应用光学微操作技术分选单条水稻染色体

报道了一种基于光镊技术的实用的单条染色体分选技术。具体介绍了用光镊与光刀结合,并辅以微吸管分选水稻单条染色体的过程。通过该方法得到的水稻单条染色体样品经过分子克隆,制备出了染色体特异的DNA片段并用于水稻基因组测序工作。还将光学微操作技术与现有的几种分选单条染色体的方法(如玻璃微针挑取、激光弹射以及流式细胞仪等)进行了比较。与这些方法相比,光学微操作方法具有液相环境中分离、操作简易、对染色体损伤小、选择性高、无污染等优点。

13—14世纪丝绸之路上的铭文纺织品风格研究

铭文纺织品是丝绸之路上长久使用的一种纺织品,且在13—14世纪有明显的风格变化。针对此问题,本文通过对比研究的方法,从铭文样式和图案题材的角度,对13—14世纪前后丝绸之路上的铭文纺织品风格进行了梳理和分析,发现中国和中亚、西亚地区的铭文纺织品开始使用高度风格化的伪文及通俗性的祈福文字;北非和欧洲的伊斯兰地区已不再大量使用塞尔柱样式,但仍保留了部分塞尔柱母题且铭文的含义集中于宗教和政治内容;欧洲基督教地区的仿品类结合多种异域母题,宗教用品类则无明显改变。研究表明,生产系统的交流和新型市场的形成是导致这种风格变化的直接因素。

光阱pN量级阱力的流体力学法测量系统

根据流体力学的分析 ,研究并计算了适合光镊操作生物粒子的无限大平板流场特性和流场分布 ,设计并研制了一套符合光镊pN(皮牛 )量级力测量的液体微循环系统和样品池 ,其液体微流量分流器和缓冲器解决了蠕动泵脉冲缺点 .实际测量和光阱力测试结果显示该系统满足光阱pN量级力的测量要求 .

细胞激光微操作系统

光镊的发明使得对单细胞的操作成为现实,利用耦合光刀与光镊,建立“细胞激光微操作系统”,可为研究细胞这一特殊的生命形式提供一种切实可行的手段。本文介绍“细胞激光微操作系统”的设计思想和工作原理,以及系统各部分组成及其功能,讨论了系统的特点、性能、应用范围和初步生物学应用研究,并与国际上同类产品的相关功能进行了比较。

航天用大展收比豆荚结构变形规律模型及其仿真验证

豆荚结构又称可盘卷管状伸展臂,是一种具有大展收比的弹性伸展结构,可以被压缩成板状装载在航天器上,需要时自行展开为空心筒,用于展开太阳翼、卫星天线等组件,能够缩小航天器发射时的体积。设计豆荚结构尺寸时需要考虑其力学性能。针对豆荚结构收纳过程中力学特性影响因素变化多、计算量大等问题,利用力学分析设计了一种数值模型,可以计算不同尺寸参数的豆荚结构整个压缩过程中的压缩力变化。利用有限元分析软件ABAQUS对压缩变形进行仿真分析,对比数值模型的计算结果与仿真结果误差小于10%。通过数值模型分析得到了豆荚结构尺寸参数对压缩力的影响。

动物活体内细胞光操控的研究进展

动物活体环境下单细胞的光操控对于研究细胞的结构和功能,细胞与组织之间的相互作用,以及细胞病变机理、血栓形成机制和肿瘤细胞迁移等生物医学问题具有重要意义。2013年,光镊技术首次应用于活体动物内单细胞的捕获和操控,开辟了活体动物内光学操控新领域。本文就该领域涉及的活体操控技术及近来取得的重要研究进展进行概述,简要分析了实现深度组织内细胞操控所遇到的技术瓶颈并讨论了解决方案。

空间冗余索驱动并联机构的耦合振动特性研究

针对大型空间结构的在轨装配任务,提出了索驱动并联机构的方案,对其振动特性进行了研究。基于微分变换推导了机构的刚度矩阵,在此基础上建立了索并联机构的振动方程。通过理论计算分别分析了运动平台的位姿以及绳索拉力水平对机构振动特性的影响,并通过仿真研究了不同工况下机构的振动规律。搭建了空间冗余索并联机构的缩比样机并开展了机构的振动特性试验,进一步验证了振动模型的正确性以及仿真结果的有效性。结果表明:运动平台在中心位置处时各阶模态是解耦的,不同方向的振动相互独立;在边缘位置处,各阶模态具有强耦合性,单方向的干扰力会引起多个方向的振动,且振动频率以一、二阶固有频率为主。研究结果对于索并联机构的振动控制具有指导意义。

发电厂、变电站直流系统接地的危害及查找、处理方法

发电厂以及变电站的直流系统具有持续供应电源的作用，是确保各种电力装置能够正常运行的基础。直流系统常见的故障之一是接地故障，如果发生双点接地，很有可能会导致电力装置受到损坏、继电保护装置拒动或者误动，从而出现安全隐患，影响正常运行。本文对变电站直流系统接地的危害进行分析，并且提出找出这些危害的方法以及危害的处理方法，旨在促进变电站各系统的安全运行。

空间展开臂关节真空−热−力耦合试验方法研究

针对空间展开臂关节热真空环境下展收性能验证的需求,提出一种适用于展开臂关节的真空−热−力耦合的试验方法,即通过热真空试验系统完成真空、冷黑和太阳辐射环境的模拟,通过外部定量惯量盘施加负载。对该方法开展试验验证的结果表明:试验过程中罐体真空度、温度及控温精度均满足试验要求;高低温环境下展开臂关节工作电流呈随机状波动,波动范围均处于设计安全范围内;试验前后展开臂关节启动力矩、关节最高转速以及指向精度无明显变化,且精度优于0.001°。该方法可为后续展开臂关节真空−热−力耦合试验提供技术保障。

微束激光基因转移仪的研制

为生物转基因工作研制一种新的科研仪器。采用激光穿刺技术实现生物外源基因的导入,实现非接触操作。该仪器特点是采用自动控制平台代替传统的手动平台,具有自动扫描功能,其控制参数可以按照生物样品的特异性进行调节,同时可以减轻实验强度和人为因素对实验的影响。由于激光微束在样品选择性等方面的优点,研制成功的设备将有望在多种植物、动物的生物学研究上获得应用,具有良好的应用前景。

中国东南部复苏卷柏一新种:东方卷柏--基于形态学和分子生物学证据

卷柏和垫状卷柏是两种近缘的莲座状复苏卷柏,两者在亚洲皆有广阔的分布区域。本研究描述并修订了东方卷柏这一新种;该种是卷柏和垫状卷柏的近缘种,此前常被错误鉴定为卷柏。东方卷柏与卷柏和垫状卷柏最大的形态差异在于东方卷柏的主茎为二叉分枝,而卷柏和垫状卷柏的主茎为羽状分支。形态学和分子系统发育数据分析强烈支持卷柏、垫状卷柏和东方卷柏各自独立的物种地位。通过查阅以往被错误鉴定的东方卷柏标本,可知该种广泛地分布于华东和华南地区。此外,野外调查表明该新种主要生长于丹霞地貌区,有时会和卷柏混生。本文对东方卷柏新种的形态、系统发育和地理分布进行了描述,这将有助于未来的植物学和生态学野外工作者开展针对性的相关研究。东方卷柏学名的种加词orientali-chinensis是我国蕨类分类学家秦仁昌及张朝芳1982年在标本台纸上对该种作出的鉴定,使用的是裸名,没有描述,本文在此正式合格发表继续采用了该名称,以资纪念。

光镊技术在生命科学研究中的应用现状

光镊技术发明30年来,在生命科学领域中的应用取得了开创性成果,促进了生物物理学的发展。2018年光镊发明人A.Ashkin获得了诺贝尔物理学奖,再次激发了社会对光镊技术的关注。光镊能够主动操控微观粒子如细胞,还能对操控力进行定量测量,在生物医学领域有其独特的用处。从生物应用视角来讨论光镊技术,希望通过重温光镊技术的特点和功能,为生物学家遴选科学问题和样品设计做铺垫。介绍生物学家能方便掌握的单光镊操控应用实例,致力于普及和推进已有的研究成果。重点讨论物理生物交叉研究的特点,分析光镊技术研究单细胞、单分子中涉及的技术瓶颈。结合实验室的工作介绍光镊技术的研究进展和仪器应用现状,展望该领域未来发展方向和前景。

国外在轨制造和装配技术发展现状及启示

在轨制造和装配技术是一项改变航天器研制模式的颠覆性技术。为全面了解国外关于在轨制造和装配技术的发展现状以及研制过程中所面临的挑战等,本文重点调研了欧美航天强国关于在轨制造和装配领域的发展情况,通过对国外目前在轨制造和装配领域科研项目的梳理为突破口,按照应用前景和技术特点将其分为三类:在轨制造、在轨装配和在轨构建;然后,从在轨制造所采用的材料和技术途径等方面,分析了在轨制造的研究现状和所面临的技术挑战;从在轨装配的对象、方式以及部件连接型式等方面,分析了在轨装配的研究现状和所面临的技术挑战;从在轨构建领域重要的技术联盟分析出发,梳理了各技术联盟重点研究方向、目前技术水平和下一步研究计划等;最后,对国外在轨制造和装配进行了总结,提出了一些发展启示,对我国关于在轨制造和装配领域十四五领域发展规划制定、下一步重点支持方向确定、项目支持方式选择等具有一定的指导意义,可供开展产学研结合的技术联盟成立所借鉴。

衢州地区古建筑中装饰的人物纹样研究

浙江衢州地区保留了很多明清时期的古建筑,在建筑装饰上有大量的人物纹样,这些纹样题材丰富,工艺多样,有地域性和时代性的特点,并且具有教育与审美、宣泄与补偿和经济方面的社会功能。衢州地区的建筑装饰艺术受到了南孔文化、戏曲文化和商帮文化的影响,是衢州地区文脉的体现。

基于薄膜IPD工艺的N77频段多零点带通滤波器设计

针对微波滤波器对高性能和低成本的应用需求,将薄膜集成无源器件(Integrated Passive Device,IPD)工艺与印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)工艺相结合,设计了一款含有三个传输零点的宽带集总带通滤波器。为提升器件Q值,降低带内损耗并缩小器件尺寸,将滤波器谐振回路的电感以三维电感的形式设置于金属层较厚的PCB基板中,而其他电路结构则被集成在高阻硅基片上,通过倒装焊植球的方式(Flip-Chip Ball Grid Array,FBGA)将高阻硅基芯片键合到基板上。为验证理论的有效性,加工制备了一款N77频段的带通滤波器,其不包括外部管脚的整体尺寸为2.2 mm×3.0 mm,1 dB带宽为918 MHz,带测试板的实测插损为-2.58 dB。测试结果与预期的仿真结果达成一致。

电压特性对压电纤维复合物驱动性能的影响

压电纤维复合物因机电响应速度快、驱动能力强和柔性佳成为智能材料领域的研究热点之一。压电纤维复合物作为驱动器时,在不同的应用领域对于驱动电压特性有不同的要求。本文通过自由应变和悬臂梁顶端位移研究压电纤维复合物在不同电压幅值、偏置、波形下的驱动应变性能。结果表明:随着驱动电压幅值增大,压电纤维复合物自由应变值和驱动性能随之增大。压电纤维复合物的横向和纵向自由应变分别随着电压偏置的增大而降低,相应的悬臂梁顶端位移量减小。当用方波驱动时压电纤维复合物的纵向自由应变值和横向自由应变值分别为2061.4×10^(-6)和574.9×10^(-6),顶端位移量为1.614mm,比正弦波和锯齿波的驱动值更大,其原因主要是电压的阶跃性导致瞬间施加在压电纤维上的电场强度较大。

压电纤维复合物驱动应变性能的模拟和优化

压电纤维复合物因具有较大的驱动应变和良好的柔韧性而成为智能材料领域的研究热点之一。采用有限元法分析各结构参数对压电纤维复合物驱动应变性能的影响规律。结果表明:电场在交叉指形电极边缘发生聚集,且在此区域的电场强度约为均匀部分电场强度的4倍,因此,应用过程中压电纤维极易在电极边缘部分因应力集中而产生裂纹,从而降低复合物的驱动性能;指间距越大,复合物的驱动应变量及电场分布越接近于理想情况;采用高体积分数的压电陶瓷纤维、电极与纤维之间较小的聚合物层厚度均有利于提高智能压电纤维复合物的驱动应变性能;方形压电纤维复合物较圆形压电纤维复合物的驱动应变性能至少可提高60%。

基于口述影像多模态语料库的“V+到+X”构式

以迪士尼电影《冰雪奇缘》汉语口述影像多模态语料库为数据来源,使用多模态语料库方法,统计“V+到+X”构式的表征特征、“V”的语义特征和“X”的类型,探索“V+到+X”构式背后的语义指向认知机制和理据。研究发现,“V+到+X”构式可分为“V+到+X(受事)”和“V+到+X(处所)”两种类型;“V”的类型多以自主动词和感官动词为主,它可以强化口述影像使用者的认知体验;“X”多以人、物和处所为主,它可以强化口述影像使用者和外界世界的联系及加深其对空间概念的感知。

新型柔索式杆束结构压紧释放装置

针对空间机械臂、空间可展开天线等空间机构在收拢状态的杆束结构压紧与释放问题,提出一种基于柔性索捆绑压紧与热刀释放的新型压紧释放装置。建立了柔索式压紧释放装置锁紧状态的力学模型,分析了静态压紧和考虑惯性载荷情况下的绳索预紧力变化情况,得到了满足可靠压紧的绳索预紧力设计值。基于质量和刚度等效,设计了机械臂杆束结构力学等效件,并进行了正弦与随机振动力学试验。试验结果验证了所设计的柔索式杆束结构压紧释放装置的可行性,并可以推广到具有复杂包络的杆束结构压紧释放中。

基于悬吊法和气浮法的多自由度微重力模拟展开试验系统研究

为满足三维空间展开机械臂在进行地面微重力模拟展开试验时对多维度、多自由度、高精度展开轨迹和高卸载效率的要求,通过对当前成熟的微重力模拟展开试验方法进行分析总结,设计了一种基于悬吊法和气浮法的多自由度微重力模拟展开试验系统。首先,对所设计的多自由度微重力模拟展开试验系统进行结构设计和原理分析;然后,将多自由度微重力模拟展开试验系统应用于某三维空间展开机械臂的三维轨迹微重力模拟展开试验。结果表明该三维空间展开机械臂展开过程稳定可靠,且微重力模拟展开试验系统对机械臂产生的气浮运动摩擦阻力、垂直方向阻力波动量和展开方向附加阻力均很小,卸载效率高于95%,满足高精度和高卸载效率的展开要求。研究结果可为多自由度空间可展开机构地面模拟展开试验系统的深入研究提供一定的参考。