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基于AFSA-SVM动态光谱的血液识别研究

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1877-1882页

作者：马焕臻闫薪如辛英健方沛沛王泓鹏王一安段明康贾建军何继业万雄浙江省系统健康科学重点实验室国科大杭州高等研究院生命与健康科学学院浙江杭州310024 上海交通大学医学院附属新华医院骨科上海200092 中国科学院空间主动光电技术重点实验室中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049

血液是一种受管制的特殊遗传生物资源。针对传统血液光谱检测中易氧化变质的问题,采用基于仿生血管的动态共聚焦拉曼荧光光谱,开展了猪、马、鸽、鸡、鸭、鹅等六种家禽家畜的血液物种鉴别研究。原始光谱的预处理过程包括去基线、平滑和... 详细信息

血液是一种受管制的特殊遗传生物资源。针对传统血液光谱检测中易氧化变质的问题,采用基于仿生血管的动态共聚焦拉曼荧光光谱,开展了猪、马、鸽、鸡、鸭、鹅等六种家禽家畜的血液物种鉴别研究。原始光谱的预处理过程包括去基线、平滑和归一化等。采用线性判别分析对光谱数据进行降维处理,继而用支持向量机建立识别模型,选用高斯核函数,通过人工鱼群算法优化支持向量机的参数C和γ,使其分类准确率最高,最优的C和γ分别为0.2和0.134。人工鱼群-支持向量机模型识别准确率达到97.2%,基于仿生血管的动态共聚焦拉曼荧光光谱可以满足血液安全高效的检测要求,用人工鱼群算法优化支持向量机参数的算法模型表现出较好的分类效果。

关键词：人工鱼群算法共聚焦拉曼光谱支持向量机

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DNA水凝胶的构建及柔性电子应用

高分子学报 2024年第6期55卷 655-672页

作者：李颀王丽华樊春海叶德楷中国科学院上海应用物理研究所、中国科学院界面物理与技术重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049 张江实验室上海201210 上海交通大学化学化工学院上海200240

水凝胶材料能有效提升柔性电子器件与人体组织的相容性,在智能穿戴、健康监测和人机接口等研究领域展现了巨大的应用潜力.然而,传统的水凝胶材料难以在器件界面进行原位无损的结构调控,同时也缺乏对多类型生化刺激的识别响应能力,这制... 详细信息

水凝胶材料能有效提升柔性电子器件与人体组织的相容性,在智能穿戴、健康监测和人机接口等研究领域展现了巨大的应用潜力.然而,传统的水凝胶材料难以在器件界面进行原位无损的结构调控,同时也缺乏对多类型生化刺激的识别响应能力,这制约了水凝胶柔性电子器件的高性能构筑和多功能应用. DNA水凝胶制备工艺温和,结构精确可控且具有丰富的生化识别响应性,是柔性电子器件功能化的理想材料之一.本文着重介绍了DNA水凝胶的材料特性及其柔性电子器件应用的研究进展.首先介绍了纯DNA水凝胶和杂化DNA水凝胶的制备方法,以及面向多类型功能界面的构筑策略.通过对DNA水凝胶力学特性、识别响应性和生物相容性的深入分析,展示了其在器件功能调控和生物医学应用方面的重要价值.其次,详细探讨了DNA水凝胶功能化的柔性电子器件在传感、储能和显示等方面的研究进展,展现了其在人体健康监测和智能穿戴领域的应用前景.最后,对DNA水凝胶在柔性生物电子领域的未来发展进行了展望.

关键词： DNA水凝胶刺激响应柔性电子器件传感器

熔盐减压蒸馏过程中关键金属氟化物的冷凝行为研究

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核技术 2024年第1期47卷 49-55页

作者：霍雨婷罗艳项海飞窦强马杰翁鸿蒙李晴暖中国科学院上海应用物理研究所上海201800 上海理工大学上海200093 中国科学院大学北京100049 华东交通大学南昌330006 新疆有色金属研究所乌鲁木齐830000

在钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor Nuclear Energy System,TMSR)中,^(233)Pa是232Th-233U转换链中重要的中间核素,前期研究的结果表明减压蒸馏技术可以有效实现载体盐FLiBeZr和^(233)PaF_(5)的分离。然而,在蒸发过程中,部分金属氟化物与^(233)PaF_(5)一同被蒸发,但蒸发出来的氟化物可能会在不同的温度下进行冷凝。本文对含有^(233)PaF_(5)和多种金属氟化物的FLiBeZr熔盐进行减压蒸馏,考察不同温度下^(233)PaF_(5)和关键金属氟化物的冷凝行为。结果表明,^(233)PaF_(5)和95Nb氟化物最佳的冷凝温度均为600~700℃;237U和95Zr氟化物最佳的冷凝温度均为400~500℃。在^(233)PaF_(5)的最佳冷凝温度区域,考察并比较了^(233)PaF_(5)与关键金属氟化物间的最佳冷凝温度下分离因子(βB)与平均分离因子(βA)的差异。实验结果表明:95NbF5的βB与βA无明显差异,但237UF4和95ZrF4的βB较βA提高了2~20倍。通过金属氟化物间βB和βA的对比,表明减压蒸馏分离不同金属氟化物不仅取决于各组分的挥发性,还取决于对冷凝温度的控制。

关键词：减压蒸馏 FLiBeZr 冷凝行为 ~(233)PaF_5 关键金属氟化物

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生命大科学:从微观到介观的组学研究

中国科学院院刊 2024年第5期39卷 832-839页

作者：吴家睿中国科学院分子细胞科学卓越创新中心上海200031 上海交通大学主动健康战略与发展研究院上海200030

世纪之交的“人类基因组计划”开启了生命大科学的研究新时代,形成了以整体性高通量研究为特征的各种生命组学。最初的组学研究主要在分子层次上展开,如基因组学、转录组学、蛋白质组学等,表现出数据驱动的研究新范式。随着研究技术的发... 详细信息

世纪之交的“人类基因组计划”开启了生命大科学的研究新时代,形成了以整体性高通量研究为特征的各种生命组学。最初的组学研究主要在分子层次上展开,如基因组学、转录组学、蛋白质组学等,表现出数据驱动的研究新范式。随着研究技术的发展,组学研究上升到介观层次,其核心是2017年启动的“人类细胞图谱”计划。目前,研究者已经能够在组织器官乃至个体水平开展组学研究,通过整合不同层次的组学数据来认识生命复杂系统。

关键词：生命大科学组学细胞图谱空间组学大数据

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合成生物学赋能:从学科发展到产业转化

中国科学院院刊 2024年第5期39卷 851-861页

作者：熊燕马雪晴陈大明刘晓赵国屏中国科学院上海营养与健康研究所上海生命科学信息中心上海200031 中国科学院大学北京100049 中国科学院上海营养与健康研究所生物医学大数据中心上海200031 中国科学院分子植物科学卓越创新中心上海200032

合成生物学通过引入工程科学“自下而上”认识生命体系的理念,在生命科学研究中采用“设计—构建—测试—学习”迭代的研究范式,并在基因组和系统生物学的基础上,构建工程化的新生命体系,为生命科学提供了“从创造到理解”的新途径,不... 详细信息

合成生物学通过引入工程科学“自下而上”认识生命体系的理念,在生命科学研究中采用“设计—构建—测试—学习”迭代的研究范式,并在基因组和系统生物学的基础上,构建工程化的新生命体系,为生命科学提供了“从创造到理解”的新途径,不仅颠覆了从整体到局部的“格物致知—还原论”的传统研究策略,还开启了理解生命本质的“建物致知”新文化。同时,合成生物学将生物技术由“模拟自然过程”和“遗传工程改造”上升至“定量理性设计”和“标准化构建测试”的高度,推动生物工程和代谢工程朝着对标生命过程的高效率、普适性的工程化“重编程”,甚至是“从头构建”的新高度,以实现“建物致用”的目标。文章梳理了合成生物学近年来在生命科学基础研究中“建物致知”方面的重要进展,列举了其在化工、医药、食品、环境等应用领域中“建物致用”的具体案例,展现了合成生物学对人类社会全面发展正在发挥的重大影响,强调了为确保合成生物学的健康、快速发展,构建会聚生态系统与治理体系的重要性。

关键词：合成生物学赋能会聚创新生态系统

非化学计量溶液区熔法生长大尺寸InSe晶体及表征

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无机材料学报 2024年第5期39卷 554-560页

作者：金敏马玉鹏魏天然林思琪白旭东史迅刘学超上海电机学院材料学院上海201306 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 乌镇实验室桐乡314500 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

硒化铟(InSe)是一种具有奇异物理性能的III-VI族半导体材料,在光伏、光学、热电等领域有着广泛的应用潜力。由于InSe的非一致熔融特性及InSe、In6Se7和In4Se3之间复杂的包晶反应,制备大尺寸InSe晶体十分困难。本研究采用区熔法制备了InS... 详细信息

硒化铟(InSe)是一种具有奇异物理性能的III-VI族半导体材料,在光伏、光学、热电等领域有着广泛的应用潜力。由于InSe的非一致熔融特性及InSe、In6Se7和In4Se3之间复杂的包晶反应,制备大尺寸InSe晶体十分困难。本研究采用区熔法制备了InSe晶体,该方法具有成本低、固液界面优化等优点。基于In-Se体系的包晶反应,发现In与Se的初始物质的量比对InSe晶体生长非常重要,本工作使用精确非化学计量的In0.52Se0.48溶液生长晶体,使InSe晶体的获得率达到83%左右。实验最终获得了ϕ27 mm×130 mm的晶棒,并成功剥离出尺寸ϕ27 mm×50 mm的片状InSe单晶,XRD图谱中检测到(00l)衍射峰,说明晶体的质量良好。InSe晶体呈现六方结构,各元素在基体中均匀分布,在1800 nm波长下的透射率为~55.1%,带隙能量为~1.22 eV。在800 K下,InSe晶体沿(001)方向的最大电导率σ约为1.55×10^(2)S·m^(-1),垂直于(001)方向的最低热导率κ约为0.48 W·m^(-1)·K^(-1)。上述结果表明,区熔法是制备大尺寸InSe晶体的一种有效方法,可用于制备多类材料。该工作制备的InSe的电学和热学行为也为今后InSe晶体的应用提供了重要参考。

关键词： InSe晶体区熔法非化学计量电导率热导率

夯实研究型大学两个基础支撑高水平科技自立自强

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中国高等教育 2024年第2期 4-8页

作者：丁奎岭中国科学院上海交通大学

科技实力已成为衡量一个国家强弱的重要标志,基础研究作为整个科学体系的源头,是所有技术问题的“总机关”,因此,要坚持目标导向与自由探索相结合,聚焦原始创新系统发力;要坚持教育、科技、人才一体化推进,发挥人才第一资源支撑作用。

关键词：研究型大学两个基础高水平科技自立自强

基于空域评价和分布统计的高功率激光装置近场状态分析方法

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中国激光 2024年第14期51卷 87-99页

作者：陈伟范薇杨琳中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室上海201800 中国科学院大学材料科学与光电研究中心北京100049 上海交通大学IFSA协同创新中心上海200240

惯性约束聚变高功率激光驱动器优质的近场分布是提升装置输出性能的关键。研究了高功率激光装置基频近场状态的分析方法,利用统计光学理论,获得了近场通量分布的概率密度函数及其近似表达式,近场的统计特性反映出其整体分布特征及其变... 详细信息

惯性约束聚变高功率激光驱动器优质的近场分布是提升装置输出性能的关键。研究了高功率激光装置基频近场状态的分析方法,利用统计光学理论,获得了近场通量分布的概率密度函数及其近似表达式,近场的统计特性反映出其整体分布特征及其变化原因,由于信号通量和噪声通量可以用于描述理想的光束分布及扰动,近场分布信噪比能更显著地反映光束受扰动影响的程度;提出并验证了局部对比度和局部调制度的应用可行性,即能够定位近场异常区域并分析其状态演化;通过近场光束的通量统计研究了高通量点的演化过程,提供怀疑发生损伤的区域,并对高通量点与信噪比之间的指数模型提出了对比度的控制要求。研究结果为装置在高功率激光辐照下的安全运行提供了理论基础和实验支撑,提出了新的近场状态评估方法,对装置维护和运行策略调整起到一定的指导作用。

关键词：高功率激光驱动器近场光束质量分布统计空域评价近场分布信噪比

量子多体计算:多领域交叉融合的强关联物理研究前沿

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中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第4期54卷 14-18页

作者：李伟王磊蔡子王孝群苏刚中国科学院理论物理研究所北京100190 中国科学院物理研究所北京100190 上海交通大学物理与天文学院上海200240 浙江大学物理学院杭州310027 中国科学院大学卡弗里理论科学研究所北京100049

量子多体计算方法,包括精确对角化、量子蒙特卡罗、密度矩阵与张量重正化、动力学平均场等传统方法,以及结合人工智能、量子计算等新兴计算方法,被发展用于精确高效地计算关联多体系统的物理性质.在非微扰的相互作用多体系统中,粒子之... 详细信息

量子多体计算方法,包括精确对角化、量子蒙特卡罗、密度矩阵与张量重正化、动力学平均场等传统方法,以及结合人工智能、量子计算等新兴计算方法,被发展用于精确高效地计算关联多体系统的物理性质.在非微扰的相互作用多体系统中,粒子之间通常存在强的关联与量子纠缠,基于平均场理论的计算方法往往不够精准、甚至缺乏可靠性,需要不断发展新的多体计算方法,以便准确地研究如关联费米子系统、阻挫自旋系统中的新奇物态与演生规律.近年来,多体计算与多体理论、机器学习、材料科学、量子模拟与量子计算等领域不断互动与融合,呈现出越来越丰富的学科交叉特点.本文对量子多体计算的历史脉络、主要方法及现状、未来发展的挑战进行概述.

关键词：多体计算精确对角化蒙特卡罗方法张量网络动力学平均场机器学习量子计算与量子模拟