工集团开展了长期的战略合作，研发团队利用多年的研发经验，构建了智能隔热调光复合膜研发平台，通过多年的合作，构建了一条产学研的联合道路，开创了双赢的局面。 研发团队通过多年实验探索，制备出低驱动电压、高对比度、耐黄变性能优异的智能隔热调光复合膜，有着优良的光学性能和极强的实效稳定性。 目前智能隔热调光复合膜开始迈向批量生产阶段，可替代进口产品。 主要技术指标： 应用范围： 电致变色智能窗在电场作用下具有光吸收透过的可调节性，可选择地吸收或反射外界的热辐射和阻止内部热扩散，减少办公大楼和民用住宅等建筑物在夏季保持凉爽和冬季保持温暖而必须耗费的大量能源。同时，也起到改善自然光照程度、防窥、防眩目等作用。可减少室外遮光设施、满足现在建筑物采光和美观的需要，解决现代不断恶化的城市光污染的问题。此外，电致变色智能窗在飞机、汽车等方面也有很大的应用前景。 以建筑行业为例，我国建筑能耗占社会总能耗的三分之一以上，引起的温室气体排放率已达到25%。通过窗玻璃的热交换在夏天和冬天分别占到总能量交换的71%和48%，是外围结构中最突出的能耗“集散地”。若合理利用智能隔热调光复合膜，民用建筑和公共建筑可分别节能约20%和12%，市场需求巨大。
四川大学
2021-04-11
柔性复合防爆技术及其装置应用
如何非接触式处置爆炸物已成为世界各国防爆反恐的难题，但目前常用的防爆装置在重量、可移动性和防护能力方面存在应用瓶颈，亟需研制新型轻质便捷、强防护能力和无附带伤害的非接触式防爆装备。由北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室研制的柔性轻质复合防爆装置，采用特殊液体和高性能纤维材料等构成的柔性轻质复合结构，可基于波阻抗匹配、惯性耗能和大面积整体变形等原理，高效吸收爆炸冲击波和破片的联合冲击能量。柔性轻质复合防爆装置技术可应用于防爆桶、防爆箱、防爆围栏、防爆挡墙等多种类新一代抗爆防爆产品或装备开发。其中该技术应用于柔性复合防爆桶，可防护1kg以上TNT爆炸物，装置轻质便携（重量减少80%）且无附带伤害。柔性复合防爆桶作为本技术的第一款产品应用，已通过公安部检测，即将作为新一代防爆反恐创新成果遴选试用后在全国推广，可广泛应用于机场、高铁、地铁、广场和会议中心等公共场所的安全防护，具有广阔的市场应用前景和积极的社会示范效应。
北京理工大学
2021-02-01