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High-precision modeling of tide-induced 3-D magnetic field and analysis of geomagnetic satellite orbit requirements

Science China Earth Sciences 2024年第1期67卷 165-178页

作者： Zhengyong REN Cong YANG Hongbo YAO xu tang Jingtian tang Keke ZHANG Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geological Environment Monitoring Ministry of Education Central South UniversityChangsha 410083China Hunan Key Laboratory of Nonferrous Resources and Geological Hazards Exploration Changsha 410083China School of Geosciences and Info-Physics Central South UniversityChangsha 410083China State Key Laboratory of Lunar and Planetary Sciences Macao University of Science and TechnologyMacao 999078China

Ground-based magnetic observatories and geomagnetic satellites can observe the induced magnetic field generated by the motion of seawater containing sodium and chlorine *** the three-dimensional(3-D)spatial distribution of tide-induced magnetic fields(TIMF)is crucial for inverting the electrical conductivity structure of the oceanic *** also serves as an essential basis for designing optimal geomagnetic observatories and satellite ***,existing methods for simulating TIMF suffer from limitations in inaccurately modeling realistic coastlines,heterogeneous land and sea surface properties,and complex deep Earth structures,thereby the interpretational level of TIMF data is *** overcome this issue,we developed a tetrahedral-based finite element method for simulating TIMF,which can efficiently approximate realistic coastlines,heterogeneous land and sea surface properties,and complex deep Earth ***,we derived the boundary value problem for the seawater motion-induced electromagnetic field,which was solved using the vector finite element method based on tetrahedral ***,using the latest ocean depth and seafloor sediment layer models,we constructed a 3-D conductivity model of the Earth,which includes realistic coastlines,heterogeneous land and sea conductivity *** then computed the TIMF using the M_(2)tidal source as an example and validated our method by comparing it with results obtained from spherical harmonic finite element and integral equation ***,utilizing the computed high-precision M_(2),N_(2),and O1 TIMF signals,we marked global observatories capable of observing strong M_(2),N_(2),and O1 TIMF signals and predicted alternative stations suitable for tide signal ***,we calculated TIMF at heights of 450 and 200 km for the Macao Science Satellite 1 and its subsequent *** results indicate that the amplitude of the tidal-induced magnetic field at

关键词： Ocean motional induction Electromagnetic induction Ocean tides Geomagnetic satellite Macao Science Satellite 1

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Underwater RGB-D imaging system with millimetric precision

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Science China(Information Sciences) 2024年第10期67卷 383-385页

作者： Yajun GAO Yang CONG xu tang Mingxue LI State Key Laboratory of Robotics Shenyang Institute of Automation Chinese Academy of Sciences Institutes for Robotics and Intelligent Manufacturing Chinese Academy of Sciences University of Chinese Academy of Sciences College of Automation Science and Engineering South China University of Technology

In recent years, underwater fine three-dimensional reconstruction technology has emerged as a focal point in research, exhibiting extensive potential applications, particularly in underwater archaeology and resource e... 详细信息

关键词： SINGLE CAMERA

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Reducing Subspaces of Toeplitz Operators Induced by a Class of Non-analytic Monomials over the Unit Ball

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Acta Mathematica Sinica,English Series 2024年第7期40卷 1767-1777页

作者： Yan Yue SHI Bo ZHANG xu tang Yu Feng LU School of Mathematical Sciences Ocean University of ChinaQingdao 266100P.R.China School of Mathematics and Information Sciences Yantai UniversityYantai 264005P.R.China School of Mathematical Sciences Space Engineering UniversityBeijing 101416P.R.China School of Mathematical Sciences Dalian University of TechnologyDalian 116024P.R.China

In this paper,we describe the minimal reducing subspaces of Toeplitz operators induced by non-analytic monomials on the weighted Bergman spaces and Dirichlet spaces over the unit ball B_(2).It is proved that each minimal reducing subspace M is finite dimensional,and if dim M≥3,then M is induced by a ***,the structure of commutant algebra v(T_(w)N_(z)N):={M^(*)_(w)NM_(z)N,M^(*)_(z)NM_(w)N}′is determined by N and the two dimensional minimal reducing subspaces of(T_(w)N_(z)*** also give some interesting examples.

关键词： Reducing subspace operator-weighted shifts Toeplitz operator von Neumann algebra

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Boosting genome editing in plants with single transcript unit surrogate reporter systems

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Plant Communications 2024年第6期5卷 32-43页

作者： xu tang Qiurong Ren Xiaodan Yan Rui Zhang Li Liu Qinqin Han xuelian Zheng Yiping Qi Hongyuan Song Yong Zhang Chongqing Key Laboratory of Plant Resource Conservation and Germplasm Innovation Integrative Science Center of Germplasm Creation in Western China(Chongqing)Science CitySchool of Life SciencesSouthwest UniversityChongqing 400715China Key Laboratory of Agricultural Biosafety and Green Production of Upper Yangtze River Ministry of EducationChongqing 400715China College of Horticulture and Landscape Architecture Southwest UniversityChongqing 400715China Department of Biotechnology School of Life Sciences and TechnologyCenter for Informational BiologyUniversity of Electronic Science and Technology of ChinaChengdu 610054China School of Synbiology School of Life ScienceShanxi UniversityTaiyuan 030006China Department of Plant Science and Landscape Architecture University of MarylandCollege ParkMD 20742USA Institute for Bioscience and Biotechnology Research University of MarylandRockvilleMD 20850USA

CRISPR-Cas-based genome editing holds immense promise for advancing plant genomics and crop ***,the challenge of low editing activity complicates the identification of editing *** this study,we introduce multiple single transcript unit surrogate reporter(STU-SR)systems to enhance the selection of genome-edited *** systems use the same single guide RNAs designed for endogenous genes to edit reporter genes,establishing a direct link between reporter gene editing activity and that of endogenous *** strategies are used to restore functional reporter genes after genome editing,including efficient single-strand annealing(SSA)for homologous recombination in STUSR-SSA ***-SR-base editor systems leverage base editing to reinstate the start codon,enriching C-to-T and A-to-G base editing *** results showcase the effectiveness of these STU-SR systems in enhancing genome editing events in the monocot rice,encompassing Cas9 nuclease-based targeted mutagenesis,cytosine base editing,and adenine base *** systems exhibit compatibility with Cas9 variants,such as the PAM-less SpRY,and are shown to boost genome editing in Brassica oleracea,a dicot vegetable *** summary,we have developed highly efficient and versatile STU-SR systems for enrichment of genome-edited plants.

关键词： CRISPR-Cas9 single transcript unit STU surrogate reporter SR single strand annealing SSA cyto-sine base editing adenine base editing

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L-Type Calcium Channel Modulates Low-Intensity Pulsed Ultrasound-Induced Excitation in Cultured Hippocampal Neurons

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Neuroscience Bulletin 2024年第7期40卷 921-936页

作者： Wen-Yong Fan Yi-Ming Chen Yi-Fan Wang Yu-Qi Wang Jia-Qi Hu Wen-xu tang Yi Feng Qian Cheng Lei xue State Key Laboratory of Medical Neurobiology and MOE Frontiers Center for Brain Science Fudan UniversityShanghai 200433China Department of Physiology and Neurobiology School of Life SciencesFudan UniversityShanghai 200438China Institute of Acoustics School of Physics Science and EngineeringTongji UniversityShanghai 200092China Key Laboratory of Spine and Spinal Cord Injury Repair and Regeneration of Ministry of Education Tongji UniversityShanghai 200070China Center for Rehabilitation Medicine Department of Pain ManagementZhejiang Provincial People's HospitalAffliated People's HospitalHangzhou Medical CollegeHangzhou 310014China Department of Critical Care Medicine Shanghai General HospitalShanghai Jiaotong University School of MedicineShanghai 200080China Shanghai Research Institute for Intelligent Autonomous Systems Tongji UniversityShanghai 201210China Research Institute of Intelligent Complex Systems Fudan UniversityShanghai 200433China

As a noninvasive technique,ultrasound stimulation is known to modulate neuronal activity both in vitro and in *** latest explanation of this phenomenon is that the acoustic wave can activate the ion channels and further impact the electrophysiological properties of targeted ***,the underlying mechanism of low-intensity pulsed ultrasound(LIPUS)-induced neuro-modulation effects is still ***,we characterize the excitatory effects of LIPUS on spontaneous activity and the intracellular Ca^(2+)homeostasis in cultured hippocampal *** whole-cell patch clamp recording,we found that 15 min of 1-MHz LIPUS boosts the frequency of both spontaneous action potentials and spontaneous excitatory synaptic currents(sEPSCs)and also increases the amplitude of sEPSCs in hippocampal *** phenomenon lasts for>10 min after LIPUS *** with Ca^(2+)imaging,we clarified that LIPUS increases the[Ca^(2+)]cyto level by facilitating L-type Ca^(2+)channels(LTCCs).In addition,due to the[Ca^(2+)]cyto elevation by LIPUS exposure,the Ca^(2+)-dependent CaMKII-CREB pathway can be activated within 30 min to further regulate the gene transcription and protein *** work suggests that LIPUS regulates neuronal activity in a Ca^(2+)-dependent manner via *** may also explain the multi-activation effects of LIPUS beyond *** stimulation potentiates spontaneous neuronal activity by increasing Ca^(2+)influx.

关键词： Low-intensity pulsed ultrasound Neuromodulation L-type calcium channel Hippocampal neuron

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学科全息育人的内涵释要、逻辑指向及教学价值

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教育理论与实践 2024年第1期44卷 49-54页

作者：唐旭西南大学继续教育学院重庆400715

学科全息育人借用“全息”这一物理学概念来体现学科教学在育人空间里的作用,在于落实立德树人根本任务,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。学科全息育人涉及学校育人的基本途径,学科育人的质量决定着学校育人的质量。... 详细信息

学科全息育人借用“全息”这一物理学概念来体现学科教学在育人空间里的作用,在于落实立德树人根本任务,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。学科全息育人涉及学校育人的基本途径,学科育人的质量决定着学校育人的质量。学科全息育人从生情、师情、校情、国情等方面进行了全面规划,与当下高质量教育教学目标高度契合,要充分发挥学科全息育人在引导学生全面成才、助力教师专业成长、支持学校特色发展以及贯彻国家教育方针等方面的教学价值。

关键词：学科全息育人学校育人育人功能教学价值

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“双碳”目标下中国工业部门氢能需求量测算及供给结构路径优化

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天然气工业 2024年第5期44卷 146-156页

作者：李忻颖唐旭许传博王敏马美艳中国石油大学(北京)经济管理学院华北电力大学经济与管理学院

在推进“双碳”目标实现的过程中,中国的能源系统迫切需要加快转型。工业部门由于其特有的对传统化石能源燃料和原料的依赖,发展过程中存在大量难减排的行业,氢能以来源丰富、绿色低碳、应用广泛等优势为工业部门提供了一条切实可行的... 详细信息

在推进“双碳”目标实现的过程中,中国的能源系统迫切需要加快转型。工业部门由于其特有的对传统化石能源燃料和原料的依赖,发展过程中存在大量难减排的行业,氢能以来源丰富、绿色低碳、应用广泛等优势为工业部门提供了一条切实可行的深度脱碳路线。为此,构建了3阶段模型框架,测算了中国工业部门重点行业氢能需求量,最后探讨了氢能供给结构的优化路径。研究结果显示:①工业部门用氢主要集中于钢铁、水泥、甲醇及合成氨等难以通过电气化实现脱碳的关键行业;②从需求侧来看,在参考情景、低渗透情景及高渗透情景下,2060年工业部门的氢能需求量分别为2509.1×10^(4)t、5037.8×10^(4)t、6865.7×10^(4)t;③从供给侧来看,氢能供给结构将从以化石能源为主的灰氢逐步过渡到以可再生能源为主的绿氢;④随着绿氢的应用比例增高,预计在2020—2060年期间,氢能可累计替代煤炭41.7×10^(8)t标准煤、石油11.3×10^(8)t标准煤,累计碳减排贡献比例有望达16.7%。结论认为,中国工业部门减少化石能源需求量和碳排放量需要重点依托绿氢产业的高质量发展。

关键词：中国工业部门氢能需求供给结构能源替代减排贡献

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磁矢量势的全球电磁感应时间域三维有限元正演计算方法

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地球物理学报 2024年第5期67卷 2015-2028页

作者：杨聪任政勇陈程姚鸿波唐旭汤井田中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室长沙410083 自然资源部深地科学与探测技术实验室北京100094 有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司长沙410014

全球电磁感应测深方法能获得地球深部电导率结构分布,目前被广泛应用于地球内部结构与热状态研究.地磁台站与地磁卫星观测的电磁感应数据为时间序列信号,在时间域分析全球电磁感应数据,特别是分析频谱极宽的磁暴脉冲响应,具有天然的优势... 详细信息

全球电磁感应测深方法能获得地球深部电导率结构分布,目前被广泛应用于地球内部结构与热状态研究.地磁台站与地磁卫星观测的电磁感应数据为时间序列信号,在时间域分析全球电磁感应数据,特别是分析频谱极宽的磁暴脉冲响应,具有天然的优势.然而,当前的全球电磁感应数据解释技术一般在频率域进行,缺少时间域中的研究成果.为了弥补缺少时间域全球电磁感应数据解释方法的问题,本文开发了一种基于磁场矢量势的全球电磁感应时间域三维有限元并行正演求解方法,具备高精度快速计算源于地球外部时变电流源的地球感应电磁场时间序列的能力,特别适合于计算与分析频谱极宽的磁暴脉冲电磁感应时变响应.首先,建立基于磁场矢量势的全球电磁感应时间域微分控制方程,结合磁层外部电流源的物理属性建立边界条件和初始条件,从而构建出全球电磁感应时间域初始边界值问题.然后,利用四面体矢量有限元技术和无条件稳定的隐式后退欧拉公式,分别实现磁场矢量势的空间域和时间域离散,进而获得不同时刻的实系数大型有限元线性方程组,借助于高性能并行直接求解器,快速高精度地求解不同时刻的磁场矢量势与感应磁场.最后,利用理论模型验证本文算法的正确性.利用Dst磁暴环电流指数建立的时间域电流源与真实地球三维电性模型,研究"澳科一号"后续卫星200 km轨道对中国和澳大利亚下方地幔转换带高导体的探测能力,结果表明这些地幔转换带异常体在200 km卫星轨道高度能产生明显异常.综上所述,本文开发的时间域全球电磁感应方法不仅具备精确快速计算全球感应电磁场时间序列响应的能力,还能为反演与解释"澳科一号"等我国地磁卫星观测数据提供技术支持.

关键词：时间域全球电磁感应矢量有限元法三维正演地幔电性结构

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支撑我国“风光”大规模发展的关键金属稀缺性评估与循环策略模拟

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科技导报 2024年第17期42卷 111-124页

作者：任凯鹏唐旭无中国石油大学(北京)理学院北京102249 中国石油大学(北京)经济管理学院北京102249 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国石油大学(北京)理学院能源交叉学科基础研究中心北京102249

为评估支撑我国“风光”大规模发展的金属稀缺程度,构建了金属稀缺度评估模型,并对大规模“风光”发展所需的12种金属开展评估,运用金属末端循环回收模型对稀缺性强的关键金属开展金属循环回收模拟。结果显示:从金属稀缺角度看,支撑“... 详细信息

为评估支撑我国“风光”大规模发展的金属稀缺程度,构建了金属稀缺度评估模型,并对大规模“风光”发展所需的12种金属开展评估,运用金属末端循环回收模型对稀缺性强的关键金属开展金属循环回收模拟。结果显示:从金属稀缺角度看,支撑“风光”大规模发展所需的6种关键金属为铜、镍、镝、碲、锌、银,且碲、铜、镍的重要性更高“;风光”大规模发展路径的不确定性影响金属供需平衡和稀缺性,“风电主导”型路径较“光伏主导”型路径将引发更大的金属累积供应压力;金属循环再生策略将在中长期发挥作用,且对镝和银的效果更显著,金属回收率绝对值提高20%~30%,将使得金属矿产累积供应压力缓解5%~16%。研究表明,我国现有金属矿产供应能力难以支撑大规模“风光”发展的设施建设需求,金属循环回收策略对缓解金属稀缺具有一定的作用,但仅凭单一策略难以系统解决金属矿产供应制约问题。建议针对金属稀缺性与供应安全挑战构建应对策略组合时,应综合考虑金属矿产差异性、能源发展路径不确定性和金属供应规律演变3方面影响。

关键词： “风光” 关键金属循环再生能源发展路径

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壳寡糖与三甲酰氯界面聚合制备纳滤膜及其染料分离性能

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应用海洋学学报 2024年第2期43卷 342-349页

作者：吴鹏黄家琪唐旭自然资源部第三海洋研究所福建厦门361005

界面聚合制备方法通常用于制备纳滤膜或反渗透膜,单体一般为间苯二胺或哌嗪。但是这些水相单体具有较大的毒性、刺激性等不利因素,会对环境及人体造成危害。壳寡糖(chitosan oligosaccharide,COS)是壳聚糖经特殊的生物酶处理得到的较低... 详细信息

界面聚合制备方法通常用于制备纳滤膜或反渗透膜,单体一般为间苯二胺或哌嗪。但是这些水相单体具有较大的毒性、刺激性等不利因素,会对环境及人体造成危害。壳寡糖(chitosan oligosaccharide,COS)是壳聚糖经特殊的生物酶处理得到的较低分子量的海洋多糖类高分子聚合物,绿色无毒,与壳聚糖相比其溶解性大大提高。壳寡糖与壳聚糖的化学性质相似,其分子中含有氨基、羟基,适合作为水相单体通过界面聚合反应制备复合纳滤膜。本研究以壳寡糖为水相单体,均苯三甲酰氯(trimesoyl chloride,TMC)为油相单体,通过界面聚合法在聚醚砜超滤膜(PES)上成功制备COS/PES复合纳滤膜。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对膜表面进行分析表征;通过错流过滤测试膜通量及染料分离性能。实验结果显示,COS/PES-2复合纳滤膜表面出现斑点状结构,具备较高的膜通量;根据Zisman的临界表面张力外推方法将液体的表面张力与cosθ作图,发现COS/PES复合纳滤膜具有较好的防生物黏着的性能;进一步采用牛血清蛋白质模拟生物质膜污染物,开展了比通量(J/J_(w))下降的实验,结果表明COS/PES复合纳滤膜的比通量始终高于商业PES超滤膜,说明交联壳寡糖活性层具有一定的抗生物质膜污染的性能;染料分离实验结果显示,壳寡糖复合纳滤膜对甲基橙的截留率在0.45~0.53之间,樱草灵的截留率在0.66~0.77之间,染料分子量大于600 Da时,不同浓度(1%、2%、3%,wt)制备的壳寡糖复合膜的染料截留率均保持在90%以上,证明所制备的复合膜属于纳滤的范畴。本研究制备的COS/PES复合纳滤膜符合国内外对发展环境友好型海洋新材料的需求,在环保、医药方面极具应用潜力。

关键词：海洋生物高分子壳寡糖纳滤分离染料

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