岩石电镜扫描图像的分形特征研究

基于分形和景观生态学的相关理论,开发了岩石电镜扫描图像的分形维数和间隙度指数分析程序.通过对某地下洞库的两种不同岩性的岩石所得到的电镜扫描图片进行分形维数和间隙度指数计算,讨论图像放大倍数和阈值大小对其二者计算结果的影响和规律.研究结果表明:放大倍数和阈值对于电镜扫描图像分形特征参数的计算具有重要的影响,分形维数和间隙度指数可以定量地描述电镜扫描图像的特征,对于揭示岩石的力学机理有着重要的意义.     

滨海软土微观孔隙测定方法

土体孔隙结构是其重要物理力学指标,对研究土体变形、破坏有重要意义。通过室内试验(SEM、CT技术)及数值模拟(Arc GIS)对滨海软土的孔隙结构、孔径大小及分布进行研究,就土体在分级荷载下的二、三维孔隙结构进行探讨。将基于CT试验的Arc GIS三维孔隙率、PCAS统计的SEM二维孔隙率、利用SEM二维图像计算的三维孔隙率、压汞试验实测孔隙率进行对比,分析不同方法测定孔隙率的精确度。同时对SEM图像进行测量和分析,统计不同孔径的孔隙数量随荷载的变化规律,从而分析软土的固结机理和微宏观力学性质。研究表明:随竖向荷载增大,土体大孔隙逐渐被压缩,孔隙平均直径逐渐减小,总孔隙体积减小,结构单元之间变得紧密,表观孔隙率减小。土体的轴向、径向和体积的收缩变形是由于孔隙的压缩以及颗粒的变形引起的,同时孔隙的分形维数受孔隙的压缩和颗粒的影响较大,周长-面积法求取孔隙的分形维数受阈值选取影响,但体积-面积法不受阈值选取的影响。     

基于碱激发剂作用下火山灰的活性研究

掺碱激发剂火山灰-水泥既可以有效利用火山灰和保护环境,又可以改善火山灰-水泥胶凝材料的性能.选用掺合料为火山灰,变换不同含量的碱激发剂(氢氧化钠与水玻璃),测定龄期为7、28、90 d时混凝土的力学性能,确定最佳组合,并进行电镜试验,观察微观结构.研究结果表明:掺碱激发剂会使胶凝材料的强度随碱掺量的变化而变化,掺氢氧化钠的早期强度要优于掺水玻璃的早期强度,而后期掺水玻璃的强度要比掺氢氧化钠的强度发展得好.     

纤维增强磷酸钾镁水泥砂浆力学性能研究

研究了PVA纤维、PP纤维、玻璃纤维三种纤维在不同的w_(S/C)下对磷酸钾镁水泥砂浆力学性能的影响.结果表明:三种纤维都能在一定程度上增强磷酸钾镁水泥砂浆的力学性能,对磷酸钾镁水泥砂浆早期力学性能的影响比较大,后期力学性能的影响会有所降低.其中,PVA的增强效果最为明显,PP纤维次之,玻璃纤维增强效果最弱.同时得出,在同种纤维条件下,w_(S/C)不是磷酸钾镁水泥砂浆抗折强度的主要影响因素,但是其抗压强度均随着w_(S/C)的增大而增大.     

北部湾玉足海参和花刺参骨片结构与营养成分研究

为明确玉足海参（Holothuria leucospilota）和花刺参（Stichopus variegatus）的骨片结构及营养成分,本研究利用扫描电子显微镜观察玉足海参和花刺参的骨片,采用国家标准测定其营养成分。结果表明,玉足海参的骨片类型为桌形体、扣形体、穿孔板体,花刺参的骨片类型为桌形体、花纹样体、C形体。营养测定结果显示,玉足海参与花刺参含量最多的成分是水,分别为93.83%和96.63%,差异显著（P<0.05）。干物质中,粗蛋白质含量分别为52.90%、53.10%,灰分含量分别为36.80%、35.47%,均不存在显著性差异（P>0.05）;粗脂肪含量分别为1.15%、0.89%,存在显著性差异（P<0.05）;盐分含量分别为15.32%、23.16%,还原糖含量分别为0.63%、0.76%,总糖含量分别为1.74%、1.14%,存在极显著性差异（P<0.01）。本研究的结果丰富了玉足海参和花刺参基础生物学资料,同时营养分析结果表明2种海参均为高蛋白低脂的优质食品,有很高的经济价值,可以对其进一步开发利用。     

异军突起的冷冻电镜技术——2017年度诺贝尔化学奖成果简析

 2017年诺贝尔化学奖授予Jacques Dubochet、Joachim Frank和Richard Henderson 3位科学家,以表彰他们在开发用于溶液中生物分子高分辨率结构测定的冷冻电镜技术方面的贡献。本文将简述这3位科学家的获奖工作,并展望冷冻电镜技术的发展前景。     

I型组蛋白去乙酰化酶复合物结构生物学研究进展

I型组蛋白去乙酰化酶复合物是从酵母到人所有真核生物中都保守的依赖于锌离子的组蛋白修饰酶。酿酒酵母Rpd3S和裂殖酵母来源同系物Clr6S包含多个亚基,可以被甲基化修饰的组蛋白H3第36位赖氨酸招募到相关核小体位点,随后对组蛋白H3和H4上的乙酰化修饰位点进行去除,以防止隐匿转录的发生。文章总结了近期关于I型组蛋白去乙酰化酶复合物结构生物学及生化方面的研究进展,对I型组蛋白去乙酰化酶复合物识别核小体底物并对其乙酰化位点进行特异性去除的分子机制进行了讨论。     

水玻璃固化模拟月壤抗压强度增长机理分析

月球基地建设需要大量建筑材料,其中原位利用月壤能有效减少材料和运输成本。为了研究水玻璃固化模拟月壤抗压强度增长机理,分别进行了不同水玻璃掺量下的模拟月壤单轴抗压强度试验,X射线衍射和SEM(scanning electron microscope)电镜扫描试验,得到了水玻璃固化模拟月壤的单轴抗压强度变化规律,分析了能量变化特征和微观结构。研究结果表明：掺入适量水玻璃能提高模拟月壤的单轴抗压强度;采用掺量为5%的水玻璃,在85℃条件下养护28 d模拟月壤的抗压强度可达到3.23 MPa;此时模拟月壤的总能量和弹性能均达到最大值,随着水玻璃掺量不断增加,耗散能整体上呈现下降趋势。微观结构分析表明：水玻璃的碱激发作用和吸附作用所生成N—A—S—H凝胶、钙矾石(AFt)等水化产物填充在颗粒周围,松散的骨架颗粒通过凝胶胶结成致密的网状结构,从而使模拟月壤的强度得到提高。     

干燥温度及纤维素类含量在秸秆干燥过程中的影响分析

选小麦,水稻、玉米、棉花四种农作物秸秆为研究对象,分别进行80、100、120℃条件下的干燥试验,利用电镜扫描观察其经过220℃烘焙后的结构形态.结果表明,四种秸秆的干燥速率差异性随温度升高而逐渐减小,具有较高木质素的小麦秸秆失水率最低,而纤维素类及木质素含量较小的棉花秸秆失水率最高、干燥程度最深.在高倍放大情况下,经220℃烘焙后的小麦、水稻秸秆的纤维呈网状和管状排列,固相物质明显,可看到清晰的脉络且结构紧致,而玉米、棉花秸秆内部纤维呈棍状和屑状排列,空隙占比较大,说明在秸秆干燥过程中,网状、管状纤维结构不利于水分的扩散和迁移,是阻滞秸秆干燥速度的重要因素.     

冷冻电镜三维重构在CPU-GPU系统中的并行性

为了有效地发掘和利用异构系统在应用和体系结构上的并行性,以冷冻电镜三维重构为例展示如何利用应用程序潜在的并行性.通过分析重构计算所有的并行性,实现了将动态自适应的划分算法用于任务在异构系统上高效的分发.在曙光星云系统的部分节点系统(32节点)上评估并行化的程序性能.实验证明:多层次的并行化是CPU与GPU异构系统上开发并行性的有效模式;CPU-GPU混合程序在给定问题规模上相对单纯CPU程序获得2.4倍加速比.