地球之极 极限挑战

近几年,全世界都在关注全球气候变化对人类生活、生产的影响,南北极的冰川融化、青藏高原冰川大退缩、海底热液及成矿更吸引了公众的关注,这些地球之极似乎一下子离我们很近。无论是南北极还是青藏高原,亦或是深海,都在不断挑战着生命的极限,同时以各自的壮丽讲述着地球的未来,它们的命运也将关乎着人类的发展。本次科普大讲坛邀请了在极地、青藏高原、深海三大极限领域的一线科学家,带领公众亲临地球之极,感受极致之美,体验极限挑战,一起来了解在各领域的最新研究动向及成果。     

超材料:超越自然的极限

<正>让光的折射率为负数的介质、像纸一样轻薄的透镜、能让光绕过去的隐身术……这些看似只存在于科幻作品中的概念,却已经真真切切地被科学家创造出来。而让这些奇异功能成为现实的,是一类颇受关注的新材料—超材料。我们在日常生活中要和各种材料打交道,比如金属材料、陶瓷材料、高分子材料、木质材料、复合材料等。但如果说到超材料(metamaterials),恐怕大家会一头雾水吧?     

几类极图谱半径序列的极限

讨论几类极图谱半径序列的极限问题,给出n个顶点的路Pn和回路Cn的拉普拉斯谱半径在n递增时的极限,以及在最大度为Δ的n个顶点的树中、邻接谱半径最小的树和邻接谱半径最大的树的邻接谱半径在Δ固定n递增时的极限.     

光晶格中偶极BEC偶极——偶极相互作用极限的讨论

在GP方程和离散Schrodinger方程的基础上,根据对光晶格中偶极玻色——爱因斯坦凝聚体(BEC)的调制不稳定性的研究,如果频率出现虚值,则光晶格中的偶极BEC将出现调制不稳定性,而偶极——偶极相互作用对光晶格中偶极BEC的非线性激发和稳定性有很大的影响。由于偶极——偶极相互作用可以通过外场很方便地进行调节,本文中,我们对光晶格中偶极BEC偶极——偶极相互作用的极限进行了必要的讨论,这可为实际应用中如何操控偶极BEC提供有用的信息。     

嗜极菌的极端酶的若干研究进展

综述了近年来国内外关于嗜极菌的极端酶研究的若干新进展，初步分析了极端酶在极端环境中保持稳定性及活性的结构特性，并介绍了当前极端酶的生物技术进展及其广阔的应用前景。     

超越极限——徒手攀缘在海天之间

~~超越极限——徒手攀缘在海天之间     

“超人”需超越哪些人体极限

人体极限证明,人类到了火星上转眼变超人,只能是一种天马行空、不切实际的科学幻想而已。好莱坞科幻大片《异星战场》,讲述了美国内战时期的前军官约翰·卡特无意中从地球穿越到了火星的科幻传奇,由于引力不同,卡特在火星上顿时变成了力大无穷、弹跳如飞的超人,也因此卷入了火星人族群的战争冲突中。那么,人类的身体真的能因重力不同或其他因素而突破人体极限变成超人吗?我们的身体到底能够承受多少人体极限?科学家们通过大量研究数据揭开了人类无法超越的各种人体极限,这些人体极限证明,人类     

IGBT极限电流与极限功耗的识别方法

研究了IGBT在过电流的状态下，静态输出特性及动态电流和电压波形的变化规律，提出了IGBT极限电流与极限功耗的识别方法，阐明了因过电流和过损耗致使IGBT失效的机理。     

一类变消耗率微生物模型的极限环

研究营养基和微生物之间的平衡是非线性生物动力系统研究的主要问题之一.我们在讨论微生物连续培养的数学模型时,往往假设微生物的增长对营养基的消耗具有一个常数消耗率,但实际上不完全是这样.一般来说δ不是常数,而是营养基浓度x的函数,即为s(x).营养基浓度越大,则消耗率就越低,因此函数s(x)是x的非减函数.本文对一类微生物模型当消耗率为s(x)(s(x)>0,s'(x)>0)时进行了讨论,得到的结论是:当该模型在第一象限内唯一正平衡点是不稳定时,围绕该平衡点至少存在一个稳定的极限环.     

浅谈嗜盐菌微生物的特性和发展前景

嗜盐菌纲是古生菌的一个主要类群，盐杆菌科细菌是呼吸代谢、好氧的化能异养型，生长需要复杂的营养物，一般是蛋白质和氨基酸，其种不能运动或通过丝鞭毛运动。     

一类营养基消耗微生物模型的极限环

本文对一类微生物模型进行了定性分析,得到了在第一象限内正奇点为不稳定时,围绕该奇点存在唯一稳定的极限环。当正奇点为稳定时,所有轨线(当t→+∞)都趋向该奇点。     

新疆达坂城盐湖嗜盐微生物数量分布的研究

嗜盐微生物作为一类微生物资源,已经在很多方面应用。从新疆达坂城盐湖18样品中分离得到不同类型的嗜盐菌。其中细菌数量和类型最多,土样中微生物数量多于其它样品。     

青藏高原盐湖嗜盐微生物资源及应用前景

 青藏高原盐湖极端的自然地理条件孕育了一类独特的嗜盐微生物。阐述了青藏高原盐湖嗜盐微生物的主要类群及其对盐胁迫的适应机制,分析了青藏高原盐湖嗜盐微生物的特点、研究进展,以及盐湖嗜盐微生物资源的应用前景。青藏高原盐湖极端环境嗜盐微生物的研究具有重要的理论意义和应用价值,为探索生命的本质与起源,开发新型的食物、药品以及新材料、新技术,提供了宝贵的独特生物资源。     

嗜热微生物中获取耐乙醛变性醛缩酶

在催化他汀药物中间体合成中,对高浓度乙醛底物的耐受是醛缩酶的重要应用性质.通过克隆并在大肠杆菌中过表达了来源于嗜热微生物Geobacillus thermodenitrificans的耐热醛缩酶(DERAGth),该蛋白质序列长度为223 aa,对应的分子量为25.0 kD.初步酶学性质表征结果表明,该酶对天然底物2-脱氧核酸-5-磷酸的活力19.3 U/mg,最适pH为7.5,最适温度为60 ℃.在40-100 ℃保温10 min的结果表明,DERAGth具有较好的热稳定性,在60 ℃下10 min活力仍保持100%.对乙醛耐受的实验表明,该酶在300 mmol乙醛中25 ℃保温2 h,剩余活力高于40%.连续醛缩活力对比实验结果表明,该酶的连续醛缩活力远大于来源于常温微生物的大肠杆菌醛缩酶.     

微极流体方程组零角度和黏性极限的边界效应

微极流体模型能够描述带有悬浮颗粒的黏性不可压流体的运动.考虑一类二位不可压缩微极流体方程组的初边值问题,证明了当角度和微旋转黏性(r;ζ)趋于0时,方程组的解收敛于角度和微旋转黏性系数为零时方程的整体弱解.研究了微极流体方程组零角度和黏性极限的边界效应,给出了边界层厚度的阶数O(rβ)(0β23).与Chen等的结果相比,该边界层厚度更薄,并且提高了收敛率。     

强化嗜油微生物对盐碱土中石油类污染物的降解

利用从油田试验场油污土壤样品中分离出来的嗜油微生物,选择典型的石油与盐碱土制成的含油污泥作为研究对象.通过实验模拟,研究不同条件下微生物对油类污染物的降解作用特征.实验结果证明：在含水率50%及施加了氮磷比为10∶1营养物的样品中,微生物对油污的降解效果最好;通过施加适量的H₂O₂,可增强微生物的活性,进而提高微生物的降解油污能力;提供适宜条件,可以有效地加强嗜油微生物的降解能力及其对链烷烃的选择性降解.     

不同嗜盐机制微生物蛋白质组特性及其识别

选取两种不同嗜盐机制微生物蛋白质组,并将其同非嗜盐微生物蛋白质组进行比较.研究结果发现:积累无机盐的蛋白质氨基酸组成与非嗜盐相差明显,而积累细胞相容性物质的嗜盐蛋白则差异较小,后者分子中His和分子量较小的氨基酸均显著多于非嗜盐蛋白,而Ala则相反;两种类型蛋白质中酸性氨基酸和碱性氨基酸的差值均显著高于非嗜盐蛋白.基于此,使用一种新型Person通用核函数的支持向量机对3种类型蛋白进行识别,其精度可达84.1%,优于其他核函数的支持向量机及其他机器学习算法.     

超越想象极限的生态创意——一组未来绿色城市设计方案

气候多变,灾难频发,环境恶化,资源匮乏,人口激增,未来的地球,哪里才是我们的避风港？全世界的建筑师们都在殚精竭虑,希望从不可能之中创造可能,为面临重重挑战的人类营造一个更加安全的家园。美国《发现》杂志网络版公布的一系列超前的未来绿色城市设计方案看上去匪夷所思,但其中所体现的自给自足的生态理念却值得称道。