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耦合分子振子同步化的能量代價及其最優設計原理的研究
北京大學物理學院/定量生物學中心歐陽頎課題組在Nature Physics發表題為“The energy cost and optimal design for synchronization of coupled molecular oscillators”（文章網址：https://www.nature.com/articles/s41567-019-0701-7）文章，揭示了互相耦合的分子振子達到同步化所需的熱力學代價，表明分子振子的同步化需要額外能量耗散，并揭示了能量耗散與所能達到的最優同步化效果及耦合的最佳設計之間的關系。 振子之間的同步化現象在自然界是非常普遍的現象，許多非線性理論與實驗很好地回答了很大一部分非線性振子中的同步化問題。然而，對于分子振子而言，他們的振蕩節律由隨機的、大噪聲的生化反應所決定，與之前相對成熟的非線性理論所涉及的情況有所不同。這類分子振子的同步化規律，尤其是同步化所需的熱力學代價尚不明確。 歐陽頎課題組與美國IBM T. J. Waston 研究中心/北京大學定量生物學中心杰出訪問教授的涂豫海教授展開合作研究，首次在理論上闡明了實現分子振子同步化所需的熱力學代價。該研究提出一個簡單而普適的隨機理論模型，假設不同的分子振子之間被一些額外的分子間化學反應耦合起來從而使彼此的相位相互靠近，用以描述一般的可產生同步化振蕩的分子振子。在這個理論模型中，研究者們找到了單分子穩定振蕩狀態的概率密度的解析解，由此計算了不同條件下的能量耗散，并通過平均場近似得到了該振蕩出現同步化現象的條件。通過比較不同條件下的能量耗散，研究者發現，若要實現分子振蕩的同步化，除去驅動單個分子振蕩的能量以外，還必須要有一部分不為零的額外的能量耗散。除此以外，當外界條件給定能量耗散的大小時，雖然可以通過調整模型中的參數達到各種不同的同步化效果，但是可以達到的最優的同步化效果由給定的能量耗散所限制。當能量耗散小于一個臨界值時（這個臨界值大于驅動單個分子振蕩的能量）同步化是不可能的，給定的能量耗散越大，所能達到的最優同步化效果越好。該結論具有一定的普適性。隨后研究者在藍藻的生物鐘系統中檢驗了該理論，驗證了生物體內的分子振蕩體系確實需要額外的能量來實現同步化。 北京大學物理學院博士生，歐陽頎課題組的張東良為該文章的第一作者，涂豫海教授為通訊作者，合作者包括歐陽頎教授和美國加州圣地亞哥分校的博士后曹遠勝博士。
北京大學
2021-04-11
在反式鈣鈦礦太陽能電池研究中的突破性成果
鈣鈦礦太陽能電池分為正式（n-i-p）和反式（p-i-n）兩種器件結構。相比于正式器件，反式結構器件因制備工藝更加簡單、可低溫成膜、無明顯回滯效應、適合與傳統太陽能電池（硅基電池、銅銦鎵硒等）結合制備疊層器件等優點，受到越來越多的關注。但是，反式結構器件也存在一些顯著不足，例如，開路電壓與理論值差距較大、光電轉換效率相對偏低，這主要是由于器件中存在大量的缺陷所導致。這些缺陷主要存在于鈣鈦礦活性層中、鈣鈦礦活性層與電荷收集層界面處，造成了光生載流子的非輻射復合，進而致使能量損失嚴重，最終限制了開路電壓的提升和光電轉換效率的改善，制約了該類結構器件的發展。針對反式結構鈣鈦礦太陽能電池在光電轉換效率上存在的瓶頸，朱瑞研究員、龔旗煌院士與合作者展開研究，首次提出了“胍鹽輔助二次生長”方法，開創性地實現了鈣鈦礦薄膜半導體特性的調控，顯著降低了器件中非輻射復合的能量損失，在提升器件開路電壓方面取得了突破，首次在反式結構器件中獲得了超過1.21 V的高開路電壓（材料帶隙寬度~1.6 eV）。同時，在不損失光電流和填充因子等性能參數的情況下，顯著提高了反式結構鈣鈦礦電池的光電轉換效率——實驗室最高效率達到21.51％。經中國計量科學研究院認證，器件的光電轉換效率也高達20.90%，這是目前反式結構鈣鈦礦太陽能電池器件效率的最高記錄。該結果為提升反式鈣鈦礦太陽能電池器件效率、推進該類新型光伏器件的應用化發展提供了新思路。這種制備技術也有望進一步拓展到鈣鈦礦疊層太陽能電池以及鈣鈦礦發光器件中，具有潛在的應用前景和商業價值。
北京大學
2021-04-11
關于組織申報2023年度山西省科技戰略研究專項的通知
為進一步發揮省科技戰略研究專項項目戰略咨詢和決策支撐作用，現將2023年度山西省科技戰略研究專項項目申報有關事項通知如下。
山西省科技廳綜合辦公室
2023-08-15
Nature刊發華理朱為宏教授團隊最新研究成果
國際權威學術期刊《自然》（Nature）以“Reconstructedcovalentorganicframeworks”為題，在線報道了華東理工大學材料生物學與動態化學教育部前沿科學中心、化學與分子工程學院朱為宏教授、田禾院士和英國利物浦大學AndrewCooper教授基于動態化學構筑共價有機框架材料研究取得的突破性進展。
華東理工大學
2022-04-08
南開科研團隊在原子尺度實現中紅外光散射領域取得研究進展
南開大學物理科學學院蔡衛教授、許京軍教授領導的課題組，在納米尺度光操控方向經過長期探索取得了一系列進展，如能帶和費米能級獨立調控下雙層石墨烯光學性質的納米尺度探測（NanoLetters21,5151（2021））、人工誘導電子型邊界對石墨烯等離激元波反射的可控調節(AdvancedMaterials,29,1701083(2017))等。
南開大學
2022-02-23
中國高等教育學會特殊教育研究分會2022年學術年會召開
此次年會吸引了3600余人線上參會。
中國高等教育學會特殊教育研究分會
2022-09-26
高瓦斯綜放工作面瓦斯涌出規律及綜合治理技術研究
在優化卸壓開采抽采瓦斯技 術基礎上，確定卸壓巷道高位抽 放的合理方式和布置參數，實現 采動裂隙帶瓦斯高效抽采，有效 解決高瓦斯綜放工作面高產高效 安全生產；根據首采區生產時瓦 斯涌出情況，研究并建立一種適 應范圍廣、預測結果可靠的礦井 瓦斯涌出量預測新方法。
安徽建筑大學
2021-01-12
汽車盤式制動器制動抖動機理、影響因素與控制措施研究
本研究屬汽車行業的總成與關鍵零部件技術領域的技術難題。項目在上海匯眾汽車 制造有限公司企業資助下，針對盤式制動器開展制動抖動技術攻關，取得制動器振動應 用基礎與工程實踐核心技術成果。項目創新性成果主要包括： ① 建立了一套系統完整的，基于道路試驗的盤式制動器制動抖動振源診斷、傳遞路徑 識別、振動響應評價的工程方法與流程；建立了一套系統完整的，基于制動器測功 機的盤式制動器制動抖動臺架再現試驗方法，分析了制動盤厚薄差與端面跳動引起 制動轉矩波動與制動壓力波動的機理與貢獻率。 ② 利用多剛體系統動力學理論建立了制動抖動傳遞路徑動力學模型，分析了橡膠襯套 元件的隔振效果。 ③ 利用摩擦振動理論建立了制動器單點接觸與多點接觸制動器動力學模型，可預測制 動抖動現象。 ④ 建立了盤式制動器熱機耦合分析有限元模型，分析了制動器熱機耦合效應及其影響 因素。 ⑤ 首次建立所研究盤式制動器端面跳動與厚薄差加工與裝配的工程控制標準，制動抖 動控制效果顯著。
同濟大學
2021-04-13
硅晶片線切割用6HSiC微粉材料的研究及產業化
關鍵工序生產的自動化 ① 粉碎（雷蒙磨）自動控制系統的研發 研制可對粉碎車間雷蒙磨振動下料、粉碎、氣流粗分工況進行實時監測、自動優化控制的自動監控系統。將雷蒙磨因堵塞停機造成的故障次數比現階段減少75%，且提高工效15%以上。 ② 氣流分級自動控制系統的研發 研制氣流分級機用自動控制系統，具備以下功能：可根據分級輪主機負載實時自動調節喂料速度、根據所設定的風壓值自動調整變頻器運行、根據生產工藝要求自動向企業綜合信息平臺實時發送生產工況參數。 ③ 提純工序實時檢測與信息管理系統的研發 開發可對提純缸、脫水機、烘干爐等主要設備工況進行實時監控的智能化監控儀設備。 ④ 水力分級自動控制系統的研發 研發水力分級設備用自動控制系統，可根據工藝曲線要求自動控制水流量。采用水泵變頻控制，變常規的高低液位控制為恒液位控制，液位控制精度達到0.3%；研制出料自動切換裝置，實現出料無人值守。 ⑤ SiC冶煉爐在線自動測控裝置的研發 研制SiC冶煉爐在線自動測控裝置，可按冶煉工藝和爐溫自動進行恒功率綜合優化控制，爐溫控制精度達到2.5級。成果已在工廠正常運行3年。獲得4項發明專利授權，5項軟件著作權授權 雷蒙磨粉碎自動檢測方法及裝置 專利號：ZL200810020792.3 一種提高碳化硅微粉水溢流分級效率的精密控制方法 專利號：ZL200910035173.6 一種燃煤鍋爐能效監測方法 專利號：ZL201110091483.7 陣列式LED照明燈具的中心區域溫度動態控制方法 專利號：ZL201210356239.3 一種經濟型燃煤鍋爐能效監測系統及方法 專利號：ZL201110292517.9 一種低冗余度高可靠性船舶發電機組智能測速裝置 專利號：ZL201110058228.2一種手機可遙控的總線型區域供熱計量管理系統 專利號：ZL201010134495.9
東南大學
2021-04-13
基于 uC/OS-II和 ARM的微機保護裝置的精確定時研究
在 uC/OS-II 操作系統用于微機保護裝置中，不可避免地要遇到一個問題，為了保證微 機保護裝置交流量計算的準確，要保證交流電量的 AD 采樣中斷間隔的精確。 解決方案 ARM 芯片具有兩種中斷類型，IRQ 中斷和 FIQ 快中斷。快中斷是為支持數據傳輸或快速 數據通道而設計的，為快速處理快中斷。選擇 NXP（原 Philips）公司的 ARM 芯片 LPC2292 作為微機保護測控裝置的 CPU，它主要具有以下特點： 為有利于驗證測試結果，利用 LPC2292 的 PWM 脈寬調制器，它具有一個帶可編程 32 位 預分頻器的 32 位定時器/計數器，并支持雙邊沿控制的 PWM 輸出，而 PWM 定時中斷產生而引 發的 PWM 輸出不用 CPU 干預，電平翻轉時間精確，可以利用該信號作為 AD 采樣間隔的測試信號。 結論 使用 ARM 芯片、uC/OS-II 操作系統來實現微機保護測控裝置的可能性，針對使用操作 系統會帶來 AD 采樣間隔時間不準的問題，給出了實現方案和驗證結果。本方案對微機保護 裝置上交流量的測量精度取得很好的結果。
南京工程學院
2021-04-13