图 1. Pt 电催化剂的设计和表征。(a)Pt 基 LCB 中 CO 2 转化过程示意图。(b)CO 2 、Li 和 Li 2 CO 3 在 Pt 表面不同取向上的吸附行为侧视图和(c)相应吸附能的比较。(d)Li 2 CO 3 在 Pt 表面不同取向上的分解能。(e)不同电极的 XRD 分析。(f)HTS 后电极的详细表面结构和 TEM 观察(比例尺 = 200 nm)。
改造细菌代谢以有效地从多步骤途径产生化学物质和材料需要优化多基因表达程序以实现酶平衡。CRISPR-Cas 转录控制系统正在成为编程多基因表达调控的重要代谢工程工具。然而,向导 RNA 折叠的可预测性较差会通过不可靠的表达控制破坏酶平衡。我们设计了一组可以描述向导 RNA 折叠的计算参数,我们预计它们可以广泛适用于 CRISPR-Cas9 系统。在这里,我们将修饰的向导 RNA (scRNA) 对大肠杆菌中 CRISPR 激活 (CRISPRa) 的功效与描述折叠成活性结构的速率的动力学参数相关联。此参数还支持正向设计新的 scRNA,在我们的筛选中没有观察到失败。我们使用来自该组的 CRISPRa 靶序列来设计一个由三个合成启动子组成的系统,该系统可以在 >35 倍的动态范围内正交激活和调整所选输出的表达。独立的激活调节允许通过 64 个成员的组合三重 scRNA 库对三维表达设计空间进行实验探索。我们将这些 CRISPRa 程序应用于两种生物合成途径,证明了大肠杆菌中有价值的蝶啶和人乳寡糖产品的生产。对这些设计空间进行分析表明,表达组合产生的滴度比最大表达产生的滴度高出 2.3 倍。映射生产还可以确定瓶颈作为途径重新设计的目标,将寡糖乳糖-N-四糖的滴度提高 6 倍。在计算 scRNA 功效预测的帮助下,组合 CRISPRa 策略能够有效优化多步骤代谢途径。更广泛地说,这里揭示的引导 RNA 设计规则可能使有效的多引导程序的常规设计成为可能,用于细菌宿主中 CRISPR 基因调控的广泛模型和数据驱动应用。
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移动网络的扩散及其对现代生活的重要性,再加上量子计算的新兴威胁,提出了网络安全的新挑战和机遇。本文介绍了保护这些关键基础设施免受未来量子攻击的复杂性,同时考虑了运营可持续性。我们从当前景观的概述开始,确定莫比尔网络中的主要漏洞,并使用新的量子后加密术(PQC)方法评估现有的安全解决方案。然后,我们使用PQC和量子密钥分布(QKD)介绍了针对可持续移动网络量身定制的量子安全体系结构,并用几种用例说明了其适用性,这些用例(在这个新时代都强调了对高级保护措施的需求。此外,还提供了对PQC算法系列的全面分析,重点是他们在移动环境中集成的适合性,特别关注能源消耗和安全性改善之间的权衡。最后,通过详细检查当前的挑战和机遇,提供了加强移动网络抵抗量子威胁的建议。
拓扑优化是功能最广泛的结构优化方法之一。但是,为了换取其高水平的设计自由,典型的拓扑优化无法避免存在多个本地Optima的多模态。这项研究的重点是开发无梯度拓扑优化框架,以避免被捕获不良的本地Optima。它的核心是数据驱动的多项性拓扑设计(MFTD)方法,其中通过求解低指标拓扑优化概率生成的设计候选者通过深入的生成模型和高级授权评估进行了更新。作为其关键组件,深层生成模型将原始数据压缩为低维歧管,即潜在空间,并随机将新的设计候选者安排在整个空间上。尽管原始框架是无梯度的,但其随机性可能导致结合变异性和过早收敛性。受到进化算法的流行跨界操作(EAS)的启发,本研究合并了数据驱动的MFTD框架,并提出了一种新的交叉操作,称为潜在交叉。我们将提出的方法应用于2D结构机械的最大应力最小化问题。结果表明,潜在跨界改善了与原始数据驱动的MFTD方法相对的收敛稳定性。此外,优化的设计表现出与使用p-norm测量的常规基于梯度的拓扑优化相当或更好的性能。[doi:10.1115/1.4064979]
自从人工智能 (AI) 在结构和设计工程中的应用初次被探索以来,该领域已涌现出大量研究成果。人工智能是一门科学分支,它使软件能够解决类似于人类认知的复杂问题,在各个行业中发挥了变革性作用。然而,建筑业作为最古老的行业之一,一直面临着预算超支、项目延误和整体效率低下等持续挑战。虽然建筑技术取得了进步,但项目设计和管理的基本方法却没有得到充分发展。与汽车和制造业等采用现代方法提高生产力的行业不同,建筑实践基本保持不变。人工智能盛行数十年,已证明其在提高各个行业的效率和性能方面非常有效。在土木工程和建筑领域,人工智能应用传统上侧重于项目管理和施工后阶段。然而,最近的研究表明,人工智能在设计阶段,特别是在结构元素设计方面具有集成潜力。本文探讨了人工智能在建筑结构元素设计中的应用,重点是如何高效地实现最佳设计。
Metal-Air电池是一种具有独特开放结构的环保储能系统。镁(MG)及其合金已被广泛尝试作为空气电池的阳极。但是,关于MG空气电池(MAB)的研究目前仍处于实验室水平,这主要是由于耐腐蚀性较差引起的低阳极效率。为了减少腐蚀损失并实现MG阳极的最佳利用率效率,从微观结构的角度审查了设计策略。首先,已经讨论了腐蚀行为,尤其是氢进化产生的负差异效应。特别注意阳极微结构对MAB的影响,其中包括晶粒尺寸,晶粒方向,第二阶段,晶体结构,双胞胎和脱位。为了进一步改进,考虑了排放性能,长期堆叠阶阶段及其增强效果。同时,鉴于当前关于MG树突的辩论,潜在的风险,对排放的影响以及消除策略的讨论。微结构控制和单晶将是mAb阳极的有希望的方法。©2024重庆大学。Elsevier B.V.代表KEAI Communications Co. Ltd.这是CC BY-NC-ND许可证(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nc-nd/4.0/)下的开放式访问文章。
微结构结构确定了微处理器的实现。设计一个微体系结构以实现更好的性能,权力和区域(PPA)权衡,这是非常困难的。以前的数据驱动方法具有不适当的假设,并且缺乏与专家知识相结合的。本文提出了一种基于新颖的实施学习(RL)解决方案,以解决这些局限性。随着微体系结构缩放图,PPA偏好空间嵌入以及RL中提出的轻巧环境的整合,使用商业电子设计自动化(EDA)工具的实验表明,我们的方法可以实现平均PPA权衡改善16。03%比以前的最新方法4。07×较高的效率。解决方案质量最多要超过人类实施。03×PPA权衡。03×PPA权衡。
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