中等光适应诱导衣藻摆动光趋性切换及模式形成

光适应驱动绿藻运动新模式 —— 解读 “Intermediate light adaptation induces oscillatory phototaxis switching and pattern formation in Chlamydomonas” 一、研究背景与科学问题 微观尺度下的生物游动体(microswimmers),如单细胞藻类、细菌、精子等,是自然界中重要的生态组成部分。它们通过各种“向性”行为(taxis,如化学趋向性chemotaxis、光趋向性phototaxis等)响应环境刺激,在生态系统中的物质循环、能量流动中扮演着关键角色。多年来,科学家对这些生物的快速刺激感知(ms级)、细胞水平的行为调节(秒~分钟)、以及长期适应性变化(分钟以上)进行过广泛研究,但——...

中等光适应诱导衣藻的振荡性趋光反应切换与图案形成

绿色微观游动者新发现:光适应引发的振荡趋光行为与群体图案形成 —— 评“intermediate light adaptation induces oscillatory phototaxis switching and pattern formation in chlamydomonas” 一、研究及学术背景 光作为生命体适应环境的一个核心信号,驱动着微观游动生物(microswimmers)的多种行为。趋光性(phototaxis),即细胞根据环境中的光信号改变游动方向,是水生生态系统能量流动和营养循环的关键机制。诸如Chlamydomonas reinhardtii(莱茵衣藻)等绿色单细胞藻类,是研究趋光性及其适应性行为的经典模式生物。 然而,过去的研究大多关注了细胞对短时(数十毫秒至...

基于分数阶微积分的磁流体动力学屈服应力流体流动预测模型

背景介绍 在现代科学和工业研究中,非牛顿流体(non-Newtonian fluids)的动力学行为因其独特的流变特性(rheological properties)和广泛的应用而备受关注。与牛顿流体(Newtonian fluids)不同,非牛顿流体如聚合物、浆液和生物流体在剪切应力(shear stress)和应变率(strain rate)之间表现出复杂的非线性关系。特别是Casson流体,因其屈服应力(yield stress)和非线性应力-应变关系,在生物流体动力学和工业过程中具有重要意义。然而,传统的整数阶导数模型在描述这些流体的行为时存在局限性,尤其是在涉及记忆效应(memory effects)和边界浓度动力学(boundary concentration dynamics)...

通过分形分数阶算子进行混合Brinkman型流体在水平太阳能集热板上的传热能力分析

混合Brinkman型流体在水平太阳能集热板上的传热能力分析 研究背景与问题提出 随着全球对清洁能源需求的不断增长,太阳能作为一种可再生、清洁且低污染的能源,受到了广泛关注。然而,传统的太阳能集热器(如平板太阳能集热器)在吸收太阳辐射和转换热能方面存在效率瓶颈。为了解决这一问题,研究者们提出了使用纳米流体(nanofluids)作为工作流体的新方法。纳米流体是一种由纳米颗粒分散在基础流体(如水、乙二醇等)中形成的悬浮液,其热性能显著优于传统流体。尽管如此,单一类型的纳米流体仍存在局限性,因此近年来,混合纳米流体(hybrid nanofluids)逐渐成为研究热点。 混合纳米流体通过结合不同种类的纳米颗粒(如单壁碳纳米管SWCNTs和多壁碳纳米管MWCNTs),进一步提升了热导率和传热效率。...

探究外部磁场对红细胞沉积影响的三维监测

红细胞沉降及外部磁场影响的三维监测研究:科学新视角 背景及研究目的 随着现代社会中电子设备的广泛普及,人类生活的环境中正逐渐受到越来越多的外部磁场(Magnetic Fields, MFs)的影响。然而,对于这些磁场对生物体尤其是血液中红细胞(Red Blood Cells, RBCs)行为的潜在影响,科学界尚未形成全面的认识。红细胞对氧气的运输至关重要,且其形状和尺寸使其能够轻松通过最狭窄的血管,完成氧气向全身组织和器官的高效运输。为了评估身体炎症或其他病理状态的标志,红细胞沉降率(Erythrocyte Sedimentation Rate, ESR)是一种广泛使用的血液学诊断技术。然而,该技术缺乏精确的三维动态监测血液流动过程的能力。 研究者发现,红细胞中的血红蛋白(Hemoglobi...