生物学

斐波那契数列是由意大利数学家莱奥纳多·斐波那契在1202年提出的一种著名的数列,从数列中的第3个数字起,每一个数字都是前两个数字之和,写出来就是1、1、2、3、5、8、13……你知道吗?这一数列特征在自然界中几乎无处不显示出来,     

花叶序研究拾趣

大自然中花样繁多的花叶序服从于一个统一的原理,即最小弹性能构型原理。利用无机材料的内核/壳层结构可获得三角铺排花样和多组菲波纳契螺旋花样。进一步地,绕植物茎杆的各种叶序也可以从条状平直空间的应力点阵花样构造出来。这些结果为叶序学的力学原理提供了令人信服的证据。     

内核/壳层微结构上应力诱导点阵花样研究

力学性能失配较大的多层结构自高温状态冷却收缩时会积聚很大的应力, 其应力失稳模式可表现为多种有序的应力花样, 可用于微纳米结构的自组装, 其中支撑面的几何结构对其上的应力分布点阵具有决定性的影响. 本文介绍了在球形和圆盘形内核/壳层上通过应力工程形成的三角铺排和菲波纳契螺旋花样, 探讨了以相互排斥粒子的最小能量构型为模型的特征应力花样与其支撑结构的几何之间关系的普适性, 并将此模型用于解释自然界中花叶序的多样性与特征不变性.     

植物如何优化器官的排列方式?斐波那契螺旋

斐波那契(约1175~约1240)也许是生活在丢番图之后费尔马之前这2000年间欧洲最杰出的数论学家。他出生在意大利那个后来因为伽里略做过落体实验而著名的斜塔所在的城市里,现在那里还有他的一座雕像。数学中有一个以他的名字命名的著名数列:1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233 ……此数列从第三项开始每一项都是数列中前两项之和。这个数列是斐波那契在他最重要的著作《算盘书》的“兔子问题”中提出的。在问题中他假设如果一对兔子每月能生一对小兔(一雄一雌),而每对小兔在它出生后的第三个月,又能开始生小兔,如果没有死亡,由一…     

优选法的对称试验最优性

在实际应用中,通过试验的办法尽快求得只有一个最优方案问题的近似最优方案的方法,统称为优选法。利用斐波那契数列和黄金分割数来构建的近似黄金分割法类,是优选法中最重要和常用的一类方法。本文给出了近似黄金分割法类的第一个试验点与相应试验方法具有最大对称试验最优性次数之间的关系,据此可以判定任一近似黄金分割法的最大对称试验最优性次数。     

斐波那契数列与纸艺树

<正>自然界中充满了奇妙的事物,小到细胞分裂,大至飓风和星系,都有斐波那契数列的存在。大自然中奇妙白的斐波那契数列,也许正隐藏着宇宙万物形成的真谛。树木的生长具有一定的规律,新生的枝条往往需要一段"休息"时间,供自身生长,而后才能再萌发新枝。所以,一株树苗在一段时间的间隔后——例如一年——长出一条新枝;第二年新枝"休息",老枝依旧萌发;老枝与"休息"过一年的枝桠同时萌发,当年生的新枝则下一年"休息"……这种轮换休息的一株树,各个年份的枝桠数就可以制作成下面一张有趣的表格:     

转动磁中子星的表面能级及其观测效应

在中子星表面有一层致密的金属壳层,它是一种由铁核构成的体心点阵晶态物质,密度约为10~4克/厘米~3,即约相当于普通金属的10~3倍.对于转动的有磁场的中子星,由于常常存在较差转动,金属壳层与磁场之间可能有相对运动.这样,转动的磁场就会在金属表面内感生电场.其场强E值可达10~8～10~9静电单位. 表面物理的研究已经表明,表面的强电场会造成电子的表面态,或表面能级.因为,指向表面内部的电场与表面势一起构成一个势     

破译仙人球生长的奥秘

我们看到的很多植物 (比如 :向日葵的花瓣和仙人球的芒刺 )所呈现出的螺线状生长图案都准确地服从斐波那契 (Fibonacci)数列 1,1,2 ,3,5 ,8,13,2 1,… ,(第一、第二位都是 1,从第三位开始 ,后一项等于前二项之和 ) .以仙人球为例 ,从球顶中心的芒刺开始 ,画螺线 ,将每一根芒刺与跟它最接近的芒刺连接起来 ,便可得到 3组分别含有 3,5 ,8根芒刺的“螺线” .为什么会出现这种现象 ,一直是一个谜 .如今 ,这个问题已得以解决 :因为这种图案能使生长的植物的机械应力最节省 .美国亚利桑那大学的研究生PatrickShipman猜测这种仙人球芒刺的排列形…     

迷人的“骑士旅游世界”问题

一、问题的提出这是一个著名的问题:在8×8格的国际象棋棋盘上,象棋马能否从某个格子出发一次不重复地跳遍所有64个格子最后再回到出发的那个格子? 国际象棋中的马,英语为knight,恰好又     

量子交换代数的张量积

域K上两个代数的张量积还是一个代数。类似地,拟三角Hopf代数(H,R)上的代数(H-模代数)的辫化张量积仍是H-模代数。但一般来说,H-模代数A,B是H-交换不能保证A(?)B仍是H-交换的,文献[1]中证明了当(H,R)为三角Hopf代数时,A,B为H-交换可推出A(?)B也为H-交换。本文在更一般的背景下(对任一Hopf代数H,考虑其Yetter-Drinfel’d范畴_H~HYO中的代数)来研究量子交换代数的辫化张量积成为量子交换代数的充要条件,作为推论得知文献[1]中上述结论反过来亦成立,从而得到三角(余三角)Hopf代数的一种新的刻画。由于将拟三角Hopf代数的作用和余拟三角Hopf代数的余作用统一在一起进行研究,同时也可获得对偶情形的结果。     

聚合物电解质包裹金核银壳纳米棒制备双模式光学细胞成像探针

报道了一种新型的荧光及表面增强拉曼散射(SERS)双模式光学成像探针. 该探针以金核银壳纳米棒为SERS增强基底, 其表面标记拉曼分子产生SERS信号. 随后通过层层吸附的方法在标记了拉曼分子的金核银壳纳米棒表面包裹聚合物电解质. 最后在聚合物电解质层上连接异硫氰酸荧光素产生荧光信号. 将探针置入HeLa细胞, 实现了荧光、SERS双模式成像. 该探针具有以下优点: (1) 能产生荧光、SERS两种信号, 实现双模式光学成像; (2) 金核银壳纳米棒具有优异的SERS增强能力, 使得探针进入活细胞后仍能提供高信噪比的SERS信号; (3) 聚合物电解质在形成隔离层避免荧光信号被金属淬灭的同时, 提高了探针的生物兼容性. 这种双模式光学成像探针在药物输运和肿瘤靶向等研究中具有重大的应用前景.     

横跨天山的人工爆炸地震剖面

横跨天山的人工爆炸地震测深剖面揭示出天山的地壳结构。结果表明,天山地壳分为上地壳和下地壳两层结构,层速度和厚度纵向和横向变化都很大。上地壳底部断续分布低速层,莫面深度在奎顿地区为４７ｋｍ,沙雅地区为５０ｋｍ。天山之下莫霍面变深,北天山和南天山交界处之下达到最深,为６２ｋｍ。地壳Ｐ波平均速度６．１－６．３ｋｍ／ｓ,上地幔顶部Ｐ波速度为８．１５ｋｍ／ｓ,奎屯炮记录的剖面识别出两组可靠的莫霍面反射波震相     

改变固/液界面润湿性提高原油采收率的实验室研究

利用改进的Ｗａｓｈｂｕｒｎ方程测量固体粉末的润湿性，研究了十二烷基苯磺酸钠（ＳＤＢＳ）水溶液在硅胶及高岭土两种固体粉末表面上引起的润湿性变化，用荧光猝灭法测定了ＳＤＢＳ在水溶液里的胶束平均聚集数。探讨了十二烷基苯磺酸钠水溶液在固体粉开表面的润湿性，表面活性剂的临界胶束浓度（ＣＭＣ）与表面含油粉末脱油率的关系，对在非超低界面张力条件下，通过改变固／液界面润湿性提高原油采收率作了实验探讨。     

吉林省南部元古宇内陨石消融型高铬铁宇宙尘的成分与形貌特征

在吉林省南部无古宇石英岩的人工重砂样品中发现磁性铁质微球粒首批44粒,具有陨石消融型宇宙尘的典型特征.一般特征 微球粒的粒度,最小粒径0.01mm,最大粒径2.35mm,一般粒径0.2～0.3mm.微球粒的形貌可分为:(1)圆球体,较普遍;(2)椭球体,包括椭球体、纺缍体、卵圆体、葫芦形和水滴形等;(3)连球体,较常见;(4)扭曲体;(5)不规则碎片或残缺球粒微球粒表面普遍被熔壳包裹,黝黑色至灰黑色,部分球粒呈棕黄色,风化表面呈褐红色粉末,有的局部附着琥珀黄色橄榄石,熔壳表面一般比较平整,有的具乳头状排气孔,有的具扭曲纹,有不少微球粒熔壳局部脱落,露出壳层结构,第二层表面具金属光泽.微球粒不透明,强磁性,熔壳呈暗淡光泽,双连球具磁极性.微球粒的硬度大于玻璃.     

次序模板法合成中空多壳层结构材料的发展与挑战

中空多壳层结构材料因具有由外至内次序排列的多个壳层,赋予了材料独特的时空有序性,在电化学储能、太阳能转换、电磁波吸收、催化、气敏、药物释放等领域有着巨大的应用潜力.然而由于结构的复杂性,缺乏普适可控的合成方法成为制约该新型功能材料发展与应用的关键.次序模板法的发展,实现了中空多壳层结构材料的普适可控合成,促进了该领域的迅速发展.本文简单回顾了中空多壳层结构材料合成方法的发展历程,主要总结了次序模板法从提出到日益成熟的发展过程,深入分析了次序模板法的特点与适用范围,剖析了次序模板法促进中空多壳层结构材料迅速发展的原因,最后探讨了中空多壳层结构材料在可控合成上面临的挑战和未来的发展方向.     

单层双曲抛物面壳在强震下的动力稳定性分析

借助Ansys有限元软件，对一单层双曲抛物面网壳在地震作用下的动力稳定性进行了研究，在考虑结构的几何非线性和材料非线性的前提下，对在强震下结构关键节点位移随地震加速度峰值的变化情况进行了跟踪。获得了对其塑性发展情况的认识，同时分析了不同地震波对结构动力稳定性的影响。     

绿色小天地

吃过晚饭度步片刻，我到客厅看电视。墙壁上105时超大屏幕上的图像使人有身临其境之感；而在侧面的那片在柔和灯光下很显眼的绿色植物景观，使人有置身田园之感。这是一个可开启的大块玻璃中的绿色小天地。虽只有数平方米的底面积，但却有5层的主体结构。底层是控制柜、管道、肥料库和循环水库Z第一层有个微型湖泊，养着鱼、虾、蟹、鳖，周围种植桃、梅、桔、苹果等低矮良种果树；第二层是个菜园，四季时新菜蔬不断；顶上两层是无土栽培的番茄、芹菜……这是一个基本实现生物循环、自动控制的智能系统，它是传统园艺知识、现代生物技术、机…     

磁性多层膜中SiO2/Ta界面反应及其对缓冲层的影响

磁性多层膜常以金属Ta作为缓冲层，利用磁控溅射方法在表面有300nm厚SiO2氧化膜的单晶硅（100）基片上沉积了Ta/NiFe/Ta薄膜，采用X射线光电子能谱（XPS）对该薄膜进行了深度剖析，并且对获得的Ta4f和Si2p的高分辨XPS谱进行计算机谱图拟合分析，结果表明在SiO2/Ta界面处发生了化学反应；15SiO2 37Ta=6Ta2O5 5Ta5Si3，该反应使得界面有“互混层”存在，从而导致诱发NiFe膜（111）织构所需的Ta缓冲层实际厚度的增加。     

壳模型研究~(10)Be和~(12)Be中的转动带结构

基于WBP和YSOX两种核子-核子相互作用,用壳模型计算研究了~(10)Be和~(12)Be的激发能谱.为了解激发态的结构性质,用轨道角动量分解方法对~(10)Be和~(12)Be的激发态波函数进行了分析,预言了可能存在的转动带结构.研究了中子数N=8壳层下~(10)Be和~(12)Be中的跨壳效应与转动带之间的关系,比较了WBP和YSOX两种相互作用计算结果的异同.此外,还研究了~(10)Be和~(12)Be核的转动特性.研究结果可为今后相关实验提供有用信息.     

龟壳是怎样进化而来的？

正化石证据正在为我们解开一个困惑人们已久的谜团——乌龟背上那层奇特而坚硬的壳是怎么来的?多年来,科学家已经找到了一些古老的龟壳已完全成形的海龟化石。这些海龟都与现代龟类非常相似,它们的上下颌都没有牙齿,全身覆盖着一层龟壳,因此无法为龟壳的起源提供线索。最近,科学家新发现了一些龟壳还没有完全成形的远古龟类的化石,通过它们,科学家正在揭开进化史上一个令人困惑的谜团:龟壳是如何进化形成的?