碱性蛋白酶交联聚集体的制备及其催化性能研究

碱性蛋白酶在食品、医药、酿造、丝绸、皮革等行业中发挥着重要作用。制备了碱性蛋白酶交联体,并对其催化性能进行研究。在最佳制备条件下(90%叔丁醇作为沉淀剂,沉淀时间为15min,交联剂浓度为33mmol/L,交联时间为6h),交联酶的酶活回收率为22.6%。与游离酶相比,交联酶的最适pH值向碱性方向变化,由7.5变为8.0,最适温度由60℃变成65℃。酶动力学研究表明,交联酶对酪蛋白的催化水解能力(4.3min-1)比游离酶(3.7min-1)更高。尽管交联酶最大反应速度V_max(9.8mg/(mL·min))低于游离酶(13.3mg/(mL·min)),但交联酶对底物的亲和力K_m(2.3mg/mL)比游离酶(3.6mg/mL)有所增加,而且其热稳定性和酸碱稳定性都得到一定程度的提高。另外,在磷酸盐缓冲液中重复使用5和8批次后,交联酶还能保持82.5%和56.5%的酶活性。     

基于复杂网络理论的飞行冲突关键点识别

针对目前空域内航空器防相撞风险骤增,飞行安全态势不容乐观的现状,现有的飞行冲突探测方法难以把握如此复杂的空中冲突态势,不利于航空管制员对空域的飞行安全态势情况进行准确掌控。提出一种基于复杂网络理论的飞行冲突关键点识别方法。首先基于航空器机载防相撞系统（ACAS）保护区模型构建飞行冲突态势网络模型,在此基础上,采用复杂网络理论中的节点度中心性、接近中心性以及PageRank指标结合AHP方法对空域飞行冲突态势网络中所有节点的冲突等级进行评估,找出威胁等级较高的关键航空器及关键位置。仿真结果表明,通过建立飞行冲突态势网络可以合理划分空域内的安全态势等级,同时根据复杂网络节点重要度评价指标能够对存在严重冲突安全威胁的航空器进行有效识别,协助航空管制员全面掌握空域内飞行安全态势。     

吕梁地区宁家湾岩体锆石 U-Pb 年代学、地球化学特征及地质意义

对呈小规模岩株状产出的宁家湾岩体进行野外地质、岩石学、岩石地球化学、锆石U-Pb同位素年代学和Hf同位素组成研究, 目的是确定其岩石成因及地球动力学意义。两件样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果分别为2364±6 Ma (MSWD=0.13)和2360±23 Ma (MSWD =4.0), 属古元古代岩浆活动的产物。研究结果表明, 宁家湾岩体富碱、高K和Si, 具有高FeO^T/MgO 比值和高的高场强元素(HFSE)含量, 富集Rb, Ba, Th和U等元素, 具有低的Ca和Mg含量, 明显亏损P和Ti, 具弱轻重稀土分异和强Eu负异常(δEu=0.13~0.36)的海鸥型稀土分配模式, 显示高分异I型花岗岩的特征。较高的Y/Nb值(1.2~2.8)、锆石的ε_Hf(t)均为正值(+1.6~+6.4)以及单阶段模式年龄t_DM1(Hf)和二阶段模式年龄t_DM2(Hf)分别为2449~2629 Ma和2474~2711 Ma的特点, 表明源区可能为壳幔混合。明显的Nb, P 和 Ti负异常及Ce, Nd和Zr正异常, 反映出大陆边缘弧岩浆岩的特征。结合区域地质背景, 认为宁家湾岩体很可能形成于岛弧构造环境。     

桉树人工林区水体泛黑机理研究进展

围绕桉树人工林区水体突发性泛黑的形成机理,参考国内外关于缺氧性黑水事件的主要研究成果,重点从桉树人工林区泛黑现象的表征,致黑物质特性及来源,水体突发性泛黑的驱动因素,模拟预测及适应性调控等5个方面,讨论了桉树林区水体泛黑机理的研究进展。研究认为,桉树人工林区的黑水是一种出现在林区洼地、溪流、水库等不同规模水体的颜色如墨的水,其致黑物质主要为桉树茎叶残体浸出液富含黑色溶解性有机碳(DOC)、单宁酸等,单宁酸与金属离子结合形成的黑色络合物,以及当水体缺氧时形成的黑色金属硫化物。气象条件骤变,水文情势突变,沉积物的累积与运移等因素驱动了水体泛黑:对受水温分层结构影响的大中型水库等深水水体而言,致黑物质累积在水体底层,当气温骤降,水温分层结构失稳,水体内部多种化学反应及物质的运移过程发生变化,此时水体变黑。水文情势突变时,以潜流形式进入水库的径流将林区大量DOC、植物残渣、泥沙携带进入水体,导致水体泛黑。沉积物中微生物分解及氮、磷等的释放加重了水体底部缺氧,为致黑物质形成创造了环境。为了更好地预测和调控黑水,建立黑水运移模拟模型及对黑水进行适应性调控也尤为重要。目前现有研究大多集中于小规模水体(如溪流、河道等),而对会发生分层现象的大规模水体(如深水湖库等)的黑水发生机理仍不完全明晰,流域层面上的黑水模拟与预测还需进一步研究,桉树人工林区水库泛黑机理研究是未来重要方向。     

基于AUV的航迹追踪自适应UKF算法

无迹卡尔曼滤波算法(UKF,unscented kalman filter)是一种常见的(AUV,autonomous underwater vehicle)加权统计线性回归航迹追踪算法,其算法冗余度低于(EKF,extended kalman filter)、(PF,particle filter)及(PSO,particle swarm optimization)等数值优化算法,且算法效率较高。然而,UKF控制算法中的系统采样时间间隔通常会被设置为常数,由此可能会产生预测值的误差累积,从而影响导航预测结果的精度。因此,笔者提出了基于AUV的航迹追踪自适应无迹卡尔曼滤波算法(AUKF,adaptive unscented kalamn filter algorithm),以期降低预测算法的累积误差。该预测方法依据标准UKF算法的原理,通过构造相应的约束、判断与反馈机制,调整系统状态方程中每一步的采样间隔t,从而提升算法的航迹追踪精度并减少过程噪声及传感器噪声对预测过程的影响。最后,通过仿真实验与结果对比,近一步验证了之前所提出的设想。     

CO和Cl2在TiO2(110)表面的吸附行为

采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理方法研究了CO和Cl₂分子在TiO₂（110）面上的吸附反应,通过计算体系的吸附结构、吸附能、电荷密度和态密度等性质,揭示了CO和Cl₂共同吸附在TiO₂（110）表面的行为机制。CO和Cl₂在TiO₂（110）面上的吸附存在相互促进的关系,共同吸附时其平均吸附能为-1.367 4 eV,Cl₂能够被表面Ti原子捕获,表面Ti （5c）原子发生sd³轨道杂化,吸附发生时表面形成CO→TiO₂（110）→Cl流向的瞬时电子流,态密度的分布显示TiO₂（110）表面的Ti-O键强度被削弱,说明CO的存在对TiO₂的氯化有促进作用,同时表面O原子被激活,其随着CO从表面解离形成CO₂分子平均释放1.418 6 eV的能量,使得TiO₂（110）结构被破坏,同时也为下一个Cl₂分子提供了良好的吸附位。     

2018年空间科学热点回眸

 回顾了2018年全球空间科学重要研究进展、重大战略调整以及新发射的空间科学重要任务平台,盘点了“盖亚”绘制最新银河系地图,科学家首次确定银河系外高能中微子来源,火星勘测轨道器发现火星浅层地表之下的冰,“旅行者2号”飞出太阳系;美国密集出台航天新战略,俄罗斯公布月球计划路线图,国际空间探索协调组更新国际载人航天新战略;首个飞入日冕的帕克太阳探测器成果发射,人类首个月球背面探测器“嫦娥四号”顺利登月等重大科学事件。     

城市化进程对热环境影响的WRF/UCM评估方法

建立了一种评估总规尺度城市规划布局对热环境影响的高精度模拟方法．实现了高精度土地利用、地形等数据向WRF静态数据场的转化,并确立了所需的物理方案和UCM城市参数．以大连连续晴朗天气2015-08-09—2015-08-14为例,进行了100 m的高分辨率模拟,模拟结果与气象站观测值吻合较好．以1993年和2020年的两种土地利用和规划资料进行了WRF模型对比试验,结果表明自1993年以来,随着城市扩张,城市温度不断升高,平均风速下降．城市总体升温幅度为0.56 ℃,甘井子区、金普新区等地区温度上升最明显,在1.0~1.5 ℃．温度上升幅度超过1 ℃的地区占城市总面积的12.6%．中山区、西岗区、沙河口区等城市建成区的温度升高范围较小,介于0.3~0.8 ℃．金普新区风速下降最明显,下降平均值为0.62 m·s-1;中山区、西岗区、沙河口区的城市扩张与1993年相比并不明显,但受到周边影响,风速也有所下降．     

量子乘法器的设计及其实现方法

乘法器在数字信号处理和数字通信领域应用广泛,如何实现快速高效的乘法器关系着整个系统的运算速度。提出了一种新颖的量子乘法器设计方法,利用量子门设计一位量子全加器,并将n个一位量子全加器叠加在一起设计n位量子全加器,实现2个n位二进制数的加和;再利用2个控制非门设计置零电路,并使用置零电路设计量子右移算子;对二进制数乘法步骤进行改进,利用量子全加器和量子右移算子设计量子乘法器,同时设计实现此乘法器的量子线路。时间复杂度分析结果表明,本方法与目前最高效的量子乘法器具有相同的时间复杂度,并具有更简洁的实现方法。     

基于元胞自动机的30CrMo钢动态再结晶组织演变规律研究

根据30CrMo钢的热模拟实验数据,建立了基于动态再结晶物理机制的位错密度、形核率及晶粒长大模型,并采用元胞自动机(CA)方法模拟了30CrMo钢在不同温度及应变速率下的微观组织演变规律。结果显示,通过CA方法模拟得到30CrMo钢的流变应力曲线及平均晶粒尺寸均与实验值吻合较好,所建模型的有效性和准确性得到验证。当应变速率一定时,变形温度越高越利于动态再结晶的充分进行,稳态下晶粒尺寸相对较大;而当变形温度一定时,高应变速率条件下材料的形核率较大,再结晶晶粒较细小。