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一种推导相分离热力学中χc与φc的方法

高分子通报 2024年第2期37卷 270-272页

作者：卢大伟徐渤钧北京化工大学材料科学与工程学院北京102299

聚合物相分离热力学是高分子物理中重要的教学内容,相图临界点的相关参数χ^(c)与φ^(c)是该部分理论教学的难点和重点之一。本文基于自由能-组成曲线本身的数学特点,刍议传统推导方法在教学方面的缺陷与不足。运用导数与基本不等式两... 详细信息

聚合物相分离热力学是高分子物理中重要的教学内容,相图临界点的相关参数χ^(c)与φ^(c)是该部分理论教学的难点和重点之一。本文基于自由能-组成曲线本身的数学特点,刍议传统推导方法在教学方面的缺陷与不足。运用导数与基本不等式两种基本的数学工具,展现了一种新的χ^(c)与φ^(c)的推导方法,该法更加简单,角度新颖,利于学生掌握,并加深学生对相分离临界点相关理论的认识和理解。

关键词：相分离临界点基本不等式自由能-组成曲线导数

定向电场下W6c6团簇的超卤素调制及非线性光学特性

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原子与分子物理学报 2025年第3期 78-82页

作者：蔡璧钧段宇静魏强重庆理工大学理学院

本文采用密度泛函(DFT)方法研究了定向外电场(OEEF)对W6c6团簇几何结构、电子性质以及非线性光学响应(NLO)的影响.计算结果表明W6c6的结构在一定OEEF强度下可以保持稳定. OEEF可以增大W6c6团簇的电子亲和能(EA值),且在特定强度下，OEEF... 详细信息

本文采用密度泛函(DFT)方法研究了定向外电场(OEEF)对W6c6团簇几何结构、电子性质以及非线性光学响应(NLO)的影响.计算结果表明W6c6的结构在一定OEEF强度下可以保持稳定. OEEF可以增大W6c6团簇的电子亲和能(EA值),且在特定强度下，OEEF可以将W6c6团簇转变为超卤素.通过对EA值的非线性拟合可以实现对W6c6团簇的连续调制.进一步对不同外电场下W6c6团簇的最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)能级进行分析，发现OEEF降低了W6c6团簇LUMO能级是其EA值增大的主因.此外，OEEF可以显著增大W6c6团簇的平均极化率和第一超极化率，尤其是第一超极化率，改变其非线性光学性质.

关键词：定向外电场超原子密度泛函理论 NLO W6c6团簇

南极和格陵兰岛GPS连续台站背景噪声时空特性

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地球物理学报 2024年第1期67卷 63-76页

作者：潘元进张小红吴奇文焦佳爽丁浩沈嗣钧武汉大学测绘学院武汉430079 湖北珞珈实验室武汉430079 武汉大学中国南极测绘研究中心武汉430079 大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077

基于GPS观测数据获取的陆地垂向运动对研究现今两极区域的冰川质量变化具有重要的科学意义.受地表环境负荷对GPS时间序列中背景噪声空间异质性的影响,在利用GPS时间序列获取垂向速度场时,估计结果存在较大不确定度.本文针对南极和格陵... 详细信息

基于GPS观测数据获取的陆地垂向运动对研究现今两极区域的冰川质量变化具有重要的科学意义.受地表环境负荷对GPS时间序列中背景噪声空间异质性的影响,在利用GPS时间序列获取垂向速度场时,估计结果存在较大不确定度.本文针对南极和格陵兰岛区域的GPS连续观测时间序列中背景噪声的空间特性对速度场及其不确定度的影响问题,利用地表环境负荷模型(包括大气、非潮汐海洋和水文负荷)和重力卫星GRAcE/GRAcE-FO观测数据反演的地表弹性形变对GPS时间序列进行了改正.通过对改正前后的数据进行背景噪声特性分析,揭示出修正环境负荷形变能够有效降低极区GPS时间序列背景噪声幅度,但是大气和非潮汐海洋负荷改正造成了大多数台站背景噪声谱指数的减小,南极和格陵兰岛分别约为其GPS台站总数的46.1%和84.6%,直接导致了对GPS速度不确定度估计的改善效果不明显.对背景噪声空间异质性的研究结果表明,极区台站的背景噪声参数主要表现为随纬度变化的空间特性.

关键词： GPS GRAcE/GRAcE-FO 环境负荷 GPS背景噪声

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基于地基c波段垂直雷达的青藏高原大气边界层湍流特征研究

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气象学报 2024年第3期82卷 385-397页

作者：洪岚王寅钧阮征鲍艳松南京信息工程大学大气物理学院南京210044 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

基于2014年7—8月那曲地区不同来源的边界层高度资料(包括c波段调频连续波垂直探测雷达(BLH_(cR))、L波段探空(BLH_(SD))、梯度塔观测及欧洲中心再分析数据集(BLH_(ERA5))),分析了边界层高度(BLH)、不同感热通量(SH)和稳定度(z/L或BLH_(... 详细信息

基于2014年7—8月那曲地区不同来源的边界层高度资料(包括c波段调频连续波垂直探测雷达(BLH_(cR))、L波段探空(BLH_(SD))、梯度塔观测及欧洲中心再分析数据集(BLH_(ERA5))),分析了边界层高度(BLH)、不同感热通量(SH)和稳定度(z/L或BLH_(cR)/L)条件下近地层和混合层湍流统计特征及湍流谱。主要结果如下:(1)BLH_(cR)、BLH_(SD)与BLH_(ERA5)互相之间有很好的相关,均方根偏差约为0.6 km。那曲地区BLH_(cR)的日变化较为明显,日较差中值为0.7—0.8 km。在北京时16时BLH_(cR)达最大,样本中值约为1.2 km。(2)随着感热通量增大,近地层垂直速度标准差(σ_(w))、温度标准差(σT)、温度与垂直速度相关系数(R_(wT))逐渐增大,σT增大速率呈线性,σ_(w)和R_(wT)的增大速率在感热通量超过一定阈值后逐渐减小。当-z/LcR)高度,平均值为1.2—1.3 m^(2)/s^(2)。强不稳定时混合层内σ_(w)^(2)略小于弱不稳定;σ_(w)^(2)平均值随感热通量增大而增大。归一化湍流垂直速度方差(σ_(w)^(2)/w_*2)随z/BLH_(cR)增大先迅速增大后逐渐减小,极大值出现在0.35×BLH_(cR)附近。(4)随着不稳定层结的增强,近地层和混合层的归一化垂直速度谱均谱峰左移,谱峰对应的归一化功率谱密度变大。强不稳定时湍流尺度变大、能量增强。

关键词：大气边界层高度青藏高原频谱分析湍流特征

氧化铝包覆富锂锰基正极材料的合成及其性能研究

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氧化铝包覆富锂锰基正极材料的合成及其性能研究

作者：张智琦南昌大学

学位级别：硕士

随着电动汽车与储能系统对高能量密度锂离子电池需求的日益增长,富锂锰基正极材料Li1.2Ni0.13co0.13Mn0.54O2凭借其显著的高比容量特性,成为下一代正极材料的热门候选者。然而,该材料在实际应用中仍存在诸如首次充放电效率低、循环稳定... 详细信息

随着电动汽车与储能系统对高能量密度锂离子电池需求的日益增长,富锂锰基正极材料Li1.2Ni0.13co0.13Mn0.54O2凭借其显著的高比容量特性,成为下一代正极材料的热门候选者。然而,该材料在实际应用中仍存在诸如首次充放电效率低、循环稳定性差、以及电压衰减等问题,这些难题严重制约了其实际应用的进程。为了解决这些问题,本研究提出在富锂锰基正极材料表面均匀包覆一层稳定的氧化铝层,以改善其电化学性能。此外,我们还对富锂锰基材料在全电池体系中的表现进行了探究,这对推动富锂锰基的实际应用具有重要意义。本文研究的核心内容如下:（1）运用溶胶-凝胶法制备出了富锂锰基正极材料,然后用一种简单的湿化学法在其表面均匀地包覆一层Al2O3。通过XRD、SEM、TEM和XPS等表征手段证明Al2O3均匀包覆在正极材料表面。通过对比包覆前后材料的电化学性能以探究包覆对富锂锰基的影响,结果表明由于Al2O3对电极的保护作用,在1c下经历200次循环后,包覆Al2O3的富锂锰基仍能保持140.1 m Ah g-1的放电比容量,并且其容量保持率高达82.35%。而原始富锂锰基在相同循环次数后的放电比容量仅为102.2 m Ah g-1,容量保持率为60.84%。（2）使用富锂锰基材料作为正极,与商业化的石墨负极配合,组装成全电池并对其进行性能评估以探究富锂锰基的具体实用性能表现。由于循环初期出现明显的容量衰减,我们采用了石墨负极预锂化的方法对全电池的性能进行了优化。实验结果表明,预锂化能够有效补偿循环初期形成SEI膜所造成的锂损失,有效提升了全电池的电化学性能。同时,还组装了柔性软包电池,通过弯曲试验和电化学性能测试,证明其在保证高能量密度的同时,也具备优良的柔韧性和适应复杂结构改变的能力。

关键词：富锂锰基材料表面包覆全电池石墨预锂化柔性电池

沙狐染色体水平基因组组装及荒漠环境适应机制研究

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沙狐染色体水平基因组组装及荒漠环境适应机制研究

作者：张智豪曲阜师范大学

学位级别：硕士

沙狐(Vulpes corsac),隶属于食肉目(carnivora),犬科(canidae),狐属(Vulpes),体型中等,分布于欧亚大陆中部的荒漠生境中,皮毛贸易和人类活动对栖息地的干扰是沙狐种群面临的主要威胁。荒漠栖息地内气候条件恶劣,沙狐需要克服高温干旱、... 详细信息

沙狐(Vulpes corsac),隶属于食肉目(carnivora),犬科(canidae),狐属(Vulpes),体型中等,分布于欧亚大陆中部的荒漠生境中,皮毛贸易和人类活动对栖息地的干扰是沙狐种群面临的主要威胁。荒漠栖息地内气候条件恶劣,沙狐需要克服高温干旱、日照时间长和极端的温度变化等不利因素,然而其适应机制尚未明确。因此,本研究基于基因组数据和比较基因组技术揭示了沙狐的荒漠环境适应机制,也为后续对沙狐制定科学有效的保护和管理措施打下了坚实的基础。本研究取得的结果如下:1.通过二代Illumina、三代Nanopore和Hi-c测序技术,成功组装出沙狐高质量的染色体水平基因组,构建的沙狐基因组大小为2.3 G,contig N50和Scaffold N50分别达到了 41.6 Mb和132.2 Mb,结合Hi-c测序技术共挂载到18条染色体上,挂载率为98.72%。整合多种注释手段,在沙狐基因组中注释到22,501个蛋白编码基因,其中20,511个基因被预测到功能,约占总基因数的91.2%。与其他犬科动物的基因组相比,沙狐基因组具有较高完整度,填补了这一物种在基因组数据资源方面的空白。2.基于全基因组数据研究发现沙狐与赤狐的亲缘关系更近且二者的分化时间大约发生在3.7百万年前,系统发育关系与前人研究一致。利用比较基因组技术对沙狐的特有基因、扩张基因家族、正选择基因和快速进化基因进行筛选及富集分析,结果显示多条代谢途径(GO:0030544,GO:0006303,GO:0006096,ko04714和ko00071等)以及具有正选择特征的基因(THADA,SMARccI,MAP3k5,PTPRZ1,kIAA1614,PLA2G2E,PLA2G4D 和 PLB1等)与沙狐适应荒漠环境的机制相关,包括环境胁迫反应,能量稳态与新陈代谢,花生四烯酸代谢等,这进一步加深我们对沙狐适应荒漠环境的认识,为后续的研究提供更多的参考。3.荒漠哺乳动物选择压力和氨基酸位点替换分析表明,三种荒漠哺乳动物(沙狐、双峰驼和小毛足鼠)的正选择基因富集terms聚类到甘油磷脂代谢过程(GO:0006650)和DNA损伤修复(GO:0006974),氨基酸位点发生替换的21个基因与能量代谢和环境应激反应等相关,恶劣的荒漠环境可能是诱导荒漠哺乳动物氨基酸位点替换的主要因素之一。与蛋白质分解代谢相关的ADAMTSL5基因的编码蛋白结构发生了显著变化,在荒漠物种机体代谢的过渡期发挥作用,推测荒漠环境的作用可能改变了其功能。总之,本研究对沙狐基因组进行测序及染色体水平的组装,并采用比较基因组学分析方法研究沙狐的荒漠环境分子适应机制,扩充了不同物种对荒漠环境适应性的认知,并且为后续研究沙狐和其他犬科动物提供了高质量的数据参考。

关键词：沙狐荒漠环境染色体水平基因组比较基因组学适应性进化

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基于最优传输的变分推理研究

基于最优传输的变分推理研究

作者：张智超吉林大学

学位级别：硕士

变分推理是一种强大的机器学习方法,它有效提升贝叶斯推理的计算效率并且可以扩展到大型数据集中。变分推理通过将推理问题转化为优化问题,并简化分布以近似真实的后验分布,在处理复杂模型、高维数据和大规模数据时具有显著的优势。因此... 详细信息

变分推理是一种强大的机器学习方法,它有效提升贝叶斯推理的计算效率并且可以扩展到大型数据集中。变分推理通过将推理问题转化为优化问题,并简化分布以近似真实的后验分布,在处理复杂模型、高维数据和大规模数据时具有显著的优势。因此,变分推理被广泛应用于贝叶斯深度学习和深度生成模型的近似后验分布中。传统变分推理常常使用kL散度(kullback-Leibler divergence)构造变分目标,但kL散度存在严重低估后验方差的问题,并且往往忽视底层数据分布的度量特性,从而影响真实后验分布的近似结果。为了得到更精确的近似后验分布,本文利用最优传输距离衡量近似后验分布和先验分布的距离,以此构建全新的变分目标。最优传输理论是数学中的一个重要分支,该理论主要探究如何找到两个概率分布之间的“最优”重新分配方案,其中“最优”通常意味着在某种代价或距离度量下达到总成本最小化。最优传输距离与kL散度相比,有望提供更紧致、更准确的近似,更好地捕捉数据的多样性,并提供更好的几何解释。实现更精确的变分推理不仅能够增强模型的理论基础,还能在实际应用中带来显著的性能提升,包括提高预测的准确性和可靠性、生成更高质量的数据样本、以及增强模型的解释性和鲁棒性。因此,本文提出了一种新的基于最优传输的变分推理方法,旨在求解贝叶斯模型。本文的具体工作如下:(1)本文首先提出一个基于最优传输理论的新的变分推理目标函数,该函数包含模型拟合项和正则化项。为避免变分目标过度正则化而导致模型拟合信息被忽略,本文引入一个正则化参数λ平衡目标函数中两者的权重。(2)为了进一步优化变分目标,本文采用两种不同的优化方法。一种优化方法是基于Sinkhorn算法,主要适用于离散分布,计算速度更快。另一种优化方法是基于c-变换方法,更适用于连续分布,近似后验分布的精确度更高。(3)本文通过使用合成数据集和真实数据集,在贝叶斯神经网络和变分自动编码器的模型下进行定性实验,定量实验以及消融实验,将本文提出的两种计算方法与变分推理中常见的散度如kL散度,α-散度进行对比,验证了本文提出方法的实际有效性。

关键词：变分推理最优传输 Sinkhorn c-变换随机优化

2,6-薁和双噻吩酰亚胺共聚物的设计合成及载流子传输性能

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科学通报 2024年第1期69卷 45-57页

作者：汪洋向焌钧高希珂中国科学院上海有机化学研究所中国科学院有机功能分子合成与组装化学重点实验室上海200032

本文通过聚合单体的理性设计和直接芳基化聚合策略,实现了薁基聚合物主链中薁单元偶极取向排列方式的精准调控,合成了3个基于2,6-薁和双噻吩酰亚胺的共轭聚合物P(AzBTPD-1)、P(AzBTPD-2)和P(AzBTPD-3),其主链中薁单元偶极排列方式分别... 详细信息

本文通过聚合单体的理性设计和直接芳基化聚合策略,实现了薁基聚合物主链中薁单元偶极取向排列方式的精准调控,合成了3个基于2,6-薁和双噻吩酰亚胺的共轭聚合物P(AzBTPD-1)、P(AzBTPD-2)和P(AzBTPD-3),其主链中薁单元偶极排列方式分别为无规、偶极相反和偶极高度一致.通过紫外-可见吸收光谱和循环伏安法对聚合物的光谱和电化学性质进行研究.基于3个聚合物的有机场效应晶体管(OFET)器件均表现出n-型半导体特性,其中薁单元偶极取向排列高度一致的聚合物P(AzBTPD-3)表现出最优的器件性能,电子迁移率可达0.027 cm~2V^(-1)s^(-1).本工作精准调控了2,6-薁共轭聚合物主链中薁单元偶极取向的排列方式,为薁基聚合物的合成化学和结构-性能关系研究提供了新思路.

关键词： 2,6-薁双噻吩酰亚胺共轭聚合物偶极取向有机场效应晶体管

许氏平鲉（Sebastes schlegelii）esr2a/b基因鉴定、表达分析及在精巢发育中的功能初探

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许氏平鲉（Sebastes schlegelii）esr2a/b基因鉴定、表达分析及在...

作者：张智浩海南热带海洋学院

学位级别：硕士

许氏平鲉(Sebastes schlegelii)是一种重要的人工养殖经济鱼种,其精巢发育年周期受到季节性调控,精子发生涉及多种分子机制,其中,雌二醇E2是精子发生重要的调控因子之一。雌激素受体(ESR)是一类核受体家族,雌激素主要通过雌激素受体介... 详细信息

许氏平鲉(Sebastes schlegelii)是一种重要的人工养殖经济鱼种,其精巢发育年周期受到季节性调控,精子发生涉及多种分子机制,其中,雌二醇E2是精子发生重要的调控因子之一。雌激素受体(ESR)是一类核受体家族,雌激素主要通过雌激素受体介导参与脊椎动物的生殖、性腺发育和性别分化等过程。为了探究许氏平鲉的ESR在精巢年周期发育过程中的功能,本研究克隆了许氏平鲉esr基因,分析了其基因结构、时空表达模式和组织细胞定位,并初步探讨了其在性腺发育和精子发生中功能。通过基因克隆和生物信息学分析,我们鉴定了esr2a和esr2b的全长c DNA序列和基因结构,发现它们都包含雌激素受体的典型结构域,且与其他硬骨鱼的ESR2蛋白具有较高的同源性。通过转录组数据分析,我们发现esr2a在胚胎发育卵裂早期有较高表达,esr2a和esr2b均在性腺中高表达,且两者的表达模式呈现相反的二态性;在成鱼的其他不同组织中均有不同水平的差异表达。通过q PcR和原位杂交技术,分析了esr2a和esr2b在生殖腺发育年周期中的表达动态和空间分布,发现它们主要分布在精巢支持细胞和晚期生殖细胞中,在精巢和卵巢中的周年表达动态有显著差异,在精巢中两者的表达水平在精子发生早期显著升高。为了探究esr2a和esr2b的功能,我们使用雌激素受体激动剂DPN对精子发生再生期的许氏平鲉进行活体刺激,结果显示DPN处理能够促进精原细胞的增殖和分化;差异基因分析显示,DPN处理影响了减数分裂相关基因和微管蛋白相关基因的表达,这些基因在精子发生的过程中起着重要的作用。综上,我们的研究初步揭示了esr2a和esr2b在许氏平鲉精巢发育中的表达特征和功能,为深入理解雌激素受体在鱼类精子发生中的作用机制提供了新的线索。

关键词：许氏平鲉精巢发育年周期雌激素受体表达模式雌激素受体激动剂