光电压瞬态技术: 实时分析膜界面动态过程的新手段

摘要：活性分子与细胞膜之间的相互作用在许多基本的生物过程中扮演着至关重要的角色, 然而如何实现对此界面动力学过程的原位、实时、无标记且无侵入监测仍是生物物理研究领域所面临的一大挑战. 我们与合作者开发的光电压瞬态技术, 为解决这一问题提供了一种新途径. 该技术利用硅片光电响应生成电荷, 并将磷脂膜的充放电过程记录为电压瞬态脉冲、建立了该充放电过程与界面瞬时结构和性质之间的关联性. 因此, 通过对随时间演化的电压脉冲进行分析, 可以揭示活性分子作用下膜结构实时动态变化情况, 尤其是不同作用状态之间转换的时间信息, 可作为传统技术的有益补充. 同时, 该技术设备搭建成本低廉, 操作方便, 无需复杂的数据处理过程. 本综述概述了光电压瞬态技术的工作原理、设备搭建以及数据处理方法, 并以经典细胞膜模型——磷脂双层膜为例, 总结了该技术在探索磷脂膜水合特性及其与活性分子(如表面活性剂、聚合物、多肽和纳米颗粒) 相互作用机制方面取得的最新进展. 最后就该技术优缺点进行讨论并展望未来发展前景.

交叉 2025年06月20日 1 点赞 0 评论 166 浏览

物理生物医学——原创交叉研究的新领域

摘要：物理生物医学是物理学与生物医学深度融合的新兴交叉研究领域, 融入了材料学、化学、信息科学、机械工程等多个领域物质科学的知识和技术. 它的科学内涵在于揭示生命现象的物理规律, 并利用物理的方法和技术实现对生命过程的调控. 因此, 物理生物医学既要解析伴随生命活动所产生的内源性物理信号的奥秘, 同时还要探索外源性物理场对细胞、组织、器官、个体的调节作用并揭示其背后的机制.通过机制创新和前瞻性布局, 物理生物医学在未来有望成为中国引领、世界一流的优势学科.

交叉 2025年01月10日 1 点赞 0 评论 303 浏览

三端晶体管的人工突触器件: 材料、结构与系统

摘要：神经形态工程学旨在从硬件层面上构建人工仿生神经系统, 模拟人脑独特高效的运行机制, 进而实现神经形态感知和类脑计算功能. 生物突触是人脑学习和记忆的基本结构与功能单元. 因此, 构建类生物突触结构、功能的电子器件是实现神经形态感知与计算的关键. 相较于两端的阻变器件, 三端突触晶体管在实现多态调控和降低能量消耗上都具有优势. 此外, 三端突触晶体管还可以将压力、温度等外界物理刺激转化为电信号, 在采集视觉、听觉、嗅觉等信号来工作的人造感知神经系统方面有广阔的应用前景. 本文综述了三端突触晶体管的材料选择、器件结构以及功能应用, 并重点介绍了基于三端突触晶体管的人造视觉、听觉和嗅觉三种感知系统的最新进展. 最后, 总结了三端突触晶体管及其构建的人造感知系统面临的挑战, 并对其未来发展进行了展望.

交叉 2024年11月04日 1 点赞 0 评论 525 浏览

低空无人机技术研究现状与展望

摘要：低空经济是新质生产力的典型代表，发展前景广阔的战略性新兴产业；低空无人机是多样化技术设备的优良载体，高性能、智能化的低空无人机将成为支撑低空经济发展的中坚力量。本文将低空无人机的模态、飞行、自主能力对应其结构材料与飞行控制、定位导航、自主智能技术，并从这3 个方面深入分析了低空无人机技术的发展现状和研究趋势，提出了低空无人机仿生构型与复合材料、多源融合定位、混合智能算法等低空无人机技术发展方向。为推动低空无人机技术的创新发展，研究建议，加强政策引导与基础建设、推动技术创新与产业布局、拓展应用场景与实施示范工程、构建全面安全的防护体系，实现我国无人机产业和低空经济的高质量发展。

交叉 2026年01月28日 1 点赞 0 评论 22 浏览

学科交叉视角下的光纤激光：回顾与展望

摘　要：光纤激光是20 世纪以来国内的研究热点。国防科技大学在光纤激光方向的研究始于“十一五”期间，至今已有约15 年的历程，取得了一系列同行认可的研究成果。文中从学科交叉视角，梳理学校光纤激光学科方向与电子、材料、控制、智能、纳米等学科方向交叉取得的若干重要突破.。关键词：光学工程； 学科交叉； 光纤激光； 相干合成； 脉冲激光

交叉 2024年01月09日 0 点赞 0 评论 164 浏览

新型热电材料Y2Te3热电性能应变调控研究

摘要:具有低晶格热导率的稀土硫族化合物Y2Te3 是一种非常有前途的新型热电材料,施加应变是调控热电材料热电性能的有效手段。n 型Y2Te3 具有非常优异的热电性能,通过施加应变可以有效调控Y2Te3 材料的热电性能,n 型Y2Te3 具有作为热电材料的巨大潜力。关键词:热电材料;应变;热电性能;Y2Te3 ;硫族化合物;第一性原理

交叉 2024年01月09日 0 点赞 0 评论 134 浏览

荧光导航冷冻聚焦离子束减薄技术的研究进展

摘要：细胞超微结构的原位解析是当前的一个研究热点。冷冻电子断层扫描成像技术（cryo-ET）是目前细胞原位结构解析的核心技术。cryo-ET 只能对厚度小于300 nm 的样品进行成像，因此利用cryo-ET 研究细胞超微结构时首先需要对细胞进行减薄。聚焦离子束（FIB）切割是目前冷冻生物样品减薄的主流技术。传统FIB 切割只能在细胞的任意位置上进行“盲切”，无法对细胞内部特定研究目标进行定点切割。光电融合成像技术（CLEM）恰可解决这一问题。CLEM 利用荧光成像技术识别并定位研究目标，通过光电图像的关联匹配，可在FIB 图像中确定荧光目标的位置，进而指导FIB 的定点减薄。针对荧光导航cryo-FIB 减薄的相关技术方法、仪器设备和工作流程进行了梳理，分析对比了主流方案的优缺点，旨在帮助研究者选择出合适的荧光导航FIB 减薄方案，并对该技术的未来发展方向进行了展望。

交叉 2024年03月04日 0 点赞 0 评论 173 浏览

细胞间通信预测方法研究进展

摘要 基于配体−受体(L-R) 互作的细胞间通信是细胞相互协同完成复杂生命活动的重要方式。随着单细胞测序技术的快速发展，在单细胞水平上系统地解析细胞间通信网络及功能迅速成为细胞生物学研究的热点。该文简要阐述了细胞间通信的基本生物学过程；并系统比较了目前较具代表性的细胞间通信预测相关数据库、算法以及评测分析研究；最后系统总结了细胞间通信预测方法的发展趋势，并展望了其未来的研究方向。关键词　数据库； 细胞间通信； 配体； 受体； 单细胞测序； 空间转录组

交叉 2024年01月09日 0 点赞 0 评论 162 浏览

瞬态超高温MEMS石墨烯温度传感器设计

摘　要: 针对炮膛、航空发动机等设备对于超高温瞬态温度测量的需要, 设计了一种量程达3000 ℃ 的瞬态石墨烯温度传感器, 传感器由石墨烯敏感芯片、管帽、管壳三部分组成, 利用管帽传热的同时进行热阻隔。本论文设计的石墨烯MEMS 温度传感器具有量程宽、针对性强、稳定性高等特点, 可为石墨烯传感器应用于超高温瞬态测量领域提供可行性方案。关键词: 瞬态超高温; 石墨烯; 热阻效应; 外推法; 温度传感器

交叉 2024年01月09日 0 点赞 0 评论 357 浏览

玻璃体视网膜显微手术机器人研究进展及前沿热点

摘要：由于眼组织精细、脆弱，眼球体积较小等原因，传统玻璃体视网膜手术难度大、风险高。机器人技术的引入，克服了传统手术稳定性差、精度低的弊病，提升手术安全性与可靠性。根据操作方式不同，从机器人构型、操作方式等方面分类介绍玻璃体视网膜显微手术机器人的研究进展。

交叉 2024年01月09日 0 点赞 0 评论 236 浏览