Explanation of Theoretical Mechanism of Isomerization of L-Alanine Conformation for Experimental Results

B3LYP/6-31＋＋G＊＊ method was applied to investigate the mechanism of alanine isomerization.12 minima and 22 transition states were obtained after optimization and several paths of isomerization were found.It is found that intramolecular single-bond rotation and proton transfer might lead to isomerization.The energy barrier of C–N bond rotation was lower than 2.52 kcal·mol 1,while the energy barrier ranges of the rotation of C–C and C–O were separately 0.43~ 7.01 and 4.69~12.19 kcal·mol 1,and the minimum energy barrier of proton transfer was 30.76 kcal·mol 1.The most probable isomerization path and mechanism for the two most stable conformations was discussed to find that the highest energy barrier to be crossed in this path was 11.87 kcal·mol 1.In order to understand the microscopic nature why only 4 conformations were detected in the experiment,thermodynamic properties of all conformations at the experimental temperature of 391 K was calculated.It is found that conformations XII,XI,X and IX can only unidirectionally convert into conformations rapidly with low energy and vanish immediately.The other conformations were distributed according to Maxwell-Boltzman＇s law,and the distribution probabilities of conformations I,II,III,IV,V,VI,VII and VIII were respectively 27.2%,26.5%,25.8%,6.4%,5.2%,4.8%,2.5% and 1.6%.Conformations I,II and III with bigger probability and stronger absorption peak were easy to detect in the experiment.Conformation IV had a relatively smaller probability（6.4%） and weak absorption peak which,however,could also be identified.The other conformations had too small probability to identify in the spectrum.     

地黄梓醇和乙酰胆碱酯酶作用的分子动力学模拟

梓醇能有效的的改善阿茨海默尔症状,但与乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AchE)作用的分子机制尚不明晰.本文运用分子动力学模拟、结合自由能的计算和丙氨酸突变扫描的方法研究了两者的结合模式,结果表明:梓醇结合位点为乙酰胆碱酯酶的催化活性中心,并形成3个氢键,结合自由能为-60.59 k J/mol,结合的主要驱动力是范德华力和静电作用力,主要抑制力是极性溶剂化能,Tyr151和Gln176是两者结合的关键氨基酸.这些研究为开发高效的Ach E梓醇类似物抑制剂提供理论支持.     

基于改进U-Net的量子点STM图像分割

为提升量子点图像分割精度,降低特征识别误差,提出一种基于改进U-Net的量子点图像分割方法.首先,在预处理阶段,设计了以色彩通道为权值的灰度化算法,以提升后续分割效果.其次,在STM图像分割部分,在原始U-Net结构上引入中间过渡层以均衡网络各层特征.而后,建立数据集,并通过实验对比不同分割算法的精确度、召回率、F-measure.最后,将分割算法应用于量子点的特征识别,并测试了不同分割方式对应用的影响.实验结果显示,改进灰度化方法保留细节信息丰富,明显提升了量子点分割精度;改进U-Net的平均精确率、召回率、F-measure相较原始网络分别提升了13.83%、2.16%、8.13%.同时,实验数据表明由于分割精度的提升,量子点数量、纵横比等特征参数的识别更加精确.     

大口径旋转偏摆棱镜径向支撑优化设计

支撑方式对大型光学元件的镜面变形及应力集中具有重要影响。以大口径、非均匀质量分布、二维旋转棱镜为研究对象,综述了多点支撑和面支撑方式,提出了可调分段面支撑方法,并给出具体的方案设计。系统地分析了面支撑方式下棱镜的运动过程,得到最危工况。采用两步优化方法对该工况下的支撑夹角进行优化,优化后棱镜运动过程中的最大变形峰谷值与最大等效应力值相比优化前分别减小了7.40%和11.45%,支撑效果得到了明显改善,验证了该支撑方式的合理性及可行性。     

全原子分子动力学模拟研究丙氨酸二肽水溶液的结构和氢键作用

采用全原子分子动力学模拟研究了丙氨酸二肽分子在水溶液中的结构和氢键作用。径向分布函数和氢键统计用于分子动力学模拟的分析。从径向分布函数（RDF）发现不同类型的强氢键显示出不同的形成能力,而体系中的C−H•••O弱相互作用较为明显,也不能忽略。氢键统计分析的结果也证实了这一点。分子内距离、回转半径和骨架二面角用于表征丙氨酸二肽分子在水溶液中的构象变化。丙氨酸二肽分子在水溶液中的柔顺性较好,构象在折叠和伸展之间相互转换。     

基于高温超导单晶材料的大尺寸约瑟夫森本征结制备工艺研究

基于高温超导单晶材料Bi2Sr2CaCu2O8+x(BSCCO)的约瑟夫森(Josephson)本征结器件制备工艺,成功制备出形貌整齐、特性良好、一致性高的大尺寸太赫兹辐射源本征结器件.从工艺的各个步骤出发,总结了要点,并对原有工艺做出改进.通过扫描电子显微镜观察刻蚀形貌,总结了光刻最佳后烘温度条件,提出了一套重复性好、成功率高的工艺方法.     

噪声对滑动移除近似熵的影响

受外强迫和仪器本身的测量误差等因素的影响, 观测数据中经常包含噪声和扰动等一些虚假的信息. 针对这一问题, 本文研究了各种不同噪声对滑动移除近似熵的影响. 研究结果表明, 滑动移除近似熵的检测结果受尖峰噪声和高斯白噪声的影响较小, 意味着其具有很强的抗噪能力, 这为该方法在实际观测资料中的广泛应用提供了坚实的实验基础.     

基于内置电光晶体F P标准具的扫描滤波方法

基于内置电光晶体的F-P标准具,利用F-P多光束干涉原理和晶体的线性电光效应,提出了一种能有效提高啁啾脉冲信噪比的扫描滤波方法。给出了电光晶体加载电压的时变函数表达式,分析了影响信噪比提升效果的主要因素,并重点讨论了电光晶体的电压控制参数对信噪比提升效果和滤波器透过率的影响。研究结果表明,利用该扫描滤波方法可将啁啾脉冲激光信噪比提升约2个量级。     

基于衍射理论的Z扫描技术分析与数值模拟

以菲涅耳-基尔霍夫衍射理论为基础,对通过非线性介质的高斯光束传输行为进行理论分析,分别给出了强吸收、无吸收情况下开孔、闭孔Z扫描曲线公式;对不同条件下非线性介质的归一化透过率进行数值模拟计算,发现Z扫描曲线透射峰和透射谷表现出3种新的特性:随着入射激光峰值光强的增加,Z扫描曲线透射峰的高度受到抑制,而透射谷则加强变得更深;非线性相移的增加对Z扫描曲线透射峰和透射谷均有增高和加深的作用;激光束束腰半径越大,Z扫描曲线的峰谷特征越明显。     

光学条纹相机时间扫描性能应用

对相机全屏扫速性能进行了系统分析,发现基于相机整体的平均扫速及扫速非线性处理扫描时间的传统方法不能反映相机空间畸变现象,并且扫速非线性放大了数据处理不确定度,从而降低了相机应用价值。建立了一套基于全屏扫速及扫速不确定度的扫描时间精细处理方法,它自洽消除了相机的空间畸变和扫速非线性的系统性影响。开展了理论分析和验证实验,结果表明:精细处理方法很容易使扫描时间数据处理相对不确定度降低到1%以内,显著提高了条纹相机时间扫描精度和应用可靠性。