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人造折叠体的螺旋手性诱导与控制

人造折叠体的螺旋手性诱导与控制

作者：邵驿淇吉林大学

学位级别：硕士

手性是物质世界的基本特征,它在自然界和生物体中普遍存在。生命体系不仅有常见的分子手性,还存在螺旋手性等高层级手性,如蛋白质的α-螺旋、双螺旋DNA以及胶原蛋白的三重螺旋等。在生物系统中,从分子、大分子到纳米级的分层组装结构的... 详细信息

手性是物质世界的基本特征,它在自然界和生物体中普遍存在。生命体系不仅有常见的分子手性,还存在螺旋手性等高层级手性,如蛋白质的α-螺旋、双螺旋DNA以及胶原蛋白的三重螺旋等。在生物系统中,从分子、大分子到纳米级的分层组装结构的手性和能量信息的转移对于实现生命过程中识别、复制和催化等复杂功能至关重要。目前,科学家们利用化学手段对手性物质的性质和功能进行了广泛的研究,不仅能够精准高效地合成结构丰富的手性化合物,而且拓展了手性物质在生命科学、信息科学、材料科学等学科领域的应用。天然生物大分子通常具有特定的螺旋结构,在维持生命体正常的生理活动中发挥着至关重要的作用,这些折叠的高级结构大多以非共价键的形式连接起来。受到天然高级结构的启发,科研工作者们尝试利用化学合成方法构筑具有明确分子构象的人造折叠体,以期能够模拟天然螺旋的结构与功能,帮助人们理解生命体系中的分子折叠机制。除了构建人造折叠体来实现天然螺旋结构的化学模拟之外,如何控制螺旋结构的手性,揭示螺旋结构之间的手性竞争关系,成为螺旋手性领域亟待研究的重要课题。可以预期的是,当通过共价甚至非共价作用在螺旋折叠结构中引入分子手性时,可以实现对称性破缺现象从分子手性到螺旋手性甚至超分子手性的传递与放大,这为高层级手性材料的设计提供了分子基础。因此,研究螺旋折叠结构中的手性演化过程对揭示手性的层级传递机制以及构建高层级手性结构具有重要的研究意义,也为制备新型手性物质提供了新的思路。本论文旨在利用分子折叠策略合成了具有螺旋结构的人造折叠体,探究从分子手性到螺旋手性的诱导与放大机制,研究螺旋手性在分子内的竞争关系,实现螺旋手性的有效控制。主要研究工作包括两个部分,其一:成功合成了具有单一手性的折叠体分子,并通过环化策略增强了螺旋结构的稳定性,探究了螺旋结构手性的控制问题;其二:通过分子内超分子作用设计一种螺旋内消旋体结构,探究螺旋手性的传递以及在传递过程中的手性竞争问题。这些研究结果为理解螺旋结构的有效控制及其手性变化提供了有价值的信息。具体的研究内容如下:1)人造折叠体螺旋手性的控制利用有机合成与分子折叠策略制备了芳香酰胺螺旋折叠体,并通过各种光谱技术包括晶体衍射表征了它们的分子结构及其螺旋构象。通过在螺旋折叠体的羧基末端(C末端)引入S/R-2-(4-苯基-噁唑-2-基)苯胺手性基团分别获得具有单一左手和单一右手的螺旋折叠体,并利用分子折叠产生的空间效应实现了螺旋构象的共价固定化。通过侧链共价桥连的环化折叠体展现出比未环化的折叠体更高的螺旋构象稳定性,并有效抵抗溶剂以及金属离子络合作用对螺旋结构稳定性的影响。研究表明,环化螺旋折叠体在酸碱调控螺旋手性的过程中可以从解折叠状态回到最初折叠状态,且此过程可以多次循环,展现出优异的手性开关性质。2)人造折叠体螺旋手性竞争利用分子内氢键作用锁住两个螺旋分子实现在空间上螺旋折叠受限的设计理念,成功合成了一种由左手螺旋和右手螺旋组成的内消旋体结构,并通过各种表征技术证明了其左手螺旋和右手螺旋共存结构。通过紫外光谱和荧光光谱探究了内消旋螺旋分子的光谱性质,为高层级手性发光材料的设计提供了新结构模型。同时,圆二色谱实验发现,两个镜像螺旋手性的内消旋分子在手性诱导过程中产生了中间生色基团的手性,表明镜像螺旋手性对中心生色基团的手性竞争不能导致消旋作用,而是受到远程分子手性的控制。这些研究结果证实内消旋结构中手性诱导表现出手性远程控制的特点,这为理解螺旋手性间的传递、竞争以及控制提供了新的思路。

关键词：螺旋折叠体手性控制手性诱导螺旋手性内消旋螺旋分子

材料基因工程技术在电工材料研发中的应用与展望

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材料导报 2024年第13期38卷 208-224页

作者：王博盛鹏徐丽李圣驿白会涛李慧薛晴国网智能电网研究院有限公司北京102209

电工材料是电气装备的基础,其材料特性直接决定电气装备的极限电磁参数。随着科学技术的进步,生产、生活水平的不断提高,人们对电气装备具有的功能和性能的需求日益增加。理论研究和工程实践表明,以传统电工材料为基础生产的电气装备在... 详细信息

电工材料是电气装备的基础,其材料特性直接决定电气装备的极限电磁参数。随着科学技术的进步,生产、生活水平的不断提高,人们对电气装备具有的功能和性能的需求日益增加。理论研究和工程实践表明,以传统电工材料为基础生产的电气装备在功能和性能方面不能完全满足人类社会对先进电气装备快速增长的需求。电工新材料及其应用研究应使未来的电工装备具有挑战更高电磁参数极限的能力。材料基因工程为电工材料设计筛选提供了新的技术手段,通过利用高通量的方式设计与筛选材料,大幅缩短了材料的研发周期,显著降低了研发成本。本文综述了近几年材料基因工程先进理念与前沿技术在电工材料开发中的应用案例,这些案例表明了材料基因工程技术在电工材料研发中的适用性。本文还重点分析了以机器学习为代表的大数据技术在电工材料研发中的应用现状。

关键词：电工材料材料基因工程机器学习高通量计算高通量实验

以数智化为导向的供应链计划高质量管理模式构建与实施

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机械工业标准化与质量 2024年第2期 15-19,38页

作者：向首容李凤谢飞舟航空工业成都飞机有限责任公司

本文通过开展以数智化为导向的供应链计划管理模式应用研究,依据公司发展战略,以问题为导向,借鉴标杆企业供应链管理经验,系统规划、分步实施。从供应链计划管理模式出发,企业通过构建供应链计划管理流程体系、开展生产数据治理、细化... 详细信息

本文通过开展以数智化为导向的供应链计划管理模式应用研究,依据公司发展战略,以问题为导向,借鉴标杆企业供应链管理经验,系统规划、分步实施。从供应链计划管理模式出发,企业通过构建供应链计划管理流程体系、开展生产数据治理、细化计划管控颗粒度、完善供应链计划信息化建设、健全供应链计划绩效评价体系,推动了供应链计划科学编制,保障了供应链计划准时履约,最终提升了供应链运转效率和供应链管理水平,促进了企业高质量发展。

关键词：数智化供应链计划高质量发展

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学思行结合创新工科院校教育硕士人才培养模式

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陕西教育(综合版) 2024年第Z2期 64-66页

作者：吴春容向美仙四川轻化工大学

百年大计，教育为本；教育大计，教师为本。随着时代向前发展，高质量教师队伍逐渐成为提高国民素质、增强人力资源、推动教育发展、推进国家现代化建设的中坚力量。目前，我国正在积极实施“教师教育振兴行动计划”，建立以师范院校为...

百年大计，教育为本；教育大计，教师为本。随着时代向前发展，高质量教师队伍逐渐成为提高国民素质、增强人力资源、推动教育发展、推进国家现代化建设的中坚力量。目前，我国正在积极实施“教师教育振兴行动计划”，建立以师范院校为主体、高水平非师范院校参与的中国特色师范教育体系。高等学校，特别是工科院校，在学校定位、生源储备、师资力量等多方面不占优势的情况下，如何在新时代全面深化改革的新背景下抓住新机遇，如何在教师队伍建设改革的新形势下应对新挑战，探索出符合自身特点与优势的教育硕士人才培养的新模式，将是工科院校教师教育的建设重难点和发展关键点。

关键词：

基于多层级时空图神经网络的风电机组在线异常检测

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电力系统自动化 2024年第5期48卷 107-119页

作者：郑毅王承民刘保良杨镜非黄淳驿上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市200240 沈阳工程学院电力学院辽宁省沈阳市110136

在风电场运营中,准确及时的故障检测是降低风电机组运行维护成本的关键。然而,现有检测方法未充分挖掘功能单元间的潜在时空关联,限制了检测准确性的提升。文中提出了一种基于多层级时空图神经网络的风电机组在线异常检测方法,以提高故... 详细信息

在风电场运营中,准确及时的故障检测是降低风电机组运行维护成本的关键。然而,现有检测方法未充分挖掘功能单元间的潜在时空关联,限制了检测准确性的提升。文中提出了一种基于多层级时空图神经网络的风电机组在线异常检测方法,以提高故障检测的准确性。该方法依据风电机组物理结构,将其功能单元划分为多个子图,从而构筑了一个多层级的时空图神经网络,通过图注意力机制和多头注意力机制全方位地分析风电机组各传感器节点与功能单元之间的关联强度。同时,针对数据采集与监控(SCADA)系统数据的时间关联,设计了动态图神经网络和时间注意力机制,使正常行为预测模型捕捉了SCADA系统数据的时间关联特性,实现了空间和时间特性的有效融合。最后,基于中国上海某风电场的实际数据验证了所提方法的显著有效性。

关键词：风电机组在线故障检测数据采集与监控(SCADA)系统图神经网络

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区域国别视野下亚太地区筝属乐器流变考

南京艺术学院学报(音乐与表演) 2024年第05期 97-107页

作者：胡晓东聂驿欢西南大学音乐学院江西师范大学音乐学院

筝是中华民族最古老的乐器之一，被誉为“华夏正声”。作为文化符号的筝，在中外文化交流史上有着举足轻重的地位和价值，是探究区域国别之间文化交往交流交融的重要利器。在漫长的社会历史变迁中，筝的形制、律调、演奏技法及社会功能... 详细信息

筝是中华民族最古老的乐器之一，被誉为“华夏正声”。作为文化符号的筝，在中外文化交流史上有着举足轻重的地位和价值，是探究区域国别之间文化交往交流交融的重要利器。在漫长的社会历史变迁中，筝的形制、律调、演奏技法及社会功能皆发生了巨大变化，并在亚太地区各国频繁的政治、经济、文化交往交流中广泛传播演变，形成了庞杂的筝属乐器种群。筝属乐器种群的流变不仅表明了“异筝同源”的客观事实，也证实了中华民族及周边国家文化交流互鉴的历史事实，具有深刻的社会影响与丰富的文化价值，彰显出中国乐学理论体系研究在铸牢中华民族共同体意识及构建人类命运共同体进程中的重要功能。

关键词：区域国别研究亚太地区筝属乐器流变文化互鉴

基于CEEMDAN-VSSLMS的滚动轴承故障诊断

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计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 1138-1148页

作者：江莉向世召西安建筑科技大学信息与控制工程学院陕西西安710055

针对传统机械轴承故障诊断模型易受系统噪声干扰、特征识别效率低等问题,提出一种基于信号固有模式深度建模分析的轴承故障诊断方法。首先,将采集到的轴承振动信号进行噪声自适应完全经验模态分解(CEEMDAN),获得不同时间尺度的局部特征... 详细信息

针对传统机械轴承故障诊断模型易受系统噪声干扰、特征识别效率低等问题,提出一种基于信号固有模式深度建模分析的轴承故障诊断方法。首先,将采集到的轴承振动信号进行噪声自适应完全经验模态分解(CEEMDAN),获得不同时间尺度的局部特征信号,使用相关系数判别并去除虚假模态分量,再利用可变步长最小均方算法(VSSLMS)对剩余IMF分量降噪并进行重构;然后,将降噪后的振动信号进行离散小波变换(DWT)得到时频谱图,并利用形态学开运算进行特征增强;最后利用改进GoogLeNet网络模型对特征图进行训练,通过Softmax分类器完成特征归类,从而实现轴承故障诊断。将提出的故障诊断方法应用于不同工况下的轴承故障数据集,试验结果表明,所提方法在噪声干扰下具有较高的诊断精度。

关键词：轴承故障诊断经验模态分解最小均方算法离散小波变换 GoogLeNet模型

月桂酸/硬脂酸/纳米复合相变材料制备及性能研究

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太阳能学报 2024年第4期45卷 532-539页

作者：谭倩莉刘慧芳张铭驿余本东张怡南京工业大学城市建设学院南京210009

取月桂酸(LA)和硬脂酸(SA)作为相变材料(PCM),绘制LA/SA的二元平衡相图。研究发现,当LA与SA质量比为7∶3时,复合PCM达到最低共熔温度31.2℃,适用于建筑围护结构。并将纳米氧化铜(nano-CuO)、纳米二氧化硅(nano-SiO_(2))作为导热增强材... 详细信息

取月桂酸(LA)和硬脂酸(SA)作为相变材料(PCM),绘制LA/SA的二元平衡相图。研究发现,当LA与SA质量比为7∶3时,复合PCM达到最低共熔温度31.2℃,适用于建筑围护结构。并将纳米氧化铜(nano-CuO)、纳米二氧化硅(nano-SiO_(2))作为导热增强材料加入到复合PCM中,通过实验对比不同分散剂种类、不同纳米颗粒与分散剂比例、不同纳米颗粒浓度对实验材料稳定性和均匀性的影响,并基于傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描热量(DSC)测试、导热系数测试以及吸放热过程分析对其热物性进行表征和研究。实验结果表明:0.2%nano-CuO/PCM具有较好的稳定性,熔化潜热和凝固潜热相较于复合PCM分别降低了5.91%、5.44%;导热系数提高了30.0%。

关键词：相变材料纳米颗粒相变潜热热储存热传导吸放热速率

SERF原子自旋陀螺仪中的碱金属气室无磁加热高精度温度控制

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兵工学报 2024年第9期45卷 3288-3296页

作者：刘进容李伟北京航空航天大学北航大科学装置研究院/零磁科学中心北京100191 杭州极弱磁场重大科技基础设施研究院浙江杭州310051

碱金属气室的温度波动与磁噪声是制约无自旋交换弛豫原子自旋陀螺仪灵敏度提升的关键因素。针对这两个问题,采用激光加热方式对气室进行无磁加热,从根本上消除磁噪声,在气室加热面及相邻上下两面装载石墨烯薄膜,进行光热转换、热传导以... 详细信息

碱金属气室的温度波动与磁噪声是制约无自旋交换弛豫原子自旋陀螺仪灵敏度提升的关键因素。针对这两个问题,采用激光加热方式对气室进行无磁加热,从根本上消除磁噪声,在气室加热面及相邻上下两面装载石墨烯薄膜,进行光热转换、热传导以及避免杂散光干扰;采用线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)与热管理技术相结合的方式,提高碱金属气室的控温精度与稳定度。设计基于温控系统的线性自抗扰控制器;从热传导、热对流、热辐射三方面出发设计热结构,优选石墨烯薄膜;搭建碱金属气室温控系统实验平台。研究结果表明,采用LADRC与热管理技术的碱金属气室温控系统的控温精度为±0.003℃,控温稳定度为6 mK。所得研究结果为后续原子自旋陀螺仪灵敏度的提升奠定了基础。

关键词： SERF原子自旋陀螺仪碱金属气室无磁加热线性自抗扰控制热管理技术