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Deep learning in two-dimensional materials:Characterization,prediction,and design

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Frontiers of physics 2024年第5期19卷 57-84页

作者： Xinqin Meng Chengbing Qin xilong liang Guofeng Zhang Ruiyun Chen Jianyong Hu Zhichun Yang Jianzhong Huo Liantuan Xiao Suotang Jia State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices Institute of Laser SpectroscopyCollaborative Innovation Center of Extreme OpticsShanxi UniversityTaiyuan 030006China College of Physics Taiyuan University of TechnologyTaiyuan 030024China Taiyuan Central Hospital of Shanxi Medical University Taiyuan 030009China

Since the isolation of graphene,two-dimensional(2D)materials have attracted increasing interest because of their excellent chemical and physical properties,as well as promising ***,particular challenges persist in their further development,particularly in the effective identification of diverse 2D materials,the domains of large-scale and highprecision characterization,also intelligent function prediction and *** issues are mainly solved by computational techniques,such as density function theory and molecular dynamic simulation,which require powerful computational resources and high time *** booming deep learning methods in recent years offer innovative insights and tools to address these *** review comprehensively outlines the current progress of deep learning within the realm of 2D ***,we will briefly introduce the basic concepts of deep learning and commonly used architectures,including convolutional neural and generative adversarial networks,as well as U-net ***,the characterization of 2D materials by deep learning methods will be discussed,including defects and materials identification,as well as automatic thickness ***,the research progress for predicting the unique properties of 2D materials,involving electronic,mechanical,and thermodynamic features,will be evaluated ***,the current works on the inverse design of functional 2D materials will be *** last,we will look forward to the application prospects and opportunities of deep learning in other aspects of 2D *** review may offer some guidance to boost the understanding and employing novel 2D materials.

关键词： deep learning two-dimensional materials materials identification thickness characterization prediction inverse design convolutional neural networks generative adversarial networks

A monolithically sculpted van der Waals nano-opto-electro-mechanical coupler

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Light(Science & Applications) 2022年第3期11卷 76-85页

作者： Tongyao Zhang Hanwen Wang Xiuxin Xia Ning Yan Xuanzhe Sha Jinqiang Huang Kenji Watanabe Takashi Taniguchi Mengjian Zhu Lei Wang Jiantou Gao xilong liang Chengbing Qin Liantuan Xiao Dongming Sun Jing Zhang Zheng Han Xiaoxi Li State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices Institute of Opto-ElectronicsShanxi UniversityTaiyuan 030006China Collaborative Innovation Center of Extreme Optics Shanxi UniversityTaiyuan 030006China Shenyang National Laboratory for Materials Science Institute of Metal ResearchChinese Academy of SciencesShenyang 110016China School of Material Science and Engineering University of Science and Technology of ChinaAnhui 230026China Research Center for Functional Materials National Institute for Materials Science1-1 NamikiTsukuba 305-0044Japan International Center for Materials Nanoarchitectonics National Institute for Materials Science1-1 NamikiTsukuba 305-0044Japan College of Advanced Interdisciplinary Studies National University of Defense TechnologyChangsha 410073China The Key Laboratory of Science and Technology on Silicon Devices Institute of MicroelectronicsChinese Academy of SciencesBeijing 100029China The University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100029China State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices Institute of Laser SpectroscopyShanxi UniversityTaiyuan 030006China

The nano-opto-electro-mechanical systems(NOEMS)are a class of hybrid solid devices that hold promises in both classical and quantum manipulations of the interplay between one or more degrees of freedom in optical,electrical and mechanical *** date,studies of NOEMS using van der Waals(vdW)heterostructures are very limited,although vdW materials are known for emerging phenomena such as spin,valley,and topological ***,we devise a universal method to easily and robustly fabricate vdW heterostructures into an architecture that hosts opto-electro-mechanical couplings in one single *** demonstrated several functionalities,including nano-mechanical resonator,vacuum channel diodes,and ultrafast thermo-radiator,using monolithically sculpted graphene NOEMS as a *** readout of electric and magnetic field tuning of mechanical resonance in a CrOCl/graphene vdW NOEMS is further *** results suggest that the introduction of the vdW heterostructure into the NOEMS family will be of particular potential for the development of novel lab-on-a-chip systems.

关键词： monolithic tuning resonator

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黄芪种衣剂对黄芪生物性状与产量的影响

东北农业大学学报 2009年第5期40卷 22-25页

作者：马伟梁喜龙马玲黑龙江中医药大学科技处哈尔滨150040 黑龙江八一农垦大学农学院东北林业大学科技处哈尔滨150030

通过以不同用量(种子干重的2%、4%、6%和8%)的黄芪种衣剂包衣为处理,以ND牌种衣剂(种子干重的8%)包衣和空白种子为双对照,比较研究在不同处理条件下,膜荚黄芪植物地上部分、地下部分生物性状及产量发生变化情况。结果表明,黄芪种衣剂包... 详细信息

通过以不同用量(种子干重的2%、4%、6%和8%)的黄芪种衣剂包衣为处理,以ND牌种衣剂(种子干重的8%)包衣和空白种子为双对照,比较研究在不同处理条件下,膜荚黄芪植物地上部分、地下部分生物性状及产量发生变化情况。结果表明,黄芪种衣剂包衣处理后,黄芪的根粗、主根体积明显增加,主根和茎的干物质重量显著提高。表明黄芪种衣剂的使用可以提高中药材黄芪的品质与产量。

关键词：黄芪种衣剂生物性状产量

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稻瘟病菌类SRRM1转录因子的功能分析

作物杂志 2023年第3期 246-253页

作者：邱凯华方淑梅梁喜龙黑龙江八一农垦大学黑龙江大庆163319

转录因子在稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)的生长发育、逆境适应以及致病性中发挥着重要作用。为明确类SRRM1转录因子调控的pre-mRNA剪接与稻瘟病菌生长发育和逆境适应的关系,采用以基因重组原理为基础的基因定点敲除技术获取类SRRM1基... 详细信息

转录因子在稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)的生长发育、逆境适应以及致病性中发挥着重要作用。为明确类SRRM1转录因子调控的pre-mRNA剪接与稻瘟病菌生长发育和逆境适应的关系,采用以基因重组原理为基础的基因定点敲除技术获取类SRRM1基因缺失菌株,并分析营养生长及逆境适应。结果表明,本研究成功构建敲除载体并敲除了稻瘟病菌Y34菌株中的类SRRM1基因,获得基因缺失突变体。稻瘟病菌中类SRRM1基因缺失未明显影响其营养生长,但对刚果红、十二烷基硫酸钠、山梨醇、Na Cl及杀菌剂吡唑醚菌酯逆境胁迫敏感,表现为抗逆性减弱。类SRRM1在稻瘟病菌逆境适应过程中发挥重要作用。

关键词：稻瘟病菌剪接 PWI结构域生物信息学分析基因敲除

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大豆谷胱甘肽还原酶基因的扩增及连作胁迫应答

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干旱地区农业研究 2024年第3期42卷 60-67,97页

作者：韩蓓李晨庞园园方淑梅梁喜龙黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院黑龙江大庆163319 黑龙江八一农垦大学农学院黑龙江大庆163319

利用数据库Phytozome获得大豆胱甘肽还原酶(Glutathione reductase,GR)基因4个成员的编码序列(Coding sequence,CDS)序列,以大豆叶片和根中RNA为模板,经RT-PCR扩增获得Glyma10g03740和Glyma02g16010基因,二者大小均为1638 bp,基因结构相似;获得Glyma16g27210和Glyma02g08180基因,二者结构相似,基因大小均为1506 bp。系统进化分析显示,Glyma10g03740/Glyma02g16010和Glyma16g27210/Glyma02g08180蛋白聚类于不同分支,但分别都与豇豆、尖叶菜豆和芸豆亲缘关系最近。4个成员的结构域相同,均含有FAD/NAD-binding_dom结构域和Pyr_nucl-dis_OxRdtase_dimer结构域。三级结构显示Glyma16g27210和Glyma02g08180构象相似,Glyma10g03740和Glyma02g16010构象相似,4个蛋白均以二聚体结构存在,互作蛋白完全相同,包括2个硫氧还蛋白还原酶和8个硫氧还蛋白。RT-qPCR方法分析GRs基因对连作逆境的响应,结果显示,在连作胁迫下,敏感品种HF55的GRs基因表达在根中启动较早(出苗后15 d内),而叶片中启动较晚,出苗后45 d时表达仍呈上升趋势;对于抗性品种KX8,根和叶片中GRs基因各成员均在出苗后15~45 d表达量达到最高,30 d时根中GRs基因总表达量增加达19.03倍,叶片中GRs基因总表达量增加2.50倍。

关键词：大豆谷胱甘肽还原酶连作逆境基因扩增基因表达

周期性介孔有机硅的合成及在生物医药领域的应用进展

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精细化工 2022年第2期39卷 236-246页

作者：张文君梁喜龙吕江维陈威赵雪莹哈尔滨商业大学药学院黑龙江哈尔滨150076

周期性介孔有机硅(PMOs)代表了一类桥联型有机-无机杂化介孔材料,是在结构导向剂的存在下,由倍半硅氧烷作为前驱体通过溶胶-凝胶法自组装制备得到的。桥联不同的有机基团可以改变材料的理化性质,得到具有孔径可调、比表面积高、生物相... 详细信息

周期性介孔有机硅(PMOs)代表了一类桥联型有机-无机杂化介孔材料,是在结构导向剂的存在下,由倍半硅氧烷作为前驱体通过溶胶-凝胶法自组装制备得到的。桥联不同的有机基团可以改变材料的理化性质,得到具有孔径可调、比表面积高、生物相容性好、细胞毒性低、水热稳定性好、表面和内部容易修饰等优点的介孔载体材料,被广泛应用于药物和基因的传递、肿瘤细胞的靶向及成像、药物的刺激性响应释放等许多方面。综述了PMOs的制备方法、类型、特点,总结了其在生物医药领域的应用进展,提出了未来的研究方向。

关键词：周期性介孔有机硅表面活性剂有机桥联药物释放系统生物医药

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植物籽粒建成的调控与细胞分裂素

植物生理学报 2020年第4期56卷 635-642页

作者：梁喜龙邱凯华何瑞金喜军李建英方淑梅黑龙江八一农垦大学植物生长调节剂工程技术研究中心黑龙江大庆163319 黑龙江省农业科学院大庆分院黑龙江大庆163316

具有不同遗传起源、独特功能及发育途径的种皮、胚乳与胚三部分组成的籽粒(种子)既是高等植物有性繁殖的重要器官,又是人类与动物的必需食物来源。在国内当前人口背景下,影响植物单产水平的籽粒建成问题值得关注。为此首先综述了植物籽... 详细信息

具有不同遗传起源、独特功能及发育途径的种皮、胚乳与胚三部分组成的籽粒(种子)既是高等植物有性繁殖的重要器官,又是人类与动物的必需食物来源。在国内当前人口背景下,影响植物单产水平的籽粒建成问题值得关注。为此首先综述了植物籽粒建成的分子调控机制与源-库互作调控及相应的碳氮代谢机制,其次分析了籽粒建成机制与细胞分裂素的关联性,并阐释了细胞分裂素在植物籽粒建成中的研究利用价值。以期为今后深入研究高效安全的细胞分裂素类植物生长调节剂对植物籽粒建成的调控规律与机理,进而为在一定程度上合理应用该类植物生长调节剂并促进粮食产量增加提供参考。

关键词：籽粒建成调控机制细胞分裂素关联性

大豆DNA脱甲基化酶相关基因的克隆及连作胁迫应答

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干旱地区农业研究 2021年第1期39卷 82-86,127页

作者：方淑梅侯雪邱草威韩蓓胡俊杰梁喜龙黑龙江八一农垦大学黑龙江大庆163319

利用大豆基因组数据库Phytozome v12.1.6获得大豆DNA脱甲基化相关基因Glyma03g34860和Glyma10g07601的CDS序列,以大豆叶片RNA为模板,RT-PCR克隆获得Glyma03g34860基因大小为5226 bp,Glyma10g07601基因大小为6045 bp。利用STRING在线软件预测这两个转录本的互作蛋白质完全一致,主要互作蛋白8个,包括一个AP位点裂解酶和2个RNA聚合酶亚基;采用qRT-PCR分析他们对大豆连作综合逆境胁迫的响应。结果表明:连作综合逆境胁迫使Glyma03g34860和Glyma10g07601的表达均不同程度上调,其中,Glyma10g07601基因在大豆品种安达农家、黑大豆、绥农14和黑农40达显著水平(P<0.05),分别增加1.37、1.22、1.98倍和1.67倍;Glyma03g34860基因在大豆品种垦丰16、绥农14达显著水平(P<0.05),分别增加1.62倍和1.65倍,因此推测他们可能通过使基因组DNA脱甲基化而参与大豆连作综合逆境胁迫的响应。

关键词： DNA脱甲基化酶基因克隆基因表达连作综合逆境连作胁迫应答大豆

绿豆专用型种衣剂包衣对绿豆形态指标与光合特性的影响

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干旱地区农业研究 2020年第1期38卷 39-42,73页

作者：梁喜龙李海龙陈雨洁鞠世杰方淑梅黑龙江八一农垦大学黑龙江大庆163319

以绿豆品种绿丰2号为试验材料,以研制的绿豆专用型种衣剂包衣为处理,以常规大豆种衣剂(CK1)及微生物种衣剂包衣(CK2)为阳性对照,以未进行包衣的空白种子为阴性对照(CKW),测定其对绿豆形态指标与光合特性的影响。结果表明:运用适宜浓度(... 详细信息

以绿豆品种绿丰2号为试验材料,以研制的绿豆专用型种衣剂包衣为处理,以常规大豆种衣剂(CK1)及微生物种衣剂包衣(CK2)为阳性对照,以未进行包衣的空白种子为阴性对照(CKW),测定其对绿豆形态指标与光合特性的影响。结果表明:运用适宜浓度(活性成分用量分别为100%(Z3)、125%(Z4))的绿豆专用种衣剂可有效增加绿豆总叶绿素含量与净光合速率(二者均显著高于对照CK0、CK1及CKW)、气孔导度(Z3处理高于各对照46.97%~84.82%,达极显著水平),改善光合性能;与常规大豆种衣剂包衣相比降低绿豆株高0.20~1.63 cm,茎粗提高2.07%~6.74%,根长以及侧根数分别增加14.85%~20.30%与11.81%~27.57%,进而调控绿豆苗期地上地下干物质积累与植株形态,确保绿豆苗期健康生长。

关键词：绿豆种衣剂形态建成光合性能