IPET:测定独个生物大分子三维空间结构的实验方法

蛋白质的动态特性和结构活性对于蛋白质功能的调控具有根本意义。传统的结构确定方法(包括X射线和电子显微镜单颗粒分析技术等)往往需要成千上万不同蛋白质分子的平均信号,因此难以确定蛋白质分子的动态结构。而电子显微断层成像技术是一种对独个生物个体结构从不同的观测角度照相、并计算来恢复该个体的三维结构密度图的方法。传统的冷冻电子断层成像重构方法采用整个大尺寸电镜图像进行重构计算,通常用来研究细菌、细胞切片等大尺寸生物个体在较低分辨率下的结构;由于分辨率的限制,不足以获得小尺寸的蛋白质分子的结构细节。最近,任罡研究小组提出一种独个生物颗粒的电子显微断层成像方法(individual-particle electron tomography,IPET)。该方法通过减小图像尺寸(直至所选区域只包含单个蛋白质分子)的策略,运用提出的FETR(focused electron tomography reconstruction)算法来提高独个大分子重构的分辨率。此方法不需要初始模型和大量分子的平均信号,同时能够容忍一定的测角误差。本文综述了IPET/FETR方法在确定独个分子结构过程中的具体步骤以及如何应用该方法来研究蛋白动态特性和结构变化特征。期望通过该综述和国内同行交流,分享最新的前沿研究,为赶超世界科技前沿的建设添砖加瓦。     

梯级河岸人工湿地的数值模拟研究

通过梯级河岸人工湿地的数值模拟,以总磷(TP)在梯级河岸人工湿地的运移为例,通过流场、TP浓度场和TP运移归宿的分析,探讨了植物根系和填料对TP运移和去除效果的影响.研究结果表明,对TP而言,有植物湿地的去除率均大于相应无植物湿地的去除率;含豆石层(降解系数和渗透系数相对较大)湿地的去除率均略大于相应无豆石层湿地的去除率.     

基于VMM的SATA控制器功能验证

针对专用集成电路(ASIC)设计中功能验证的效率和完备性问题,以验证方法学手册(VMM)为基础搭建了串行高级技术附件(SATA)控制器分层式验证平台.验证组件的实现大量重用验证知识产权核(VIP),在采用随机激励的基础上以覆盖率统计驱动验证的过程,根据SATA控制器的功能设计记分牌进行结果的自动化比对.实验结果表明,这些方法提高了功能验证的效率,保证了验证的完备性,最终功能覆盖率达到98.25%.     

超短脉冲在光子晶体中传播时的色散参量

利用最小二乘拟合法分析了光子晶体的能带结构,定量分析了二维光子晶体的色散参量.为了考虑脉冲各频率的作用,通过引入与频率分量相关的权重因子,从而解析了群速度和平均群速度色散,进而解析出脉冲波络渐变的理论结果.通过FDTD数值模拟后,发现数值模拟结果与理论解析结果完全相吻合.本文处理光子晶体的色散参量的方法,为制作光子晶体色散器件如光子晶体色散补偿器、脉冲展宽和压缩器有一定的借鉴作用.     

三维LTI射线追踪极小值方程的快速数值解法

线性走时插值（LTI）算法应用于三维射线追踪时,其向前处理过程中的极小值方程是超越方程,无法求出解析解.虽然可以采用网格剖分方式近似求解,网格剖分精度越大,计算结果越精确,但随着剖分精度的提高,向前处理的计算量会以N3的阶次增加,从而导致计算效率的降低.本文将最速下降法引入到LTI射线追踪算法的向前处理,提出了一种求解三维LTI超越方程的快速数值解法,该方法也不是一种精确求解方法,而是沿着负梯度方向不断逼近真实解.计算结果表明,该算法在兼顾射线追踪精度的同时能有效提高计算效率,计算速度快了3倍以上.     

单相全桥DC-AC电压逆变电路数字控制中的振荡现象分析

考虑数字控制采样计算延迟,建立了单相全桥DC-AC电压型逆变电路在负载电压外环电感电流内环加给定电压前馈控制方法下的离散迭代模型.通过分析相应的Jacobian矩阵特征值轨迹,确定该数字控制逆变器失稳时分岔点类型为Hopf分岔.对离散迭代模型进行数学变换,得出了控制器边界的解析表达式以及系统发生分岔时振荡频率的解析表达式,从而揭示了系统发生振荡现象的内在物理机理.最后,通过Simulink仿真以及电路实验证明了理论分析的正确性和有效性. 关键词： 单相全桥 DC/AC电压逆变电路 数字控制 离散迭代模型     

石墨烯透明导电薄膜

石墨烯是一种新型二维晶体材料,它独特的单原子层结构显示出许多优异的物理化学性质。以石墨烯为原料制备的透明导电薄膜继承了石墨烯的优点,与氧化铟锡(ITO)薄膜相比,具有更好的力学强度、透光性以及化学稳定性,已逐渐成为全世界范围内的研究热点。本文首先介绍了石墨烯的光电性能,然后分别从石墨烯透明导电薄膜的前驱体和制备方法两个不同的角度,归纳总结了最近几年石墨烯透明导电薄膜的研究进展,就目前所面临的问题进行了讨论,并展望了石墨烯透明导电薄膜的未来发展。     

贵金属/TiO2光催化剂的制备、机理及应用

贵金属(Au、Ag、Pt、Pd)/TiO2光催化剂是TiO2基可见光光催化剂研究的热点之一,近年来在基础理论和实际应用等方面取得了一系列的研究成果.本文主要针对贵金属改性的TiO2光催化剂,分别从其制备方法、光催化机理、影响因素等基本特征及其在污染物消除、杀菌消毒、新能源技术等方面的应用进行介绍.     

Ba0.5Sr0.5TiO3有序构型的第一性原理研究

采用第一性原理计算了Ba_0.5Sr_0.5TiO₃三种有序构型的晶格结构和对应的电子结构,晶格结构的详细分析结果表明BST{100}有序构型为四方相,Ti-O八面体中Ti原子和Ba-Sr平面上的O原子沿[100]方向分别偏心位移0.040 Å和0.065 Å,八面体畸变导致反平行自发极化出现,构型处于反铁电态. BST{110}构型也是四方相,并且(110)和(1 关键词： 钛酸锶钡 第一性原理 有序结构 铁电性     

m面蓝宝石上ZnO/ZnMgO多量子阱的制备及发光特性研究

利用等离子体辅助分子束外延设备(P-MBE)在m面的蓝宝石(m-Al₂O₃)衬底上制备了ZnO/Zn_0.85Mg_0.15O多量子阱.反射式高能电子衍射谱(RHEED)图样的原位观察表明,多量子阱结构是以二维模式生长的.从光致发光谱中可以看到ZnO/Zn_0.85Mg_0.15O多量子阱在室温仍具有明显的量子限域效应.在290 K时阱宽为3 nm的ZnO/Zn_{0.85关键词： 等离子体辅助分子束外延 ZnO多量子阱 光致发光}