南京椴群体遗传多样性和遗传结构分析

【目的】 南京椴(Tilia miqueliana)为江苏省重要的乡土树种,野外资源稀缺。南京椴野外群体遗传多样性和遗传结构的探索,可为资源保护、品种选育及遗传改良提供依据。【方法】 以南京椴5个天然群体[江苏宝华山(P1)、牛首山(P2)、安徽皇藏峪(P3)、安徽蜀山(P4)和浙江天台山(P5)]93个体为实验材料,选用15对多态性EST-SSR引物,进行遗传多样性及群体遗传结构分析。【结果】 ①用15对引物共检测等位基因数(A)总和为96,平均值为6.4,四倍体基因型(G)和四倍体特异基因型(G_i)总和分别为441和251,特异基因型比率(R₁)和种质鉴别率(R₂)均值分别为45.73%和17.99%。②在5个群体中,每个位点等位基因数(A_loc)和四倍体基因型丰富度均值(G_loc)分别为5.50±2.43和9.41±4.29;平均观测杂合度(H_o)和平均期望杂合度(H_e)为0.61±1.43和0.62±0.14。参考各群体G_loc和H_e值,确定遗传多样性较高的群体为P1和P3。③群体间遗传分化较小,遗传分化系数(G_st)仅为0.030;AMOVA分子变异分析显示,群体多样性水平变异来自于群体内(96%)。④聚类和遗传结构Structure分析显示,5个群体可划分为2组(组1包括P1、P2和P5;组2包括P3和P4)。Mental检验结果表明遗传距离与地理距离之间无显著相关。【结论】 南京椴群体均具有丰富的遗传多样性,其中宝华山群体和皇藏峪群体多样性较高,群体扩张可能是以这两个种群为中心,经人类活动迁移至其他区域。但南京椴群体间未形成明显分化,主要是由于植株寿命长,群体缺乏自然更新,加之群体间存在人为种子传播。因此,本研究提出通过建立隔离区,明确优先保护群体、加大植株异交,并采用人工繁育及种质回迁的方式保护南京椴野外群体。     

超高杨氏模量Ti2C–Ti复合材料的互联通组织和弯曲行为

钛基复合材料因其优异的比强度和高温性能在航空航天领域有广泛的应用前景,然而,现有钛基复合材料陶瓷相含量普遍较低,杨氏模量不足。为了大幅提高钛基复合材料的杨氏模量和强度,本文基于Hashin-Shtrikman理论设计了具有互连通微观结构的钛基复合材料。结果表明,当Ti2C含量达到50vol%时,原位反应产生了由Ti2C颗粒组成的互连通微观结构。在制备的复合材料中,颗粒内Ti层片呈双尺度分布,宽度分别为10 和230 nm。反应烧结过程中Ti2C颗粒内未反应Ti长大形成大尺寸Ti片层,降温过程中过饱和Ti2C内Ti原子直接析出形成小尺寸Ti片层。具有互连通微观结构的复合材料具有优异的性能,杨氏模量达174.3 GPa和抗弯强度达1014 GPa。与纯钛相比,复合材料的杨氏模量提高了55%,这归因于高Ti2C含量和互连通微观结构。高强度来自于强界面结合、互连Ti2C颗粒的载荷传递作用以及双尺度颗粒内Ti层片,其极大地降低了平均裂纹驱动力。原位加载弯曲试验表明,裂纹先在最大拉应力区域的Ti2C{001}解理面和Ti2C晶界处萌生。此外,颗粒间Ti晶粒能有效抑制裂纹扩展,从而防止复合材料发生脆性断裂。     

通过物相和形貌演变提升多级结构CF@NiO/Ni复合材料的吸波性能

轻质和高效的碳基微波吸收剂在解决日益严重的电磁污染方面具有重要意义。为了解决单一碳纤维材料阻抗匹配差和损耗机制单一的缺点,本文采用水热法和退火处理方法,在碳纤维上原位制备了具有可调控物相和形貌的多级结构NiO/Ni纳米片阵列。结果表明,随着退火温度的增加,NiO/Ni体系中金属Ni的含量增加不仅增强了磁损耗同时也改善了阻抗匹配。另外,NiO/Ni纳米片呈现出明显的多孔结构。NiO/Ni、NiO/C、 Ni/C丰富的界面结构有助于极化损耗的增强。得益于三维导电网络、多级异质结构、强偶极子/界面极化、多重散射和良好的阻抗匹配等优点,最佳样品CF@NiO/Ni-500仅在3wt%填充量下,最小反射损耗达到-43.9 dB,有效的吸收带宽高达5.64 GHz。此外,雷达散射截面的仿真结果表明CF@NiO/Ni复合涂层能够有效抑制电磁波散射。本研究不仅丰富了碳纤维基吸波材料的结构设计与调控研究,也为碳基吸波材料的轻质宽频研究提供了新思路。     

超长电力隧道被遮挡固壁间接吸热效果分析

为量化隧道被遮挡固壁间接吸热的效果,采用数值模拟的方法,研究超长隧道与土壤内部温度分布特征。结果表明,被遮挡固壁内部会形成明显的切向温度梯度,通过切向传热间接吸收隧道内空气中的热量,相当于将吸热面积增大15%～30%。为将间接吸热效应纳入隧道固壁吸热量的计算中,引入遮挡修正系数,并根据数值结果给出遮挡修正系数与隧道长度间的关联式,以便于工程实际中的应用。     

基于DDPM模型的高压管汇冲蚀磨损数值模拟

为探究考虑颗粒间相互作用的高压管汇冲蚀磨损机理,通过计算流体力学方法研究了高压管汇固液两相流的速度、压力、湍动能和湍流耗散率,通过正交试验设计25组仿真,对比分析DDPM模型和DPM模型的数值模拟结果,得到工况参数、空间夹角、颗粒特性对高压管汇冲蚀速率的影响规律。结果表明：在用CFD方法对高压管汇进行冲蚀磨损数值模拟时,DDPM模型对高压管汇岐型三通冲蚀磨损的预测精度好于DPM模型;空间夹角在60°～90°时,最大冲蚀集中在三通相贯线和相贯线两侧面;空间夹角在30°～45°时,最大冲蚀集中在三通相贯线处;随着颗粒形状系数减小,流速4 m/s到12 m/s,冲蚀速率逐渐增大,最大冲蚀速率变大1.4倍,并在流速最大时达到峰值;结论可为高压管汇结构优化和剩余服役寿命预测提供理论支撑。     

超疏水材料表面的空气膜与自清洁作用对细菌黏附行为的影响

超疏水材料因其特殊的润湿性被广泛用作抑菌材料,许多研究认为超疏水材料与细菌溶液间的空气膜是其抑菌的关键因素,但鲜有研究能直接证明空气对细菌黏附的影响.本文应用电化学阳极氧化法和分子自组装方法,在钛箔表面制备了超亲水的二氧化钛纳米孔柱阵列(NPA)和超疏水的NPA.通过超声去除超疏水NPA固-液界面的空气膜,对比研究细菌在超疏水样品有无超声情况下的黏附,其中细菌黏附应用荧光显微镜进行表征.结果表明,超疏水NPA相对于超亲水NPA表现出明显的抗菌效果;肉眼可见的空气膜在局部区域内,可明显阻碍细菌的黏附,从而影响细菌在超疏水材料表面的分布;但从黏附细菌的整体数量对比,超疏水NPA固-液界面的空气膜对细菌的黏附数量并没有显著影响.此外,超疏水材料表面黏附的细菌易在常规的实验漂洗过程中脱离材料,这提示了在考察超疏水材料的抑菌性能时,需要考虑材料的自清洁作用对其抑菌性能表征的干扰.     

针对大规模数据的分布一致缺失值插补算法

缺失值插补(missing value imputation,MVI)作为数据挖掘领域的重要研究分支,旨在为机器学习算法的训练提供高质量的数据支持。不同于现有的以算法性能提升为导向的MVI算法,为对大规模数据的缺失值进行有效插补,该文提出一种以数据结构还原为导向的数据分布一致MVI (distribution consistency-based MVI,DC-MVI)算法。首先,DC-MVI算法基于概率分布一致性原则构建了用于确定最优插补值的目标函数;其次,利用推导出的可行缺失值优化规则获取与原始完整值保持最大分布一致性且方差最为接近的插补值;最后,在分布式环境下,针对大数据的随机样本划分(random sample partition,RSP)数据块并行训练DC-MVI算法,获得大规模数据缺失值对应的插补值。实验结果表明:DC-MVI算法不仅能生成与原始完整值保持给定显著性水平下概率分布一致的插补值,还具有比另外5种经典的和3种最新的MVI算法更快的插补速度和更好的插补效果,进而证实DC-MVI算法是一种可行的大规模数据MVI算法。     

编者按:结构与功能镁合金专刊

       镁合金有诸多优良性能如高比强度,良好的铸造性能及阻尼性能, 作为轻量化结构材料在交通运输业及航空业有广泛的应用前景。为了拓宽镁合金的应用前景,过去在如何进一步提高镁合金的高温性能和如何进一步改善镁合金的室温塑性与成型性方面进行了大量的研究。镁合金除了在结构方面的应用外,它们也可被开发为功能材料应用于相关领域。基于镁合金自身的腐蚀特点、良好的生物相容性与人体骨骼相近的弹性模量,其被研究开发为可降解医用材料应用于体内。除医疗方面的功能性应用外,镁合金在作为电池阳极材料和储氢材料方面也表现出巨大的潜在应用前景。       遗憾的是镁合金还存在几个方面的应用瓶颈,如室温塑性及成型差、形变不对称性、强度低。作为潜在医疗植入降解材料,其降解速度又过快。为了解决这些问题, 促进镁合金的广泛应用, 开发高性能镁合金结构材料及其功能材料已成为当前材料科学、生物科学及能源领域的研究热点。       因此,为了解镁合金开发及其应用方面的最新进展及考虑到进一步拓宽镁合金应用的重要性,我们推出了就镁合金开发、加工工艺、合金的表面处理、及作为储氢材料的专刊。本专刊共收录了17篇论文,包括1篇镁合金表面处理综述及16篇研究论文。希望通过本专刊收录的论文能够帮助相关研究人员对镁合金作为结构材料及功能材料的研究进展方面有综合全面的了解。     

基于区块链技术的物流行业信用监管问题及对策研究

我国物流行业市场主体信用缺失现象频发,制约了行业的健康高效发展。区块链具有去中心化、不可篡改、可信任性、可追溯、全网记账等优势,为物流行业监管机制的创新提供了路径。该文在梳理物流行业监管现状的基础上,构建了基于区块链技术的物流行业信用监管系统,从技术路线选择、业务内容和逻辑结构三个维度解构了信用监管系统,进而提出加快区块链技术与物流行业信用监管的深度融合,提升信用监管效率的对策。     

长江口底层水中有机锡赋存特征及其在低氧区的行为

2019年夏季在长江口―东海海域纵向断面上进行现场采样和观测,获取了12个走航站位和低氧区1个连续测站的水质数据和24个底层水样,样品经过滤、固相萃取和乙基化衍生等处理后利用气相色谱-质谱联用仪检测了9种有机锡化合物浓度,旨在分析其在长江口海域的空间分布和潮汐变化特征,并探索其在口外低氧区的行为。结果表明,在长江口海域底层水体中溶解态有机锡质量浓度范围为33.9～203 ng·L^-1(以Sn计,以下同),平均值为125 ng·L^-1;仅有42%样品检出三丁基锡(TBT),其质量浓度最高可达53.1ng·L^-1,其余8种有机锡化合物检出率可达92%～100%。其中,甲基锡类质量浓度为(36.7±16.2)ng·L^-1,约占溶解态有机锡质量浓度的20%～40%;丁基锡类质量浓度为(33.1±22.0)ng·L^-1,约占溶解态有机锡质量浓度的16%～45%;苯基锡类质量浓度为(55.7±12.4)ng·L^-1,约占溶解态有机锡质量浓度的26%～59%。在河口最大...