X射线光谱在生命起源和全球气候变化等若干重大科学问题中的研究进展

生命起源、全球气候变化等是关系到人类未来命运的重大科学问题, X射线光谱(XRS)可原位测定物质组成与元素形态,在解决重大科学问题、揭示自然规律中发挥了重要作用:(1)在生命起源探索中,通过RNA结构和海洋热液自养体系元素形态分析,揭示了RNA形成机制和生物地球化学规律;(2)在地球早期生命研究中,通过沉积纹层、细胞组构测定,发现了远古生物保存机制与证据;(3)在全球碳循环研究中,通过物相与元素形态分析,揭示了铁源生物有效性与碳汇机制。利用XRS从微纳米尺度原位测定元素三维空间分布与形态,实现活体分析蛋白质信息传递与生物响应过程,探索元素与有机质构效关系,揭示生命起源与生物代谢机制及全球气候变化规律,是XRS未来发展中的重要领域;作为冶金、材料、地质、文物、工矿、生态、环境、医学与生命科学等领域中的重要分析手段, XRS所特有的无损、原位与活体分析特性,已呈现了巨大应用价值,在未来探索重大科学问题、解决关键技术难点的研究中, X射线光谱分析技术必将发挥更大作用。     

Synthesis and Crystal Structure of 5-（p-Toly1）-4- [2-（2,4-dichlorophenoxy）acetamido]-l,2,4- triazole-3-thione Ethyl Acetate Solvate

A novel compound 5-（p-tolyl）-4-[2-（2,4-dichlorophenoxy）acetamido]-1,2,4-tria zole- 3-thione 2a has been synthesized by the reaction of 5-（p-tolyl）-4-amino-1,2,4-triazole-3-thione 1 with 2-（2,4-dich/orophenoxy）acetyl ch/oride. Interestingly, the title compound 2 was obtained when 2a crystallizes from a mixed solution of petroleum ether and ethyl acetate, and it has been characterized by elemental analysis, IR, ^1H NMR spectra and single-crystal X-ray diffraction. The crystal belongs to the triclinic system, space group P1 with a = 9.780（5）, b = 10.876（6）, c = 11.615（6） /A, a = 104.822（7）, β= 94.105（6）, ）, = 94.305（6）°, V= 1185.7（11）/A3, Z = 2,μ = 0.397 mm^-1, Mr= 497.39, Dx= 1.393 g/cm^3, F（000） = 516, S = 1.097, the final R = 0.0730 and wR = 0.2133 for 4111 unique reflections （Rint = 0.0525） with 3212 observed ones. The dihedral angles made by the triazole ring with the methyl- and chloro-substituted benzene rings are 43.5（7） and 50.2（9）°, respectively. Some intra- and intermolecular hydrogen bonds together with C-H…π interactions existing in the lattice stabilize the crystal structure.     

HL-2M偏滤器结构动力学分析

用有限元软件分析了动载荷作用下的偏滤器结构动力学响应。通过对动力学和静力学计算结果的对比,确定载荷的动态放大因子。计算结果表明,所设计的偏滤器结构在瞬态电磁力载荷作用下能满足设计准则的要求。     

银河系移民轨道设计—第十届国际空间轨道设计大赛冠军团队总结

由美国喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)主办的第十届国际空间轨道设计大赛于2019 年6月落下帷幕,中国队伍首次在该赛事中夺冠。本届比赛在历史上首次以科幻任务为背景,需设计对银河系10万颗恒星的最优移民轨道方案。本文介绍了银河系移民的任务要求、引力模型和飞船机动模型,着重分析了赛题的评价指标。引入了树结构来表示移民方案,并对移民树初始分布的选取方法进行了描述,再对比介绍了正向和反向两种移民树生成策略。同时对竞赛中使用的移民树局部优化和拓扑重构等方法进行了简要说明,并在银河系星图中以树结构展示了冠军方案。对本届竞赛的意义进行了总结,得到了一些有益的启发。     

基于动力XFEM的结构内多缺陷三步反演法

论文进行缺陷反演时,利用损伤指标法,确定缺陷数目,针对损伤指标法中缺陷取值范围存在人为性,推导了缺陷搜索范围的合理取值并进一步缩减了搜索范围;同时提出了一种考虑非线性因子的改进型人工蜂群算法,加速了多缺陷反演时目标函数最小化迭代过程。最后,通过三个算例验证了该方法对结构内规则和不规则缺陷的反演均具有较好的识别效果。

     

新媒体创作在工科基础课程教学中的应用——以理论力学课程为例

随着我国高等教育迈向深化改革的新发展阶段,传统工科教学也面临理论结合实践、基础结合创新、传统结合多元的改革新目标和新要求。本研究以理论力学课程教学为例,提出了一种以学生为主体的短视频创作在工科基础课程教学中的应用模式,有效提升了学生学习效率和知识掌握程度,对开拓学生学习能力和创新思维具有显著促进作用。该模式为工科多元教学提供了新的思路,对与时俱进优化工科教学改革具有重要参考价值。

     

非等间距高频波导线阵列指向性研究

研究了非等间距高频波导组成的线阵列的远场垂直指向性。提出了更符合实际应用的高频波导线阵列非等间距排列模型。通过分析同相点声源阵列的指向性,结合扬声器线阵列乘积理论得到了计算所提出模型远场垂直指向性的方法,对模型进行了有限元仿真,并实验验证了理论计算值的准确性,最后分析了高频波导线阵列非等间距排列对指向性的影响。结果表明:该方法简单有效。在有效辐射率相等的情况下,非等间距高频波导线阵列与等间距线阵列的远场指向性主瓣差异很小。     

小分子基温敏聚合物纳米粒子的制备及在近红外二区荧光成像与光热治疗中的应用

以有机小分子4,9-二(5-9H-芴-2-基-噻吩-2-基)-6',7-联苯[1,2,5]噻二唑并[3,4-g]喹喔啉(TQF)为前驱体, 通过化学方法将其修饰为可引发可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)反应的小分子链转移剂TQF-苯基硫代链 转移剂（CTA）. 以TQF-CTA为链转移剂, 以偶氮二异丁腈为引发剂, 引发N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)和 甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯(OEGMA)发生RAFT聚合反应, 合成了具有良好水溶性和较低临界溶解温度(LCST)的小分子基共聚物[TQF-P(NIPAAm-co-OEGMA), TPNO]. 将其直接溶于水中可制备成温敏的球形纳米粒子 TPNO NPs. 研究结果表明, TPNO NPs在温度大于LCST(35 ℃)时表现出一个明显的粒径变化和显著的荧光 增强行为(2.2倍), 并成功实现了对活体小鼠血管与肿瘤的明亮近红外二区(NIR-Ⅱ)荧光成像(FI). 同时, TPNO NPs有着良好的光热转换效率(PCE=29.8%), 通过体外细胞实验证明了其对细胞具有较好的光热治疗(PTT)效果.     

固液界面双电荷层结构的一个界面势模型

当液体受限在纳米尺度下时,会呈现出跟宏观尺度下完全不同的输运性质。这些新的性质可以被应用于很多领域,譬如对生物体中体液输运的研究,液体抽运,药物的混合和分离,以及离子和胶体颗粒的选择等领域。为了充分利用这些新性质,需要对纳米液体中最基本的双电荷层结构有深刻认识。文章回顾了传统的泊松—玻尔兹曼方程对双电荷层结构中液体离子分布的计算,指出了其中的不足,并提出一种基于液体电荷保持中性的固液表面势模型。     

双城记——星系并合和星系对

在重子世界中,星系是宇宙构成的砖块,但是星系在宇宙中的分布却不是随机的。在大尺度上,星系的分布是网状的;在小尺度上,星系往往也会成对存在,比如本地星系群中的银河系和仙女座大星云。星系对最终会发生并合,而这个并合过程是星系增长的主要途径之一。对星系对进行的观测研究能够帮助人们理解星系的相互作用和增长过程。文章重点介绍了现代星系巡天中对星系对进行的观测,特别是中国的重大科学工程郭守敬望远镜在其中所发挥的作用。