RNA荧光成像工具的开发与应用

摘要:细胞内RNA种类繁多且功能复杂. 开发适用于细胞及活体水平的RNA原位成像工具, 对于揭示RNA的时空分布及其在生理和病理过程中的作用至关重要. 本文回顾RNA荧光成像工具的发展历程, 系统综述基于原位杂交、RNA-蛋白质相互作用系统、荧光RNA及非遗传编码RNA荧光探针的成像方法, 并总结RNA成像技术的最新发展趋势. 此外, 本文针对RNA成像工具在跨尺度生命系统中的应用前景进行探讨. 期望本综述能为RNA荧光成像工具的开发及其在生物学研究中的应用提供有益参考.

铌酸锂晶体、单晶薄膜及其在光芯片产业的未来布局

摘要:随着5G/6G通信技术、大数据、人工智能等应用领域的快速发展,新一代光子芯片的需要日益增长。铌酸锂晶体凭借优异的电光、非线性光学和压电特性,成为光子芯片的核心材料,被称为光子时代的“光学硅”材料。近年来,铌酸锂单晶薄膜制备和器件加工技术取得突破,展现出尺寸更小、集成度更高、超快电光效应、宽带宽、低功耗等优势,在高速电光调制器、集成光学、量子光学等领域应用前景广阔。文章介绍了光学级铌酸锂晶体、单晶薄膜制备技术的国内外研发进展和相关政策,以及其在光芯片、集成光学平台、量子光学器件等领域的最新应用。分析了铌酸锂晶体-薄膜-器件产业链的发展趋势及挑战,并针对未来布局提出建议。目前,中国在铌酸锂单晶薄膜、铌酸锂基光电器件领域与国际先进水平处于并跑阶段,但在高品质铌酸锂晶体材料产业化方面仍有较大差距。通过优化产业布局和加强基础研发,中国有望形成从材料制备到器件设计、制造和应用的完整的铌酸锂产业集群。

二氧化碳泡沫混凝土研究现状及进展

摘要:【目的】 总结CO2泡沫混凝土(CO2 foam concrete,CFC)制备材料与工艺、固碳理论等方面的研究,分析CFC的固碳潜力,探讨CFC的应用前景与发展方向。 【研究现状】 综述混凝土胶凝材料、 混凝土发泡材料、 稳泡剂等CFC制备材料,预发泡法和混合发泡法等CFC制备工艺,CO2气泡成长和矿化过程,以及CFC固碳潜力等。【结论与展望】认为固废替代部分水泥作为CFC胶凝材料是重要的发展方向,CO2可溶性表面活性剂和纳米粒子配合使用是CFC发泡剂的优选,预发泡是目前CFC最常用的制备工艺; CO2的矿化是影响CFC泡沫稳定性的主要因素; 在CFC体系中,CO2优先与水化产物Ca(OH)2 发生反应,矿化反应是造成CO2泡沫大量破裂和发泡效果不明显的直接原因;CFC碳封存潜力明显,主要体现在混凝土骨架的碳化固碳和气泡孔的储碳。提出工业固废的掺入是提高CFC经济性的重要途径,发电、冶金等工业废气应作为CO2的主要来源,提高固碳能力和泡沫的稳定性是CFC的研究重点。

滑动轴承仿真分析技术进展及前沿探索

摘要:[目的] 滑动轴承因其结构紧凑、承载能力强和运行平稳等优点,被广泛应用于航空航天、船舶和风电系统等高端制造领域,因此,精准预测滑动轴承在复杂工况下的润滑性能与服役行为,构建合理且高效的润滑模型成为该领域的核心问题之一。[方法] 系统地回顾滑动轴承经典润滑模型的发展历程,重点分析流体动压润滑(HD)、弹性流体动压润滑(EHL)、热流体动压润滑(THD),以及热弹流混合润滑(TEHD)等典型模型的理论基础与适用范围。同时,梳理针对现代滑动轴承在高载荷、变转速、温升显著及材料弹性响应等复杂工况下的多物理场耦合建模方法,并探讨轴偏斜、湍流效应、空化现象与表面粗糙度等关键因素的建模与影响机制。[结果] 已有研究和文献表明,多物理场耦合与多因素协同建模方法有助于提高润滑性能的预测准确性。此外,神经网络与物理模型的融合在数据驱动与物理约束协同建模方面展现出良好的应用潜力,可有效提升模型的泛化能力与计算效率。[结论] 总结滑动轴承仿真分析技术的未来发展趋势,并展望了未来在智能建模与多尺度物理融合方向的研究前景。

零价铁体系中的还原路径:研究方式和检测方法引起的讨论

摘要:零价铁(Zero-valent iron,ZVI)及其表面改性材料因其优秀的还原性能已被用于去除多种污染物。直接电子转移还原、Fe(II)还原和原子氢还原是三种公认的可能的ZVI还原路径。因研究者对三种还原路径存在不同的理解以及对还原路径的检测使用了不同的方法,近期的研究在:(1)原始ZVI材料的主导还原路径为何;(2)硫改性给ZVI带来的是抑制原子氢产生还是重组;(3)碳改性强化ZVI还原性能是通过加速直接电子转移还是原子氢生成;(4)不同过渡金属改性对于ZVI的主导还原路径的影响有何深层机制等方面产生了差异性的结论,进而引发了关于ZVI及其表面改性材料对污染物还原去除的主导还原路径为何的一些争论。因此,本文系统总结了:(1)ZVI及其表面改性材料的结构与不同改性原理;(2)ZVI还原体系中还原路径的三种作用机理及不同检测手段;(3)表面改性技术(硫改性、碳材料改性和过渡金属改性)对还原路径的不同影响机制;(4)环境条件(pH、共存离子和天然有机物)对不同还原路径的干扰,并从还原路径出发对未来研究需重点关注的对象提出展望,期待解答当前对于还原路径的研究所存在的部分困惑和促进对ZVI的还原路径达成统一认知,以促进ZVI及其表面改性材料的科学研究发展。

粉末冶金多孔钨的研究现状与发展

摘要:多孔钨是由钨骨架及其内部的高比例孔隙构成,兼具了难熔金属钨和多孔材料的优良特性,因具有优异的耐高温、耐腐蚀、高比表面以及高渗透性等性能而被广泛应用于航空、电子、高温等领域。多孔钨在金属钨本征特性的基础上利用了孔隙的连通、填充、储存和过滤等功能,因此,得到稳定可控的孔隙是制备高性能多孔钨以及进一步拓宽其应用的关键。本文以制备过程中孔隙特性变化为主线,首先阐述了多孔钨孔隙特性在其主要应用中的关键作用,然后从粉末特性、成形方法、烧结工艺等方面对多孔钨孔隙特性的影响进行了总结,最后对多孔钨的研究方向和发展趋势提出了展望。

航空复合材料结构健康监测:研究进展及其智能化趋势

摘要:先进复合材料结构在航空器中得到广泛应用,相比于传统的金属材料,该结构的应用既能实现飞行器轻量化设计,又能提高其损伤容限。苛刻的服役环境及复杂的载荷工况使航空复合材料结构面临严峻的考验,复合材料结构健康监测成为保障航空器在役安全的必由之路。本文分析了复合材料结构的损伤机理和典型损伤模式,对航空复合材料结构的健康监测需求进行了介绍;针对航空复合材料结构的宏、细观损伤、健康状态、寿命等的监测需求,总结了传统监测方法的应用现状;介绍了柔性电子皮肤、自供电传感器等新型先进健康监测技术的进展,并探讨了多传感器数据融合技术、数字孪生、机器学习等智能技术的创新应用;简要概述了结构健康监测技术在国内外航空领域的工程实际应用,并讨论了其未来发展方向和智能化的研究重点,为航空复合材料结构健康监测的研究提供参考。

核酸修饰的人工干预和应用

摘要:核酸作为遗传物质的载体, 不仅执行着生命信息的传递功能, 还通过其多样的化学修饰储存着指导生命活动的隐藏信息. 核酸修饰因其动态可逆性, 参与了多种生理和病理过程. 通过人工干预核酸上的修饰, 我们不仅能够更深入地理解这些修饰的存在方式及其生物学意义, 还能为疾病的治疗提供新的思路和潜在的药物靶标. 目前, 核酸修饰干预策略主要包括异源表达干预、代谢干预和靶向干预三种方式. 其中, 异源表达干预通过人为表达异源效应蛋白从而引入新的核酸修饰类型或改变修饰的状态, 代谢干预则是通过利用或调整细胞的代谢途径来影响整体核酸修饰的模式, 而靶向干预针对特定的核酸序列进行精确的修饰添加或去除. 本文将通过概述这三种核酸修饰干预策略及目的, 总结目前已取得的进展, 并对未来的应用进行展望.