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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
在反式钙钛矿太阳能电池研究中的突破性成果
钙钛矿太阳能电池分为正式（n-i-p）和反式（p-i-n）两种器件结构。相比于正式器件，反式结构器件因制备工艺更加简单、可低温成膜、无明显回滞效应、适合与传统太阳能电池（硅基电池、铜铟镓硒等）结合制备叠层器件等优点，受到越来越多的关注。但是，反式结构器件也存在一些显著不足，例如，开路电压与理论值差距较大、光电转换效率相对偏低，这主要是由于器件中存在大量的缺陷所导致。这些缺陷主要存在于钙钛矿活性层中、钙钛矿活性层与电荷收集层界面处，造成了光生载流子的非辐射复合，进而致使能量损失严重，最终限制了开路电压的提升和光电转换效率的改善，制约了该类结构器件的发展。针对反式结构钙钛矿太阳能电池在光电转换效率上存在的瓶颈，朱瑞研究员、龚旗煌院士与合作者展开研究，首次提出了“胍盐辅助二次生长”方法，开创性地实现了钙钛矿薄膜半导体特性的调控，显著降低了器件中非辐射复合的能量损失，在提升器件开路电压方面取得了突破，首次在反式结构器件中获得了超过1.21 V的高开路电压（材料带隙宽度~1.6 eV）。同时，在不损失光电流和填充因子等性能参数的情况下，显著提高了反式结构钙钛矿电池的光电转换效率——实验室最高效率达到21.51％。经中国计量科学研究院认证，器件的光电转换效率也高达20.90%，这是目前反式结构钙钛矿太阳能电池器件效率的最高记录。该结果为提升反式钙钛矿太阳能电池器件效率、推进该类新型光伏器件的应用化发展提供了新思路。这种制备技术也有望进一步拓展到钙钛矿叠层太阳能电池以及钙钛矿发光器件中，具有潜在的应用前景和商业价值。
北京大学
2021-04-11
关于组织申报2023年度山西省科技战略研究专项的通知
为进一步发挥省科技战略研究专项项目战略咨询和决策支撑作用，现将2023年度山西省科技战略研究专项项目申报有关事项通知如下。
山西省科技厅综合办公室
2023-08-15
Nature刊发华理朱为宏教授团队最新研究成果
国际权威学术期刊《自然》（Nature）以“Reconstructedcovalentorganicframeworks”为题，在线报道了华东理工大学材料生物学与动态化学教育部前沿科学中心、化学与分子工程学院朱为宏教授、田禾院士和英国利物浦大学AndrewCooper教授基于动态化学构筑共价有机框架材料研究取得的突破性进展。
华东理工大学
2022-04-08
南开科研团队在原子尺度实现中红外光散射领域取得研究进展
南开大学物理科学学院蔡卫教授、许京军教授领导的课题组，在纳米尺度光操控方向经过长期探索取得了一系列进展，如能带和费米能级独立调控下双层石墨烯光学性质的纳米尺度探测（NanoLetters21,5151（2021））、人工诱导电子型边界对石墨烯等离激元波反射的可控调节(AdvancedMaterials,29,1701083(2017))等。
南开大学
2022-02-23
中国高等教育学会特殊教育研究分会2022年学术年会召开
此次年会吸引了3600余人线上参会。
中国高等教育学会特殊教育研究分会
2022-09-26
高瓦斯综放工作面瓦斯涌出规律及综合治理技术研究
在优化卸压开采抽采瓦斯技 术基础上，确定卸压巷道高位抽 放的合理方式和布置参数，实现 采动裂隙带瓦斯高效抽采，有效 解决高瓦斯综放工作面高产高效 安全生产；根据首采区生产时瓦 斯涌出情况，研究并建立一种适 应范围广、预测结果可靠的矿井 瓦斯涌出量预测新方法。
安徽建筑大学
2021-01-12
汽车盘式制动器制动抖动机理、影响因素与控制措施研究
本研究属汽车行业的总成与关键零部件技术领域的技术难题。项目在上海汇众汽车 制造有限公司企业资助下，针对盘式制动器开展制动抖动技术攻关，取得制动器振动应 用基础与工程实践核心技术成果。项目创新性成果主要包括： ① 建立了一套系统完整的，基于道路试验的盘式制动器制动抖动振源诊断、传递路径 识别、振动响应评价的工程方法与流程；建立了一套系统完整的，基于制动器测功 机的盘式制动器制动抖动台架再现试验方法，分析了制动盘厚薄差与端面跳动引起 制动转矩波动与制动压力波动的机理与贡献率。 ② 利用多刚体系统动力学理论建立了制动抖动传递路径动力学模型，分析了橡胶衬套 元件的隔振效果。 ③ 利用摩擦振动理论建立了制动器单点接触与多点接触制动器动力学模型，可预测制 动抖动现象。 ④ 建立了盘式制动器热机耦合分析有限元模型，分析了制动器热机耦合效应及其影响 因素。 ⑤ 首次建立所研究盘式制动器端面跳动与厚薄差加工与装配的工程控制标准，制动抖 动控制效果显著。
同济大学
2021-04-13
硅晶片线切割用6HSiC微粉材料的研究及产业化
关键工序生产的自动化 ① 粉碎（雷蒙磨）自动控制系统的研发 研制可对粉碎车间雷蒙磨振动下料、粉碎、气流粗分工况进行实时监测、自动优化控制的自动监控系统。将雷蒙磨因堵塞停机造成的故障次数比现阶段减少75%，且提高工效15%以上。 ② 气流分级自动控制系统的研发 研制气流分级机用自动控制系统，具备以下功能：可根据分级轮主机负载实时自动调节喂料速度、根据所设定的风压值自动调整变频器运行、根据生产工艺要求自动向企业综合信息平台实时发送生产工况参数。 ③ 提纯工序实时检测与信息管理系统的研发 开发可对提纯缸、脱水机、烘干炉等主要设备工况进行实时监控的智能化监控仪设备。 ④ 水力分级自动控制系统的研发 研发水力分级设备用自动控制系统，可根据工艺曲线要求自动控制水流量。采用水泵变频控制，变常规的高低液位控制为恒液位控制，液位控制精度达到0.3%；研制出料自动切换装置，实现出料无人值守。 ⑤ SiC冶炼炉在线自动测控装置的研发 研制SiC冶炼炉在线自动测控装置，可按冶炼工艺和炉温自动进行恒功率综合优化控制，炉温控制精度达到2.5级。成果已在工厂正常运行3年。获得4项发明专利授权，5项软件著作权授权 雷蒙磨粉碎自动检测方法及装置 专利号：ZL200810020792.3 一种提高碳化硅微粉水溢流分级效率的精密控制方法 专利号：ZL200910035173.6 一种燃煤锅炉能效监测方法 专利号：ZL201110091483.7 阵列式LED照明灯具的中心区域温度动态控制方法 专利号：ZL201210356239.3 一种经济型燃煤锅炉能效监测系统及方法 专利号：ZL201110292517.9 一种低冗余度高可靠性船舶发电机组智能测速装置 专利号：ZL201110058228.2一种手机可遥控的总线型区域供热计量管理系统 专利号：ZL201010134495.9
东南大学
2021-04-13
基于 uC/OS-II和 ARM的微机保护装置的精确定时研究
在 uC/OS-II 操作系统用于微机保护装置中，不可避免地要遇到一个问题，为了保证微 机保护装置交流量计算的准确，要保证交流电量的 AD 采样中断间隔的精确。 解决方案 ARM 芯片具有两种中断类型，IRQ 中断和 FIQ 快中断。快中断是为支持数据传输或快速 数据通道而设计的，为快速处理快中断。选择 NXP（原 Philips）公司的 ARM 芯片 LPC2292 作为微机保护测控装置的 CPU，它主要具有以下特点： 为有利于验证测试结果，利用 LPC2292 的 PWM 脉宽调制器，它具有一个带可编程 32 位 预分频器的 32 位定时器/计数器，并支持双边沿控制的 PWM 输出，而 PWM 定时中断产生而引 发的 PWM 输出不用 CPU 干预，电平翻转时间精确，可以利用该信号作为 AD 采样间隔的测试信号。 结论 使用 ARM 芯片、uC/OS-II 操作系统来实现微机保护测控装置的可能性，针对使用操作 系统会带来 AD 采样间隔时间不准的问题，给出了实现方案和验证结果。本方案对微机保护 装置上交流量的测量精度取得很好的结果。
南京工程学院
2021-04-13