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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
一种高压输电线路绝缘子清扫与检测机器人
本发明公开了一种高压输电线路绝缘子清扫与检测机器人，包括可以绕旋转轴向两边打开的环形框 架和控制箱，环形框架包括通过多个辅助支架固定相连的上层支架和下层支架、以及通过清扫层升降机 构可上下移动的中层支架，上层支架上设有用于夹住绝缘子的上夹爪，上夹爪上设有检测装置，中层支 架上设有清扫装置和夹持绝缘子裙部的辅助夹爪，上层支架和下层支架之间还设有通过夹爪层升降机构 上下移动的下夹爪，与转轴相对的环形框
武汉大学
2021-04-14
Nature子刊！国防科技大学在石墨烯领域取得重要突破
近日，国防科技大学前沿交叉学科学院朱梦剑-秦石乔课题组与北京大学化学与分子工程学院彭海琳课题组合作，设计了一种梯度表面能调控的复合型转移媒介，实现了晶圆级超平整石墨烯向半导体衬底的干法贴合与无损释放。
国防科技大学
2022-10-10
石河子大学参加第61届高博会 代斌作论坛主旨演讲
4月15日-17日，第61届中国高等教育博览会在福州举行。我校党委副书记、校长代斌，党委常委、副校长李剑带领党办校办、研究生院（学科建设办公室）相关负责人等参会。
石河子大学
2024-04-19
低熔点复合粉末制备
铁粉作为工业的主要原材料，广泛地应用在机械、冶金、化工、航空航天材料领域。铁基金属粉末作为粉末冶金工业的基础原材料，它的产量、品质决定着粉末冶金工业的发展。但铁粉也存在着一些缺点，如易腐蚀，耐氧化稳定性差，表面容易形成氧化层。用镍磷包覆铁粉可以取代镍、铁的混合粉末，降低生产成本，改善混合粉末的流动性、均质性（没有组成偏析）、抗氧化性、耐腐蚀性和耐磨性。本项目的目的是提供一种简单、易操作、成本较低的制备镍磷包覆铁粉的化学镀方法，制得的铁粉表面镍磷镀层均匀。该项目具有操作方便，包覆均匀，成本低廉等优势，发明的这种工艺同样可以应用于其他金属粉末，如银粉、铜粉。铁粉表面化学镀镍磷合金后，耐蚀、抗氧化性能大大提高。
华东理工大学
2021-04-11
复合型人工湿地
本项目折流湿地滤池+侧向潜流湿地床污水处理系统设计了全新的厌氧竖向 折流湿地和兼（好）氧侧向潜流湿地组合。其解决的关键技术体现在：湿地系统 中合理设置了自然复氧区、湿地床深度和内回流系统（在高浓度进水和低温时启 动），突破了现有人工湿地技术氧传递能力低的局限，达到系统内溶解氧的科学 分布，供氧效率是现有人工湿地的约4倍，显著提升了侧向潜流湿地床的溶解氧 水平；在无能耗下大幅提升了湿地系统内的微生物作用强度，极大地提高了氮及 有机物的去除效率；优化了湿地流态，提高了水力效率，解决了现有技术池容利 用率低的缺陷。
重庆大学
2021-04-11
稀土复合电热膜
电热膜是一种涂复在绝缘基体上,通电后能发热的薄层面状功能材料,是电热膜状功能材料的简称,按其成分一般分为有机膜,无机膜和金属膜,膜层厚度从几微米到几十微米不等,电热膜具有热效率高、传热面积大、使用寿命长、发热温度低、使用安全可靠等特点。南京工业大学稀土材料工程技术研究中心与俄罗斯有关科研机构进行了长期的合作，对电热膜的合成及应用有比较深入的研究，并就稀土复合电热膜在石油领域的应用进行了研究和探索，并得到国家、江苏省以及中石化华东石油分公司的大力支持，“膜状加热元件的合成”、“薄膜电加热输油管道的制造技术”分别被列入第六、第八届中俄总理会晤科技合作项目，2004年“稀土复合电热膜在输油管道中的技术研究”通过了江苏省科技厅的鉴定。稀土复合电热膜输油管获得实用新型专利，稀土复合电热膜输油管道在油田试用成功后，现已应用到新井的投产和老井输油管道的更新改造中，经实际测算，比原有管线节能20~30%，并且具有安装使用方便快速、投资省、运行安全平稳可靠、使用寿命长等优点。此外，稀土复合电热膜还可用于石油储罐、仪器仪表等的加热与保温，具有十分广阔的应用前景。可应用于建筑保温、家用电器等。本项目拥有自主知识产权。
南京工业大学
2021-04-13
铝基复合材料
金属基复合材料问世不足三年，但由于其制备工艺简单，价格便宜，具有高比强、高比刚及高耐磨性等优良性能，在国外已广泛用于航空、航天、汽车、军工等领域。我校于80年代开始进行铝基复合材料的制备、性能及应用研究，已获得许多重要成果，现已可用稳定工艺制备管材、棒材及形状较为复杂的零部件，如汽车连杆、汽缸套、油田抽油机缸套、汽车摩擦片、皮带轮等机器构件，还可用于开发各
西安交通大学
2021-01-12
模具表面复合镀层工艺
研发阶段/n内容简介：本技术确定了获得优良复合镀层性能的最佳电刷镀工艺；研究了三种微米粒子（SiO2、WC、Al2O3）的浓度对弥散复合效果的影响规律；研究了复合镀层的表面形貌和力学性能；探讨了复合镀层的耐磨机理。通过在普通Ni基镀层中加入高硬度微米粒子来获得高硬度高耐磨性复合镀层的技术，可以广泛应用于各种模具的表面强化，也可用于机械零件磨损部位的修复。
湖北工业大学
2021-01-12
金属圆管爆炸复合技术
成果创新点 主要技术创新路径：申请人依据经典爆炸复合理论， 利用水下爆炸手段研发了多金属管水下爆炸复合技术。利 用水作为传压介质和约束材料，将水下爆炸产生的冲击波 和气泡脉动能量渐变加载于覆管(内管)，使覆管发生塑性 变形同时基管产生弹性变形来实现管坯的复合相结合。 关键技术指标：基复管精确定位、爆炸参数的合理选 择以及金属爆炸索的制备。 核心解决问题、核心优势等： 1) 降
中国科学技术大学
2021-04-14