向经验学习的艺术

斯坦福大学的布拉德雷·埃夫隆(BradleyEfron)说:“统计学实在是被人们小看了。”大多数从根本上想到统计学的人都只是单单把它看作一种工具,一种能说出数据是否有意义的方法,或对信任区间作出估计的方法。然而,统计学是一个深刻的哲学课题,它要弄清我们是怎样向经验学习的。这是一个变化着的领域,充满着争论,而且当它的使用者利用大规模运算能力时,它正开始改变其本质。四十五岁的埃夫隆是新统计学的开拓者之一。他曾发明了一种极有希望的新统计学工具,称之为“靴襻”(bootstrap),他说,“它能用思索代替运算”。虽然统计学常常被认为是数学的一个分支,但     

细胞传感器的研究进展

细胞传感器（cell-hased sensor)是生物传感器研究中的一个热点，它利用活细胞作为探测单元，可以测量被分析物的功能性信息，细胞传感器敏感性高，选择性好，响应迅速，在生物医学，环境监测和药物开发中有广泛的应用，近年来，细胞培养技术，硅微机械加工技术及基因技术的发展，进一步推动了细胞传感器的研究，为阐明近年来国际上细胞传感器的最新研究成果和进展，综合评述了各类细胞传感器的研究方法，应用领域和面临的挑战，最后，提出了细胞传感器的发展方向。     

纳米结构氧化铜修饰的石英晶体微天平用于氰化氢气体传感的研究进展

综述了有关氧化铜纳米材料修饰的石英晶体微天平(quartz crystal microbalance,QCM)传感器的发现及其对氰化氢传感性能的系列研究工作.首先简要介绍了剧毒气体氰化氢及其现有检测方法和石英晶体微天平.然后讨论了不同结构和形貌的氧化铜纳米材料的合成和表征.在此基础上介绍了以氧化铜纳米材料为敏感膜,以高灵敏度QCM为检测平台的传感器的制备及其对氰化氢独特而优异的传感性能.进一步探讨了氧化铜纳米材料修饰的QCM传感器对氰化氢的传感机理.最后,就该领域研究存在的问题及未来的研究和应用方向进行了讨论、总结和展望.     

毫微科技的里程碑--智能灰尘

人们最不愿意在自己的工厂、卡车或者办公室中看到漂浮的灰尘,但有一种灰尘则另当别论,它就是“智能灰尘”。不过“智能灰尘”并不是真正意义上的灰尘,实际上它是一个有无数超微型传感器组成的监测系统,人们的最终目标是把每一个传感器都缩小到1mm3大小甚至更小,这就是“智能灰     

聚合物科学家协助研制生理传感器

微小的酶——或者叫抗体——从葡萄糖到杀虫剂的敏感物质的基本探测器,在塑料领域看到了它的前途。如果生理传感器--分析溶液或体液用的微小的电或光学的探针--是个实验室工作人员,他们的耳朵会发烫:"干得慢、净弄错、看不出结果,不适应新形势,容易沾染工作空间",是某些制造它们达20年的研究人员的评论,甚至当生理传感器已经成为对葡萄糖     

分析昆虫翅膀的传感器

为了揭开至今仍未破解的昆虫飞行的谜团,日本东京大学信息工程系的一个科研组最近开发出一种可装到蝴蝶翅膀上的超微传感器。用来破解蝴蝶、蜻蜒等昆虫如何用翅膀飞行的机理。这种检测压力的微型传感器厚度只有0.3毫米,重量仅0．7毫克。其核心部位是一枚超薄硅片．通过该膜片在飞行中的挠曲程度分析蝴蝶翅膀上的空气压力变化。专家在翅宽6厘米的黑凤蝶翅膀上开孔装上这种传感器,并连接50厘米长的细线进行检测,结果表明,起飞时翅膀上的空气压力是正常飞行状态的2倍。     

纤毛传感器

人造皮肤技术的下一步发展可将其灵感归功于甲壳虫翅膀。研究者试图研制出一种柔性传感器,能像甲壳虫休息时翅膀上互锁的微毛发所触发的皮肤感知触碰一样检测到机械压力。"你可以想象得到,在互锁中会发生一个大的界面接触,这是一个灵敏的传感器的优秀特点。"首尔大学首席研究员卡帕·杨·苏(Kahp Yang Suh)在邮件中写道。因为接触到这么多表面区域,一个依赖于纳米纤维连接的传感器甚至能检测到改变纤维相对位置的极小扰动。     

第四种电力:燃料电池

燃料电池是一种化学电池,但是它工作时需要连续地向其供给活物质(能起反应的物质)——燃料和氧化剂,这又和其他普通化学电池不大一样。由于它是把燃料通过化学反应释放出的能量转变为电能输出,所以才被称为燃料电池。燃料电池是利用水电解逆反应的一种“发电机”。它由正、负极和夹在正、负极之间的电解质板所组成。最初,电解质板是利用电解质渗入多孔的板而形成,现在正发展为直接使用固体的电解质,在工作时,向负极供给燃料(氢),向正极供给氧化剂(空气)。氢在负极分解成正离子氢(H+)和电子e-,氢离子进入电解液中,而电子则沿外部电路移向正…     

相对论赝势ab initio研究——KX~-(X=Cl,Br,I)的电子结构

碱金属卤化物负离子(MX~-)具有非常特殊的电子结构和性质,它也为电子与闭壳层的强偶极分子相互作用提供一个极好的模型。曾有人用静电模型来描述这一相互作用,认为电子是“附着”于偶极分子的正极一端。也有人用极化模型来描述,认为卤素负离子(X~-)使中性的碱金属发生极化。Jordan等人用ab initio方法对比较轻的离子LiF~-,LiCl~-,     

微裂纹的非线性超声检测研究进展

非线性超声对微裂纹具有较高的检测灵敏度.本文从理论模型、数值模拟和实验检测3个方面综述了非线性超声检测微裂纹的研究进展.基于微裂纹面的"呼吸"效应和"滑移"机制,介绍了非线性超声检测微裂纹的理论模型.从微裂纹的非线性响应和几何参数对非线性超声的影响规律及微裂纹定位方面,介绍了非线性超声检测微裂纹的数值模拟与实验研究进展...     

分子印迹表面增强拉曼散射传感器的构建与应用

分子印迹表面增强拉曼散射(MI-SERS)传感器,将具有构效预定性、识别特异性和应用普遍性的分子印迹聚合物(MIPs)作为识别元件,结合表面增强拉曼散射(SERS)光谱检测技术的指纹识别、无损、高灵敏和快速的优良特性,提高了传感器的分析性能,为复杂基质痕量分析提供了新方法. MI-SERS传感器凭借高效、精确、无损等成为新兴的研究热点,在环境监测、食品安全、生物医药等领域显示了广阔的发展前景.本文综述了MI-SERS传感器构建与应用的新进展.首先,介绍了基本的传感机理,以及根据使用场景、操作过程和检测模式进行的结构分类.然后,从MIPs制备策略和SERS基底改良入手,阐述了提高传感器性能的印迹策略和条件优化方法,并探讨了传感器的即时检验应用.最后,提出了MI-SERS传感器在稳定性、增强机理、普适性、绿色可持续性方面可能面临的挑战,展望了其构建和应用前景.     

双层点电荷配位场(DSPF)模型和不均匀Feynman力效应

一、双层点电荷配位场(DSPF)模型 从双原子键的三中心模型看来,任一单核络合物MX_n(略去电荷符号),可看作由n个M—X_i键支撑。而每一个M—X_i键又可看作是由两个正性的原子实和其间的有效键电荷构成的双原子三中心键。可用Z_M~*和Z_(Xi)~*表示中心原子和配位原子在电荷分布平衡状态下的有效核电荷。有效键电荷q_i的大小可按文献[1]的式(12)计算     

基于水溶性导电高分子材料的高灵敏度生物传感器

导电高分子材料是一类重要的有机高分子材料，目前已经在很多领域发挥了重要作用。水溶性导电高分子材料在荧光生物传感器中的应用是高分子材料科学与生物科学交叉的重要组成部分。导电高分子材料具有很高的光能采集效率和荧光特性，同时又具有“分子导线”功能。利用导电高分子材料的光能采集与电子/能量传递作用实现在荧光生物传感中的信号倍增效应可以有效地提高传感检测的灵敏度，并可以实现以此为基础的高灵敏度生物传感器。本论文对水溶性导电高分子材料通过电子传递或能量传递作用实现在基因、抗体、酶等方面的检测应用进行了综述，并探讨了实现固相传感和芯片化检测的可能性。在对已有工作进行总结的基础上，讨论了这一领域的主要研究方向。     

聚碳酸酯静电纺丝微纳结构的形貌控制

生物检测、组织工程支架、过滤薄膜和催化剂载体等领域都需要比表面积较大的高分子薄膜. 聚碳酸酯(PC)具有优良的机械性能和生物相容性, 是合适的高分子薄膜备选材料. 静电纺丝是一种大规模制备微纳米纤维薄膜材料的简单而有效的方法, 静电纺丝薄膜具有较大的比表面积. 然而, 如何控制PC静电纺丝的形貌还很少系统研究. 本文主要报道如何制备连续、均一的PC静电纺丝. 我们分别将不同种类的表面活性剂(包括阴离子型、两性离子型、非离子型、阳离子型)加入到PC/氯仿溶液中, 进行静电纺丝; 结果只有在添加阳离子型表面活性剂才能够得到形貌均一的PC静电纺丝. 通过分析溶液的黏度、表面张力、电导率与静电纺丝产物形貌的关系, 发现添加阳离子型表面活性剂降低PC溶液的黏度是PC静电纺丝成功制备的主要因素, 相信PC静电纺丝形貌控制的研究对其他材料的静电纺丝制备有借鉴作用.     

孤立子

孤立子(soliton)是应用数学领域中出现的一个新概念,它具有种种特有的性质,所以在物理学和其他一些应用科学中得到了广泛的应用。小至基本粒子被看作是孤立子,大到木星上著名的红斑也被认为是木星大气的孤立子;从超导约瑟夫森结具有孤立子解的性质,到生物学中认为神经细胞     

秋冬老人宜穿棉织品

在气候干燥的秋冬季，人们都会受到“静电”的侵扰。人体活动时，皮肤与衣服之间、衣服与衣服之间互相摩擦，便会产生静电。随着家用电器增多以及冬天人们多穿化纤衣服，家用电器所产生的静电荷会被人体吸收并积存起来，加之居室内墙壁和地板多属绝缘体，空气干燥，因此更容易受到静电干扰。老年人的皮肤相对比年轻人干燥，心血管系统老化、抗干扰能力减弱，因此老年人更容易受静电的影响。     

聪明的蛇形侦察机器人

据《新科学家》周刊报道,英国科学家最近发明了一种蛇形侦察机器人,这种机器人运用了达尔文的进化论,即当它被敌人的炮火损坏后还能继续移动。这种蛇形机器人目前还只是一个实验室原型,科学家们将它设计成可以被直升机空投并在战场上爬行,同时利用光学、声频以及其他传感器来侦察敌人的活动。由于紧靠地面并像蛇一样向前爬行,因此这种蛇形机器人将会比依靠轮子或履带缓慢移动并缺乏防御能力的一般侦察机器人更具隐蔽性,功能也更齐全。     

HDTV争夺战与数字技术

进入90年代,信息技术领域日趋激烈的一个竞争热点就是新一代电视——高清晰度彩电(HDTV)。它被认为是对今后的经济成功至关重要的高技术领域之一。在这场争夺战中,除了日本、欧洲一些国家和美国之外,亚洲“四小龙”中的韩国和中国台湾也济身其     

生物传感技术开发应用现状和发展前景

生物传感器是一种由生物元件和物理元件构成的分析仪器，生物元件所提供的特异性反应及其信号由物理元件即传感器转变成光信号或电信号，用作生物元件的材料有：抗原、抗体、酶、核酸、受体、细胞和细胞器。它01能够与被测物起特异性反应、物理元件包括：光导纤维、测声仪器、压电晶体、及应用于电化学的各种电极。已有一些文章分析生物传感器的前景。一些优秀的技术专家估计到1997年其销售额将超过10亿美元。最近的一份报告则认为1．5～2亿美元，这一预测更为合理。Chemcor，研制DNA在微芯片上应用的基因传感器的公司，其销售额估计在200…     

水泥弹簧——断裂力学在混凝土材料科学中的应用

水泥能否制成弹簧,这在以前一直是一个难以想象的问题。可是两年前,伯查尔(J.D.Birchall)等英国科学家已提出了申请制造“水泥弹簧”的专利,并发表了有关论文。众所周知,水泥和混凝土的致命弱点就是抗拉强度很低(约30～100kg/cm~2),抗拉与抗压强度之比(简称拉压比)只有1/10,所以它们属于脆性材料。脆性材料一般来说都不容易被压坏,但很容易被折断,