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新一代柠檬酸绿色智能发酵技术集成与产业化
本项目获 2018 年中国轻工业联合会科技进步奖一等奖柠檬酸是一种重要的三羧酸类化合物,广泛应用于食品、医药、化工等领域,是当前世界上产量和消费量最大的食用有机酸,是世界第二大发酵产品。虽然发酵法生产柠檬酸起步较早,但目前其生产技术仍存在问题,如发酵种子培养周期长、活力低;发酵菌种影响柠檬酸合成的生理、代谢特性认识有限;传统同步糖化发酵工艺原料利用不充分;柠檬酸提取过程能耗高,废水有机物浓度高、处理难度大等。因此,本项目在江南大学刘龙教授带领下实现了传统的技术升级和转型,实现绿色智能化生产。获 2018 年度中国轻工联合会科技进步一等奖。 主要创新内容及技术突破: 1、建立了结合超声波诱导孢子快速萌发与种子糖化酶水平表征的移种策略, 发酵强度由 2.55 g·L-1·h-1 提升至 2.85 g·L-1·h-1(提升幅度 11.8%); 2、进行了柠檬酸发酵生产菌株的系统生物学分析,发现发酵后期的低 pH 环境可激活柠檬酸合成相关基因的表达,葡萄糖作为效应物可激活其转运蛋白的表 达; 3、强化同步糖化发酵方式,利用葡萄糖模糊预测模型结合糖化酶阶段添加的策略补偿发酵中后期 pH 急剧降低导致的葡萄糖供给速率不足,中试规模发酵强度进一步提升至 3.15 g·L-1·h-1,残总糖由 19.2 g·L-1 下降至 13.2 g·L-1(下降幅度 31.3%); 4、应用模拟移动床实现了柠檬酸发酵液连续分离提纯及废水资源再利用,在实现了清洁化生产的同时柠檬酸收率达到 98%,较传统钙盐法提高 5%。 
江南大学 2021-04-11
TX系列2009最新款智能豪华型汽车驾驶模拟器
2009智能型豪华式驾驶模拟器是我公司根据最新的驾驶员培训大纲和最新的驾驶模拟器行业标准(JT/T398-2005)开发而成的最新产品,驾驶座舱进行了大量技术创新和改进,并配置了最新的“驾驶模拟器软件V1.2”。 一、座舱     座舱由驾驶舱座,视景计算机,视屏(标配为19寸液晶显示器,用户也可选择其他规格大屏幕显示器),操作传感器,数据采集卡,耳机和话筒等组成。 座舱包含了与真实车辆相同的操作部件,“五大”操纵机构:方向盘、离合器,脚刹,油门和手刹。真车变速器:倒档、一档、二档、三档、四档、五档和空挡(自动档只含前进档、倒车档和驻车档)。真车操作开关:左转向灯、右转向灯、应急灯、喇叭、点火开关、总电开关、安全带、车门、雨刷、远光灯、近光灯、远近光交替。     座舱既可以进行联网训练,也可以进行单机训练。利用主控台计算机,最多可以将30台座舱连接到一个训练场景进行训练。     学员通过操作不同的操作部件,经过各自的传感器产生不同的操作信号,这些操作信号通过数据采集卡传送给计算机,经过各种训练模型的逼真运算,最后在视屏上输出与操作相对应的三维场景与各种声音。 二、主要功能     驾驶舱配备最新的驾驶模拟器软件V1.2版,该软件为我公司最新开发完成,具有自主知识产权。 软件采用汽车多自由度数学模型,实现汽车转向、制动和加速的逼真模拟;另外利用最新的计算机技术,实现真实的三维场景及逼真的声音模拟。     训练按照三个难度级别分别进行训练:初级驾驶,中级驾驶和高级驾驶。   1、训练模式:原地驾驶(换档训练),单机训练,被动驾驶,网络互动。 原地驾驶(换档训练):专为初次学习驾驶的学员设计,训练在操作车辆的时候车辆位置不动,帮助学员将主要精力用于练习换档。 单机训练:单台驾驶舱独立训练,训练时候场景内部的其他车辆、自行车、行人等由系统根据交通规则及交通模型发出,模拟真实的交车、会车、跟车等。 被动驾驶:系统根据已经配置好的被动驾驶文件播放视频以及操作语音提示,学员可以在没有教练指导下按照操作语音提示学习,学习正确的操作顺序。被动驾驶文件实行全自动配置,只要教练在模拟器上操作一遍后,系统自动录制并配置相应的提示声音。 网络互动:通过中央控制台可以最多连接30台驾驶舱,实现联网训练,场景中可以看见其他驾驶舱所驾驶的车辆,并看见其他驾驶舱所驾车辆的转向灯、刹车灯以及听见其他车辆的喇叭。   2、设计14种最新训练车型: 手动档小汽车,自动档小汽车,手动档吉普车,自动档吉普车,手动档大货车,手动档小货车,手动档箱式货车,手动档大客车,自动档大客车,自动档小客车,手动档农用车,自动档面包车,手动档警车(警车最高时速可达206,喇叭为警车专用喇叭,区别于其他车辆),手动档小排量车。   3、训练场景包括: 简单场景:环形、宽敞的训练车道,适合初级水平学员进行训练。 炫目道路:专门设计一条经常出现太阳炫目效果训练场景,训练学员适应炫目情况下的驾驶技巧。 一般道路:场景中有加油站、铁道路口、单行道、限定距离换档等内容。 高速公路:场景中有收费站、超车道、行车道、出口等交通标志牌,车距确认、隧道、高速公路出入口等内容。 城市道路:场景中有学校路口、行人通过十字路口,立交桥、十字路口、丁字路口、环形岛、环城路、行人横穿道路等内容。 危险道路:危险场景中设置有行人突然横穿公路、路口突然出现横穿自行车、路口突然出现汽车、道路维修等危险状况。 场地训练:曲线穿桩、倒车移位、 “8”字型路、直角弯路、蛇行路、就位停车、顺心停车、斜位停车、双边桥、右单边桥、左单边桥、单凸桥、双凸桥、横断路、骑越障碍、山区道路、坡道。 场地9项:通过连续障碍、通过单边桥、直角转弯、侧方位停车、上坡定点停车与坡道起步、限速通过限宽门、百米加减档、起伏路驾驶、曲线行驶。   4、训练天气选择: 学员可以选择“睛天”、“雪天”、“雾天”、“雨天”及“黑夜”,体会不同天气状况下的驾驶特点(例如,雪天路面极滑,雾天视线极其不好等)。逼真的雪花、雨点落在挡风玻璃上,引起视线极差,需要使用雨刮清除雪花和雨点。   5、操作信号实时显示: 在进行场地和道路训练时,道路界面下方实时显示操作信号,方便学员了解操作是否到位。   6、测试调整功能: 机器是否正常,只要打开测试界面便一目了然。可作为学员模范教练操作曲线。   7、丰富的教学录像功能: 利用该功能,可以播放汽车培训教学录像。 例如,系统提供最新的8种交通警察手势信号(原交通警察手势为11种)教学录像,离合器工作原理录像等等。   8、历史记录及错误明细: 训练完毕后,学员可以查看训练过程中所出现的错误动作,并且可以将训练成绩及错误明细表作为历史记录保持下来。   9、复现功能: 训练结束后,学员可以以俯视的方式查看最后3分钟的驾驶过程,从而仔细分析错误驾驶发生的原因,以便以后改正。   10、定时训练: 学员可以设定训练时间,训练时间一到,系统自动退出训练界面。   11、操作错误检测项目: 系统对学员操作各操作部件正确与否进行判断,如启动时是否踩下离合器、闯红灯、启动时是否关闭车门、是否系上安全带等。   12、最新理论考试: 采用最新(2007年4月公布的最新标准,四选一)标准化试题,题库里共有1500道试题,另外还可以添加地方题库。   13、交通标志、标线及交通法规: 交通标志、标线包括所有的禁令标志、禁止标线、警告标线、警告标志、指路标志、指示标线、指示标志。交通法规包括:道路交通安全法、道路交通安全法实施条例、道路交通安全违法行为处理程序规定、道路交通事故处理办法、道路交通事故处理程序规定、高速公路交通管理办法、机动车登记办法、机动车登记规定、机动车驾驶员培训管理规定、机动车驾驶证申领和使用规定、交通违章处理程序规定。   14、中央控制台: 通过中央控制台,可以连接30台驾驶舱进行联网训练。中央监控台由P4计算机、17″显示器、打印机、 100M 网络交换机等组成。监控计算机可以监控任意一台模拟器,监视窗口将显示与被监视模拟器完全一样的画面,并实时图形显示其“五大”操作件——方向盘、离合器、脚制动、油门及手制动当前的状态;另外档位、喇叭、转向灯、点火开关等的状态也通过图示表示出来。监控计算机可以查看联网的每一台模拟器当前错误操作的明细情况,并将训练成绩进行打印。     训练内容界面截图一:           训练内容界面截图二:           训练场景截图三(车型一):           训练场景截图四(车型二)             训练场景截图五(场地):             训练场景截图六(道路一):             训练场景截图七(道路二)           训练场景截图八(天气):           训练场景截图九(天气:黑夜训练)      
芜湖中方科教设备有限公司 2021-08-23
英荔创造学堂中小学人工智能教育解决方案
  英荔创造学堂人工智能普及教育整体解决方案 一站式 · 全流程 · 开放互联 最快3 天升级实验室,1 周内开课,快速开展AI 教学 助力学校实现「六个一」   一、教学硬件Hardware   英荔AI 互联主机   运行着「AI 空间联接系统」,具备Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee 等多种标准无线通讯能力。它是AI 空间中「联接」的核心,担任「传声筒」和「翻译」的职能,赋能空间内各种硬件实现交互联动。   智能空间编程套件   配置在AIoT 空间中的智能交互硬件,与品牌教育硬件互联互通,使项目创作从鼠标、键盘、屏幕扩展至整个空间,创造性地打破固化的空间交互规则,增加交互性、趣味性与沉浸感,打造更生活化的AI 学习。   英荔比特电子套装   基于编程教育常用开源硬件micro:bit 的电子积木套装,包含20 多个传感器,兼容乐高结构件,方便学生动手搭配组合,完成各类指定或自创的AI 实体应用项目。   品牌联盟教育硬件   跳出单一品牌桎梏,英荔可将众多品牌的智能教育硬件引入到AI 教学中,让其成为实验与创作可用的组件。   二、人工智能教学空间 AI Makerspace   开放的AIoT 空间联接能力   英荔创造学堂不仅可联接、使用丰富的教学硬件,更基于AIoT(人工智能物联网),把智能家居硬件引入到教学中,让学生直观理解「万物互联」,并得以通过AI 与编程对空间交互进行自主设计。   灵活的空间设计方案   提供从零开始的「整体空间建设」及因地制宜的「既有空间改造」,打造更贴合需求的AI 教学环境。   AI 教学空间分为教学引导区、创作实践区、互动体验区、作品展示区及材料储藏区。   三、课程体系Curriculum   英荔创造学堂提供完整的AI 课程体系,覆盖整个K12 阶段,提供对应的教师手册、学生手册、活动手册、教学课件及教学视频等完整的教学配套资料。   四、教学实施Teaching   英荔编程创作平台   基于图形化编程进行创作的平台,学生可以像拼积木一样用简单、直观的方式编写代码,提高学习体验的开放性及互动性。   1、支持Python,C++ 等34 种编程语言   2、接入TensorFlow、OpenCV 等开源AI 算法   3、大量扩展插件,增强与AI、硬件、空间互动的功能   英荔AI 训练平台   与英荔编程创作平台互通,让学生直观理解机器学习原理,并在图形化界面上实际操作。提供数据汇集与标注、模型训练、实时运算等功能,将AI 算力得出的结果与实验、创作相结合,提高学生应用AI 解决问题的能力。   英荔空间管理平台   方便总体了解空间设备情况,界面采用直观易懂的「动态磁贴」设计,内置自发现机制,支持快速添加新设备。   英荔教学云   教师可利用教学云集中管理班级成员,快速批量创建班级团队及分配账号,支持「词组密钥」与「图形密钥」两种登录方式,无需记忆复杂密码,方便更多年龄段学生参与创作。   五、教师培训及派驻服务   英荔拥有一支以美国卡耐基· 梅隆大学博士——杨威教授为代表的专业教研团队,面对不同教师群体提供讲师派驻服务及多样化的教师培训支持,通过在线录播、直播及面授等形式,使教师理论知识及实操能力得到快速提升。   六、赛事活动Competitions   世界青少年人工智能竞赛(WAICY)中国区赛事   1、CodeLab 开源社区、英荔教育共同承办   2、发改委主管中国信息协会大力支持   3、由卡耐基· 梅隆大学博士杨威教授担任顾问   英荔将主办2021 年世界青少年人工智能竞赛(WAICY)中国区赛事,并提供完善的参赛指导。该赛事得到中国信息协会的大力支持,面向6~18 岁青少年,方便学校对外展示科创实力和成果,并为AI 教育提供更好的教学出口,拓宽学生的成长通道。   WAICY 是由全球人工智能与计算机学科排名第一的卡耐基· 梅隆大学组织举办的首个世界青少年教育类人工智能大赛。   七、合作案例Cases   北京王府学校   北京顶尖的国际学校之一——北京王府学校与英荔创造学堂达成合作,校方正式引进人工智能编程课和专业师资。此次合作是北京王府学校推进人工智能教育的重要一步,旨在全面发展中小学生科学素养和创新思维能力。   作为北京市首家中外合作制学校,北京王府学校曾获「中国民办十大知名品牌学校」及「2014年度最具影响力国际教育品牌」等荣誉,是美国大学理事会授予的中国唯一的AP 教学示范校,也是北京首家剑桥大学国际教育考试中心。   新会尚雅双语实验学校   新会尚雅学校是一所办学思想独特,教育理念鲜明,教学设备先进的现代化学校。   英荔创造学堂与学校正式达成合作,整体建设人工智能实验室,提供包括课程、空间建设、教学硬件等方面的全流程人工智能教育服务,积极培养学生的人工智能应用能力。英荔更在学校的「未来精英」夏令营举办「AI 编程体验活动」,将近500 名学生现场亲身操作可编程机器人及智能硬件。   深圳实验承翰学校   深圳实验承翰学校是一所融小学、初中、高中和国际课程教育于一体的国际化、现代化的学校,秉承「让平凡不平凡,让优秀更优秀」的育人理念。英荔创造学堂对教室进行智能化改造,并开办「人工智能430 课堂」,旨在锻炼学生的创造性思维,培养全面发展型人才。   广东外语外贸大学附设佛山外国语学校   广外佛山外校是一所15 年一贯制全寄宿的国际化外国语学校,以「坚持全人教育,为学生终身发展负责,培养走向世界的现代人」为办学宗旨。学校引进英荔创造学堂的整体解决方案,正式开展人工智能教学,打造以学生动手实验与创作为核心人工智能实验室,帮助学生真正了解人工智能学科。   台州科学研学实践教育基地   2020 年8 月,由中科院主导、台州市椒江区教育局和前所街道助力的台州科学研学实践教育基地正式投入使用。英荔创造学堂作为人工智能教育领域的代表正式落地台州,成立创造学堂台州园区,打造台州人工智能教育的新窗口。   科技需要不断创新,创造学堂助力台州研学基地开展人工智能教学板块,将前沿科技融于实践教育中。        联系我们:   官网网站:https://longan.link/   官方微信:英荔创造学堂   电话:400-931-8118(工作日9:00 - 18:00)   地址:广州市天河区天河北路233 号中信广场1005 室
广东英荔国际教育科技有限公司 2021-08-23
24小时微型图书馆 智能微型图书馆 图书馆书柜
产品详细介绍
南昌北创科技发展有限公司 2021-08-23
MA-3精湛一代智能卡尔费休水分测定仪
产品详细介绍 MA-3库仑法水分测定仪具有中文液晶显示,并具有自动计算和打印功能,能打印出百分含量、样品编号、试验员、实验日期等内容!MA-3全自动卡尔费休水分测定仪详细介绍:本昂仪器综合多年制造与销售各种电化学产品的经验,发展出最新的MA-3精湛一代智能卡尔费休水分测定仪。其宽广的实用性,几乎可囊括各种应用领域:制药工业:如果片剂内含太多水分会互相粘结;如果含水量过低则片剂易碎裂。MA-3精湛一代智能卡尔费休水分测定仪采用了LCD大屏幕彩色显示器,软件界面内容丰富,操作内容汉字提示,人机对话灵活、方便,除具有检测灵敏阈高、操作简单、测试速度快、重复性好等特点外,还具有根据国际标准文献设有吸水度测定的功能;试验结果存储、打印功能;样品测定过程由仪器自动控制,搅拌、测定60秒左右自动完成,直接显示测定结果;全密封滴定池瓶,避免试剂与人接触,也避免环境湿度的影响;仪器应具有中文液晶显示,并具有自动计算和打印功能,能打印出百分含量、样品编号、试验员、实验日期等内容;仪器准确度为:①水含量小于10微克水时,测量值误差小于2.9ug水;②水含量在10微克-1000微克水时,测量误差≤3ug水;③水含量在1000微克以上时,测量值误差≤0.3%(不含进样误差);MA-3精湛一代智能卡尔费休水分测定仪技术参数 显示方式:LCD彩色大屏幕显示器 测量范围:0.0001%(1ppm)至100%灵 敏 阈:0.1ugH2O吸水度测定 试验结果打印 试验结果存储 功 率:小于60W 湿度〈85% 重 量:约8kg 使用环境:温度5℃-40℃ 测定原理:卡尔费休库仑法准 确 度:对于5μg-1mg为±3μg,对于1mg以上,为0.3%(不含进样误差) 电 源:AC220V±10% 50Hz±5% 外形尺寸:385×290×280(mm) MA-3精湛一代智能卡尔费休水分测定仪符合以下标准1、GB/T7600《运行中变压器油水分含量测定法(库仑法)》2、GB6283《化工产品中水分含量的测定卡尔费休法(通用方法)》3、SH/T0246《轻质石油产品中水含量测定法(电量法)》4、SH/T0255《添加剂和含添加剂润滑油水分测定法(电量法)》5、GB/T11133《液体石油产品中水含量测定方法(卡尔费休法)》6、GB/T7380《表面活性剂含水量量的测定(卡尔费休法)》7、GB10670《工业用氟代甲烷类中微量水分的测定卡尔费休法》8、GB/T606化学试剂水分测定通用方法卡尔费休法》9、GB/T8350《变性燃料乙醇》10、GB/T8351《车用乙醇汽油》11、GB/T3776.1《农药乳化剂水分测定法》12、GB/T6023工业用丁二烯中微量水分的测定卡尔费休库仑法》13、GB/T3727工业用乙烯、丙烯中微量水的测定14、GB/T7376工业用氟代烷烃中微量水分的测定15、GB/T18619.1天然气中水含量的测定卡尔费休-库仑法16、GB/T512《润滑脂水分测定法》17、GB/T1600-农药水分测定方法》18、GB/T11146《原油水含量测定法(卡尔费休库仑法)》19、GB/T12717《工业用乙酸酯类试验方法》20、GB/T5074焦化产品水分测定方法21、GB/T18826工业用1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)22、符合国家药典中关于卡尔费休法测定药品中水分含量的技术要求
上海本昂科学仪器有限公司 2021-08-23
智能雨污水提升泵站 GRP地埋式一体化预制泵站
智能雨污水提升泵站 GRP地埋式预制泵站采用全智能控制,无人值守。远程监测站内液体液位或进站压力、泵组工作状态、出站流量、出站压力、水池水位、水质等;支持泵启动设备手动控制、自动控制、远程控制泵组的启停。全智能的控制系统,既能人工现场工作,又能通过移动设备进行监控泵站运行情况,随时控制泵站的运行,无需人为值班看守。为市政,小区,景区,乡镇,农村污水治治理等方面提供便捷 高效 好产品 同时为了更好的推广好的产品,海辰环保提供完善的服务体系,欢迎新老客户电话微信咨询。 智能雨污水提升泵站主要优点: 1、按需定制。根据客户项目地点的环境,包括地势、地质、水体情况拟定解决方案,量身定制预制泵站设备,降低泵站建设所需成本。 2、建设周期短。一体化预制泵站从勘察、设计、生产再到泵坑挖掘、安装、测试,所用的时间一般为半个月左右,对比传统混凝土泵站缩小超过一半的时间。 3、占地面积少。一体化预制泵站相对传统的混凝土泵站,面积缩小至4分之1,采用地埋式安装,缓解城市用地紧张的情况。 4、集成一体化。一体化预制泵站由水泵、潜污泵、粉碎栅栏、控制系统、远程控制系统、自动清洗底座主要部件和泵站基本设备集成。缩小的身体蕴含强大的功能。 5、使用寿命长。采用纤维缠绕玻璃钢(GRP)制成。全自动化控制连续缠绕成型,质轻耐用,防化学腐蚀,不渗漏,使用寿命长。 6、保护水体环境。一体化预制泵站的底座采用CFD流体动力学分析,优化改良底部结构,解决淤泥沉积的问题,从而解决恶臭气体和水体污染的问题。 7、无缠绕排污。排污泵采用自动搅拌装置,通过与粉碎栅栏的结合,无缠绕、无堵塞,提高预制泵站的污水淤泥处理能力。 8、全智能控制,无人值守。远程监测站内液体液位或进站压力、泵组工作状态、出站流量、出站压力、水池水位、水质等;支持泵启动设备手动控制、自动控制、远程控制泵组的启停。全智能的控制系统,既能人工现场工作,又能通过移动设备进行监控泵站运行情况,随时控制泵站的运行,无需人为值班看守。
山东海辰环保科技股份有限公司 2021-08-26
Epson CH-TZ2800 4K专业家庭影院智能投影机
4KPro-UHD全高清投影 2800流明(ISO标准)白色亮度/色彩亮度*1*2 对比度:35,000:1*1*2 10-bit色彩深度 1.62倍变焦,支持水平垂直梯形校正 白色亮度:2800流明(ISO标准) 色彩亮度:2800流明(ISO标准) 分辨率:4KPro-UHD(3840x2160)分辨率 重量:大约4.0kg 显示技术:3LCD
爱普生(中国)有限公司 2022-09-27
二维冰的存在的证实及其生长机制的研究
北京大学物理学院量子材料中心江颖、徐莉梅与美国内布拉斯加大学林肯分校曽晓成以及北京大学/中国科学院王恩哥等合作,利用高分辨qPlus型原子力显微镜技术,首次在实验上证实了冰在二维极限下可以稳定存在,将其命名为:二维冰I相,并以原子级分辨率拍到了二维冰的形成过程,揭示了其独特的生长机制。该工作以“Atomic imaging of edge structure and growth of a two-dimensional hexagonal ice”为题,于1月2日发表在国际顶级学术期刊《自然》上。图1 (a)南极罗斯海上的厚冰层;(b)自然界最常见冰相(Ice Ih)的分子模型;(c)本工作发现的二维冰(实验结果的3D效果图) 冰是水的常见物态,由水分子规则排列形成,其结构与成核生长在材料科学、摩擦学、生物学、大气科学等众多领域具有至关重要的作用。早在20世纪20年代,英国著名物理学家、X射线发现者Bragg与其它几位科学家就分别利用X射线对冰晶体结构进行了表征,经过了近一百年的研究和探索,迄今人们已经发现了冰的18种晶相(三维冰相),其中自然界最常见的冰相为六角结构的Ice Ih相(图1a 和b)。然而,冰在二维极限下是否能独立稳定存在?这个问题有很大的争议。一般认为在单层极限下,二维冰具有相当数量的未饱和氢键,需要靠与衬底的相互作用来使得结构稳定。但如此一来,二维冰的结构就非常依赖于衬底的结构和对称性,并不是真正意义上的本征二维冰。2015年,石墨烯发现者Andre Geim带领的团队在双层石墨烯间发现了一种与表面结构无关的四方二维冰相(Nature 519, 443 (2015)),引起了学术界的强烈反响,但这种二维冰随后被质疑是NaCl的晶体结构(Nature 528, E1–E2 (2015)),二维冰存在与否一直悬而未决。图2 二维冰岛内部结构的亚分子级分辨成像。a、b图中从左至右,依次为由高至低不同针尖高度下的原子力显微镜实验图和模拟图;c为二维冰结构的模型示意图的俯视图和侧视图。图像尺寸:1.25 nm x 1.25 nm。在大针尖高度条件下,主要利用高阶静电力成像,可以分辨出平躺水分子(暗点)和竖直水分子(亮点);在中间高度条件下,依靠高阶静电力与泡利排斥力的共同作用,可以分辨出图中红色短线所示的氢键指向信息。 在本工作中,研究人员通过精确控制温度和水压,成功在疏水的金衬底(Au(111))上生长出了一种单晶二维冰结构,这种二维冰可以完全铺满衬底(图1c)。研究人员进一步利用基于一氧化碳针尖修饰的非侵扰式原子力显微镜成像技术(non-invasive AFM),借助高阶静电力,实现了二维冰的亚分子级分辨成像,并结合理论计算确定了其原子结构(图2)。结果表明,这种二维冰由两层六角冰无旋转堆垛而成,两层之间靠氢键连接,每个水分子与面内水分子形成三个氢键,与面外水分子形成一个氢键,因此所有的氢键都被饱和,结构非常稳定,与衬底相互作用很弱,是一种本征的二维冰结构。1997年,Koga和曽晓成等人利用分子动力学模拟首次预测了这种“互锁型”双层二维冰(PRL 79, 5262 (1997),昵称:Nebraska Ice,美国Nebraska州的印第安语意:广阔浅平的河水),但一直缺乏确切的结构实验证据。因此,这也是第一种被实验所证实的二维冰结构,研究人员将它正式命名为:二维冰I相。图3 二维冰岛的锯齿状(a)边界和扶椅状(b)边界对应的“搭桥”(bridging)式和“播种”(seeding)式生长模式。生长由1至4依次循环进行,原子力显微镜中的红色箭头表示水分子加入,球棍模型图中的红色结构表示水分子加入形成的新结构。图像尺寸分别为:(a)3.2 nm x 1.9 nm和 (b)3.7 nm x 2.2 nm。 为了进一步揭示二维冰的形成机制,研究人员利用前面发展的非侵扰原子力成像技术对二维冰岛的边界进行高分辨成像,成功确定了二维冰的边界是由未重构的锯齿状(zigzag,图3a所示)边界和重构的扶椅状(armchair,图3b所示)边界构成。同时,研究人员还通过“速冻”技术,在边界上捕获了冰生长过程中的中间态结构,并基于这些中间态边界结构重现了二维冰的形成过程,结合理论计算和模拟提出了二维冰岛锯齿状边界的“搭桥”(bridging)式生长和扶椅状边界的“播种”(seeding)式生长机制。此外,根据理论计算和模拟的结果,研究者认为该生长机制具有一定的普适性,适用于其他疏水的衬底。 二维冰的发现改变了一百多年来人们对冰相的传统认识,开启了探究二维冰家族系列的大门,为冰在低维和受限条件下的形态和生长提供给了全新的图像。同时,二维冰在很多应用领域也有潜在意义。比如:表面上的二维冰可以促进或抑制三维冰的形成,这对于设计和研发防结冰材料具有潜在的应用价值;二维冰中水分子所有的氢键都被饱和,因此与表面的相互作用极小,可以起到超润滑作用,减小材料之间的摩擦;此外,二维冰本身也可以作为一种特殊的二维材料,为高温超导电性、深紫外探测、冷冻电镜成像等研究提供全新的平台。
北京大学 2021-04-11
新冠病毒对肝脏的损害的研究
在胆管细胞簇的主要部分(占细胞的59.7%)中发现了ACE2表达的大量富集(图D)。肝细胞中ACE2的平均表达水平,要比胆管细胞群中的表达水平低20倍。值得注意的是,胆管细胞中的ACE2表达水平与肺泡2型细胞相当,而肺泡2型细胞是肺中SARS和新冠病毒的主要靶向细胞类型。也就是说,SARS和2019-nCoV患者的肝异常可能不是由于肝细胞损伤引起的,而是胆管细胞功能障碍和其他原因,例如药物诱导的和全身性炎症反应所引发。研究人员提出,应在住院期间和治愈后不久对2019-nCoV患者进行肝功能异常特别护理,特别是注意与胆管细胞功能有关的肝反应。
复旦大学 2021-04-10
深过冷液体中的奇异输运的现象
液体玻璃化转变过程中的动力学行为一直是物理、化学、生物、和材料科学等诸多领域的热点研究问题之一,这不仅归结于玻璃材料在工程应用方面的潜在价值,还在于玻璃转变过程涉及很窄温度区间其动力学多达数十量级的极速变缓这一挑战性的基础科学难题。正如2003年诺贝尔物理学奖得主Sir Anthony Leggett在一次演讲中所提到的那样:“Glass: The Cinderella Problem of Condensed-matter Physics”。玻璃形成液体具有诸多简单液体所不具备的动力学特征,如动力学非e指数弛豫行为这一玻璃液体的典型特征之一。目前为止,无序非晶体系的研究还没有很好的理论框架和范式来理解和描述玻璃形成液体和玻璃态物质中的诸多异常行为,特别是在过冷液体淬火过程中,随着温度的降低系统的时空关联函数会从拉伸e指数衰减(stretched exponential decay)行为逐步转变为压缩e指数衰减(compressed exponentials)。玻璃态中后一种形式的衰减常常被认为与体系内部的内应力释放有关,但其微观机制确有待于进一步的考察。如图所示,在不同的波矢q所定义的空间尺度内,具有不同局域连接度的粒子表现出特异的输运性质。这些奇异的输运行为都可以跟某种特定的原子结构直接关联,它们本身特征的动力学与它们周围的介质相互作用、相互影响,造就了其特殊的输运方式。(tau~1/q2: normal diffusion; tau~1/q: ballistic-like motion.) 徐莉梅课题组以典型金属玻璃形成液体(Cu50Zr50)为模型体系,发现压缩e指数衰减的弛豫方式在降温过程中的玻璃形成液体中已经存在;而且,拉伸和压缩e指数衰减所对应的两种动力学弛豫模式在玻璃转变温度以上可以共存,并可跟某些特定的原子结构进行直接关联。这一研究表明过冷液体中原子的动力学异常输运方式与多空间尺度和具有非局域性质的结构序参量直接相关,从而建立了结构与复杂液体的动力学行为的关联,为研究金属玻璃所展现出的优良力学性质提供了新的思路和认识角度。
北京大学 2021-04-11
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