科技杂志要览
2012-10-26
科技杂志要览
封面故事: 纪念英国数学家Alan Turing诞辰100周年
英国数学家Alan Turing出生于1912年6月23日，很可惜去世时只有41岁。然而他的影响今天在很多领域仍然能够感受到。在纪念Turing 百年诞辰的这一期杂志中，Nature 称他是有史以来最伟大的科学家之一（见440页和441页相关内容）。电脑专家和那些探索电脑科学的人士，包括Sydney Brenner（461页）和Henry Markram（456页），对这一著名传奇人物的某些方面做了解释。
封面故事: 光敏感通道嵌合体的X-射线晶体结构
光敏感通道（channelrhodopsins）是藻类中的光控离子通道，它们作为光遗传学药物在神经科学实验室迅速为人们所熟悉： 表达光敏感通道的神经元的活动在复杂性达到活哺乳动物同样程度的系统内可以通过光来控制。现在，由两个光敏感通道构成的一个嵌合体的X-射线晶体结构已被以2.3的分辨率确定。该结构显示了这一离子通道的分子架构，其中包括与视网膜相结合的区域和阳离子通道。这项工作为具有增强性能的光敏感通道变体的设计铺平了道路。
封面故事: 两颗跟地球大小相仿的太阳系外行星
自从上个世纪90年代中期第一批有关太阳系外行星的发现被证实以来，迄今已发现了数百颗太阳系外行星。它们当中很多都是比较大的“热木星”，但观测能力的不断提高使我们距探测较小的、跟地球差不多大的天体的目标越来越近了，而现在，以探测行星为使命的空间天文台“开普勒”发现了两颗绕与太阳相似的恒星“开普勒-20”运行的行星。编号为“开普勒-20f”的行星的半径几乎与地球的半径相同，而编号为“开普勒-20e”的行星稍小一些，为地球半径的0.87倍。这两颗行星的半径以及该体系的架构（至少有三颗更大的行星绕同一主星运行）表明，这些大小跟地球相仿的行星是石质的，靠外的一颗行星（开普勒-20e）可能形成了一个由水蒸气组成的厚大气层。
马 颖 陈雪莹王劲松 王宇顺
45钢表面液相等离子体碳氮共渗
Electrolytic plasma carbonitriding on 45steel
研究45钢在乙醇胺电解液中实现以渗碳为主的碳氮共渗,获得以高碳马氏体和含氮马氏体为主的表面改性层,使其硬度达到480HV,为基体的1.5倍,结果表明:45钢进行液相等离子体碳氮共渗依赖于原子(离子）的吸附和扩散效应.弧光放电的电离过程产生的大量活性碳、氮原子(离子）被吸附到工件表面,同时弧光放电等离子体对工件的不断轰击使工件表面迅速进入奥氏体化的高温区间,致使吸附干工件表面的碳、氮原子(离子）通过热扩散效应渗入基体并向内扩散.
作者单位
兰州理工大学甘肃省有色金属新材料重点实验室,甘肃兰州,730050
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journal@lut.cn
丁 宁[1] 包燕平[2]孙奇松[3] 王立峰[3]
末端电磁搅拌位置确定及对SWRH82B钢中心偏析的影响
Location determination of final electromagnetic stirring and its effect on central carbon segregation for SWRH82B steel
摘 要
结合方坯连铸机二冷各段的实际情况,采用有限元软件ANSYS建立了传热数学模型,并利用射钉结果修正数学模型中各段的传热系数,提高数学模型的准确性.结果表明,利用修正过的数学模型可以模拟整个铸机的传热凝固过程.根据射钉和数值模拟结果,确定电磁搅拌位置.采用电磁搅拌后,铸坯中心碳偏析和缩孔下降.
作者单位
1. 首钢技术研究院,北京100043;北京科技大学冶金与生态工程学院,北京100083
2. 北京科技大学冶金与生态工程学院,北京,100083
3. 首钢技术研究院,北京,100043
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xuebaozr@ustb.edu.cn
潘仁芳[1] 黎 建[1]李坤运[2]
川东建南地区页岩成熟度模拟分析
摘 要
页岩气属于非常规天然气资源,页岩气藏自生自储的典型特征使页岩成了烃源岩、储层和盖层的综合体.页岩有机质成熟度是页岩气藏主控因素之一,作为烃源岩,成熟度指示干酪根的演化程度,影响页岩的产气量.作为储层,影响有机物表面的吸附气量.四川建南地区中生界上三叠-下侏罗统以湖相沉积为主,页岩层位发育明显,具备页岩气藏形成特征.通过该区太1井的声波时差资料恢复剥蚀量为1486m,用E asy%R.来进行烃类成熟度史模拟,得出该区页岩在中-晚侏罗世已达生烃高峰,R.大于1.0%,以气为主,形成页岩气藏潜力较大.
作者单位
1. 长江大学地球球科学学院,湖北荆州,434023
2. 中石油大港油田分公司开发事业部,天津,300475
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xb_zkb@yangtzeu.edu.cn
王 魏 赵立杰柴天佑
基于改进Fast-MCD的稳健数据预处理方法
An Improved Robust Data Preprocessing Method Based on FastMCD Algorithm
摘 要
对于工业过程数据中的离群点,一般采用稳健估计技术处理.针对Fast-MCD算法中初值随机给定,以及当样本数据较大时,人为给定分堆个数的缺点,提出了一种基于模糊聚类的改进稳健估计算法,即采用聚类中心及聚类个数分别作为Fast-MCD算法的初值及分堆个数选择依据,从而提高计算效率,并使样本数据较大时的分堆计算更合理.将本方法用于分析铝酸钠溶液的温度电导建模数据,实现了离群点的辨识,可以消除不规则数据对软测量建模的不合理影响.与Fast-MCD方法相比,它收敛速度快,计算效率高.
作者单位
东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室,辽宁沈阳,110819
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editor@mail.neu.edu.cn
蔡能斌[1] 徐宝桢[2]孙文鼎[1] 黄晓春[1]
紫外激光成像装置显现潜指印的研究与应用
摘 要
目的研究显现现场潜在指印的新方法及其在实际案件中的应用。方法利用紫外激光物证显现仪输出的波长为266nm的紫外激光照射潜在指印，分别透过266nm和340nm的带通滤光镜，以紫外变像管观察、记录指印的反射或发光图像。结果在120个实验样本中共显出指印84枚，显现率为70.0%。结论综合应用“紫外激光反射成像”和“紫外发光成像”的方法，可以提高显现潜在指印的成功率。
作者单位
1. 上海市公安局物证鉴定中心,上海市现场物证重点实验室,上海200083
2. 上海恒光警用器材有限公司,上海,200083
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010-83903267
马力深 钟约先马庆贤 袁朝龙董岚枫
δ铁素体对12%Cr超超临界转子钢冲击性能的影响
Effect of δ-ferrite on impact properties of 12%Cr rotor steel for ultra-supercritical, steam conditions
摘 要
高中压转子是超超临界火电机组的关键零部件,要求具有很高的高低温冲击性能,材料一般采用高铬(12%Cr）耐热合金钢.该文通过一系列实验,研究了12%C r转子钢1Cr12W2NiMoVNbN钢组织中δ铁素体对室温冲击性能的影响.结果表明:δ铁素体的存在会严重损害该钢的冲击性能,而奥氏体晶粒尺寸在一定范围内对其冲击性能影响不大;对已经出现的δ铁素体,可以用在900～1150℃温度区间长期保温的方法进行消除.研究结果对科学制定超超临界高中压转子铜热处理工艺具有参考价值.
作者单位
清华大学机械工程系,先进成形制造教育部重点实验室,北京,100084
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xuebaost@tsinghua.edn.cn
李正农[1] 卢 剑[2]朱旭鹏[1] 李继孟[1]张盼盼[1]
渡槽模型实测模态合成的研究
Research on the Modal Synthesis of Aqueduct Model
摘 要
分别对渡槽模型的桩及槽墩两部分进行了模态实测.为了能把两个部分的实测结果合成一个整体,并且能在实测中最大限度地减少对桩中已安装传感器的破坏,利用模型的对称性以组合系统的频响特性、结构的位移协调条件,推导出简单易行振型合成方法,实现了对桩模态与槽墩模态的组合.实测组合结果与有限元计算结果基本吻合,从而验证了该方法在实际工程中的可行性.
作者单位
1. 湖南大学建筑安全与节能教育部重点试验室,湖南长沙,410082
2. 湖南大学建筑安全与节能教育部重点试验室,湖南长沙410082;云南省设计院,云南昆明 650032
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hdxbzkb@hnu.cn
蔡 卓 甘静妮莫丽君 卢登峰张 娴
多壁碳纳米管修饰玻碳电极测定L-半胱氨酸
Determination of L- cysteine at multi-wall carbon nanotubes modified glassy carbon electrode
摘 要
将多壁碳纳米管滴涂于玻碳电极表面,制作多壁碳纳米管修饰玻碳电极(MWNTs/ GCE）,研究L-半胱氨酸(Cys）在此修饰电极上的电化学行为,并建立一种电化学检测L-半胱氨酸的新方法.在最佳实验条件下,L-半胱氨酸在2.0× 10-6～1.0×10-4mol/L浓度范围内与峰电流呈良好线性关系.其回归方程为Ip(μA）=135.91C(mmol/L）+16.617,相关系数为r=0.9985(n=10）.方法检出限为4.3×10-7mol/L(S/N=3）.该方法已成功地应用于啤酒样品中L-半胱氨酸的测定.
作者单位
广西大学化学化工学院,广西南宁,530004
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gxuzrb@gxu.edu.cn
高群玉 武俊超李素玲
湿热处理对不同直链含量的玉米淀粉性质的影响
Effects of Heat-Moisture Treatment on Properties of Corn Starches with Different Amylose Contents
摘 要
以普通玉米淀粉和高链玉米淀粉(Hylon Ⅴ和Hylon Ⅶ）为研究对象,考察了湿热处理前后其抗性淀粉含量、直链淀粉含量、热力学性能、膨胀度及消化性等性质的变化.结果表明:湿热处理后3种玉米淀粉的抗性淀粉含量和直链淀粉含量均有所提高；湿热处理提高了3种淀粉的糊化温度和糊化焓,使糊化变得困难；湿热处理后偏光十字没有消失,部分淀粉颗粒的表面出现凹坑,十字中心部位强度减弱,直链淀粉含量越高,强度减弱越明显；湿热处理使3种淀粉的膨胀度和消化性降低.
作者单位
华南理工大学轻工与食品学院,广东广州,510640
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journal@scut.edu.cn
许裕栗[1] 陈学谦[2]韩 霞[1] 徐首红[1]彭昌军[1] 刘洪来[1]
二元混合高分子刷溶剂响应特性的分子机制——密度函理论
Molecular Mechanism of Solvent-Responsive Behavior of Mixed Polymer Brushes--Density Functional Theory
摘 要
采用加权密度近似密度泛函理论研究了二元混合接枝高分子刷在不同性质溶剂诱导下的垂直相分离情况.计算发现,对于具有一定相容性的等链长和等链节间相互作用能的二元混合接枝高分子刷,在非选择性溶剂中,不良溶剂使得高分子刷收缩,良溶剂使得高分子刷溶胀,但不会发生垂直的相分离;在选择性溶剂中,混合高分子刷可以在溶剂诱导下发生垂直相分离,亲溶剂的高分子链出现在高分子刷的表层,憎溶剂的高分子链蜷曲于高分子刷的底层,接枝高分子刷表现为亲溶剂性质;溶剂的选择性越大,两种接枝高分子链的相容性越差,越容易分层.
作者单位
1. 华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,化学系,上海200237
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ecustxbb@ecust.edu.cn
刘 海[1] 贾 雄[1]刘永柱[2]] 张卫民[1]杨学胜[2]
GOS下集合预报网格工作流程系统设计
The design based on GOS for grid workflow system of ensemble prediction
摘 要
为解决集合预报因扰动产生的多样本模式预报计算量巨大问题,充分利用分布异地的网络高性能资源,基于国家网格操作系统(GOS）,在门户中间件Gridshpere之上设计并实现了一种适合于集合预报应用系统的网格工作流系统.该系统实现了包括应用程序的服务封装功能,应用服务执行的节点资源动态绑定功能,应用服务之问的数据/控制相关管理功能、重启容错功能、流程监控功能等,已成功应用到集合预报应用网格门户系统,实践证明系统切实可行.
作者单位
1. 国防科学技术大学计算机学院,湖南长沙,410073
2. 国家气象中心数值预报研究中心,北京,100081
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hgxbs@mail.hust.edu.cn
崔志富 张 杭路 威
基于近似零范数的子空间迭代稀疏分解算法
Subspace iterative algorithm for sparse decomposition based on improved smoothed l0-norm
摘 要
针对近似零范数算法单参数代价函数不能协调近似精度与噪声容限的问题,提出了基于多参数代价函数的改进算法.在此基础上,利用子空间表示的方法确定了满足方程的源信号矢量空间,以此约束迭代算法的搜索范围,提高算法效率.理论分析和仿真实验表明,基于矢量空间迭代的算法收敛速度更快.此外,代价函数的改进在保持算法性能随源信号活跃概率变化规律的同时,明显改进了算法的抗噪声性能.
作者单位
解放军理工大学通信工程学院,江苏南京,210007
杂志联系方式
jfjlgdxb@163.net
常华进[1] 储雪蕾[2]黄 晶[2] 冯连君[2]
埃迪卡拉纪末期华南盆地深水环境的微量元素约束
Trace element constraints on deep-water redox conditions of the terminal Ediacaran in south China basin
摘 要
对沉积于埃迪卡拉纪末期(551～542Ma）华南盆地深水的老堡组硅岩样品中微量元素进行了研究.老堡组硅岩的元素地球化学特征显示岩石中微量元素主要来源于沉积水体,它们的质量分数和相关比值具有良好的环境指示意义.老堡组硅岩微量元素具有极低的w(Th）/w(U）(0.15～1.36,平均0.78）,高的w(V）/(w(V）+wi(N））(0.58～0.91,平均0.77）,氧化还原敏感元素富集(U,V, Mo的富集系数较高）,Mn的质量分数(10.9× 10-6～27.6× 10-6）和富集系数均低的地球化学特征.这些特征表明埃迪卡拉纪末期华南盆地深水是缺氧的.然而,硅岩样品相对低的U,V, Mo质量分数以及缺乏黄铁矿指示了当时深水不是硫化的,而是缺氧含铁的,这种水体环境可能为多细胞后生动物的出现和快速演化提供了必要条件.
作者单位
1. 青海师范大学生命与地理科学学院青藏高原环境与资源教育部重点实验室,西宁,810008
2. 中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029
杂志联系方式
jns@lzu.edu.cn
王一凡[1] 梁艳俊[2]赵 青[1] 徐 筠[[1]李树杰[1]
SEMA6C胞外域在293T细胞中的大量表达及其结构特性的研究
High-level Expression in 293T Cells and Structural Characterization of Extracellular Region of Semaphorin 6C
摘 要
Sema6C是semaphorin蛋白超家族的成员之一,具有调节神经系统发生和发展的生理功能.Sema6C由胞外域、跨膜片段和胞内结构域组成.利用293T细胞表达了Sema6C的胞外域并研究了其结构特性.实验结果表明Sema6C可在293T细胞中大量表达,纯化出的该蛋白N-糖基化修饰,并具有导致背根神经节(DRG）生长冠萎缩的活性,其EC50约为600pmol/ L.用分子筛层析色谱和不变性聚丙烯酰胺凝胶电泳研究该蛋白的结构特性,发现该蛋白在糖基化和去糖基化的状态下均具有稳定的结构和单一的分布形态,其相对分子量分别为190.2和168.8kDa.此外,分析沉降平衡试验结果表明了该蛋白质形成二聚体.基于以上结果,对Sema6C胞外域的二聚体结构对其致萎缩活性的影响进行了讨论.
作者单位
1. 南开大学物理科学学院生物物理系,天津,300071
2. 南开大学物理科学学院生物物理系,天津300071;南开大学医院,天津300071
杂志联系方式
xbb@nankai.edu.cn
侍茂崇[1] 严金辉[2]陈 波[3] 高劲松[1]
琼州海峡夏季三塘潮流谱分析和余流特征研究
The Spectrum Analysis of Tidal Current and the Study on Residual Current in Summer Near Santan in Qiongzhou Strait
摘 要
无论潮流矢量是反时针旋转(f＞0）还是顺时针旋转(f＜0）,全日潮谱峰都高于半日潮谱峰.2个半日潮周期分别为12、12.4h;2个日潮周期分别为23.9和25.8h;在半日潮和全日潮分量中,反时针分量是主要的:顺时针的半日潮能谱只有反时针的84%;顺时针的日潮能谱只有反时针的65%;浅水分潮6.2、8h和超过24h的3、4.2和5.5d等也有明显表现,但是都未通过显著性检验;夏季余流流速在5～10cm/s范围内变化,方向以南偏西为主.造成这种现象的首要的因素是夏季琼州海峡水交换基本态势和三塘附近海底地形,风对流向变化也有重要影响.
作者单位
1. 中国海洋大学,山东青岛,266003
2. 国家海洋局南海分局,广东广州,510300
3. 广西科学院,广西南宁,530022
杂志联系方式
xbzrb@ouc.edu.cn
戴文战[1] 田仕军[1]杨爱萍[2]
基于单步预测输出差值抑制超调的改进预测控制算法
An improved predictive control algorithm based on single-step predictive output difference for restraining overshoot
摘 要
为抑制传统预测控制算法中产生的超调量同时减小计算规模,提出了一种基于单步预测输出差值抑制超调的改进广义预测控制算法.通过在性能指标函数中引入单步预测输出差值项K[y(k+d+2/k）-y(k+d+ 1/k）]2有效抑制了2次预测输出之间的剧烈波动,从而有效抑制了超调量的产生,同时计算量的增加很小.算法中同时考虑了系统的时滞特性对控制过程的影响,即单步预测输出差值项施加在当前的输入控制量Δu(k）开始在预测输出中起作用之后.通过柔化系统输入Δu(k+j）有效避免了矩阵求逆运算,因此算法的计算量进一步减小.仿真实验证明该算法不仅可以有效抑制超调的产生而且可以加快算法的跟踪速度.
作者单位
1. 浙江理工大学自动化研究所,杭州,310018
2. 浙江财经学院,杭州,310018
杂志联系方式
journal@seu.edu.cn
