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基于双电层作用的环境湿度差发电机理研究

工程热物理学报 2024年第1期45卷 230-234页

作者：严湖平刘珍綦戎辉华南理工大学化学与化工学院广州510640

环境湿度分布不均在自然界中普遍存在,其中包含着大量可用能量。利用湿度差驱动纳米材料中的电子或自由离子的定向运动、从而产生电能是很有发展前景的。然而,自由离子在纳米材料内部通道中的传递过程尚不明确。为此,本文构建了考虑通... 详细信息

环境湿度分布不均在自然界中普遍存在,其中包含着大量可用能量。利用湿度差驱动纳米材料中的电子或自由离子的定向运动、从而产生电能是很有发展前景的。然而,自由离子在纳米材料内部通道中的传递过程尚不明确。为此,本文构建了考虑通道双电层作用的湿度驱动发电理论模型,通过Comsol Multiphysics软件数值求解并进行了实验验证。结果显示,纳米材料内部通道对流经通道的自由离子具有选择透过性,其表面电位越大,离子选择性越强,电压输出越大。同时,通道长度越大,湿度差驱动下的电压输出性能越大,与实际发电器件的运行结果一致。该模拟可通过分析纳米通道内的离子分布,以预测不同种类和尺寸纳米颗粒的电压输出,为后续研究中的材料选择和装配提供指导。

关键词：发电湿度差双电层模拟纳米通道

来源于马赛菌(Massilia sp.)UMI-21的ACS_(MU)和PhaC_(MU)体外表达及功能研究

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微生物学报 2024年第4期64卷 1162-1174页

作者：王明李雪韩雪容吉林农业大学、吉林省菌物表型组学重点实验室吉林长春130118 长春理工大学生命科学技术学院吉林长春130022

【目的】构建马赛菌(Massilia sp.)UMI-21来源乙酰辅酶A合成酶ACS_(MU)和聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoate,PHA)合酶PhaC_(MU)的体外重组表达体系并过表达2种酶,利用体外合成体系确定2种酶在Massilia ***21聚3-羟基丁酸(polyhydroxybutyrate,PHB)合成途径中的主要功能。【方法】利用无缝克隆技术将来源于Massilia ***-21的乙酰辅酶A合成酶基因acsMU和PHA合酶基因phaC_(MU)扩增后与pQE-80L质粒连接,转导大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)构建2个基因的重组表达体系;利用6×His标签纯化蛋白ACS_(MU)和PhaC_(MU),并采用5,5′-二硫双(2-硝基苯甲酸)[5,5′-dithiobis-(2-nitrobenzoic acid),DTNB]法测定其活性;使用体外单相合成系统(one-phase reaction system,OPRS),以(R)-3HB为底物,验证ACS_(MU)和PhaC_(MU)这2种酶在合成PHB途径中的功能。【结果】成功构建了ACS_(MU)和PhaC_(MU)蛋白重组表达菌株BL21-pQE-80L-acsMU和BL21-pQE-80L-phaC_(MU),提纯得到过表达蛋白ACS_(MU)和PhaC_(MU)产率分别为24.8 mg/L和25.6 mg/L;ACS_(MU)酶比活力为(0.148±0.011)U/mg。PhaC_(MU)酶对(R)-3HBCoA的比活力为(0.102±0.011)U/mg;核磁共振氢谱(nuclear magnetic resonance hydrogen spectroscopy,^(1)H-NMR)分析结果表明,使用ACSPt-PCT_(CP)-PhaC_(Re)、ACS_(MU)-PCT_(CP)-PhaC_(Re)和ACS_(MU)-PCT_(CP)-PhaC_(MU)这3条OPRS途径均能合成PHB,产量分别为0.62、0.76和0.64 g/L。【结论】acsMU和phaC_(MU)基因可利用大肠杆菌表达体系过表达并可获得具有活性的可溶性蛋白;对比ACSPt-PCT_(CP)-PhaC_(Re)合成体系,ACS_(MU)替代ACSPt合成PHB产量增加22.58%,在聚合酶相同的情况下,PHB的合成产量依赖乙酰辅酶A合成酶(acetyl-CoA synthase,ACS)合成乙酰辅酶A的稳定性。使用PhaC_(MU)代替PhaC_(Re),对比ACS_(MU)-PCT_(CP)-PhaC_(Re)组合,合成PHB产量减少了15.79%。在聚合前体浓度相同的情况下,PHB合成量依赖聚合酶的活性。

关键词：马赛菌UMI-21 乙酰辅酶A合成酶(ACS) 聚羟基脂肪酸酯(PHA)合酶聚3-羟基丁酸(PHB)合成途径

图像、接受与生命——兴象的现代诗学意义阐微

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北京社会科学 2024年第3期 21-30页

作者：王明辉对外经济贸易大学中文学院

兴象具有民族性审美特征及多方面现代诗学意义,应成为中国诗学的一个核心范畴。首先,兴象是具有整体性、结构性、开敞性的内视图像,超越了语词符号和物象叠加,它与意象不同,可不包含物象,指向整体视觉审美经验。其次,兴象具有生成性、... 详细信息

兴象具有民族性审美特征及多方面现代诗学意义,应成为中国诗学的一个核心范畴。首先,兴象是具有整体性、结构性、开敞性的内视图像,超越了语词符号和物象叠加,它与意象不同,可不包含物象,指向整体视觉审美经验。其次,兴象具有生成性、共生性、生发性,其生成受语境和情境制约。兴象与意境有心观与身临之别,是抵达意境的必由之路。“物象、意象、兴象、意境”可建构新的审美接受次序。再次,兴象源于生命感动,包含欣赏者的全部生命体验,是其生命图式借由艺术品得到的感性印证。兴象审美反对话语生产和技术思维。激活兴象不仅在于理论阐发,还需重返鲜活的审美实践。

关键词：兴象图像接受生命中国诗学

人的自由是否可能?——从“自因”和“意志”看待斯宾诺莎与谢林自由形而上学的差异

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现代哲学 2024年第3期 109-115页

作者：严杭迪复旦大学哲学学院上海200433

斯宾诺莎的因果必然性体系使人不具有绝对自发性意义上的自由,这使他成为意图捍卫自由的德国古典哲学家们的重要对手。一旦在哲学体系中设定了上帝,那么斯宾诺莎式的决定论就是本质性的。谢林既继承了斯宾诺莎式的泛神论,但又要捍卫与... 详细信息

斯宾诺莎的因果必然性体系使人不具有绝对自发性意义上的自由,这使他成为意图捍卫自由的德国古典哲学家们的重要对手。一旦在哲学体系中设定了上帝,那么斯宾诺莎式的决定论就是本质性的。谢林既继承了斯宾诺莎式的泛神论,但又要捍卫与必然性相对的自由,泛神论和自由之间的这一张力需要一种系统性的解决。斯宾诺莎认为意志和理智具有同一性,进而意志作为思想的样式被严格的因果性所规定,这种因果规定的必然性源于上帝自因的必然性。谢林通过“实存者”和“实存之根据”的区分,提出了上帝自因的新构想,同时将意志本原化,在一个泛神论的体系中说明人类意志的绝对自发性。这种解决方式表明,人类自由的可能性并不是一个局部性的问题,而是关乎体系整体的构想。

关键词：谢林自因自由决定论泛神论

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基于量子生成对抗网络的数据重构

计算机工程与应用 2024年第5期60卷 156-164页

作者：江奕达王明明西安工程大学计算机科学学院西安710048

使用神经网络实现数据重构是人工智能领域一项十分重要的研究课题。生成对抗网络(generative adversarial network,GAN)作为近年来人工智能的热门算法,在完成数据重构任务中有较好的表现。量子计算作为一种能够加速经典计算的新型计算模... 详细信息

使用神经网络实现数据重构是人工智能领域一项十分重要的研究课题。生成对抗网络(generative adversarial network,GAN)作为近年来人工智能的热门算法,在完成数据重构任务中有较好的表现。量子计算作为一种能够加速经典计算的新型计算模式,正不断地与经典人工智能算法相融合。其中,量子生成对抗网络(quantum generative adversarial network,QGAN)在图像相关任务中具有良好的表现,但是量子模型的拟合能力还有待提高。故此,提出了一种基于GAN框架的量子-经典混合生成对抗网络(Q-CGAN)用于实现数据重构任务。该框架利用经典网络的非线性提高拟合效果,利用量子特性提供量子加速。使用MNIST手写数据集对比验证了量子模型和混合模型的重构效果,结果显示,Q-CGAN较纯量子生成器在数据重构过程中具有更好的表现。此外,还研究了混合模型中使用不同量子编码方案和不同参数化量子线路对数据重构效果的影响。

关键词：量子计算混合生成对抗网络数据重构

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亚里士多德《气象学》中的矿物成因理论

自然科学史研究 2024年第2期43卷 240-250页

作者：严弼宸清华大学哲学系北京100084

亚里士多德在《气象学》中提出的散发物理论被视作西方矿物成因理论的重要源头。但对该理论的解释通常仅将散发物片面地理解为质料因,这与研究者往往将矿物与其他气象现象割裂,作为专门研究对象孤立看待不无关系。本文将矿石与金属重新... 详细信息

亚里士多德在《气象学》中提出的散发物理论被视作西方矿物成因理论的重要源头。但对该理论的解释通常仅将散发物片面地理解为质料因,这与研究者往往将矿物与其他气象现象割裂,作为专门研究对象孤立看待不无关系。本文将矿石与金属重新置于亚氏气象学的整体结构中,从质料、效力和产生位置三方面解读矿石与金属的成因,分析二者在气象等级秩序中的位置。本文表明,《气象学》中矿石和金属的生成最终依赖于天界,但因二者处于远离天界的气象秩序末端,使天界的影响十分间接。由此阿格里科拉得以彻底颠覆亚氏矿物理论,使矿物成因从天界完全转移到大地自身。地下世界最终在16世纪从《气象学》中的月下气象秩序分离出去,成为独立自足的领域。

关键词：亚里士多德《气象学》矿物成因散发物阿格里科拉

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胺基材料在二氧化碳分离膜领域研究进展

化工进展 2024年第3期43卷 1374-1386页

作者：徐泽文王明王强侯影飞中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室山东青岛266580 浙江油田西南采气厂四川宜宾645250

膜法碳捕集是实现双碳目标的重要途径,但受限于材料本身,膜材料的分离性能存在上限。胺基材料可以和CO_(2)发生可逆反应,能够显著提高膜材料的分离性能,常被作为促进传质的载体引入到膜体系。本文介绍了胺基材料促进CO_(2)传质的机理,... 详细信息

膜法碳捕集是实现双碳目标的重要途径,但受限于材料本身,膜材料的分离性能存在上限。胺基材料可以和CO_(2)发生可逆反应,能够显著提高膜材料的分离性能,常被作为促进传质的载体引入到膜体系。本文介绍了胺基材料促进CO_(2)传质的机理,重点归纳了胺基材料引入到膜体系的4类方法(涂覆法、反应法、接枝法、掺杂法)及制备膜材料的性能,并分析其优势与不足。本文指出胺基材料促进CO_(2)传质机理需要进一步探索,强调开发高胺基密度的膜材料和以更加“牢固”的方式将胺基材料引入膜体系是领域未来需重点发展的方向,利用机器学习提高膜材料设计效率对该领域发展具有指导意义。分析表明真实工况下胺基膜材料的性能稳定性、设备稳定性以及工艺稳定性是值得关注的研究领域,建立完整的胺基膜法CO_(2)捕集技术链仍面临巨大挑战。

关键词：传质二氧化碳捕集分离膜烟道气胺基材料

锂离子电池动态特性对倾转式eVTOL飞行性能的影响

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推进技术 2024年第3期45卷 222-231页

作者：马劲韬张曙光王明凯北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 北京理工大学宇航学院北京100081

为准确分析倾转式电动垂直起降飞行器(eVTOL)飞行剖面的变化和锂离子电池的动态特性对飞行性能的影响,结合锂离子电池等主要部件特性建立电动系统模型,提出考虑电池动态特性的eVTOL飞行器性能计算方法,并应用所提出的性能方法对锂离子... 详细信息

为准确分析倾转式电动垂直起降飞行器(eVTOL)飞行剖面的变化和锂离子电池的动态特性对飞行性能的影响,结合锂离子电池等主要部件特性建立电动系统模型,提出考虑电池动态特性的eVTOL飞行器性能计算方法,并应用所提出的性能方法对锂离子电池动态特性的影响进行分析,提炼eVTOL飞行器对电能的需求规律。示例飞行器性能仿真表明,锂离子电池动态特性对动力系统功率产生影响,使悬停垂降时电池输出功率密度仅为垂起悬停阶段的78%;同时影响巡航性能,使巡航末段单位能耗航时和航程相比于起始段减少16%和17%。

关键词：倾转式 eVTOL飞行器飞行性能评估电池动态特性电能需求规律

乳化液膜污染现象与DLVO理论预测矛盾性解析

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化工进展 2024年

作者：杨严李丹松中国南水北调集团生态环保有限公司中铁水务集团有限公司

采用不同类型乳化剂的含油污水对聚醚砜（PES）超滤膜进行污染机理研究，揭示了膜污染现象与Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek（DLVO）理论预测矛盾性的分子行为诱导机制。结果表明，乳化剂的电性及电位对油滴稳定性有较大影响。在相... 详细信息

采用不同类型乳化剂的含油污水对聚醚砜（PES）超滤膜进行污染机理研究，揭示了膜污染现象与Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek（DLVO）理论预测矛盾性的分子行为诱导机制。结果表明，乳化剂的电性及电位对油滴稳定性有较大影响。在相同过滤时间内，十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）乳化液通量最高，十二烷基磺酸钠（SDS）乳化液通量最低，说明CTAB-乳化液产生的膜污染较轻，SDS-乳化液较严重。DLVO理论预测结论与实验现象相反，CTAB-乳化液中油滴最易接近膜表面产生污染，而SDS-乳化液中的油滴需克服较大的能垒才可产生膜污染。分子模拟结果说明CTAB与膜的吸附能最大，其次为吐温80（Tween 80），SDS最小，且乳化剂分子的吸附能均高于油分子。此外，CTAB和SDS的静电能在总吸附能中均占比较大，而Tween 80与膜的吸附则以范德华力为主导，离子型乳化剂因其带电特性与膜表面有着较强的静电作用。因此，乳化剂在包裹油分子靠近膜表面时，乳化剂分子较油分子优先吸附到膜表面及膜孔中，从而形成隔绝层，且吸附能越大的乳化剂作用越明显。油滴因乳化剂缺失产生的破乳效应及乳化剂吸附膜孔中形成的位阻效应进一步隔绝油的附着，从而减轻膜污染。

关键词：乳化剂膜污染 DLVO 分子模拟吸附能