摘要 本综述讨论了有机分子结晶多晶型之间的固-固相变分析。虽然活性药物成分 (API) 是综述的范围,但无论有机分子是否具有生物活性,都没有特别定义其在结晶状态下的相互作用。因此,其他小有机分子也已纳入本分析,在某些情况下也讨论了聚合物。本综述的重点是实验分析;但是,增加了计算和理论方法部分,因为这些方法变得越来越重要,并且显然有助于理解例如转变机制,因为结果可以很容易地可视化。讨论了晶体结构之间固-固相变的以下方面。讨论了涉及热力学平衡的多晶型之间的相变热力学以及与吉布斯自由能密切相关的变量温度和压力。讨论了有机结晶固体中的两种主要转变机制,即置换和协同转变。回顾了用于理解 API 不同多晶型之间的机制和热力学平衡的实验方法。本文讨论了多晶型物性的转换,并回顾了热存储和释放,因为这是固态相变的主要应用之一。限制相变对于药物产品的控制很有吸引力,本文对其进行了回顾,因为它可能有助于通过使用亚稳态相来提高 API 的生物利用度。最后,本文讨论了有机材料的二级相变,这种相变似乎很少见。可以得出的结论是,尽管人们对多晶型和相变的一般理论有了很好的理解,但它对特定分子的作用仍然难以预测。
心灵如何变得活跃:耗散结构的物理学和形而上学 Klaus Harisch 1 1 德国慕尼黑路德维希马克西米利安大学哲学、科学哲学与宗教研究学院 通讯作者:klaus.harisch@lrz.uni-muenchen.de 摘要:本专着试图从热力学的角度阐明生命和心灵的过程。这样,它提供了心理学和神经科学与物理学之间的根本联系。非平衡热力学应用于人体结构可以解释高度复杂的过程,如自我修复、稳定神经元连接的结构预测或反馈回路对于亚稳态神经元结构形成的重要性。除了能量之外,还有证据表明第二个概念的必要性:信息。为了将其整合到弹性本体论中,需要对“生物信息”进行新的定义,并将提供该定义。类比地将能量的热力学框架转移到生物信息中,导致了我称之为双重耗散理论 (DDT) 的东西。我将介绍其基本原理,并简要介绍为什么如果正确引入,二元论就可以得到支持。最后,DDT 提出了以下见解:生命的共同概念是“能量流”和“信息流”,以耗散结构为基础。它可以为解释思想和意识提供一种合理的启发式方法,从而缩小从物理学(即非平衡热力学)到神经科学和心理学的差距。关键词耗散结构、生物信息、意识、最小熵产生原理、最大熵产生原理、非平衡热力学、自由能原理、双重耗散理论
富 Ge GeSbTe (GGST) 合金的开发显著提高了相变存储技术所需的高温稳定性。先前对 Sb/Te 比小于 1(Sb = Te , 1)的 GeSbTe (GST) 材料中 Ge 富集的研究强调了立方 Ge 和立方 GST 相的分离。这种分离的立方 GST 相是亚稳态的,呈现出多晶结构,其晶粒边界无序,可能导致结构弛豫,进而导致漂移现象。在这项工作中,利用电阻率测量、拉曼光谱和原位 x 射线衍射分析,我们首次证明 Sb/Te 比大于 1(Sb = Te . 1)的 GGST 在退火时会直接形成具有高生长速度的 GST 六方相,绕过立方亚稳态相。结合 Ge 富集,Sb = Te 成核的活化能值增加。 1 GGST 合金确保了非晶相的高稳定性。最后,氮的引入进一步稳定了系统以防止结晶,而不会损害高晶体生长速度和 Sb = Te 合金中稳定的 GST 六方相的形成。1. 这些结果证明了可以调整富 Ge GeSbTe 合金中偏析相的晶体结构,将非晶相在高温下的稳定性与目标 GST 相的高结晶速度和均匀性(具有较大的晶粒)相结合。
摘要:炎症是由外部刺激触发的一种保护应力反应,5-脂氧合酶(5LOX)作为白细胞素(LTS)炎症途径的有效介质起着关键作用。Nordihydroguaiarovicac(NDGA)充当5LOX的天然正常抑制剂,而3-乙酰基-11-酮β-β-β-β-β-oboswordic Acid(AKBA)起着天然的变构抑制剂的靶向5LOX。但是,抑制的确切机制尚不清楚。在这项研究中,使用高斯加速分子动力学(GAMD)模拟来阐明5LOX上NDGA和AKBA的抑制作用机制。发现正构抑制剂NDGA紧密结合在蛋白质的活性口袋中,占据了活性位点,并通过竞争性抑制抑制了5LOX酶的催化活性。变构抑制剂AKBA的结合引起了远端活性位点的显着变化,从而导致残基168-173从环向α-螺旋变为α-螺旋,以及残基285-290和375-400之间的显着负相关运动,从而减少了这些细分之间的距离。在模拟中,蛋白质稳定构象中的活性腔体积减少,阻碍了底物进入活性腔,从而通过变构效应抑制了蛋白质活性。最终,Markov状态模型(MSM)用于识别和分类蛋白质的亚稳态状态,从而揭示了不同构象状态之间的过渡时间。总而言之,这项研究提供了Akba和NDGA对5LOX抑制机制的理论见解,为开发专门针对5LOX的新型抑制剂提供了新的观点,对抗炎药发育具有潜在的影响。
加速药物发现的追求加剧了对能够高精度预测蛋白质-配体相互作用的创新计算方法的需求。传统的计算方法,如分子动力学和蒙特卡罗模拟,通常因其在探索多体系统广阔的高维能量景观方面的低效率而受到阻碍。这些方法通常会陷入局部最小值或需要构建低维反应坐标,从而限制了它们在没有大量专家输入的情况下在复杂多维空间中的有效性。为了应对这些挑战,我们最近的进展利用基于流的生成模型有效地对分子系统的玻尔兹曼分布和过渡路径分布进行采样,从而在该领域取得了重大突破。在这些成功的基础上,该项目将进一步创新,使用深度学习来近似能量场,增强采样过程而不依赖预定义的反应坐标。这种方法集成了强化学习、对抗学习和扩散模型等最先进的技术,以克服深度学习模型的典型缺点,例如缺少关键构象区域和过度依赖预训练。此外,该项目将开发自动分析方法来识别和解释亚稳态和过渡态等关键状态,利用图神经网络将增强采样数据转换为精确的动力学模型。这种综合方法旨在提高复杂多体系统中药物分子相互作用建模的效率和精度。最终方法将用于预测蛋白质与小分子的结合亲和力并准确分析结合过程,从而为下一代药物发现提供一种范式转变方法。
在室温下制备 p 型氧化锡 (SnO) 薄膜对传统方法提出了重大挑战,这主要是由于 SnO 的电各向异性和亚稳态。由于这种各向异性,在 SnO 中产生具有最佳迁移率的有效空穴载流子需要细致的热退火,但这受到 SnO 亚稳态的制约。在这项工作中,我们采用离子束辅助沉积 (IBAD) 在室温下制备 p 型 SnO 薄膜。这些薄膜具有纳米晶结构,表现出良好的电学性能,霍尔迁移率为 2.67 cm2V-1s-1,空穴浓度为 5.94×1017cm-3,尤其是无需退火处理。我们的研究揭示了霍尔迁移率和载流子浓度随 IBAD 过程中氩气流量变化而呈现的独特火山形趋势。这种关系与薄膜的光学性质、结构相和化学状态的变化相关,对于理解室温制备的 SnO 薄膜中 p 型导电性的起源至关重要——这一主题在当前文献中仍未得到解决。我们观察到迁移率增强与晶格无序性降低之间存在直接相关性,而空穴载流子浓度增加与氧间隙形成之间存在很强的相关性。我们还强调,中间相组成在确定 SnO 薄膜的无序程度方面起着至关重要的作用,这对于创建传输路径和空穴载流子形成所需的氧环境至关重要。这些见解有助于指导室温制备的 p 型 SnO 薄膜的设计和表征,从而推动大面积柔性电子领域的进步。
量子神经网络 (QNN) 源于在经典神经网络 (NN) 的并行处理特性中添加了关联、纠缠和叠加等量子特性,这种方法有望提高神经网络的性能 [1-3]。尝试用量子计算机实现神经计算(深度学习)通常会导致不兼容,因为前者的动态是非线性和耗散的,而后者的动态是线性和幺正的(耗散只能通过测量引入)。尽管如此,最近还是提出了一组显示联想记忆的 QNN 的理想特性 [4]:i)QNN 应产生在某些距离测量方面最接近输入状态的输出状态;ii)QNN 应包含神经计算机制,如训练规则或吸引子动态;iii)QNN 的演化应基于量子效应。吸引子神经网络 (aNN) 是一类特殊的 NN。它们由 n 个相互作用的节点(人工神经元)集合实现,这些节点动态地向系统能量最小的状态之一演化 [5]。这种亚稳态被称为吸引子或模式。吸引子神经网络用于模拟联想记忆,即从一组存储的模式中检索出根据汉明距离最接近噪声输入的状态的能力。显然,吸引子的数量越多,联想记忆就越大,即 aNN 的存储容量就越大。aNN 的一个典型例子是 Hopfield 模型 [6],它由一层 n 个人工神经元组成,用一组二进制变量 {xi}ni=1,xi∈{±1} 表示,它们根据自旋玻璃哈密顿量成对相互作用。理想情况下,aNN 的量子类似物(我们将其称为 aQNN)应该满足上述要求。因此,经典比特在这里被在完全正向和迹保持 (CPTP) 映射作用下演化的量子比特所取代。aQNN 的存储容量对应于
摘要:在T = 800、700°C和P = 1和2 kbar的si-al-na-k-Li-f-h-h-O模型花岗岩系统中进行研究,以及t = 600、550、500和400°C和P = 1 kbar,t = 600、550、500和400 kbar,以及来自2至50 wt t t t t t t的水。将初始组成设置的方式使所得硅酸盐熔体的组成接近花岗岩共晶。表明,在LI存在的情况下,系统中形成了两种不混溶的熔体 - 铝硅酸盐(L)和一个盐碱铝氟化物(LF)。表明,在800°°,°= 1 kbar和2 kbar和2 kbar和水含量> 10 wt。%,三个阶段在系统中是平衡的:L,LF和流体(FL)。不包含REE的冰糖(CRL)开始从700°C的盐熔体结晶。Quartz(QTZ)从600°C的硅酸盐融化中结晶,平衡相为L,LF,CRL,QTZ。在t = 500°C QTZ,Na和K铝氟化物和铝硅酸盐岩从铝硅酸盐熔体结晶。观察到CRL和QTZ的关节结晶。在盐和硅酸盐熔体中形成了冰晶石和硫酸盐的大晶体。同时,富含LI和REE的残留盐被部分保存。lf在400°C下完全结晶,L处于亚稳态。确定REE,SC,Y和LI积聚在盐中,最高为500°C,分区系数>>1。REE和SC在t = 500°C和400°C下的晶体相的组成。sc party isomorphine替换Al。REE通常形成其自身的LNF3类型氟化物阶段。
CO4:识别同步设计中的问题并加以解决。讲座:使用 HDL 进行数字设计方法的介绍 - 设计流程 - 建模抽象级别、门级模型、RTL 模型、行为模型 - 仿真和综合 - ASIC/FPGA 建模 - 语言概念 - 数据类型和运算符 - 结构、数据流和行为模型 - 层次结构 - 组合和顺序电路描述 - 连续和程序分配 - 阻塞和非阻塞分配 - 任务和功能 - 接口 - 延迟建模 - 参数化可重用设计 - 系统任务 - 编译器指令 - 测试平台。数据路径和控制器 - 复杂状态机设计 - 建模 FSM - 状态编码 - 建模内存 - 基本流水线概念 - 流水线建模 - 时钟域交叉 - 算术函数建模 - 同步设计的障碍:时钟偏差、门控时钟、异步输入、同步器故障和亚稳态 - 同步器设计 - 同步高速数据传输 - 时序分析。综合简介 - 逻辑综合 - RTL 综合 - 高级综合、组合逻辑综合、优先级结构、带锁存器和触发器的时序逻辑 - 无意锁存器 - 状态机综合 - 寄存器和计数器 - 时钟 - 循环 - 代码优化 - 设计示例 - 可编程 LSI 技术 - PLA/PAL/PLD - CPLD 和 FPGA - Xilinx/Altera 系列 FPGA - 可编程片上系统 - Zynq SoC 设计概述。实践课程:HDL 模拟器简介、设计和测试平台代码、使用波形查看器进行回溯和调试 – 使用结构、数据流和行为模型对组合/时序逻辑电路进行建模 – 以不同风格对有限状态机进行建模 – FPGA 的综合和后端流程 – 在可重构设备上实现数字电路/系统 – 使用 ILA 进行调试 – 创建自定义 IP 并重复使用。
“水热法制备新材料”是《材料》杂志的一期全新开放特刊,旨在发表原创研究和评论论文,介绍水热合成新材料研究的最新进展。本特刊还希望启发不同的视角,使水热技术(如材料的连续生产、水热回收技术以及水热合成的建模和模拟)更加经济。水热法仍然是一种“黑箱”技术,基于通过控制热力学(温度、压力、溶液的pH值和前体的化学成分)和非热力学变量直接从水溶液中结晶材料。基于热液独特的压力-温度相互作用,通过控制成核和生长的速率和均匀性,可以精确设计所得材料的尺寸、形貌、化学计量、多态性、亚稳态和聚集控制。此外,通过对热液体系的热力学建模,对水介质的溶液热力学以及对相平衡和结晶机理的预测,决定了制备新材料的能力。热液研究由地质学家在十九世纪中叶推广,主要集中在自然热液现象的实验室模拟。当代先进科学技术的不断发展,导致热液技术的多样性和复杂性不断提高,涵盖了多个跨学科的科学分支,而不仅限于晶体生长[1]。因此,水热法可以被视为重要技术的一部分,例如纳米技术和先进材料技术,它们都是一门高度跨学科的学科,也是物理学家、化学家、陶瓷学家、材料科学家和工程师所使用的一项技术。本期特刊的研究重点是“利用水热法制备新材料”,包括但不限于以下主题:水热合成、亚稳相、超临界水热生长、连续流水热合成、水热合成的建模和模拟、水热碳化和水热回收技术。