-
高精度玻璃非球面透镜成型误差补偿方法:基于模具预补偿与高阶误差校正的创新研究
在光学系统小型化与高性能化的趋势下,玻璃非球面透镜因其优异的光学特性成为关键元件。然而传统超精密车削或抛光工艺存在效率低、一致性差等瓶颈,精密玻璃成型(PGM)技术虽能实现高效量产,却长期受困于冷却收缩导致的形貌误差(PV值)。这种由玻璃粘弹性特性与热膨胀差异引发的微米级偏差,直接影响透镜的成像质量,而传统试错式模具补偿方法需反复修模,成本高昂且周期漫长。针对这一行业痛点,贵州大学机械工程学院、湖南大学高效磨削国家工程研究中心的研究团队在《iScience》发表创新成果。研究通过建立融合玻璃应力松弛/结构松弛参数的有限元模型,首次系统解析了体积松弛与热膨胀耦合作用的误差产生机制,提出"仿真预补
来源:iScience
时间:2025-07-10
-
时域伴随优化方法实现宽带高效超透镜设计:提升光谱均匀性与聚焦效率的创新策略
在光学器件微型化的浪潮中,超透镜(metalens)因其亚波长结构对光场的精准调控能力,成为取代传统透镜的革命性技术。然而,宽带超透镜设计长期面临两大瓶颈:频域伴随方法需对每个采样频率单独仿真,计算成本随带宽指数增长;而传统时域方法虽能连续评估全频段,却存在光谱响应不均的缺陷。这些限制严重阻碍了超透镜在显微成像、光通信等宽带应用中的性能突破。针对这一挑战,汉阳大学(Hanyang University)电子工程系的Mingyu Park、Haejun Chung和Kyung-Young Jung团队在《iScience》发表研究,提出动态脉冲调制的时域伴随优化框架。该方法创新性地将宽带sinc
来源:iScience
时间:2025-07-10
-
低成本无氟电解质推动钠电池技术革新:可持续能源存储新突破
这项突破性研究揭示了钠电池技术的新范式。传统钠电池依赖含氟电解质(如NaPF6),存在环境危害和成本瓶颈。研究团队创新性地开发出基于四苯氧基硼酸钠(sodium tetrakisphenoxyborate, NaBOPh)的无卤素电解质体系,通过简单的一步合成法实现规模化生产。在醚类溶剂中,该电解质展现出非凡特性:能在铝箔上实现可逆的钠金属沉积/剥离(sodium plating/stripping),这为"无负极"(anode-free)电池设计奠定基础。通过结合计算模拟与先进表征技术,研究人员解析了阴离子对钠盐-溶剂配位的影响机制,阐明其独特的溶剂化结构如何提升离子电导率和电化学稳定性。实
-
机器学习辅助蛋白质工程提升立体选择性的创新策略
生物催化凭借温和的反应条件和卓越的选择性,已成为手性化合物合成的利器。然而,酶的立体选择性(stereoselectivity)常受限于天然底物特异性,这一瓶颈正被机器学习驱动的蛋白质工程突破。研究者通过分析生物催化反应数据,构建了能精准预测立体选择性的模型——将对映体过量值(enantiomeric excess, ee)和选择性因子(E值)统一转化为相对活化能差(ΔΔG≠),就像为酶分子装上了智能导航系统。这项技术的核心在于三大创新:采用蛋白质语言模型与图结构嵌入的多模态算法,让预测跨越酶家族和底物壁垒;利用迁移学习减少实验室试错成本;通过可解释AI揭示关键残基作用机制。就像为酶分子绘制了
来源:Chem Catalysis
时间:2025-07-10
-
原料普适性木质素脱氧技术实现航空生物燃料的"即插即用"突破
航空业作为难以电气化的高能耗领域,其碳中和进程高度依赖可持续航空燃料(SAF)的发展。然而现有SAF面临关键瓶颈——芳香烃含量不足导致必须与石油基燃料混合使用,这严重制约了减排潜力。木质素作为植物细胞壁中含量第二丰富的天然芳香聚合物,理论上可弥补这一缺口,但其结构复杂性和反应活性使得高效转化面临巨大挑战。传统生物炼制过程中,木质素往往被直接燃烧处理,造成宝贵芳香碳资源的严重浪费。针对这一难题,麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)联合华盛顿州立大学、国家可再生能源实验室的研究团队在《Cell Reports Physical Science》
来源:Cell Reports Physical Science
时间:2025-07-10
-
可穿戴无线控释设备:下一代媒介传染病个人防护技术的突破
媒介传染病正成为全球公共卫生的重大威胁,每年因蚊虫和蜱类传播的疾病导致数亿人感染。当前防护手段如DEET驱蚊剂需频繁补涂,而拟除虫菊酯类空间驱避剂仅有4-6小时效力。更棘手的是,传统防护措施高度依赖用户依从性,导致防护缺口频现——仅莱姆病在美国每年就有约50万未报告病例。这种"最后一公里"防护失效问题,亟需突破性技术解决方案。阿根廷Torcuato Di Tella大学联合美国马萨诸塞大学等机构的研究团队在《Cell Reports Physical Science》发表创新成果,开发出自适应屏障控释装置(AB-CRD)。这款5×5×1.5cm的可穿戴设备整合了微机电系统(MEMS)执行器与蓝
来源:Cell Reports Physical Science
时间:2025-07-10
-
基于预训练蛋白质语言模型与生物空间卷积的蛋白结合位点精准预测新方法SpatConv
在生命科学领域,蛋白质如何与其他分子相互作用一直是揭示生命奥秘的核心问题。从基因表达到代谢调控,蛋白质与蛋白质、肽段或金属离子的结合直接决定了细胞功能,其异常更与癌症、糖尿病等重大疾病密切相关。传统实验方法如免疫共沉淀、酵母双杂交虽能精确定位结合位点,但耗时耗力且成本高昂,而现有计算模型又面临两大困境:依赖人工提取特征导致信息丢失,以及借用其他领域的图神经网络(GNN)难以捕捉蛋白质特有的空间方向性特征。为解决这些挑战,清华大学的研究团队在《Research》发表了创新性研究成果。他们开发的SpatConv框架首次将预训练蛋白质语言模型(ProtT5)与原创的生物空间卷积技术相结合,通过四个关
来源:Research
时间:2025-07-10
-
综述:生物杂化技术将CO2转化为燃料和化学品:生物电催化、生物光电催化和生物光催化的研究进展
生物杂化技术:开启CO2绿色转化的新纪元Abstract应对气候与能源挑战需要高效的二氧化碳转化技术。融合生物与化学优势的生物杂化系统展现出巨大潜力,本文聚焦生物电催化(BEC)、生物光电催化(BPEC)和生物光催化(BPC)三大技术,揭示其在高附加值CO2转化中的突破性进展。Introduction全球能源需求激增导致大气CO2浓度逼近500 ppm,而其热力学稳定性(ΔG0 = -400 kJ·mol−1)成为转化瓶颈。自然光合作用效率不足1%,而人工光伏系统(效率15-20%)又面临产物选择性差的问题。生物杂化技术通过整合微生物/酶与功能材料,在温和条件下实现CO2定向转化,为碳循环经济
来源:Bioresource Technology
时间:2025-07-10
-
多重荧光定量PCR技术同步鉴定多杀性巴氏杆菌及其A/D/F血清型的创新方法
论文解读在宠物数量激增的当下,一种潜伏在猫狗口腔中的细菌——多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida)正成为人兽共患病的隐形威胁。这种革兰阴性菌不仅能引发猫的肺炎、人的败血症,更因A、B、D、E、F五种血清型的复杂抗原差异,使得传统血清学分型方法面临抗体制备困难、耗时长等瓶颈。尤其值得注意的是,原本主要感染禽类的F血清型近年频繁出现在家猫中,而D血清型在猫群中的零星检出更提示潜在传播风险升级。针对这一难题,华中农业大学的研究团队在《Microbial Pathogenesis》发表突破性成果。他们创新性地将四重荧光定量PCR(qPCR)技术应用于该领域,通过设计针对kmt1种
来源:Microbial Pathogenesis
时间:2025-07-10
-
基于K-mer子序列自然向量(K-mer SNV)的真菌分类新方法:高效精准的多层次分类突破
真菌作为地球上分布最广的真核生物之一,在生态平衡、农业生产和人类健康中扮演着关键角色。然而,真菌分类长期以来面临三大困境:依赖形态学的传统方法需要专业知识,培养法不适用于难培养菌株,而基于DNA的分子方法又受限于序列比对的计算复杂度。尤其当面对包含144,000个物种的庞大真菌群体时,现有分类技术往往在准确性、效率和多层级分类能力上捉襟见肘。北京建筑大学理学院的研究团队另辟蹊径,开发出名为K-mer子序列自然向量(K-mer SNV)的创新算法。该方法巧妙避开了传统序列比对的瓶颈,通过捕捉K-mer(K核苷酸片段)在DNA序列中的分布特征,实现了真菌从门到种六个分类层级的精准预测。相关成果已发
来源:BMC Bioinformatics
时间:2025-07-10
-
基于OECD Guideline 497 ITSv2的23种香料成分皮肤致敏性定义方法评估案例研究
这项案例研究聚焦23种被列为化妆品香料致敏原的单体成分,采用经济合作与发展组织(OECD)指南497号整合测试策略第2版(ITSv2)框架下的定义方法(Defined Approach, DA)进行皮肤致敏潜力评估。研究人员巧妙融合三重证据链:通过直接肽反应实验(DPRA)获取化学反应活性数据,借助人细胞系活化试验(h-CLAT)测定体外免疫激活潜力,同时运用OECD QSAR工具箱自动生成计算机模拟预测结果。评估结果显示,2-苄亚基庚醛等17种物质被DA判定为“致敏剂”,4-甲氧基苄醇等5种物质因数据不足列为“不确定”,而香茅醇成为唯一被判定“无需分类”的物质。值得注意的是,传统动物实验金标
来源:Toxicological Research
时间:2025-07-10
-
Y染色体基因Bdspermless在橘小实蝇雄性生殖中的鉴定与功能解析:为昆虫不育技术(SIT)提供新靶点
这项研究聚焦于医学和农业害虫防控的关键技术——昆虫不育技术(Sterile Insect Technique, SIT)的分子靶点筛选。Y染色体因其携带雄性性别决定和发育调控的关键元件而备受关注,但其高度重复的结构使得相关基因鉴定充满挑战。研究团队创新性地采用染色体商数(Chromosome Quotient, CQ)方法,成功从橘小实蝇(Bactrocera dorsalis)胚胎雄性转录组中鉴定出5个Y染色体基因,其中包括核心靶点Bdspermless。通过RNA干扰实验发现,Bdspermless基因的功能缺失会导致一系列显著的生殖缺陷:睾丸器官发育异常、精子数量锐减且活力下降,最终引起
来源:Pest Management Science
时间:2025-07-10
-
综述:RNAi技术在农业中的革命:机制解析、递送挑战突破与可持续害虫防治推进
AbstractRNA干扰(RNAi)作为一种高效的基因沉默技术,正推动农业领域应对全球粮食危机的创新变革。其核心机制依赖于双链RNA(dsRNA)被切割成21-23nt的小干扰RNA(siRNA),通过RNA诱导沉默复合体(RISC)实现靶基因的转录后抑制。研究表明,RNA依赖性RNA聚合酶(RdRP)能扩增siRNA信号,使RNAi效应在害虫体内系统性传播,这对鳞翅目等农业害虫的防治具有突破性意义。递送技术突破当前dsRNA递送面临肠道降解和细胞摄取效率低等挑战。最新研究开发了壳聚糖纳米颗粒包裹技术,可使dsRNA在昆虫中肠的稳定性提升300%。另有学者通过叶面喷洒含荧光标记的dsRNA,
来源:Pest Management Science
时间:2025-07-10
-
谷物产品氨基酸贡献率精准评估:基于消化率方法的坦巴吉鱼(Colossoma macropomum)饲料配方优化研究
摘要尽管谷物产品的蛋白质含量较低,但在杂食性鱼类饲料中可贡献高达25%的总蛋白。本研究通过消化率试验系统评估了五种谷物产品对坦巴吉鱼(Colossoma macropomum)的营养利用效率。采用70:30参考饲料与测试原料混合配方,结合2 g kg−1铬氧化物标记法,发现玉米和高粱的可消化氨基酸(DAA)和DE显著优于其他原料,而碎米和小麦麸皮分别呈现最低的AA消化率(70.6% Met)和DE(9.25 MJ kg−1)。1 引言谷物副产品因其成本效益被广泛用于水产饲料,但碳水化合物利用率存在物种差异。杂食性鱼类可耐受35%的碳水化合物,而肉食性鱼类上限为20%。研究指出,米糠(RP)和小
来源:Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition
时间:2025-07-10
-
人工智能三维重建技术在髋关节置换术前规划中的优势与有效性研究
髋关节疾病终末期患者常需接受全髋关节置换术(Total Hip Arthroplasty, THA)以恢复功能,但传统二维(2D)模板规划因投影误差和主观偏差易导致假体错配、肢体长度差异(Leg Length Discrepancy, LLD)等并发症。福建医科大学附属福建省立医院骨科团队在《Scientific Reports》发表研究,首次系统评估了人工智能(AI)三维重建技术(AI-HIP软件)在THA术前规划中的应用价值。研究纳入109例单侧股骨头缺血性坏死患者,分为AI组(55例)和2D组(54例)。关键技术包括:(1)基于CT的AI-HIP软件自动识别髋臼/股骨解剖标志;(2)G-
来源:Scientific Reports
时间:2025-07-10
-
基于多重PCR技术的烟粉虱多重菜豆金花叶病毒同步检测及隐存种鉴定研究
辣椒作为全球重要的经济作物,近年来因烟粉虱(Bemisia tabaci)传播的菜豆金花叶病毒(Begomovirus)导致辣椒卷叶病肆虐,造成严重产量损失。在印度泰米尔纳德邦,这一问题尤为突出。研究人员从特里奇和佩兰巴卢尔地区的辣椒田中采集了185头烟粉虱样本,旨在开发一种高效的多重PCR(M-PCR)检测技术,同步鉴定烟粉虱携带的多种病毒及其隐存种类型。研究团队采用改良的DNA提取方法,从单头烟粉虱中成功分离基因组DNA,并通过优化的M-PCR体系同步检测出三种病毒:辣椒卷叶Bhavanisagar病毒(ChiLCBV)、辣椒卷叶Salem病毒(ChiLCSV)和辣椒卷叶斯里兰卡病毒(Ch
来源:Physiological and Molecular Plant Pathology
时间:2025-07-10
-
GC-TCD&FID联用技术同步检测烟草制品中水分、1,2-丙二醇、甘油及薄荷醇的创新方法研究
烟草制品的质量控制一直面临着多组分同步检测的挑战。水分含量直接影响烟草的储存稳定性和感官体验,而1,2-丙二醇、甘油作为保湿剂,薄荷醇作为风味添加剂,均是关键品质指标。传统方法如烘箱干燥法(oven-drying)和CORESTA推荐的CRM57、CRM60标准需分步检测,存在流程繁琐、耗时耗材等问题。更棘手的是,气相色谱-质谱联用(GC-MS)因水分分子量(m/z 18)干扰无法准确测定水分,而甲醇溶剂的使用也不符合绿色化学原则。针对这一技术瓶颈,中国烟草四川工业有限公司技术中心的研究团队在《Scientific Reports》发表论文,提出了一种创新的GC-TCD&FID并联分析
来源:Scientific Reports
时间:2025-07-10
-
基于特质模型的康复干预:显著降低焦虑抑郁症状并提升人格特质的创新疗法
在成瘾治疗领域,一个世纪以来从脑叶切除术的野蛮干预发展到12步法的普及,再到认知行为疗法(CBT)和辩证行为疗法(DBT)的应用,治疗理念虽不断革新,却始终面临两大困境:传统缺陷模型强调"无力感"加剧病耻感,而主流疗法对共病焦虑抑郁的整合不足。更棘手的是,年轻群体对结构化认知干预的抵触、资源匮乏者难以获取DBT等高强度治疗,以及12步法的灵性框架与部分人群价值观冲突,导致治疗脱落率居高不下。当美国司法系统每年将数百万药物滥用者转入强制治疗时,这种供需矛盾尤为尖锐。Campbellsville University的研究团队为此开发了特质导向康复模型(Trait-Based Model of R
来源:Scientific Reports
时间:2025-07-10
-
微软Kinect Azure与手动测量方法在精英女子举重运动员坐位体前屈测试中的对比分析:可靠性、可重复性与应用潜力
在体育科学和康复医学领域,精确测量关节活动度和灵活性对运动员表现评估和损伤预防至关重要。传统的坐位体前屈测试(SRT)依赖手动测角仪,存在操作者依赖性高、效率低等问题。随着技术的发展,低成本、便携式的三维运动捕捉设备如微软Kinect Azure逐渐崭露头角,但其在专业运动员群体中的可靠性尚未充分验证。为解决这一问题,卡拉曼奥卢·穆罕默德贝大学医学院的研究团队开展了一项开创性研究,比较Kinect Azure与手动测量方法在精英女子举重运动员SRT测试中的表现。研究招募了21名获得国际赛事奖牌的土耳其国家女子举重队运动员,在标准化训练环境下同步采集腕、肘、肩和躯干的关节角度数据,并使用数字测角
来源:Scientific Reports
时间:2025-07-10
-
深度学习驱动的Fast-RF-Shimming技术:实现7T MRI射频匀场5000倍加速
在医学影像领域,7特斯拉(T)超高场磁共振成像(MRI)犹如一把双刃剑——它能提供令人惊叹的高信噪比(SNR)图像,却因射频波长与人体组织尺寸相近而产生恼人的"波纹效应"。这种被称为射频场(B1+)不均匀的现象,会导致翻转角度不一致和图像强度异常,就像试图用皱巴巴的纸作画,再精湛的医术也难以施展。传统解决方案Magnitude Least Squares(MLS)优化虽有效,但每次扫描需耗时数小时进行校准,让临床医生们望"场"兴叹。针对这一瓶颈问题,来自中国的研究团队在《Meta-Radiology》发表了一项突破性研究。他们巧妙地将深度学习引入射频匀场领域,开发出名为Fast-RF-Shim
来源:Meta-Radiology
时间:2025-07-10