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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
功能化多孔硫化锌纳米微球固相萃取柱及其制备方法
【发 明 人】朱栋；文红梅；池玉梅；邓海山；康安；韩疏影【摘要】本发明涉及一种功能化多孔硫化锌纳米微球固相萃取柱及其制备方法，固相萃取柱的基质为功能化的多孔硫化锌纳米微球，是由原始多孔硫化锌纳米微球经胺基化、羧基化共价化学修饰所得。该功能化多孔硫化锌纳米微球的填装高度为(0.6~1.2)cm。主要适于植物提取液、中药复方及生物样品中生物碱的富集和分离。本发明固相萃取柱具有对目标物质回收率高(92%-105%)，制备成本低，材料易得，功能化过程简单，适应性强，易于批量生产的特点，具有很好的应用前景。
南京中医药大学
2021-04-13
一种一体化卤素钙钛矿核电池及其制备方法
本发明公开了一种一体化卤素钙钛矿核电池及其制备方法，其 中该核电池包括一体化同位素—卤素钙钛矿层(4)，以及分别位于该一 体化同位素—卤素钙钛矿层(4)两侧的电子传输层(3)和空穴传输层(5)； 其中，所述一体化同位素—卤素钙钛矿层(4)是其内部分散有放射性同 位素的卤素钙钛矿材料层，所述放射性同位素与所述卤素钙钛矿材料 层之间为一体化设置。本发明通过对该核电池关键的光电效应材料及 其结构、组成等进行改进，将放射性同
华中科技大学
2021-04-14
一种固定化的洋葱伯克霍尔德菌脂肪酶及其制备方法
本发明公开了一种固定化的洋葱伯克霍尔德菌脂肪酶及其制备方法。所述固定化的洋葱伯克霍尔德菌脂肪酶，包括碳纳米管基质和洋葱伯克霍尔德菌脂肪酶，所述洋葱伯克霍尔德菌脂肪酶通过亲和吸附和/或共价结合的方式结合在碳纳米管基质的开放端口、表面和内壁。所述制备方法包括以下步骤：(1)硫酸超声处理碳纳米管；(2)制备碳纳米管与洋葱伯克霍尔德菌脂肪酶混合液；(3)将碳纳米管与洋葱伯克霍尔德菌脂肪酶混合液在 4℃至 60℃下，振荡反应，获得所述固定化的洋葱伯克霍尔德菌脂肪酶。本发明提供的固定化的洋葱伯克霍尔德菌脂肪酶增
华中科技大学
2021-04-14
靶向人EGFR的基因工程化淋巴细胞及其制备方法和用途
本发明公开的基于多苯醚结构的膨胀成炭阻燃耐熔滴共聚酯是在Ⅰ、Ⅱ表示的合成聚酯结构单元的基础上，引入了由Ⅲ表示的结构单元经无规共聚所组成，所制备的膨胀成炭阻燃耐熔滴共聚酯的特性粘数[η]为0.43-0.95dL/g，极限氧指数为25.5-34.5％；垂直燃烧等级V-2～V-0级；锥形量热测试中峰值热释放速率p-HRR为198-658kW/m2。本发明还公开了其制备方法。由于本发明引入的含多苯醚结构的单体能在高温下发生重排反应，形成多芳香环或多芳香含氧杂环的稳定结构，因而具有极高的膨胀成炭速率和质量，赋予了共聚酯优异的阻燃性与耐熔滴性能。本发明共聚酯的制备有着成熟的工艺、简单方便的操作，易于工业化生产。
四川大学
2017-12-28
铝碳耐火材料用有机/无机杂化改性酚醛树脂及其制备方法
本发明涉及一种铝碳耐火材料用有机/无机杂化改性酚醛树脂及其制备方法。其技术方案是：以4——10wt%木质素、30——36wt%苯酚和55——65wt%的浓度为37wt%的甲醛溶液为原料，按上述原料及其含量：在50——60℃条件下将木质素和苯酚置于反应釜搅拌均匀，在70——90℃条件下向反应釜加入所述原料1.5——2.5wt%的氢氧化钠，搅拌0.4——0.7h；在70——90℃条件下向反应釜加入所述甲醛溶液，搅拌0.2——0.6h；最后在80——100℃条件下向反应釜加入所述原料2——8wt%的硅溶胶，搅拌1——3h，在60——70℃条件下减压脱水，制得铝碳耐火材料用有机/无机杂化改性酚醛树脂。本发明具有生产工艺简单和生产成本低的特点，所制备的制品作为结合剂能显著提高铝碳耐火材料的中低温结合强度。
（注：本项目发布于2014年）
武汉科技大学
2021-01-12
氧化石墨烯敏化半导体气敏材料及其特异性检测
氧化石墨烯具有独特的二维结构、丰富的表面官能团及P型半导体性质。通过氧化石墨烯与ZnO纳米片及SnO2纳米纤维进行复合，大幅度提升了其对丙酮、甲醛等特异性气体检测。其敏感性能的提升归因于氧化石墨烯和半导体材料二者的协同效应。相关研究解决了现有技术中的半导体气体传感器检测限和选择性较低的问题。
上海理工大学
2021-01-12
烘焙用华根霉脂肪酶生产的关键技术及其产业化
本项目从中国传统白酒大曲中筛选获得了适用于面包烘焙的华根霉（Rhizopus chinensisCCTCC M201021）脂肪酶，在此基础上利用基因工程、蛋白质工程等现代生物技术，改造得到具有自主知识产权的面包烘焙用脂肪酶催化剂，通过发酵调控技术，开发生产廉价的新型脂肪酶制剂，紧跟市场需求，利用高效定向进化技术进一步提升改造酶的催化性能，并在技术上建立与之相应的应用技术路线，从而综合提高我国食品领域的科技水平，对于我国经济和社会发展具有重大意义。
创新要点
获得具有自主知识产权的面包烘焙用脂肪酶催化剂，建立了定向进化文库构建新方法，显著提高了酶的活性和热稳定性，开发获得的产品性能优，成本低。
江南大学
2021-04-11
专家报告荟萃⑱ | 西安交通大学教授王永泉：智能制造专业建设的西安交大实践
要构建学科交叉融合的动力与保障机制。智能制造作为一门新兴专业，其发展核心在于学科交叉融合。然而，如何在交叉点上实现学术突破并构建高效的保障机制，仍是亟需解决的关键问题。
中国高等教育博览会
2025-01-17
大功率液力传动产品绿色节能设计与制造关键技术研究及产业化应用
本项目成果在国家重大项目的支持下，面向具有战略意义的高效传动重大需求和国际前沿，针对国外的技术封锁，从掌握液力传动产品瞬态复杂流动机理着手，提出了大功率液力节能产品定子/转子多流域耦合的尺度解析模拟方法，创建了动态空间非定常多尺度漩涡流动可视化测量体系；首创了定子/转子耦合叶片边界层流动新型仿生主动控制技术，实现仿生耦合叶片减阻增效；构建以用户需求为导向封装的大功率液力产品优化集成设计体系，形成融合轴向力动态监控模型和运行热平衡反馈自动补偿系统，攻克了大功率液力产品设计与制造过程中“性能预测难、叶片优化难、动态匹配难、精确制造难、极限工况运维”等难题，最终形成了适应大型泵与风机等高耗能设备的自调节的大功率液力调速装置、满足首台最大吨位12吨装载机用的高效率液力变矩器、匹配大吨位和长距离制动的重型车用液力辅助系统等新型绿色节能液力传动产品。
研究团队
吉林大学机械与航空航天工程学院 刘春宝教授研发团队。
成果成熟度
批量
吉林大学
2021-05-11