密钥交换协议允许事先互不相识的双方共享一个公共加密密钥,以便随后交换对称加密消息。当前的密钥交换协议基于公钥加密。因此,它们的安全性基于知道公钥、找到私钥或用公钥加密的密钥的难度。随着量子计算机的出现,当前的非对称算法将不再提供这样的保证 [1]。量子密钥分发协议(量子密钥分发,QKD)的安全性基于量子物理的特性,特别是不可克隆定理 [2];该定理指出,不可能完美地克隆粒子(量子比特)的量子态。如果攻击者试图读取两个参与者交换的量子比特(通常是光子的偏振态),那么她必然会修改量子态,因此可以即时检测到。然而,QKD 的局限性之一仍然是双方可以交换的最大地理距离,目前为几百公里 [3]。ETSI 提出了 QKD 网络的协议标准 [4]。在这里,我们建议使用 ProVerif 工具对其进行正式验证。
不利的成本交换比是指海军采购用于击落无人机或反舰导弹的 SAM 所花费的成本可能比对手建造或获取无人机或反舰导弹的成本更高(可能高得多)。海军防空导弹的采购成本从每枚导弹几十万美元到几百万美元不等,具体取决于类型。在与拥有有限数量无人机或反舰导弹的对手作战时,不利的成本交换比是可以接受的,因为它可以挽救海军水兵的生命并防止海军舰艇遭受非常昂贵的损坏。但在战斗场景中(或正在进行的军事能力竞争),面对拥有大量无人机和反舰导弹并有能力建造或获取更多无人机和反舰导弹的国家,不利的成本交换率可能会成为一种非常昂贵且可能无法承受的保护海军水面舰艇免受无人机和反舰导弹攻击的方法,尤其是在美国国防开支受限且有限的美国国防资金存在竞争需求的情况下。
单个粒子冷冻EM可以通过将嵌入在纳米厚的玻璃体冰中的几百万个纯化的蛋白质颗粒可视化到几百万纯化的蛋白质颗粒,从而重建蛋白质的接近原子或什至原子分辨率3D蛋白质。这对应于纯化蛋白质的皮克图,这些蛋白质可以从几千个细胞中分离出来。因此,Cryo-Em具有最敏感的分析方法之一,该方法提供了高分辨率蛋白质结构作为读数。实际上,准备低温EM网格需要超过一百万倍的起始生物材料。为了缩小差距,我们开发了一种微分离(MISO)方法,该方法将基于微流体的蛋白质纯化与冷冻EM网格制剂相结合。我们验证了可溶性细菌和真核膜蛋白的方法。我们表明,Miso可以从一个微克的靶蛋白微克开始,并在几个小时内从细胞到冷冻EM网格。这将纯化缩短了几百到几千倍,并为迄今无法访问的蛋白质的结构表征打开了可能性。
通过空中和太空快速运送人员、货物和信息的能力是无与伦比的。例如,如果你想把药品送到大洋彼岸的地方怎么办?乘船横渡大洋,还是乘飞机更快?如果你必须到达几百英里外的一个城镇怎么办?坐汽车还是坐飞机更快?这些问题的答案当然是乘飞机。空中和太空力量的另一个独特之处是海拔。你不仅可以飞越路上的障碍物,还可以看过去。海拔高度使你能够看到远处的物体。在本章中,你将发现我们为什么应该如此关心空中和太空领域。它的独特性以及我们使用它的能力是一个有趣的故事。起初有一些必须克服的问题。学习飞行是一项非常困难的任务。必须回答的第一个问题相当明显。想一想。您将如何弄清楚如何飞行?您会问一只鸟吗?你能告诉一只鸟你如何能够跑步或行走吗?为什么你能够比别人跑得更快、跳得更高?这并不像您想象的那么容易,是吗?信不信由你,这两个主题是相关的。行走和飞行有几个共同点。例如,你需要某种力量来让你前进。你还需要更多
摘要:光学非线性过程在广泛的应用中是必不可少的,包括超快激光器,显微镜和量子信息技术。在不同的非线性过程中,二阶效应通常不堪重负,除了中心对称系统,二阶易感性在其中消失了,从而允许使用第三阶非线性。在这里,我们演示了一个混合光子平台,可以灵活地调整二阶和三阶敏感性之间的平衡。通过用原子上稀薄的钨化装饰超高的二氧化硅微腔,我们观察到腔体增强的第二谐波产生和汇总频率产生,并以连续波激发的功率水平仅为几百微米。我们表明,可以通过仔细选择二维材料的大小和位置来实现单个设备中二阶和三阶非线性的共存。我们的方法可以推广到其他类型的腔体,从而释放具有对新应用的非线性敏感性的混合系统的潜力。关键字:二维材料,超高Q微腔,第二谐波一代,非线性光学元件,过渡金属二核苷
利用脉冲激光激发和加工材料已经成为科学和工业领域的多功能工具。例如,脉冲激光加热用于产生冲击波,用于动态压缩研究1-3、光声材料光谱4-6或工业应用,如激光烧蚀7,8、激光切割9,10或激光打标11。在许多其他实验和应用中,激光加热虽然是一种不受欢迎的副作用,但必须加以考虑。当今商用脉冲激光源发出的脉冲持续时间从几飞秒到几百纳秒不等。因此,激光加热的相关时间尺度至少延伸超过五个数量级。除了脉冲持续时间之外,光与物质的相互作用还取决于其他参数,如激光波长λ、激光能量密度和脉冲重复率。通常,这些量的最佳组合是在实证研究中找到的。本文推导出一个参数来描述不透明介质吸收激光脉冲后的热扩散动力学。该参数仅取决于材料常数和激光脉冲持续时间,并允许快速估算样品表面产生的峰值温度。
为了恢复Duchenne肌肉营养不良(DMD)的各种突变模式中的肌营养不良蛋白,已经研究了多外观跳过(MES)方法。但是,只有有限的技术可以诱导大量缺失,以覆盖几百千倍酶的目标外显子。在这里,我们利用CRISPR-CAS3系统进行了MES诱导,并表明双重CRRNA可以在肌营养不良蛋白外显子45-55个区域(340 KB)诱导大量缺失,可以应用于各种类型的DMD患者。我们开发了一种基于SSA的两种基于SSA的记者系统,用于富含基因组编辑的细胞群,并证明MES诱导恢复了具有三个不同突变的DMD-IPSC中的肌营养不良蛋白蛋白。全基因组测序和距离分析在推定的CRRNA结合位点附近未检测到未明显的脱靶删除。总的来说,双CRISPR-CAS3是通过MES诱导诱导巨大基因组缺失并恢复肌营养不良蛋白蛋白的有前途的工具。
十多年前 [1] ( ) 发现了 CRISPR/Cas9 系统,这使我们干预基因组的可能性增加了十倍,无论是在研究中,还是在最终使基因治疗成为现实 [2] ( )。 CRISPR 系统及其衍生物现在可以相对容易地在复杂基因组的特定点切割 DNA;切口的修复通常以某种随机的方式进行,在修复点添加一些核苷酸,导致目标基因失活。通过这种方式,可以“关闭”某个过度表达会导致疾病的基因,以达到基因治疗的目的,甚至可以在体内实现[3]( )。最近,这些系统得到了改进,可以实现真正的基因组编辑,即通过程序将一个核苷酸替换为另一个核苷酸,从而可以纠正有害突变 [4]。但是将几百或几千个核苷酸的序列精确插入到基因组的某个点仍然遥不可及,至少如果我们想有效地做到这一点的话(而不是在极小部分的被处理的细胞中)。这也解释了最近发表的一种新方法所引起人们的兴趣,该方法利用了插入序列家族编码的重组酶的特性 [5, 6],而且,它可以完全通过双特异性向导 RNA 的序列进行编程。
在没有硫酸盐的深海中,微生物从有机物中产生了大量的43甲烷。然而,ANME古细菌在SMTZ中消耗了超过80%的气体(21、31、56)。由于这种有效的微生物过滤器,只有2%的大气45甲烷来自海洋(56)。如果以气体水合物和永久冻土形式的甲烷46沉积物因气候变暖而不稳定(59),则该数字可能会增加。47取决于电子捐赠者和受体的通量,SMTZ发生在几十毫米的深处(例如冷渗水)至海床以下几百米(深缘49个沉积物)(31、34、58)。SMTZ的位置进一步取决于底物的数量和物理50个特征,系统的沉积物类型和动力学(7,63)。深SMTZ中的51个AOM速率较低,每天每52毫升的纳莫尔斯到少数纳莫尔斯的范围。因此,这些环境中的ANME细胞数量低53,<10 6细胞CM -3,而ANME -1型通常占上风(39,45,51)。如果存在,则在这些视野中也将短链54烷烃氧化(50,62)。55
摘要。这篇科学文章深入回顾了可再生能源的最新进展,探讨了它们在应对全球能源挑战方面的重要性。本文涵盖了各种类型的可再生能源,包括太阳能、风能、水电、地热能和生物质能,强调技术发展、效率改进和环境考虑。此外,本文还讨论了全球可再生能源采用的现状及其对减少碳排放的潜在影响。该分析整合了最近的研究和研究论文的结果,全面概述了可再生能源技术的当前格局。1. 简介 21 世纪人们越来越认识到传统能源的局限性和环境影响。化石燃料的开采、燃烧和利用不仅对全球变暖产生了重大影响,而且还导致了地缘政治紧张和资源枯竭 [1, 2]。在这种背景下,可再生能源已成为一种有前途的替代品,利用自然元素取之不尽的力量来满足世界日益增长的能源需求。受环保要求和能源安全需求的推动,全球各国政府、行业和研究机构加大了探索和提升可再生能源技术潜力的力度。对可持续能源解决方案的追求推动了太阳能 [3, 4]、风能 [5]、水电 [6-10]、地热 [11-13] 和生物质能 [14-20] 技术的发展。这些进步不仅有望带来更清洁的能源,还为各国带来了经济机会和能源独立性。可再生能源在全球和单个国家范围内的能源潜力是当前能源消耗水平的许多倍,因此可以将其视为一种可能的能源生产来源。众所周知,人类发展的先决条件表明,需要对已在管理的可再生能源进行广泛研究,这既是因为石油、天然气和煤炭产量不可避免地增加,成本也随之增加,也因为环境原因(二氧化碳排放和经济政策对环境的其他有害影响)。通常来说,可再生能源的使用不会对环境产生严重的负面影响;在大多数情况下,它们都是环保且广泛可用的能源。可再生能源的严重缺点限制了其广泛使用,包括能量流密度低、随时间变化大,因此需要大量成本来购买用于收集、积累和转换能源的设备 [21]。例如,晴天中午太阳辐射在地球表面的通量密度仅为 1 kW/m 2 左右,其年平均值为考虑到季节和天气波动,对于地球上阳光最充足的地区,热流密度不超过 250 W/m 2 [22]。风流的平均比能量密度通常也不超过几百 W/m 2 ,风速为 10 m/s 时,比能量密度约为 500 W/m 2 。速度为 1 m/s 的水流的能量密度也只有 500 W/m 2 左右。为了进行比较,我们指出,现代蒸汽锅炉炉壁上的热流密度达到几百 kW/m 2 。