土壤种子库通过时间存储效应和发芽池的功能来帮助维持物种多样性,这些池可以优化不同的环境条件。这些特征促进了本地植物群落的持久性,但是非本地物种的骚乱和相关的入侵等干扰会破坏这些储量,从而从根本上改变继任轨迹。在沙漠中尤其如此,在沙漠中,本地植物群落不太适应火灾。虽然对沙漠植物社区的影响并不少见,但有关生物库的短期和长期影响的信息较少。为了更好地了解沙漠种子库的火灾和入侵物种的影响,我们调查了土壤种子库的生物多样性,从1972年至2010年之间在北美莫哈韦(Mojave)的沙漠生态区之间燃烧的30种野生鱼类生物多样性。我们评估了FIFEREMIMES的特征(频率,燃烧和燃烧严重程度)如何与气候和侵入性植物相互作用,以A - ,B-和G-多样性的量度相互作用。由于B-多样性是对社区变异性的直接度量,并且揭示了有关生物多样性损失的重要信息,因此我们进一步研究了B多样性的嵌套和离职组成部分。平均烧伤位置的A-和G多样性通常高于未燃烧的参考地点,但是单个的变量对种子库多样性的模式几乎没有影响。燃烧的区域种子库倾向于由非母体入侵物种(主要是两种草)(Bromus Rubens,Bromus tectorum)和一个入侵型福布(Cicutarium)主导。我们观察到的最引人注目的模式是在A-,B-和G多样性中的集体急剧下降,其侵入性物种优势增加,表明种子库社区的均质化,并在结束后具有侵入性物种的殖民化。均质化的证据得到了降低和燃烧区域的嵌套增加的进一步支持。我们的发现强调了诸如植物入侵之类的生物学过程如何与火灾的干扰相结合,以改变沙漠生态系统中种子库组成和多样性的模式。
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]
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线性椭圆运算符的定量随机均质化已经被众所周知。在此贡献中,我们向前迈进了具有P-生长的单调操作员的非线性设置。这项工作致力于定量的两尺度扩展结果。通过处理2≤p<∞的指数范围d≤3,我们能够考虑真正的非线性椭圆方程和系统,例如 - a(x)(x)(1 + |∇| p-p-p-2)∇u = f(使用随机,非不必要的对称)。从p = 2到p> 2时,主要困难是分析相关的线性化操作员,其系数是退化的,无限的,并取决于通过非线性方程的解决方案的随机输入a。我们的主要成就之一是控制这种复杂的非线性依赖性,导致迈耶对线性化运算符的估计值,这是我们得出的最佳定量两尺度扩展结果的关键(这在周期性设置中也是新的)。
4D 打印是一个新兴领域,其中 3D 打印技术用于对刺激响应材料进行图案化以创建变形结构,以时间为第四维。然而,目前用于 4D 打印的材料通常较软,在形状变化过程中的弹性模量 (E) 范围为 10 −4 至 10 MPa。这限制了所得结构的可扩展性、驱动应力和承载能力。为了克服这些限制,多尺度异质聚合物复合材料被引入作为一种新型的刚性、热响应 4D 打印材料。这些油墨的 E 比现有的 4D 打印材料高四个数量级,并提供可调节的电导率,可同时实现焦耳加热驱动和自感应功能。利用电控双层作为构建块,设计和打印出一种可变形为 3D 自立式起重机器人的平面几何体,与其他 3D 打印执行器相比,在重量标准化的起重负载和致动应力方面创下了新纪录。此外,该油墨调色板还用于创建和打印平面晶格结构,这些结构可变形为各种自立式复杂 3D 形状。这些贡献被集成到 4D 打印电控多步态爬行机器人晶格结构中,该结构可承载自身重量的 144 倍。
https://doi.org/10.26434/chemrxiv-2022-x2cml-v2 orcid:https://orcid.org/0000-0000-0001-6216-296x chemrxiv未通过chemrxiv peer-review dectect。许可证:CC BY-NC-ND 4.0
图5:抑制剂化合物表征:星形孢菌素,达沙替尼和dabrafenib在5 nm fgfr1- btn上以不同浓度的痕迹,并使用Motulsky-Mahan程序通过全局拟合进行分析。通过将10μL的FGFR1-BTN和链霉亲和素欧元(15分钟的预孵育)添加到含有5μLStaurosporine-RED(21 nm终浓度)的混合物中(21 nm最终浓度)和4x抑制剂(96-sv-well板)的混合物中获得。非特异性数据。使用配备注射器系统的板读取器在每个浓度2孔上使用0.5 s的测量间隔和每次测量两个闪光灯生成数据。错误栏被省略,以清晰。
图4:a)MDA-MB-231细胞被绿色 - 肾上腺胶体易感病毒感染,并使用紫霉素选择了稳定的转导细胞。每周一次通过IVIS系统确定生物发光信号的强度六周。b)用红色葡萄糖和GFP标记的双重标记的MDA-MB-231细胞。可以通过两个FACS分析检测GFP报告基因表达。c)使用Nuance多光谱成像系统测量HT1080细胞中的GFP表达。
抽象的心脏生长和重塑(G&R)模式在全球范围内和本地都会改变心室大小,形状和功能。生物机械,神经激素和遗传刺激通过心肌尺寸和纤维化的变化驱动这些模式。我们提出了一个新型的微观结构动机模型,该模型基于均质的约束混合理论来预测心脏中器官的G&R。以前的模型,基于运动学生长理论,通过规定生长的方向和程度,但忽略了潜在的细胞机制,从而再现了G&R在散装心肌组织中的后果。在我们的模型中,G&R的方向和程度自然来自心肌组织成分的细胞内和细胞外的转移过程及其首选的稳态伸展状态。我们还提出了一种获得机械相位平衡的参考配置的方法。我们在理想化的3D左心室几何形状上测试了我们的模型,并证明我们的模型旨在在高血压条件下维持紧张的稳态。在稳定图中,我们从具有不同的收缩压和生长因子的相同参数集中确定稳定和不稳定的G&R区域。此外,我们在第1阶段和第2期高血压后将收缩压返回到基线后的G&R逆转程度。一种现实的器官心脏G&R模型有可能识别有心力衰竭风险,实现个性化心脏疗法的患者,并促进医疗设备的最佳设计。