摘要：RNA分子三级结构模建是分子生物物理学研究的基本问题之一,对理解RNA的功能和设计新的结构有重要意义.RNA三级结构主要由主链和侧链上的7个扭转角确定,准确预测这些扭转角是RNA分子三级结构模建的基础.目前只有个别采用深度学习模型预测RNA分子扭转角的方法,要用于模建RNA分子的三级结构其预测精度还有待进一步提高.本文提出了一种预测RNA分子扭转角的深度学习方法1dRNA,采用了考虑相邻核苷酸的卷积模型(DRCNN)和考虑全链核苷酸的超长短期记忆模型(DHLSTM)两种不同的深度学习模型.结果显示,与现有方法相比,这两种模型都能提高RNA分子大部分扭转角的预测精度,DRCNN预测精度提高在5%到28%之间,DHLSTM预测精度提高在6%到15%之间.结果还显示,α和g角是最难预测的,环区扭转角比螺旋区的扭转角难预测,模型对预测序列长度的变化不敏感,模型预测角度与decoys的角度偏差可用于模型质量评估.

摘要：综述了空间静电加速度计研制中的关键技术,包括敏感探头研制、精密测量和控制、地面性能测试等,重点介绍了华中科技大学引力中心团队在高精度空间静电加速度计研制中的研究进展,并给出了多次空间飞行实验的结果,最后对静电加速度计性能进一步提高,以及对今后空间引力波探测中的惯性传感器设计与应用进行了展望.

摘要：传统硅基半导体器件受到了量子尺寸效应的限制,发展分子电子学器件有可能解决这一难题.本文提出了由石墨烯电极和有机噻吩分子相结合构造分子器件的思想,建构了"石墨烯-噻吩分子-石墨烯"结构的分子器件,并运用非平衡态格林函数结合密度泛函理论的方法研究了其电输运特性.系统地分析了电子给体"氨基"和电子受体"硝基"两种取代基的位置对有机噻吩分子电输运的影响.计算表明,有机噻吩二聚物被"氨基"和"硝基"取代后会产生明显的负微分电阻效应和整流效应.进一步对产生这些效应的物理机制进行分析,发现氨基的位置可以调整负微分电阻的强弱,硝基的位置可以改变整流的方向.

摘要：蛋白质-RNA之间的相互作用是蛋白质在细胞里面行使功能的重要方式之一.结构生物学家利用实验手段可以得到蛋白质-RNA复合物的三维结构,通过原子水平的晶体结构来解释蛋白质与RNA的识别过程.但实验取得蛋白质-RNA的复合物结构非常困难,耗钱、耗时,同时受限于其相互作用强度.因而利用理论的方法对蛋白质-RNA相互作用界面进行预测与设计在生物医学研究中十分重要.本文主要综述了近期蛋白质-RNA相互作用界面预测与设计方面的进展,包括以下几个方面:(1)蛋白质-RNA分子对接算法以及对接前后存在的构象变化的处理;(2)蛋白质-RNA识别机制的研究;(3)基于蛋白质-RNA相互作用界面的分子设计.蛋白质-RNA分子对接算法逐步完善将有助于我们对大量未知功能的蛋白质与RNA进行功能注释,而基于生物大分子相互作用界面的分子设计将在药物设计领域中有广阔的应用前景.

摘要：近年来,压力传感器在智能可穿戴纺织品、健康监测、电子皮肤等领域得到了广泛应用。二维纳米材料MXene的出现,为压力传感带来了全新的突破。Ti3C2Tx是压力传感领域研究最多的MXene,具有良好的机械性能、高导电性、优异的亲水性以及广泛的可修饰性,是理想的压力传感材料。因此,近些年研究者们对MXene在压力传感器中的设计和应用进行了大量探索和研究。本文总结了MXene的制备技术和抗氧化方法。同时介绍了基于MXene的微结构设计,包括气凝胶/多孔结构材料、水凝胶、柔性衬底和薄膜。该类设计有利于提高压力传感器的响应范围、灵敏度和柔韧性,促进了压力传感器的快速发展。此外,进一步探讨了MXene压力传感器的工作机制,包括压阻式、电容式、压电式、摩擦电式、电池式和纳米流体式等。MXene以其优异的特性而在各种机制的传感器中得到了广泛应用。最后,对MXene材料的合成、性质以及其在压力传感方面的机遇和挑战进行了展望。

摘要：高精度静电惯性传感器是卫星重力测量、空间引力波探测和航天器微重力测量等应用领域的关键技术之一.本文介绍高精度空间静电惯性传感器的基本工作原理,给出惯性传感器的噪声模型,明确惯性传感器主要指标的设计原则,阐述惯性传感器的地面测试方法,基于惯性传感器敏感探头、检验质量和极板框架的精密结构体系,以及惯性传感器平衡间距、偏置电压、载波电压和反馈电压的参数设计,实现了惯性传感器分辨率10^(−8)到10^(−12) m/s^(2)/Hz^(1/2)量级的性能指标,满足了不同航天任务对惯性传感器量程和分辨率的需求,最后对更高精度的惯性传感器研究进行展望.

摘要：眼底检查能有效筛查糖尿病、高血压等全身性疾病引发的眼底病变,是一种常规性检查。然而,当前的角膜接触式超广角高分辨率视网膜成像设备通常难以兼顾长工作距和免散瞳的功能,给患者造成了不适,也增加了检查难度。针对眼科检查中视网膜广域成像的需求,基于共聚焦激光扫描眼底成像技术,设计了一种超广角长出瞳距免散瞳的眼底成像光学系统。系统采用透射式结构,综合考虑长出瞳距和免散瞳的要求,实现了110°超广角成像。系统具备12 mm出瞳距,瞳孔处光束尺寸小于2 mm,并内置视度补偿镜组,可对−15~+15 D的屈光度人眼进行有效补偿。设计结果表明:系统的眼底物方分辨率为7.5μm,具备优良的成像质量,成像范围与工作距离满足了实际使用需求。该研究为超广角共聚焦眼底成像光学系统的设计提供了有益参考,对于提高眼底成像质量和临床诊断准确性具有一定意义。

摘要：本文从目标超声声场分布出发,基于遗传算法和有限元模拟对超声平面透镜进行结构优化设计.通过迭代二进制编码后的声学人工结构单胞参数,得到所需超声平面透镜的结构模型,数值模拟了透射聚焦声场旁瓣抑制效果.利用波束聚焦过程中产生的多点聚焦和旁瓣分布控制,进一步优化设计出一种超声声瓶束.本文提出的逆向优化设计方法可用于实现基于声学人工结构的水下透射声场精准调控.该方法有望简化定制用途的超声平面透镜设计流程,为基于声学人工结构的超声成像、声辐射力操控器件提供了一种简洁、高效的设计思路和方法.

摘要：针对深空探测对长寿命碳纳米管场发射阴极的应用需求,从CNTs场发射阴极失效的机制分析出发,提出了长寿命CNTs场发射阴极的性能优化方案。采用图形化设计的CNTs发射簇结构可有效降低CNTs发射体表面的场强屏蔽效应,提升阴极的有效发射面积,避免电流集中于部分CNTs从而引起热量累积。提出一种转移键合工艺,将CNTs发射体与衬底的接触由分子力维持转变为金属层熔融键合,提高阴极的机械稳定性并降低了电/热阻抗。在高真空环境下对样机进行性能测试,优化后的CNTs场发射阴极样机实现了0~1 mA的电流范围、550 h的连续发射试验,证明了阴极优化后的长周期稳定性。

摘要：单相多铁材料同时具有(反)铁磁性、铁电性和铁弹性等两种或两种以上的基本铁性序,并且这些铁性序之间相互耦合,以及外场对其交叉调控产生的新效应,为新型信息多功能器件的设计和开发提供了契机。近年来,一类被称为极性磁体的多铁性材料在很高温度下即可具有非中心对称的特征,出现空间反转对称破缺,展现出丰富的物性,如高温磁电耦合和非互易输运等,成为多铁性研究领域新的关注点。简要总结了已有的极性磁体多铁性材料体系及其中所蕴含的新效应和新物性,并对这一研究分支所面临的挑战作出展望。