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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
一種高壓輸電線路絕緣子清掃與檢測機器人
本發明公開了一種高壓輸電線路絕緣子清掃與檢測機器人，包括可以繞旋轉軸向兩邊打開的環形框 架和控制箱，環形框架包括通過多個輔助支架固定相連的上層支架和下層支架、以及通過清掃層升降機 構可上下移動的中層支架，上層支架上設有用于夾住絕緣子的上夾爪，上夾爪上設有檢測裝置，中層支 架上設有清掃裝置和夾持絕緣子裙部的輔助夾爪，上層支架和下層支架之間還設有通過夾爪層升降機構 上下移動的下夾爪，與轉軸相對的環形框
武漢大學
2021-04-14
石河子大學參加第61屆高博會 代斌作論壇主旨演講
4月15日-17日，第61屆中國高等教育博覽會在福州舉行。我校黨委副書記、校長代斌，黨委常委、副校長李劍帶領黨辦校辦、研究生院（學科建設辦公室）相關負責人等參會。
石河子大學
2024-04-19
高透光型陶瓷基隔熱玻璃涂層及玻璃貼膜
1、 一種具有高度可見光透過率與隔熱特性的陶瓷基玻璃涂層或玻璃貼膜。 玻璃改造后可見光透過率高于 70%，屏蔽 99%以上的致癌性紫外線，且有 效阻止通過玻璃的熱能交換過程，可用于建筑或汽車玻璃的節能改造， 提升建筑的適居度與節能效果。
2、 該項目各技術環節環保無毒，產品成本遠低于市面現有技術，性能優于 現有技術，設備投入與實施成本低。
太原理工大學
2021-05-06
石墨烯和金屬網孔復合膜柔性透明電極
1、主要功能及應用領域 透明電極在太陽能電池、有機發光二極管、觸摸屏等光電器件中具有重要的應用價值，目前應用最多的用氧化銦錫（ITO）為制造的透明電極，但ITO存在脆性大，無法彎曲，近年來隨著光電器件對透明電極需求的增加，銦的價格也大幅提高。由于石墨烯產業化后的預期成本低，成為柔性透明電極的主要材料之一，但在實際中由于大面積石墨烯總會存在一定的缺陷，影響了其導電率，本項目結合石墨烯和納米金屬網孔的優勢制備出石墨烯和金屬網孔復合膜柔性透明電極。 2、特色與先進性技術指標 特色：利用低成本、無污染的溶膠在透明基底形成網狀模板，利用模板制作金屬網格；通過轉移石墨烯在金屬網格上制作一種石墨烯/金屬網格復合電極。其復合電極表現出優異的光電特性。通過結合單層石墨烯的高透光性和金屬網格的導電性，有效地彌補了化學氣相沉積法（CVD）-石墨烯多晶結構的缺陷和金屬網格不利于制作依賴垂直電流傳輸器件的的缺點，從而提高透明復合電極的光電特性。 圖1 制備的石墨烯及拉曼圖，可以看到非常清楚的2D峰，右圖為金屬網孔的顯微圖。 3.技術指標 復合電極：面電阻為 21.2 、透光率為92%（在550nm波長測得），下圖表明其寬帶的透射光譜特性。 圖2 復合電極的透過率 將復合電極制作在PET基底上，使其可以表現出優異的機械柔軟性。在將透明電極從正向到反向彎曲，其彎曲角度從-150o達到150o時，其電導率也只下降3.4%，反復彎折100次，電導率幾乎沒有什么變化。 4、產業化的關鍵性問題 高性能的透明電極在許多光電器件是必不可少的，例如觸摸屏、光伏電池、有機發光二極管等。目前商業上，由于氧化銦錫（ITO）薄膜的高光學透過率、低面電阻和成熟的制造工藝，在作為透明電極方面已廣泛地應用在各種光電器件中。但銦是稀有金屬，在地殼中的分布量比較小且分散，主要以微量存在于錫石和閃鋅礦中，且隨著液晶顯示器和觸摸屏等產品的普及，因此銦的價格在急劇上漲。此外，氧化銦錫透明電極缺乏柔韌性，不易彎曲，化學穩定性差，不適合應用于柔性透明電極。 傳統上制備金屬網采用光刻法及蝕刻工藝。但是，通過采用光刻法制備的金屬網格不僅成本較大、工藝復雜、效率低，而且在制備的工藝條件、設備要求也較高。 本實驗采用了低成本高效率的方法制備金屬網格，再通過CVD法生長大面積石墨烯并轉移在金屬網格上。實驗過程中工藝簡單、成本低、效率高，并可制備大面積-高質量的透明電極。
電子科技大學
2021-04-10
海藻生物保鮮膜高效高質產業化轉移技術
項目成果/簡介:該項目的核心技術來源于中國海洋大學和北京格瑞智博生態科技研究院合作研究的國家發明授權專利，是原創性創新性技術，技術壁壘非常高，難復制，擁有我國獨立自主知識產權，達到國際先進水平，它的問世必將推動我國食品保鮮膜的高速發展。我國塑料保鮮膜市場25000噸左右。該項目生產的海藻食品保鮮是原創性技術產品，可逐步有效替代塑料保鮮膜產品，市場容量達到108億元，市場接受度高，比較容易推廣，因此具有廣闊的市場優勢。項目階段:完成實驗室階段效益分析:我國塑料保鮮膜市場25000噸左右。該項目生產的海藻食品保鮮是原創性技術產品，可逐步有效替代塑料保鮮膜產品，市場容量達到108億元，市場接受度高，比較容易推廣，因此具有廣闊的市場優勢。知識產權類型:發明專利知識產權編號:ZL201410539503.6技術成熟度:已有樣品技術先進程度:達到國際領先水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無
中國海洋大學
2021-04-11
膜吸收去除二氧化碳技術
目前國內發電廠主要是燃煤發電，煤炭的燃燒使發電廠廢氣中含有大量的二氧化碳（CO2），占工業CO2 總排放量的30%左右，造成了嚴重的大氣污染和溫室效應。燃煤電廠中二氧化碳的處理已成為目前急需解決的問題，因此燃煤電廠廢氣中二氧化碳的捕集成為目前的研究熱點之一。燃煤電廠尾氣脫CO2 理論上有吸收分離法、吸附法、膜分離法、膜基吸收法和低溫蒸餾法等。國際能源署在上世紀90 年代對上述幾種脫CO2 法的調查研究表明,對煙道氣脫CO2 較有前途的是“膜基氣體吸收法”。膜吸收技術是膜技術與氣體吸收技術相結合的膜過程,通常使用疏水微孔中空纖維膜將氣體與吸收液隔開。用于分隔氣液兩相的疏水微孔膜的可用材料廣泛，可以為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯等。利用膜吸收技術捕集CO2 與傳統的吸收塔相比，膜吸收可以對氣、液兩相流速寬范圍獨立控制，而且氣液接觸面大，能耗低，避免了液泛、霧沫夾帶、溝流、鼓泡等現象發生。另外，膜吸收技術更有利于燃煤電廠尾氣中CO2 的回收后再次利用，利用膜吸收技術回收的CO2 純度高，可達到95%以上，可應用于食品、醫藥等行業，為社會創造了更多的經濟價值和社會效益。 本技術以疏水中空纖維膜為氣液兩相間分隔界面，其較強的疏水性能可以防止液相的泄漏，另外所用膜材料能耐受強酸強堿的長期腐蝕，給膜吸收設備提供了更長的使用壽命。而所采用的中空纖維膜組件還具有氣液接觸面積大、設備體積小等優點。以MEA、MDEA 等醇胺溶液為吸收劑，膜解吸過程相對簡單,與傳統的方法相比具有設備投資低、分離效率高、使用周期長等優點，是具有廣大前景并值得推廣的技術。 技術指標：所用吸收劑：MEA、DEA 等醇胺類吸收劑；處理前CO2 含量≤10%；處理后CO2 含量≤0.3%；去除能力：99%；吸收劑回用方式：加熱解吸循環；吸收劑熱解吸溫度：60～80℃；裝置使用壽命1～2 年。應用范圍：可廣泛應用于燃煤發電廠尾氣中CO2 的回收處理、煙道氣處理及相關領域。市場分析膜吸收法捕集CO2 技術能耗低，占地面積小，在操作上存在很大的優勢；另外，吸收CO2的吸收劑可經過加熱等方法進行循環利用，捕集的CO2 濃度較高，市場前景相當廣闊。效益分析：本技術設備簡單、投資少、操作成本低，與傳統技術相比能耗大大降低，而且回收的CO2純度較高，經過凈化之后可再次應用于醫藥、食品、化工等行業，具有顯著的經濟效益。
北京化工大學
2021-02-01
石墨烯和金屬網孔復合膜柔性透明電極
透明電極在太陽能電池、有機發光二極管、觸摸屏等光電器件中具有重要的應用價值，目前應用最多的用氧化銦錫（ITO）為制造的透明電極，但ITO存在脆性大，無法彎曲，近年來隨著光電器件對透明電極需求的增加，銦的價格也大幅提高。由于石墨烯產業化后的預期成本低，成為柔性透明電極的主要材料之一，但在實際中由于大面積石墨烯總會存在一定的缺陷，影響了其導電率，本項目結合石墨烯和納米金屬網孔的優勢制備出石墨烯和金屬網孔復合膜柔性透明電極。
電子科技大學
2021-04-10
海藻生物保鮮膜高效高質產業化轉移技術
該項目的核心技術來源于中國海洋大學和北京格瑞智博生態科技研究院合作研究的國家發明授權專利，是原創性創新性技術，技術壁壘非常高，難復制，擁有我國獨立自主知識產權，達到國際先進水平，它的問世必將推動我國食品保鮮膜的高速發展。我國塑料保鮮膜市場25000噸左右。該項目生產的海藻食品保鮮是原創性技術產品，可逐步有效替代塑料保鮮膜產品，市場容量達到108億元，市場接受度高，比較容易推廣，因此具有廣闊的市場優勢。
中國海洋大學
2021-05-09
生物膜促滲控釋技術及藥物（包括中藥）貼片
1．心血管病硝苯啶骨架控釋型貼片硝苯啶（Nifedipine）為心肌Ca2+通道阻滯劑。臨床上用于治療各型心絞痛、高血壓。現市場上為片劑、膠囊劑。由于硝苯啶不溶于水，半衰期短（4-5h），多次口服后血藥濃度有峰谷現象，過量易頭痛、血壓低副作用。我校研制的心血管病硝苯啶骨架控釋型貼片可以改善藥物傳遞速度，較長時間地穩態控制給藥。/line2．事后避孕貼片（女用）：左炔諾孕酮（Levonorgestrel）是效果可靠，應用廣泛的避孕藥，市場上有長效、短效片。1995年美國推出“事后片”，房事后8小時，次日口服0.75mg片劑兩片可達到全月避孕。我校研制的事后避孕控釋貼片可減少用藥次數和副作用，有效期達1~3個月。我國為人口大國，該貼劑具有廣闊的市場前景。/line3．口腔長效控釋炎痛貼：該貼片用于治療顳下頜關節紊亂引起的肌肉痙攣、雙板區損傷，局部炎癥等引起的疼痛、牙痛和口腔潰瘍。將本貼片直接貼敷在顳下頜關節區皮膚上，可將吲哚美辛（消炎痛）或雙氯滅痛藥物直接導入靶組織，消除肌肉痙攣。此方法不干擾關節的生理功能，不影響飲食，無損傷，用藥量少，開辟了新的治療途徑。控釋輔料采用生物材料，可食用，對人體無害。天津醫科大學二附院口腔科100例臨床評價療效好，并通過天津市衛生局組織的技術鑒定。國內尚無此產品。/line4．強效鎮痛控釋貼片：該貼片臨床應用于中度、重度癌癥和手術期病人的鎮痛。芬太尼是一種阿片類人工合成的強效麻醉性鎮痛藥物，其鎮痛效力比嗎啡高75-100倍，鎮痛起效快，但藥效代謝快、持續時間短，T1/2=20分鐘，口服或注射具有肝臟首過效應，可引起呼吸抑制、惡心、嘔吐等副作用。該貼劑給藥可減輕上述副作用和延長藥效時間達48-72小時。
南開大學
2021-04-10