从原子到超原子的原子层次新机遇

为何超原子如此重要?从发展过程来体会,是因为终于可以把纷繁复杂的团簇结构以量子力学属性实现物理规律把握,从而为以团簇作为基元的物性表征与调控包括相关的制造和功能应用提供了基于原子层次的抓手.因此可认为,由团簇科技发展到超原子的物理学研究是必然的,所以我们提出了超原子物理学的概念和范畴.超原子作为归属于分子的多原子复杂系统,它的电子结构与原子有相近性,凸显了超原子系统中相互作用有深刻且丰富的物理内涵.依托于原子物理学的巨大成就,将原子层次的科技能力结合到超原子研究上,将开辟新的领域方向,促进从结构出发的传统研究思路转变到以功能为核心的研究范式,从而带来新的发展机遇.

高分辨电子显微学之应用於原子层次之医学科学研究

高解像度电子显微镜是最近年来电镜科技进展之产物。在材料物理科学领域,已广泛被应用於观察原子结构影像,而在生物医学方面,原子层次之研究报告却还是屈指可数。因此,本篇研究目的在以超高解像度电子显微镜来探讨各种医学材料原子解像之可行性以提高研究层次。研究材料包括人体内胆结石,动脉粥瘤之胆固醇晶体,亲铬细胞瘤细胞内之儿茶酚胺颗粒,培养中亲铬细胞瘤细胞内结晶体及游离之心肌细胞基底膜。标本制作结石及胆固醇晶体是以研磨成粉,而组织及细胞是以超薄切片。粉末颗粒及超薄切片之标本在日立H—9000型超高解像度电子显微镜下观察,使用的电压为300KV。

关于原子层次上生命活动的思考对话

本文以对话形式,论述生物学在微观领域的发展状况及发展趋势。特别是以分子生物学为代表的前沿生命科学会继续向微观领域发展。生命科学在原子层次上的研究已经有了开端。并且未来的生命科学在这一层次上一定会取得巨大的成就。如同现代分子生物学一样,具有远大的发展前景。

自组装的原子层次物理视角

作为一种将无序转化为有序的动力学过程途径,自组装的机制认识、规律把握,对于自下而上的进行功能基元组装成材料乃至器件的基础及应用研究越发显得重要.本文通过对自组装的原子层次机制理解,探讨了自组装在精度、可靠性等方面的优势和原子层次物理在规律把握等方面的基本作用,进而引申了物理视角中自组装的可能发展方向,提出了复合功能自组装和极端条件自组装发展见解.此外,也引申了以自组装为重要目标的原子层次基础研究发展趋势,提出了相关的量子第一性原理和经验力场理论模拟方法发展思路.希望本文可以为原子层次物理与自组装技术之间的联系,以及为不同学科领域对相关基础与应用研究的重视有所贡献.与此同时,也期待可以促进这一代表着未来重要发展趋势的技术能力能够对相关产业链乃至对经济社会的发展起到作用.

自闭症谱系障碍儿童静息状态下脑电微状态研究

利用微状态分析方法,在静息状态下的脑电图(EEG)尺度上探究自闭症谱系障碍(ASD)儿童与正常儿童(TD)在脑机制上的差异。根据Cartool中的准则和不同微状态类别的数目对于被试者EEG数据的解释程度,确定微状态类别的数目为4;使用原子化与凝聚层次聚类算法,分割出个人水平和组水平上的微状态类别,分别标记为微状态A、B、C和D。然后根据这4类微状态的地形图和EEG数据各时间点的GEV相关性,将数据拟合回EEG数据,最终得到微状态时间序列,提取时域上的参数特征,比较ASD组和TD组的差异。选取的时间参数为平均持续时间、发生频率、时间覆盖率和转移概率,并通过计算马尔可夫模型的方法探究微状态序列的独立性。结果表明,在ASD组vs TD组中表现有统计差异(P<0.05)的微状态时间参数有:持续时间(A:0.110±0.013 vs 0.180±0.048,C:0.140±0.024 vs 0.220±0.067,D:0.130±0.050 vs 0.190±0.037,单位:s)、时间覆盖率(A:22.0±5.4 vs 27.0±7.2,B:27.0±4.7 vs 18.0±5.5,单位:%)、发生频率(A:1.93±0.52 vs 1.55±0.22,B:2.08±0.46 vs 1.39±0.32,C:2.10±0.49 vs 1.47±0.30,D:1.78±0.19 vs 1.27±0.27,单位:次/s),且卡方检验不支持微状态类别之间在时间序列上是独立的零假设(P<0.01),提示微状态类别之间存在依赖性以及信息共享性。本研究为自闭症的评估提供了客观指标和科学依据。

自我的探赜索隐:粒子和亚原子粒子层次的“记忆政治学”

当今的自我及其同一性研究不可谓不繁荣。但繁荣的一个结果是自我的“失落”,其表现是无我论和自我碎片化的大行其道。鉴于已有主流的自我论如模式自我论、最低限度自我论、心理连续性理论和物理连续性理论在化解中的欠佳表现和所碰到的新问题,深入到亚原子层次同时又有整体论倾向的“记忆政治学”应运而生。它有很多理论形态,表面上有还原论倾向,实则由于坚持了整体论,同时由于有着对有关前沿科学成果的独到解读,因此开辟了一条重新理解自我、叙事、记忆、微观实在及其关系的新途径,因此值得关注和进一步研究。

多元合金钢中部分元素含量的理论计算

利用量子化学从头计算方法、密度泛函理论的超软赝势方法和半经验原子间相互作用对势相结合,在计算偏聚结构晶胞结合能的基础上,选择偏聚晶胞组合处理方法,计算出高碳合金钢DM8钢、DM8A钢、DM8′钢及DM8A′钢马氏体基体原子间的结合能随C、Si、Ni含量变化的变化规律。得出:①DM8钢、DM8A钢、DM8′钢及DM8A′钢马氏体基体原子间的结合能随C、Si、Ni含量的增加呈逐渐增加的趋势;②Si含量比Ni含量的变化对马氏体基体强度影响大;③当其它元素含量都不变时,Si或Ni的含量在0.2%～0.6%,Ni含量对原子间的结合能影响高于Si,Si或Ni的含量在0.6%～0.8%,转换为Si含量对原子间的结合能影响高于Ni。这些结果为根据性能要求进行合金设计提供部分理论依据。

聚-α-甲基苯乙烯解聚反应的动力学模拟

聚合物降解在原子层次上的理论研究是相关于高分子材料反应调控的重要课题．运用引入色散修正的密度泛函紧束缚理论（DFTB-D）方法，对两端不饱和与一端不饱和（c-端不饱和，CH2-端不饱和）共3种典型顺次连接的聚-a-甲基苯乙烯（PAMS）片段的降解过程进行了原子层次动力学模拟研究．结果显示，PAMS在500～600K的温度环境下，降解都对应于解聚过程，并且单体单元逐一脱落主要发生在链的未饱和端部．进一步的3种片段的电子结构分析均显示，占据在最高占据分子轨道（HOMO）和最低非占据分子轨道（LUMO）的电子主要局域在未饱和一端，这与势能面预测的结论是相符的．此外，动力学模拟的结果也指出，适当的增加温度，能够让解聚反应加快进行．进一步基于DFFB—D方法的C-C键断裂过程的弛豫扫描也清晰地显示，从能量角度，解聚发生在不饱和端也更为容易．此外，自旋布居分析体现了这是与PAMS的电子自旋极化结构紧密相关的．我们希望，当前的理论研究能够对理解聚合物降解机理起到基本的参考作用．