農(nóng)業(yè)光生物學(xué)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
農(nóng)業(yè)光生物學(xué)的實(shí)例教程
熱解是熱化學(xué)轉(zhuǎn)化的基本過(guò)程，通過(guò)分析熱解動(dòng)力學(xué)參數(shù)可預(yù)測(cè)生物質(zhì)熱解的反應(yīng)機(jī)理，熱解的難易程度及反應(yīng)速率，可為熱化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝的優(yōu)化及研究提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[3]。
近年來(lái)，眾多學(xué)者對(duì)農(nóng)林廢棄物及加工殘余物的熱解特性進(jìn)行過(guò)研究，但大多是針對(duì)單一種類(lèi)生物質(zhì)的，對(duì)于不同種類(lèi)生物質(zhì)的熱解特性及動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析少見(jiàn)報(bào)道，尤其對(duì)生物質(zhì)熱解過(guò)程可燃?xì)怏w釋放規(guī)律的研究更是鮮見(jiàn)。因此，本文采用熱重分析（TG-D TG-DSC，thermal gravimetric-derivative thermo gravimetric-differential scanning calorimetry) 和質(zhì)譜（MS，mass spectrometry）和質(zhì)譜（MS，massspectrometry）聯(lián)用技術(shù)對(duì)常見(jiàn)的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢棄物（玉米芯、花生殼、稻殼和稻秸）進(jìn)行了熱重試驗(yàn)及動(dòng)力學(xué)研究，深入探討了不同生物質(zhì)的熱重行為以及熱解過(guò)程的熱流變化規(guī)律和小分子可燃?xì)怏w隨溫度變化的釋放規(guī)律等，這對(duì)高效利用生物質(zhì)具有重要的指導(dǎo)意義。
1試驗(yàn)部分
1.1試驗(yàn)樣品
所用樣品取自沈陽(yáng)市遼中縣黃土坎村的玉米芯、花生殼、稻殼和稻秸，分析前先將其自然風(fēng)干，然后進(jìn)行粉碎，并采用去離子水洗滌，以去除試樣中的外源性塵土，最后烘干。樣品的工業(yè)分析、元素分析和組分分析見(jiàn)表1。
1.2試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)方法
應(yīng)用德國(guó)耐馳公司的STA449F3型熱分析儀對(duì)生物質(zhì)樣品進(jìn)行熱重分析，并與QMS403D型質(zhì)譜儀聯(lián)用連續(xù)監(jiān)測(cè)熱解產(chǎn)生的小分子可燃?xì)怏w(CO，CH4，H2）隨溫度升高的釋放曲線(xiàn)。采用非等溫?zé)峤庠囼?yàn)法，利用高純氮?dú)猓兌?9.99%）作為載氣，其流量為30mL/min；升溫范圍是室溫(約25℃）至1200℃，加熱速率為20℃/min；試驗(yàn)壓力為常壓；每次試驗(yàn)所用樣品約5mg。
展開(kāi) McHugh、Shuo Chen 和新加坡國(guó)立大學(xué)劉小鋼團(tuán)隊(duì)就曾證實(shí)，可以通過(guò)在小鼠腦部注射納米顆粒，<strong>并對(duì)其進(jìn)行紅外光照射來(lái)沉默癲癇神經(jīng)元，或激起小鼠的恐懼回憶</strong>。</p><p>在這項(xiàng)最新研究中，材料科學(xué)家 Srikanth Singamaneni 和生物醫(yī)學(xué)工程師 Barani Raman 進(jìn)一步證實(shí)，將聚多巴胺（PDA）納米顆粒和近紅外光（NIR）相結(jié)合的“黑科技”，可以用來(lái)控制腦神經(jīng)細(xì)胞的峰值電位和心肌細(xì)胞的搏動(dòng)頻率，且操作具有可逆性。</p><p>華盛頓大學(xué)機(jī)械工程與材料科學(xué)系教授 Singamaneni 說(shuō)：“我們證明可以抑制（大腦）神經(jīng)元的活動(dòng)，并可以通過(guò)控制激光強(qiáng)度分級(jí)抑制它們放電。一旦我們停止光線(xiàn)刺激，神經(jīng)元就會(huì)完全恢復(fù)正常且不會(huì)造成任何損傷。”</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202107/imgs/a0fc6560818d4e81b6591056571808db.gif"></p><p>圖 | 大腦神經(jīng)元發(fā)電示意圖（來(lái)源：哈佛大學(xué)）</p><p>除了對(duì)培養(yǎng)的腦神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行研究之外，研究小組還將 PDA 納米顆粒應(yīng)用于調(diào)控心肌細(xì)胞活動(dòng)上。</p><p>有趣的是，光熱效應(yīng)使心肌細(xì)胞興奮，而并不是像大腦神經(jīng)細(xì)胞一樣抑制神經(jīng)元的放電過(guò)程。這表明 PDA 納米顆粒可以根據(jù)靶向細(xì)胞的類(lèi)型不同而增加或降低細(xì)胞的興奮性。</p><p>Barani Raman 說(shuō)：“無(wú)論是心肌細(xì)胞還是肌肉細(xì)胞，其興奮性在一定程度上都取決于（納米顆粒的）擴(kuò)散速度。雖然心肌細(xì)胞的活動(dòng)有自己的規(guī)律，但用溫度控制納米顆粒和神經(jīng)結(jié)合的基本原理是一樣的。”</p><p>不僅如此，PDA 納米顆粒還具有高度的生物相容性和生物降解性。也就是說(shuō)，這種物質(zhì)可以做到悄無(wú)聲息地消失在人體里。
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本專(zhuān)題將以 “一期一會(huì)” 的形式，攜手各領(lǐng)域?qū)＜遥瑖@Ansys全產(chǎn)品線(xiàn)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，帶您深入解析流體、結(jié)構(gòu)、電子設(shè)計(jì)及電磁仿真、光學(xué)、光子學(xué)、半導(dǎo)體、自動(dòng)駕駛、汽車(chē)、聲學(xué)、航空航天、材料等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域，讓復(fù)雜的專(zhuān)業(yè)知識(shí)觸手可及。
光學(xué)和光子學(xué)的物理定律可用于對(duì)光的傳播進(jìn)行建模。
激光測(cè)月則為地月系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究提供了精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。通過(guò)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)地月距離變化，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)月球正以每年3.8厘米的速度遠(yuǎn)離地球，這一數(shù)據(jù)為研究地月系統(tǒng)起源與演化提供了關(guān)鍵依據(jù)；同時(shí)，激光測(cè)月還可驗(yàn)證愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論在深空環(huán)境中的適用性，是基礎(chǔ)物理研究的“太空實(shí)驗(yàn)室”。
2.
納米級(jí)光信號(hào)的產(chǎn)生、放大、處理和路由為電信、生物化學(xué)、能量收集和傳感等不同領(lǐng)域的應(yīng)用提供了許多機(jī)會(huì)。
以下是一些等離子體-電子-光子混合集成電路潛在應(yīng)用的突出示例。
傳感器和生物傳感器
表面等離子體光子學(xué)材料支持局域表面等離子體共振（LSPR），可增強(qiáng)局部電磁場(chǎng)，從而顯著改進(jìn)光譜學(xué)和傳感應(yīng)用。
與人眼的類(lèi)比：自由曲面承擔(dān)的角色，更接近 角膜 + 晶狀體靜態(tài)屈光的聯(lián)合功能——它提供了基礎(chǔ)的光路結(jié)構(gòu)和核心的靜態(tài)相位編碼。與角膜不同的是，自由曲面的設(shè)計(jì)自由度遠(yuǎn)超自然演化所能及的生物學(xué)曲面，可同時(shí)編碼更復(fù)雜的光場(chǎng)信息。
2.3 硬件層之二：超構(gòu)表面——像素級(jí)的精準(zhǔn)相位操控
超構(gòu)表面代表了相位操控技術(shù)的革命性維度。
五維智能感知——下一代光學(xué)的百年演進(jìn)1個(gè)月前
[1] 在這一時(shí)期，光的反射定律和折射定律被建立，奠定了幾何光學(xué)的基礎(chǔ)。望遠(yuǎn)鏡的誕生促進(jìn)了天文學(xué)和航海事業(yè)的發(fā)展，顯微鏡的發(fā)明給生物學(xué)的研究提供了強(qiáng)有力的工具。人類(lèi)學(xué)會(huì)了用透鏡操縱光線(xiàn)——聚焦、發(fā)散、成像。但此時(shí)的傳感器是人眼，記錄介質(zhì)是視網(wǎng)膜或膠片。
第二次躍遷（20世紀(jì)）：光電探測(cè)時(shí)代。 光電效應(yīng)、CCD、CMOS的發(fā)明，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。
納米級(jí)光信號(hào)的產(chǎn)生、放大、處理和路由為電信、生物化學(xué)、能量收集和傳感等不同領(lǐng)域的應(yīng)用提供了許多機(jī)會(huì)。
以下是一些等離子體-電子-光子混合集成電路潛在應(yīng)用的突出示例。
傳感器和生物傳感器
表面等離子體光子學(xué)材料支持局域表面等離子體共振（LSPR），可增強(qiáng)局部電磁場(chǎng)，從而顯著改進(jìn)光譜學(xué)和傳感應(yīng)用。
以及使用MQW求解,計(jì)算EAM調(diào)制器不同well的吸收譜，將其n k 帶到FDTD觀察光的傳播與吸收，進(jìn)一步了解光吸收影響載子濃度的分布。
時(shí)間：4月28日 ，10:00-11:00
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地點(diǎn)：線(xiàn)上
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[NEWSLETTER] 用于光鑷的Ince高斯光束2個(gè)月前
光鑷是一種科學(xué)儀器，它利用高度聚焦的光束在亞微觀水平上操縱物體，可以用來(lái)抓取單個(gè)細(xì)胞或分子，因此在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和納米化學(xué)中有許多應(yīng)用。
為了確保這些設(shè)置的正常功能，所用光束在整個(gè)聚焦過(guò)程中需要具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。雖然多種不同的基本高斯模式，Hermite或Laguerre高斯模式是該任務(wù)的良好選擇，但Chu等人首先提出的設(shè)置[Opt.
SSTF中脈沖前傾的仿真3個(gè)月前
在材料加工、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等各個(gè)學(xué)科中，將大部分場(chǎng)能量集中在一個(gè)單一點(diǎn)上非常重要。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一個(gè)有前途的程序是“同時(shí)空間和時(shí)間聚焦”（SSTF），其中光通過(guò)展寬裝置在光譜上展寬，然后用透鏡聚焦以獲得在空間和時(shí)間域中尺寸最小的焦點(diǎn)。
[VirtualLab] SSTF中脈沖前傾的仿真3個(gè)月前
1 摘要
在材料加工、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等各個(gè)學(xué)科中，將大部分場(chǎng)能量集中在一個(gè)單一點(diǎn)上非常重要。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一個(gè)有前途的程序是“同時(shí)空間和時(shí)間聚焦”（SSTF），其中光通過(guò)展寬裝置在光譜上展寬，然后用透鏡聚焦以獲得在空間和時(shí)間域中尺寸最小的焦點(diǎn)。
