旨在理解晶体如何成核,生长和组装成较大结构的结构域。[1,2]来自开普勒对1611年雪花对称的兴趣,随后史长期在1669年对岩石晶体的迷恋,到目前为止,直到现在,结晶已被认为是最重要的物理化学过程,并且已经证明了晶体结构之一,已证明凝结物质的物理特性。[3]通常,基于假设它们通过添加单一裂纹实体(单体单体单体)生长的假设来理解晶体习惯和特性的or-。[2-5]尽管这一假设是我们对晶体生长过程中原子过程的解释的核心,但在过去的二十年中,其总数受到了挑战。[6]即,来自合成,地质和生物逻辑系统的大量证据表明,结晶可以继续附着广泛的高阶实体(Partiles)。[7]这些包括簇状的离子或分子种类,液滴以及结晶和无定形颗粒。通过粒子附着(CPA)结晶(一种所谓的非经典结晶机制)已知形成形态学和纹理模式,这些模式在经典成核和生长模型的范围中无法解释。[8]这并不奇怪,因为CPA是一个多步骤过程,其中每个步骤在热力学和动力学之间都有自己的插入相互作用,从而定义了非常独特的晶体生长途径。[9-11]每个步骤都会受到多种物理化学的影响。举例来说,非晶颗粒附着的结晶涉及无定形颗粒的形成和稳定,它们的表达,最后转化为结晶相。最近,已针对研究和建模不同的CPA途径进行了重大努力。[12-14]对每个步骤的机械理解有可能生成一个综合工具包,以设计和合成从经典结晶模型的局限性的新型材料系统的设计和综合。但是,仍然存在许多知识差距。生物矿化组织被认为是通过在整个动物史的整个文档中的无定形前体结晶而形成的。[15]这些生物材料表现出各种层次结构化的矿物有机结构,可为生物体提供各种功能。[16]选择了无定形粒子附着的结晶
*通讯作者:目前的地址:爱尔兰皇家外科医生皇家外科学院解剖系,爱尔兰都柏林2号圣史蒂芬斯格林。电话:+353(0)1-402-2147;传真:+353(0)1-402-2355电子邮件地址:ciaramurphy@rcsi.ie
靠近水生食物链底部的纤毛微生物要么游动去寻找猎物,要么附着在基质上并产生摄食流来捕获路过的颗粒。在这里,我们使用一种流行的粘性流体球形模型来表示附着和游动的纤毛虫,其滑动表面速度可以提供纤毛流动的解析表达式。我们求解了溶解营养物浓度的平流扩散方程,其中佩克莱特数 (Pe) 反映了扩散与平流时间尺度的比率。对于固定的流体动力学功率消耗,我们问什么纤毛表面速度可以最大化微生物表面的营养通量。我们发现优化进食的表面运动取决于 Pe。对于在有限 Pe 下自由游动的微生物来说,采用“跑步机”表面运动来游动是最佳选择,但在 Pe 较大的极限下,这种跑步机解与保持生物体静止的对称偶极表面速度之间没有区别。对于附着的微生物,在 Pe 低于临界值时,跑步机解决方案是最佳的进食方式,但在 Pe 值较大时,偶极表面运动是最佳的。我们在开环数值模拟和渐近分析中验证了这些结果,并使用了基于伴生的优化方法。我们的研究结果挑战了现有的“最佳进食就是在所有佩克莱特数上最佳游动”的说法,并为海洋微生物中附着和游动解决方案的普遍性提供了新的见解。
晶体学是理解晶体如何成核、生长并组装成更大结构的领域。[1,2] 从1611年开普勒对雪花对称性的兴趣,到1669年斯特诺对岩石晶体的迷恋,至今,结晶已被认为是最重要的物理化学过程之一,而晶体结构已被证明可以定义凝聚态物质的物理性质。[3] 传统上,人们对晶体习性和性质的起源的理解是基于这样一个假设:它们通过单个晶格实体逐个单体地添加而生长。[2–5] 虽然这一假设是我们解释晶体生长过程中的原子过程和众多技术应用的核心,但在过去二十年里,它的整体性受到了重大挑战。 [6] 也就是说,来自合成、地质和生物系统的大量证据表明,结晶可以通过多种高级实体——粒子的附着而进行。 [7] 这些包括聚集的离子或分子物质、液滴以及晶体和无定形粒子。粒子附着结晶(CPA)是一种所谓的非经典结晶机制,已知其形成的形态和纹理模式无法在经典成核和生长模型的范围内解释。 [8] 这并不奇怪,因为 CPA 是一个多步骤过程,其中每一步都有其自身的热力学和动力学约束之间的错综复杂的相互作用,从而定义了一条非常独特的晶体生长途径。例如,通过无定形粒子附着结晶涉及无定形粒子的形成和稳定、它们的积聚以及最终转变为结晶相。 [9–11] 每个步骤都可能受到多种物理化学因素的影响。最近,人们投入了大量精力研究和模拟不同的 CPA 途径。[12–14] 对每个步骤的机制理解有可能产生一个全面的工具包,用于设计和合成摆脱传统结晶模型限制的新型材料系统。然而,仍然存在许多知识空白。据推测,在整个动物界的记载历史中,生物矿化组织都是通过无定形前体的结晶形成的。[15] 这些生物材料表现出各种层次结构的矿物-有机结构,为生物体提供各种功能。[16] 选择通过无定形粒子附着结晶
1. 简介................. ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2. 计算浮现势....................................................................................................................................................................................................................13 2.1. 符号....................................................................................................................................................................................................................................................................13 2.2. 使用配分函数的表达式.................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................. 14 2.3. 积分表达式....................................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. . ... 24 4. 对新出现的潜力的估计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... .................................................................................................................................................................................37 5.2. 等价收费的情况....................................................................................................................................................................38 5.3. 等价收费的情况....................................................................................................................................................................................38 . ....................................................................39 附录 A. 定理 1.4 的证明.......................................................................................................................................................................43
摘要 我们的研究团队 ISLAND CURE 是一个由教授和本科生组成的多学科团队,其目标是在有限的预算内设计和制造用于进行生物测量的仪器。我们正在设计的仪器之一是光镊,这是一项获得诺贝尔奖的技术,能够使用激光束捕获微观和亚微观粒子。使用 1064 nm 光束,我们将使用珠子捕获单链 DNA,这将使我们能够对 DNA 施加微小的力。这个实验将使我们更好地了解受损 DNA 上的力量;特别是导致突变和癌症的损伤。有了这些知识,我们的目标是能够深入了解诱变和癌症的发展,以及理想情况下如何治疗和预防它们。我们的工作是找到一种方法来准备一个载玻片,其中可以附着单个 DNA 片段,以便在倒置显微镜装置中使用。
摘要:提取过程中附着细菌的完全恢复的不确定性是这些微生物计数的主要问题。均质化和超声波处理是最常用的物理提取技术,每一种技术都基于能产生最大产量的假设。使用频率范围在 40 至 50 kHz 之间的超声波处理浴对福尔马林固定的沙质沉积物进行超声波处理,同时输出功率在 100 至 200 W 之间变化,比 23000 rpm 的均质化更有效。超声波处理破坏了许多细菌,对于所研究的沉积物,估计在乘以 1.44 倍时,经过 2.5 分钟的最佳处理后获得的计数可以校正提取过程中的不足。
估计,由于抗生素耐药细菌引起的感染每年享有70万寿命。如果耐药细菌继续以相同的速度进化,则预计到2050年,该数字将增加到1000万。[5]同样,生物和非生物表面上生物膜的形成对人类健康也面临着另一个重大挑战。生物膜形成。[2,3,6]在生物膜形成期间,微生物经历了几种生物学变化,导致细胞外聚合物物质(EPS)产生。EPS矩阵可防止并从攻击生物膜的化学物质和其他毒素中产生微生物。这使得很难使用传统的抗生素治疗生物膜,并使微生物获得抗菌抗性。[7]解决此问题的一种方法是使用抗菌材料和表面,以抑制抑制性细胞的附着和生物膜的形成。[4,8–13]这种抗菌材料作为工程材料的作用至关重要,因为这些材料可能有助于我们减少对抗生素和消毒剂的依赖。已经采用了各种技术来制造抗臭材料,包括用杀菌层涂上材料表面。[11,14–18]常见方法是基于从材料表面(例如金属衍生物和抗生素)释放杀菌剂的。[24]因此,当地形特征的尺寸在亚微米和纳米长度尺度中时,表面会抑制细菌的附着。[18]一种替代方法涉及将微/纳米摄影应用于消除细菌细胞的应用,并且在过去十年中,这种方法引起了很大的兴趣。[19-21]具有独特的微/纳米尺度表面纹理和特征的材料已被证明可以有效禁止细菌附着并防止生物膜形成。[22,23]提出,当地形特征的尺寸小于细菌细胞的尺寸时,降低了附着的细胞的可用接触区域。由于其表面地形特征,许多天然材料已经获得了防染色和反抗性行为。[11,25,26]这激发了科学家开发类似的材料和结构,这些材料和结构限制了生物膜形成并积极消除与表面接触的细菌。这样的
相互作用包括π-π、[1]氢键[2]和范德华力[3]等。最近,阳离子分子与石墨烯中离域π电子之间的阳离子-π相互作用被认为是另一种重要的分子-石墨烯相互作用。Xie等人证实了罗丹明染料和石墨烯等π共轭体系之间的阳离子-π相互作用,这种相互作用导致罗丹明分子的荧光发射降低,因为激发的染料分子通过罗丹明染料/石墨烯界面上的非辐射途径衰变。[4]另一方面,Tang等人报道了通过阳离子-π相互作用锚定在石墨烯片上的罗丹明B分子在制备PVA /石墨烯复合材料时有助于石墨烯在聚乙烯醇(PVA)中的分散。 [5] 分子-石墨烯阳离子-π 相互作用的一个显著影响是分子中功能阳离子对石墨烯的掺杂。[6]
家重点基础研究计划 (973) 和国家海洋勘测专项 、 科技兴海和国际海洋科学合 作计划等 , 大大推进了海洋科学技术的发展 , 在一些领域取得了具有独创性的成 果 , 海洋科技进入了一个新的发展阶段 。 但在总体上 , 我国海洋科技水平与国际 海洋强国相比还存在较大的差距 。 主要表现在 : ① 海洋科技发展不平衡 , 总体水 平与发达国家相比差距有 10 ~ 15 年 ; ② 海洋科技对海洋经济的贡献率低 , 只有 30% 左右 , 而发达国家达到 60% ~ 70% ; ③ 科技成果的转化率低 , 不足 20% ; ④ 海洋科技投入不足 。 海洋科技力量和资源利用整合度低 , 最直接的原因就是设 备材料难以适应严酷的海洋环境 。 海洋科技领域的发展是一项系统的工程 , 往往 是诸多领域科技发展的集成 , 但就最重要的基础而言 , 常常依赖于材料科技的发 展和突破 , 尤其依赖于专用海洋材料的研究和进展 。 与陆地使用材料不同的是 , 涉海材料用在海洋中 , 特别是在深海极端环境下 , 受到海水重压甚至高温及海洋 微生物的侵蚀 、 硫化物腐蚀 , 要求必须具有高强度 、 耐海水热液腐蚀 、 抗硫化腐 蚀 、 抗微生物附着 、 高韧性等特点 。 因此 , 系统研究海洋材料的微生物附着腐蚀 机理与防护将有助于国家海洋战略的发展 。