金属玻璃异常放热现象与隐藏非晶相变研究进展

金属玻璃因其简单的金属键结合及原子密堆积结构而成为研究非晶物理的理想材料模型。解开玻璃形成液体的微观结构可以探寻玻璃形成能力的秘诀。许多非晶合金体系在玻璃转变点以上、结晶温度以下表现出异常放热现象,暗示在超过冷液相区间隐藏着非晶相变,这一现象的微观结构本质困扰了学界逾四十年。近来,中子和同步辐射散射等大科学装置的发展为揭示隐藏非晶相变的机制提供了原位、无损以及从原子到纳米级别的多尺度"探针"。最新研究发现Pd-Ni-P这一典型的具有异常放热现象的原型非晶合金在临界转变温度处发生了重入超过冷液体转变,其内在微观机制为中程有序结构的演变所导致的液-液相变。同时通过恰当的热处理,人们可以方便地调控这一类非晶合金的微观结构。经过统计几种具有异常放热现象的典型金属玻璃体系的热物理参数,发现异常放热峰可能与玻璃形成能力有一定的关联。金属玻璃中的异常放热现象及其隐藏的非晶相变为开发新型非晶合金体系并改进合金的性能提供了新的思路。     

硅酸盐熔体的物理化学性质研究进展及其应用

硅酸盐熔体具有高度的物理和化学活性, 是地球乃至其他类地行星内部物质和能量迁移的重要载体. 它们在地球内部层圈形成和演化的岩石学和动力学过程中发挥了关键作用. 充分了解高温高压条件下各种成分硅酸盐熔体的物理化学性质, 是正确认识与壳幔部分熔融相关的各种地质现象(如深部岩浆作用和火山喷发)的先决条件. 硅酸盐熔体自身的物理化学性质分为热力学性质(包括热力学状态函数和均相反应平衡常数)与动力学性质(包括迁移性质和均相反应速率常数). 针对硅酸盐熔体性质的研究, 近年来在高温高压实验和分析技术、计算方法(特别是第一原理分子动力学模拟)、理论模型以及熔体宏观性质与微观结构之间联系等方面都取得了很大进展. 通过与地球物理和地球化学观测的结合, 熔体性质领域的研究进展显著改进了我们对地球内部状态和地质过程的理解. 本文综述了硅酸盐熔体物理化学性质研究的成果和现状, 阐释了一些具有重要意义的应用实例, 并展望了该领域未来的研究趋势.     

A review of nutriology of food hydrocolloids

Most current commercially important hydrocolloids could be considered as dietary fibers.A great deal of research has focused on the bio-function of hydrocolloid materials resulting from their chemical structure,including antioxidant properties,bacteriostatic capacity and cancer prevention.However,the colloidal properties of hydrocolloids in water-holding,high viscosity,gelling and indigestion,which are characterized by macromolecules,also contribute to the human health.Therefore,the nutritional value of hydrocolloids deriving from their colloid properties is defined as colloid nutriology.More specifically,hydrocolloids in this study refer to dietary fibers which are metabolically inert or fermented in the colon or large intestine.Based on this conception,this mini-review attempts to elaborate the nutritional value of hydrocolloids resulting from its colloidal properties.     

自然界“军备竞赛”中的材料科学

自然界中的生物材料具有优异的力学性能与独特的功能特性,这主要归功于它们复杂而巧妙的微观组织结构。特别是在长期的自然选择与生存竞争中,生物体进化出各种各样的天然武器,实现强力攻击与稳固防御这两种本身相互矛盾的技能之间的完美平衡。探索自然界"军备竞赛"中的材料科学能够从仿生角度为人造材料的优化设计提供宝贵的启示和灵感。文章阐明了典型天然武器的种类、形式、组织结构和力学性能特征,提炼了它们同步实现进攻与防御效果的共性的内在设计原则,总结了这些原则在促进新型仿生人造材料、器件与装置研发方面应用的最新进展,并进一步探讨了生物力学与仿生材料研究面临的机遇与挑战。     

非电行业烟气氮氧化物催化净化

氮氧化物(NO_x )严重威胁人体健康和生态环境。随着火电行业烟气NO_x 初步实现超低排放,非电行业烟气NO_x 排放控制成为重中之重。NH₃ 选择性催化还原NO_x 是最有效的NO_x 控制技术。非电行业烟气含有SO₂ 、碱性物质以及重金属等杂质,易导致催化剂中毒失活。针对NO_x 净化催化剂低温活性不足、SO₂ 中毒、碱金属中毒以及复合中毒等关键难题,文章综述了各类低温抗中毒NOx 净化催化剂的研究进展,总结了提高催化剂的低温活性、抗SO₂ 中毒、抗碱金属中毒以及抗复合中毒的策略。文章为开发低温抗中毒NOx 净化催化剂提供了研究思路,为推进NO_x 净化催化剂在非电行业烟气NOx 净化中的实际应用提供理论指导。     

ITS的最新分配技术

ＩＴＳ是智能交通系统的简称，是近几年国外发展起来的一种先进的车路自动化系统。它的特点是能够随时捕捉运行车辆的动态性质并为车辆提供最优的径路选择，对运行车辆实行智能化的诱导与控制，以达到减少交通拥挤和交通事故为目的。本文首先综述了国外近年发展起来具有代表性的三类ＩＴＳ的分配技术，并对这些技术各自的优缺点进行了简要的评述。最后介绍了两种关于这方面研究的最新成果。     

矩阵的半张量积: 一个便捷的新工具

矩阵的半张量积是一种新的矩阵乘法. 它将普通矩阵乘法推广到前阵列数与后阵行数不等的情况. 推广后的乘法不仅保持了原矩阵乘法的主要性质, 而且, 具有伪交换性等比推广前更好的性质. 因此, 这是一个便捷而有力的新的数学工具. 在简单介绍它的历史、定义和主要性质之后, 本文对半张量积的本质及其优越性进行了分析, 从而揭示它的合理性及有效性.接着, 着重介绍它在若干领域的应用. 包括(1) 非线性(控制)系统的半张量积方法; (2) 布尔网络的结构分析与控制; (3) 半张量积在数学、物理中的其他应用. 最后, 本文对目前在研及可能突破的问题作了一个较详细的介绍, 并对其潜在应用前景作了展望.     

应力下OsSi2电子结构和光学特性研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论(Density Functional Theory)赝势法, 对各向同性形变下OsSi₂的电子结构、态密度和光学性质进行了理论计算. 计算结果表明, 当晶格常数从96%, 100%, 104%依次进行各向同性形变时, OsSi2的带隙逐渐减小. 当晶格参数被压缩到原来的96%时, OsSi₂的间接带隙值E_g=0.928 eV, 当晶格参数被拉伸到原来的104%时, OsSi₂的间接带隙值E_g=0.068 eV. 其光学特性曲线向低能方向漂移, 晶格拉伸使得OsSi₂的静态介电函数增大而压缩使其减小; 晶格压缩可以使其吸收响应增强, 进而提高光电转换效率.     

基于DNA/RNA的逻辑门与逻辑运算

DNA和RNA具有精确的分子识别能力以及强大的信号存储能力. 利用DNA/RNA分子的生物学特性来构建分子级别的逻辑门并实现逻辑运算是近年来计算机科学和分子生物学交叉产生的新兴领域, 引起了研究者的广泛关注. 本文介绍了利用DNA/RNA分子的酶活性、结构特性来构建逻辑门的方法, 探讨了将单一逻辑门整合成复杂的逻辑运算的途径. 并且对于DNA/RNA逻辑门在体外检测和体内诊疗等生物医学中的应用进行了介绍, 提出了未来的发展方向.     

对FRP加固钢筋混凝土柱问题的初探

文章介绍了FRP材料的基本力学性能,分析其改善钢筋混凝土柱力学性能的机理及影响因素。     

基于细胞膜仿生策略的纳米颗粒在肿瘤治疗中的应用

随着纳米技术的发展，纳米颗粒凭借其物理、化学、生物学优势被广泛应用于医学领域。然而，生物安全性差、血液循环时间短、靶向能力弱等缺点，仍然限制着纳米颗粒在肿瘤治疗方面的应用。作为一种天然生物材料，细胞膜拥有独特的生物学性质。细胞膜仿生策略赋予纳米颗粒不同的生物学性质，弥补了纳米材料本身的不足，扩大了纳米颗粒在肿瘤治疗方面的应用。文章主要介绍细胞膜仿生纳米颗粒的制备方法以及膜仿生策略在肿瘤治疗中的应用与研究。     

基于细胞膜仿生策略的纳米颗粒在肿瘤治疗中的应用

随着纳米技术的发展，纳米颗粒凭借其物理、化学、生物学优势被广泛应用于医学领域。然而，生物安全性差、血液循环时间短、靶向能力弱等缺点，仍然限制着纳米颗粒在肿瘤治疗方面的应用。作为一种天然生物材料，细胞膜拥有独特的生物学性质。细胞膜仿生策略赋予纳米颗粒不同的生物学性质，弥补了纳米材料本身的不足，扩大了纳米颗粒在肿瘤治疗方面的应用。文章主要介绍细胞膜仿生纳米颗粒的制备方法以及膜仿生策略在肿瘤治疗中的应用与研究。     

计算机模拟技术在航空发动机涡轮叶片制造中的应用

航空发动机涡轮叶片结构复杂,制造工艺繁琐,在高温高压环境下服役需要使用特殊的材料——单晶高温合金。随着叶片几何结构的日趋复杂(如空心、薄壁等),单纯依靠经验和实验进行叶片研制和工艺开发已经落后于时代的要求,而模拟仿真技术不仅能够计算凝固过程中的各项参数,极大地丰富研发手段,而且能够精准、高效、可视化地分别针对缺陷、性能进行预测和优化,从而达到工艺-组织-性能相耦合的多尺度、全流程模拟的目标。     

听黄土粒儿说滑坡

 黄土受自身结构属性影响,在自然或人为外力的作用下易诱发滑坡灾害。据统计,中国至少有1/3的滑坡灾害发生在黄土高原,滑坡发育密度已经高达每平方千米6个,每年新增滑坡灾害百余起。黄土滑坡已成为黄土高原最具代表性的地质灾害。从黄土的基本属性入手,通过拟人表述,重点介绍了黄土滑坡的自然与人为诱因,并对黄土滑坡与人类的协调方式进行讨论,以期能让大众了解黄土滑坡灾害,提高灾害防控意识。     

略谈音乐的自然属性和社会属性

深刻剖析音乐的自然属性与社会属性,详细分析音乐的这二种属性的本质内容,以及它们之间存在的相互关系。     

无机纳米材料的生物催化活性

目前,无机纳米材料模拟生物酶催化活性的报道得到了纳米技术领域的广泛重视,模拟葡萄糖氧化酶的纳米金和过氧化物酶的磁性纳米颗粒就是其中的典型代表.与常规的生物酶相比,无机纳米颗粒稳定性较强,受酸碱、温度等因素的影响较小;而且易于制备和纯化,生产成本低,容易被标记和修饰,具有广泛的研究和应用前景.此外,由于无机纳米材料低毒、生物相容性好的特点,这些纳米颗粒还有望在生命体的生理代谢过程中发挥重要的作用.相关的研究已经证明了无机纳米材料的酶学性质,并在催化机理层面进行了初步的探讨.本文综述了无机纳米材料在生物酶催化活性方面的研究进展与应用前景,希望能够为此类纳米材料更加科学合理地运用于生物催化领域提供参考.     

图的关联着色

文章综述了图的关联图以及关联图的一些性质,给出了关联着色已有的一些结果。     

Recent progress in physical effects of Berry phase in condensed matter systems

In this pedagogically oriented review, we discuss the concept of Berry phase in quantum physics, paying particular attention to their manifestation in Bloch electrons. We have discussed, within the limited scope and passage, a few examples to illustrate the rich and fascinating manifestations of Berry phase in our understanding of many a physical property of a wide range of materials, including optoelectronic responses and quantum transport properties. It is also demonstrated that various topological phases of current interest are characterized by topological numbers, which are in fact incarnations of the Berry phase. A discussion of various techniques for gauge fixing, which may be important to the computation of Berry phase related properties, is also included.     

仿蝗虫脚掌的机器人脚结构设计及其优化

基于蝗虫脚掌有利于稳定附着的主要几何形态和材料特性,设计了一种新型具花瓣型结构的机器人仿生脚掌结构,并利用非线性有限元方法对其进行了接触力学和抓地性能分析.同时,利用快速成型法制备了机器人仿生脚掌试样,对其进行摩擦性能实验,以验证有限元分析结果的可靠性,并在此基础上进一步对脚掌结构进行优化设计.研究结果表明,仿蝗虫脚的机器人脚掌结构具有优良的地面抓附能力.在保证机器人脚一定承载能力的条件下,花瓣数目越少,机器人脚掌的抓地性能越好.