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北京大學(xué)物理學(xué)院/定量生物學(xué)中心歐陽(yáng)頎課題組在Nature Physics發(fā)表題為“The energy cost and optimal design for synchronization of coupled molecular oscillators”（文章網(wǎng)址：https://www.nature.com/articles/s41567-019-0701-7）文章，揭示了互相耦合的分子振子達(dá)到同步化所需的熱力學(xué)代價(jià)，表明分子振子的同步化需要額外能量耗散，并揭示了能量耗散與所能達(dá)到的最優(yōu)同步化效果及耦合的最佳設(shè)計(jì)之間的關(guān)系。 振子之間的同步化現(xiàn)象在自然界是非常普遍的現(xiàn)象，許多非線性理論與實(shí)驗(yàn)很好地回答了很大一部分非線性振子中的同步化問(wèn)題。然而，對(duì)于分子振子而言，他們的振蕩節(jié)律由隨機(jī)的、大噪聲的生化反應(yīng)所決定，與之前相對(duì)成熟的非線性理論所涉及的情況有所不同。這類(lèi)分子振子的同步化規(guī)律，尤其是同步化所需的熱力學(xué)代價(jià)尚不明確。 歐陽(yáng)頎課題組與美國(guó)IBM T. J. Waston 研究中心/北京大學(xué)定量生物學(xué)中心杰出訪問(wèn)教授的涂豫海教授展開(kāi)合作研究，首次在理論上闡明了實(shí)現(xiàn)分子振子同步化所需的熱力學(xué)代價(jià)。該研究提出一個(gè)簡(jiǎn)單而普適的隨機(jī)理論模型，假設(shè)不同的分子振子之間被一些額外的分子間化學(xué)反應(yīng)耦合起來(lái)從而使彼此的相位相互靠近，用以描述一般的可產(chǎn)生同步化振蕩的分子振子。在這個(gè)理論模型中，研究者們找到了單分子穩(wěn)定振蕩狀態(tài)的概率密度的解析解，由此計(jì)算了不同條件下的能量耗散，并通過(guò)平均場(chǎng)近似得到了該振蕩出現(xiàn)同步化現(xiàn)象的條件。通過(guò)比較不同條件下的能量耗散，研究者發(fā)現(xiàn)，若要實(shí)現(xiàn)分子振蕩的同步化，除去驅(qū)動(dòng)單個(gè)分子振蕩的能量以外，還必須要有一部分不為零的額外的能量耗散。除此以外，當(dāng)外界條件給定能量耗散的大小時(shí)，雖然可以通過(guò)調(diào)整模型中的參數(shù)達(dá)到各種不同的同步化效果，但是可以達(dá)到的最優(yōu)的同步化效果由給定的能量耗散所限制。當(dāng)能量耗散小于一個(gè)臨界值時(shí)（這個(gè)臨界值大于驅(qū)動(dòng)單個(gè)分子振蕩的能量）同步化是不可能的，給定的能量耗散越大，所能達(dá)到的最優(yōu)同步化效果越好。該結(jié)論具有一定的普適性。隨后研究者在藍(lán)藻的生物鐘系統(tǒng)中檢驗(yàn)了該理論，驗(yàn)證了生物體內(nèi)的分子振蕩體系確實(shí)需要額外的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)同步化。 北京大學(xué)物理學(xué)院博士生，歐陽(yáng)頎課題組的張東良為該文章的第一作者，涂豫海教授為通訊作者，合作者包括歐陽(yáng)頎教授和美國(guó)加州圣地亞哥分校的博士后曹遠(yuǎn)勝博士。

本發(fā)明公開(kāi)了一種能提高煙塵凈化效果的多振鏡大幅面激光選區(qū)熔化裝備，該裝備包含工作艙體、工作平臺(tái)、成形缸組件、鋪粉組件、振鏡組合、移動(dòng)式分區(qū)煙塵凈化組件、保護(hù)氣氛調(diào)控組件和控制系統(tǒng)；移動(dòng)式分區(qū)煙塵凈化組件與振鏡組合分別包含 M(M≥1)組抽送氣口和 M 列振鏡隊(duì)列，每組抽送氣口均與一列振鏡隊(duì)列相配套，使得每組抽送氣口都可在與其對(duì)應(yīng)的面積較小的輻照區(qū)域上方產(chǎn)生穩(wěn)定、均勻的氣流，從而保證整個(gè)金屬粉末層上方的煙塵均能被及時(shí)、

本發(fā)明公開(kāi)了一種壓電主動(dòng)隔振機(jī)構(gòu)，包括第一力傳感器、彈 簧波紋管、中間質(zhì)量塊、第一柔性鉸鏈、壓電執(zhí)行器、第二力傳感器、 第二柔性鉸鏈和控制器，第二力傳感器的一端用于連接基礎(chǔ)平臺(tái)，其 另一端依次連接所述第二力傳感器、彈簧波紋管、中間質(zhì)量塊、第二 柔性鉸鏈、壓電執(zhí)行器、第一力傳感器、第一柔性鉸鏈；第一力傳感 器和第二壓力傳感器分別用于檢測(cè)基礎(chǔ)平臺(tái)和負(fù)載平臺(tái)的振動(dòng)信號(hào)， 并分別將檢測(cè)的振動(dòng)信號(hào)傳遞給控制器，以使控制器控制壓電執(zhí)行器 施加作用力在負(fù)載平臺(tái)上，從而對(duì)負(fù)載平臺(tái)進(jìn)行補(bǔ)償。本發(fā)明采用雙 級(jí)串聯(lián)式懸置

該發(fā)明公開(kāi)了一種新型寬帶介質(zhì)加載回旋行波管高頻系統(tǒng)，屬于微波、毫米波和太赫茲器件技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括一次連接的預(yù)群聚段、線性放大段、非線性放大段、以及輸出漸變段，預(yù)群聚段、線性放大段、非線性放大段、以及輸出漸變段包括金屬圓波導(dǎo)外殼、貼和圓波導(dǎo)內(nèi)壁加載的環(huán)形無(wú)損介質(zhì)加載波導(dǎo)，線性放大段角向均勻地設(shè)置有矩形有損介質(zhì)片，并沿軸向呈周期性分布。該發(fā)明通過(guò)加載無(wú)損介質(zhì)波導(dǎo)改變整個(gè)高頻結(jié)構(gòu)色散特性；使電子注曲線與波導(dǎo)色散曲線在寬頻段范圍內(nèi)滿足諧振條件，確保寬頻帶工作特性；同時(shí)采用漸變的輸出結(jié)構(gòu)，解決高頻點(diǎn)增益低帶來(lái)的輸出功率低問(wèn)題。該發(fā)明既能滿足寬頻帶工作需求，又能在頻帶范圍內(nèi)提供較高的微波功率輸出。

研制出的3mm波段高功率回旋管可用于毫米波非致命拒止武器系統(tǒng)、毫米波雷達(dá)成像系統(tǒng)和毫米波定向能武器系統(tǒng),是毫米波拒止武器系統(tǒng)必需的大功率微波源。主動(dòng)拒止武器主要是利用3mm高功率微波刺激人體表皮的痛覺(jué)神經(jīng)，使人感到劇烈灼痛達(dá)到驅(qū)散非合作人群的目的。可用于裝備部隊(duì)作戰(zhàn)、維和、反恐(針對(duì)恐怖活動(dòng)與恐怖分子,尤其是人體炸彈)，裝備警察用于制暴、監(jiān)獄控制、重要目標(biāo)(軍事、政治、經(jīng)濟(jì)及安全設(shè)施和人員等)保護(hù)（如軍事基地、軍事禁區(qū)、使領(lǐng)館、航船、機(jī)場(chǎng)、重要場(chǎng)館等的防護(hù)）及反海盜劫持活動(dòng)等等，這對(duì)保障國(guó)家安全具有重要作用。 本項(xiàng)目在突破一系列關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上研制出了低電壓、小電流3mm波段高功率連續(xù)波回旋振蕩管，在關(guān)鍵技術(shù)研究上有一系列創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。 研制成功了高效、高模式純度TE62模式的W波段連續(xù)波回旋管：頻率94 GHz、工作電壓29.4 kV、工作電流2.2A、輸出功率26.5 kW、效率41%。其各項(xiàng)參量達(dá)到和超過(guò)合同指標(biāo)，器件綜合技術(shù)水平達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。 目前國(guó)內(nèi)100萬(wàn)人以上大城市數(shù)量已達(dá)到100多個(gè)，按照目前大型城市安全需要，每個(gè)城市為其各重要部門(mén)的綜合安全防護(hù)系統(tǒng)總共配備10套主動(dòng)拒止武器系統(tǒng)，每套按500萬(wàn)元計(jì)算，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值約為50億。每套成本低，單套實(shí)驗(yàn)演示系統(tǒng)造價(jià)小于500萬(wàn)元，僅為美國(guó)每套造價(jià)的8%；其核心器件3mm高功率回旋振蕩管及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)、配套器件實(shí)現(xiàn)完全國(guó)產(chǎn)化。

本發(fā)明涉及一種親水親油性碳納米管及其制備方法。本發(fā)明采用物理包覆修飾的思 想，將碳納米管原料在酸性條件下超聲輔助純化后，在引發(fā)劑和適當(dāng)溫度條件下，將聚 乙烯基吡咯烷酮及其嵌段聚合物引入到碳納米管的表面，從而得到表面具有親水親油基 的碳納米管。含有此結(jié)構(gòu)的碳納米管在水、有機(jī)溶劑和聚合物基體中具有良好的分散性， 從而改善了碳納米管的分散性。本發(fā)明提供的制備方法簡(jiǎn)單易行，具有可控性和定量化 的特點(diǎn)；所得的表面具有定量親水親油性聚合物的碳納米管，具有良好的可加工性，為 碳納米管在復(fù)合材料、氫氣存儲(chǔ)、電子器件、傳感器、生物材料等領(lǐng)域的應(yīng)用鋪平了道 路。

本項(xiàng)目響應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程對(duì)節(jié)能傳熱設(shè)備需求量日益增長(zhǎng)的發(fā)展機(jī)會(huì)，充分利用我們?cè)诟咝Ч?jié)能設(shè)備研制和產(chǎn)業(yè)化方面的成功經(jīng)驗(yàn)，自主研制新型扭曲管換熱器，并實(shí)現(xiàn)扭曲管換熱器制造產(chǎn)業(yè)化。本項(xiàng)目通過(guò)采用扭曲管可以使換熱器傳熱能力增加10％-20％，殼程阻力下降50-70%，將大幅度提高扭曲管換熱器的節(jié)能潛力，實(shí)現(xiàn)節(jié)能25-35%。扭曲管換熱器提升了我國(guó)新型高效節(jié)能設(shè)備的整體技術(shù)水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在扭曲管換熱器內(nèi)，由于殼程為螺旋流，大大增強(qiáng)了殼程的湍流度，從而強(qiáng)化了殼程傳熱；由于扭曲管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，即使管程為高粘度流體或流速較低時(shí)，也會(huì)獲得很高的湍流度。由于管子之間的多點(diǎn)自支撐結(jié)構(gòu)，省去了折流板，實(shí)現(xiàn)了流體縱向流，流動(dòng)分布和流速比較均勻，消除了換熱管振動(dòng)問(wèn)題。由于殼程采用無(wú)折流板結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了全程縱向流，使得殼程壓降大大降低；同時(shí)由于分布均勻，沒(méi)有流動(dòng)死區(qū)，有效傳熱面積大大增加。這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，大大強(qiáng)化了換熱器的傳熱系數(shù)。由于流速均勻、無(wú)死區(qū)，而且管壁溫度比較均勻，大大降低了結(jié)垢的可能性。無(wú)振動(dòng)、少結(jié)垢，從而延長(zhǎng)了維修周期，降低了維修費(fèi)用。該技術(shù)不改變換熱器的外形結(jié)構(gòu)，保留了管殼式換熱器的特點(diǎn)，具有易于推廣的特點(diǎn)，具備較好的工業(yè)應(yīng)用前景。目前已做了大量的前期開(kāi)發(fā)準(zhǔn)備及示范工程。

近年來(lái)螺桿、螺旋形管在我國(guó)空壓機(jī)、冷凍機(jī)、螺桿泵、塑料機(jī)械中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但我國(guó)螺桿空氣壓縮機(jī)、冷凍壓縮機(jī)、泵、塑料機(jī)械不但在設(shè)計(jì)技術(shù)上與國(guó)際先進(jìn)水平有差距，在制造技術(shù)上更加落后，嚴(yán)重制約了我國(guó)這四大類(lèi)機(jī)械產(chǎn)品在國(guó)際和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。 為此應(yīng)該對(duì)我國(guó)螺桿制造技術(shù)的現(xiàn)狀和水平有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)，盡快追蹤國(guó)際先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，使我國(guó)螺桿制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量早日達(dá)到國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。 為提高螺桿設(shè)計(jì)制造質(zhì)量；應(yīng)從擴(kuò)展品種、規(guī)格；擴(kuò)大產(chǎn)量、降低成本和售價(jià)三方面狠下工夫。提高制造技術(shù)的關(guān)鍵是采用新材料、新工藝、新設(shè)備。北京科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院“管材深加工科研小組”開(kāi)發(fā)的螺旋管（桿）高效成形新技術(shù)即屬于螺桿、螺旋形管制造技術(shù)的關(guān)鍵新工藝與設(shè)備。

研制出的3mm波段高功率回旋管可用于毫米波非致命拒止武器系統(tǒng)、毫米波雷達(dá)成像系統(tǒng)和毫米波定向能武器系統(tǒng),是毫米波拒止武器系統(tǒng)必需的大功率微波源。主動(dòng)拒止武器主要是利用3mm高功率微波刺激人體表皮的痛覺(jué)神經(jīng)，使人感到劇烈灼痛達(dá)到驅(qū)散非合作人群的目的。可用于裝備部隊(duì)作戰(zhàn)、維和、反恐(針對(duì)恐怖活動(dòng)與恐怖分子,尤其是人體炸彈)，裝備警察用于制暴、監(jiān)獄控制、重要目標(biāo)(軍事、政治、經(jīng)濟(jì)及安全設(shè)施和人員等)保護(hù)（如軍事基地、軍事禁區(qū)、使領(lǐng)館、航船、機(jī)場(chǎng)、重要場(chǎng)館等的防護(hù)）及反海盜劫持活動(dòng)等等，這對(duì)保障國(guó)家安全具有重要作用。