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  隐形眼镜的制备方法复杂、耗时,且依赖于昂贵的抛光与研磨工艺。3D打印采用无模具自由成形原理来构造三维结构,可用于简便、快速及按需制备隐形眼镜。然而,台阶效应限制了3D打印隐形眼镜结构的发展,降低了Z轴打印精度,并使得打印结构表面粗糙,性质各向异性,无法满足高清晰成像的要求。因此,抑制台阶效应对于3D打印技术在光学结构中的实际应用具有重要意义。  近年来,威尼斯569vip游戏化学研究所绿色印刷实验室宋延林课题组在低粘附连续3D打印领域开展了系统研究,先后利用仿生超润滑固化界面来减少固化树脂与固化界面之间粘附,实现了连续、单墨滴3D打印(Research、Nat.Commun.、Nat.Commun.)。  近日,该课题组提出了一种基于数字光处理(DLP)技术的连续液膜限制的3D打印策略,消除了逐层打印过程中出现的台阶效应,实现了高精度3D结构的制备。在连续打印过程中,附着在固化结构外的液膜始终受到固-液界面的限制。该液体树脂-固化结构界面的限制作用增强了未固化的液体树脂吸入并填充于相邻图案层之间的间隙,以消除台阶效应;亦可作为液体刮刀刮除固化结构外包覆的多余树脂,以实现高保真打印。由于粘附的液膜是作为过渡层而不是传统上认为的液体树脂残余物,因而避免了后清洗步骤。研究优化墨水性质和打印参数,可较好地控制3D打印隐形眼镜结构的液膜厚度和表面光滑度。此外,该技术还可以抑制热累积和热扩散,确保连续打印过程的稳定性。基于这一打印策略,科研人员制备出具有极高的光滑度(均方根粗糙度小于1.3nm)、均匀的机械性能、良好的生物相容性以及高光学质量(透光性和光学分辨率达96%和228.1lp/mm)的隐形眼镜结构。  相关研究成果发表在AdvancedMaterials上。研究工作得到科技部、国家自然科学基金委员会、中科院青年创新促进会、北京分子科学国家研究中心的支持。连续液膜限制的3D打印过程和3D打印隐形眼镜结构及其表征

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  近日,大连相干光源完成一项重要升级改造工程,第二条波荡器束线安装调试完成并顺利出光。该工程由威尼斯569vip游戏大连化学物理研究所大连光源科学研究室(二十五室)与上海高等研究院相关团队合作完成。自此,大连相干光源拥有两条独立可调谐的极紫外(50-150纳米)波荡器束线,可同时为两个不同的用户供光,实现“两翼齐飞”的运行模式,提高了工作效率。  大连相干光源第二条波荡器束线建设工程持续约10个月,完成了该工程的机械安装和束流调试,相继实现了第二条波荡器束线的自放大自发辐射(SASE)和高增益谐波放大(HGHG)模式出光,性能指标均符合设计预期。  第二条波荡器束线的建设,标志着该团队已掌握极紫外自由电子激光装置双束线共用加速器并行出光运行的关键技术,使用户有效使用时间提高一倍,并提升了大连相干光源支撑科学研究的能力。相较于第一条波荡器束线,第二条波荡器束线拓展了极紫外自由电子激光的性能。第二条束线采用椭圆极化波荡器,可以实现自由电子激光偏振的任意可调谐,满足了偏振相关基础科学研究的需要。同时,第二条束线在皮秒极紫外激光的基础上,还可以提供百飞秒级的超短极紫外自由电子激光,为众多科学领域中的超快过程研究提供了崭新的实验方法和技术手段。  未来,依托第二条波荡器束线,大连相干光源将筹划建设4至6个先进实验站,进一步在能源化学、表面催化、星际化学、大气化学以及生物医药等重要领域发挥重要的推动作用。大连相干光源完成第二条波荡器束线安装调试

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  漾濞槭(Aceryangbiense)是2003年发表的云南省特有物种。由于生境退化、种群和数量稀少,在《云南省极小种群物种规划纲要(2010-2020)和紧急行动计划(2010-2015)》中,漾濞槭被列为急需采取紧急拯救保护行动极小种群野生植物。威尼斯569vip游戏昆明植物研究所极小种群野生植物综合保护团队从2009年起,系统开展了漾濞槭的调查、研究和综合保护工作。调查结果表明,漾濞槭共2个分布区(大理苍山和云龙县凤凰山)、13个分布点(亚种群)共743株。为弄清漾濞槭极小种群的形成与维持的遗传因子,更好地指导保护,研究人员对片段化分的漾濞槭105个个体开展了重测序,从遗传分化、基因流、遗传多样性、种群历史、有害突变和近交等方面对漾濞槭开展了深入研究。  基因组水平的遗传多样性分析表明,漾濞槭的遗传多样性水平较低。基于中性位点的遗传结构分析显示,漾濞槭可划分为7个遗传组分,除崇仁亚种群与美翕亚种群外,大部分亚种群间存在遗传混合(图1)。使用Treemix进一步分析表明,这些亚种群间存在基因流,这与它们之间地理距离较近和漾濞槭的异交特性有关。  为推断历史气候事件、人类活动等因素与漾濞槭极小种群的关联,研究人员使用Stairwayplot2、SMC++和fastsimcoal2软件,分别从物种水平和分布区水平对漾濞槭进行了种群历史推断。结果表明,漾濞槭在~1.2–0.7百万年前经历过1次遗传瓶颈,可能与“中更新世气候转型”时期的持久性寒冷有关;云龙县崇仁亚种群与大理亚种群在大约5.2万年前发生分化,推测与大理冰期的降温有关。随后漾濞槭又经历了至少2次遗传瓶颈。在最近的一次遗传瓶颈中,漾濞槭有效种群大小下降到200以下(图2)。此外,各亚种群的近交指数也具有显著性差异。研究还发现,漾濞槭约13%的衍生SNP发生了有害突变(图3)。功能注释表明,与防御反应、响应真菌等其他微生物的相关基因发生了有害突变。与同科其他物种相比,漾濞槭拥有的抗性相关基因数量最少。  综上所述,频繁的人类干扰、反复的遗传瓶颈、较强的有害突变积累、严重失衡的雌雄性比,是漾濞槭极小种群形成和维持的主要原因。基于以上研究结果,研究人员提出在开展极小种群野生植物的遗传拯救时,应考虑增加遗传多样性水平,纯合有害突变的数量,避免引入更多有害突变;还需考虑遗传背景的相似性和遗传距离,避免远交衰退。该研究对在基因组水平上进行极小种群野生植物的科学保护,尤其是对漾濞槭的保护中具有重要意义。  相关研究成果以Demographichistoryandidentificationofthreatsrevealedbypopulationgenomicanalysisprovideinsightsintoconservationforanendangeredmaple为题,发表在MolecularEcology上。研究工作得到国家重点研发计划科技基础资源调查专项、第二次青藏高原综合科学考察研究项目、云南省联合基金重点项目和云南省科技创新人才计划项目的资助。  论文链接 图1.基于所有位点(中性+选择)的漾濞槭各亚种群遗传结构(a,b)与基因流检测(c)图2.基于三种模型在物种水平和种群水平推断漾濞槭的种群历史与分化图3.漾濞槭各亚种群的近交程度(a)、纯和有害突变的数目(b)以及纯和亚种群的纯和有害突变位点的分布模式(c)

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  近日,威尼斯569vip游戏工程热物理研究所无人飞行器实验室团队利用深度强化学习技术,开展了基于能量优化的太阳能无人机轨迹规划研究。该研究为增强高空长航时太阳能无人机自主飞行、智能规划能力提供了新的解决思路。  高空长航时(HALE)太阳能无人机依靠取之不尽的太阳能可在临近空间停留数周或更长时间,以执行通信中继、空中侦察和灾害监控等任务。然而,受储能电池和光伏电池效率的限制,HALE无人机平台的尺寸正在不断增加以满足更多有效载荷的需求。因此,科研人员正在寻找有效方法帮助无人机充分利用可获取的能量,轨迹优化作为重点方向之一,是涉及大气环境、飞行姿态和飞行任务约束的综合问题。当前,使用离线优化算法解决该类问题虽能保证解序列趋于最优化,但无法对飞行过程中的不确定性进行实时纠正以调整飞行状态;而模型预测控制、动态规划等在线算法通常采用滚动方法在有限的视界内进行优化,同时结合迭代算法进行求解,有限的算力将导致计算效率下降。  研究团队利用强化学习算法,借助神经网络实现将动态轨迹生成向端到端控制的转换,设计并建立完整的高空长航时太阳能飞机数值仿真环境以及强化学习框架(图1)。研究以能量最大化为目标,引入势能/电能优先策略下的不同奖励函数,经训练的神经网络控制器可自主学习充电、爬升、高空巡航、下降、低空盘旋五个阶段(图2),并针对未经重复优化的控制器开展60*24h久航仿真分析(图3)。结果表明,采用强化学习控制器的无人机经过完整昼夜飞行后,电池剩余能量得到不同程度的提高,同时控制器可以根据当前飞行和辐照信息重新预测未来的轨迹,平均单步推理仅用时1ms,进一步提升了高空长航时太阳能无人机的自主飞行能力。目前,实验室正在进行基于高空多种能量的综合航迹优化进行可行性分析,下一阶段将开展相关框架的平台部署及验证工作。  相关研究成果发表在ChineseJournalofAeronautics上。研究工作得到中科院特别研究助理项目的支持。  论文链接 图1.基于SoftActor-Critic算法的控制器框架图2.势能/电量优先策略下的不同飞行剖面。(a)势能优先,(b)电能优先图3.久航仿真信息分析

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  麂属动物是鲸偶蹄目、反刍亚目、鹿科、麂亚科下的一类哺乳动物,属内各物种间差异巨大的染色体数目而受到生物学家关注,是研究哺乳动物成种机制和染色体演化的优异模型。小麂、黑麂是我国特有的物种,黑麂和贡山麂是我国重点保护野生动物。黑麂和贡山麂都有8条(雌性)和9条(雄性)染色体,它们的核型却不相同,而小麂有46条染色体。自20世纪80年代,我国学者对多种麂属动物染色体开展了长期研究,发现其多变的染色体数目和核型是由鹿科祖先染色体(2n=70)反复串联融合而来,但反复串联融合的分子机制尚不清楚。此外,由于常染色体和性染色体发生融合,伴随倒位等染色体变异事件,黑麂演化出一对新性染色体(neo-sexchromosomes),这是哺乳动物中迄今发现的最年轻的新性染色体,使其成为研究哺乳动物性染色体演化的重要模型。  威尼斯569vip游戏院士、动物研究所研究员魏辅文团队联合西北工业大学教授王文团队、浙江大学教授周琦团队,以及国内的科研与保护机构,测序组装了具有祖先核型的獐(2n=70)、小麂(2n=46)、雌性和雄性黑麂(2n=8/9)的染色体水平基因组,以及黑麂最近缘物种贡山麂的草图基因组。全基因组比对分析证实染色体融合是导致麂属染色体数目在种间剧烈变化的主要重排类型。经过比较基因组分析发现,黑麂和贡山麂在1.44百万年前产生分化。种群历史动态分析发现黑麂、赤麂和贡山麂在聂聂雄拉冰期期间种群数量明显降低,而同时期小麂种群数量没有下降,研究推测由冰期引发的遗传漂变和地理隔离加速麂属物种染色体融合的固定(图1)。  该研究阐明了由一个复杂重复序列结构介导的染色体串联融合机制。该重复序列结构包含一个短的端粒类似序列,两侧有回文序列,再两侧分别是鹿科I类和IV类卫星序列(图2)。研究比较獐、小麂和黑麂的染色体数目呈阶梯变化的物种基因组三维构象发现,尽管它们的染色体数目差异巨大,但在染色体区室(compartmentA/B)层面相差甚小,表明染色体剧烈演化对这些物种大尺度三维构象的影响很小。另外,研究比较neo-X和neo-Y倒位区的多种序列特征发现,在neo-Y倒位区聚集了大量染色质构象的转换(compartmentswitch),且这些转换已影响其内部基因表达的水平。相比之下,拓扑相关域则在neo-Y倒位区内仍保持稳定。这些结果提示,早期Y染色体在大尺度染色质结构上可能发生基因表达的改变,随后才跟随基因的退化和剂量补偿效应的出现。  11月25日,相关研究成果以Molecularmechanismsandtopologicalconsequencesofdrasticchromosomalrearrangementsofmuntjacdeer为题,在线发表在NatureCommunications上。研究工作得到国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项(B类)、西北工业大学专项经费、钱江源国家公园,以及生态环境部生物多样性调查、观测与评估等的支持。  论文链接 图1.麂属物种系统发育关系、种群历史动态、物种分布及基因组共线性。a:麂属物种系统发育关系,箭头表示染色体重排事件,蓝色数字表示物种分歧时间;b:麂属物种种群历史动态(MCR:黑麂、MGO:贡山麂、MMU:赤麂、MRE:小麂);c:麂属物种分布图;d:牛、獐、小麂、雌性和雄性黑麂基因组共线性图谱图2.麂属动物染色体融合的分子基础。a、一类卫星序列和端粒序列距离大于或小于500bp的两种三代reads在各物种内的比例(EDA:獐、MRE:小麂、MCR:黑麂、MGO:贡山麂);b、各物种内,包含不同卫星序列和端粒序列的三代reads随端粒序列长度的密度分布;c、包含不同卫星序列和端粒序列的三代reads在各物种内所占的数量比例;d、推测的短端粒类似序列介导染色体融合的分子机制

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  近日,威尼斯569vip游戏软件研究所计算机科学国家重点实验室图形图像团队在数字几何处理与建模领域取得进展。研究针对三维模型上叶状结构的快速计算问题,提出使用多重网格法算法(multigrid),大幅提升了叶状结构生成的计算速度,确保了生成计算的收敛性,有助于叶状结构的实际应用。  叶状结构(foliation)是三维曲面表达中的一种几何结构,在模型参数化、四边形网格化、曲面映射等领域有重要应用需求,在数字几何处理与建模领域中受到关注。当前,叶状结构生成算法的计算速度缓慢,甚至在大规模或精细模型上的计算难以收敛,不能得到结果,妨碍了其实践应用。   为此,科研人员提出使用多重网格法(multigrid)来加速叶状结构的计算。多重网格法的基本思路是构建多分辨率模型层级,先在低分辨率模型上进行计算,再插值到高分辨率模型上,以逐层计算的方式提高计算收敛速度。该研究针对叶状结构计算的相关要求,创新性地提出构建特殊的Delaunay多重网格层级,并提出一系列新的插值方式,使得调和可测叶状结构能基于多层网格法来生成。实验结果表明,该算法大幅提升了叶状结构的生成速度,最高可达200倍;对于数百万面片的三角网格模型,该算法可以在几分钟内得到计算结果,而传统算法在数小时后仍无法求解。因此,该算法的提出将促进叶状结构的实践应用。   相关研究成果以Amultigridapproachforgeneratingharmonicmeasuredfoliations为题,发表在三维数字建模领域国际会议SMI2021、期刊Computer&Graphics上,并获SMI2021会议最佳论文提名奖。研究工作得到国家自然科学基金的支持。   论文链接算法的基本流程与主要实验结果SMI2021会议最佳论文提名奖

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