Phân bón là gì? Các công bố khoa học về Phân bón

Để phân tích thành công mối quan hệ giữa trình tự axit amin và cấu trúc protein, một định nghĩa rõ ràng và có ý nghĩa vật lý về cấu trúc thứ cấp là điều cần thiết. Chúng tôi đã phát triển một bộ tiêu chí đơn giản và có động cơ vật lý cho cấu trúc thứ cấp, lập trình như một quá trình nhận dạng mẫu của các đặc điểm liên kết hydro và hình học trích xuất từ tọa độ x-quang. Cấu trúc thứ cấp hợp tác được nhận diện dưới dạng các thuật toán cơ bản của mẫu liên kết hydro "xoắn" và "cầu". Các xoắn lặp lại là "xoắn ốc", các cầu lặp lại là "cột", các cột kết nối là "tấm". Cấu trúc hình học được định nghĩa theo các khái niệm về độ xoắn và độ cong trong hình học vi phân. "Tính chiral" của chuỗi cục bộ là sự xoắn của bốn vị trí C^α liên tiếp và có giá trị dương đối với xoắn ốc thuận tay phải và âm đối với cấu trúc β- xoắn lý tưởng. Các phần cong được định nghĩa là "bền". "Phơi nhiễm" dung môi được tính bằng số phân tử nước có thể tiếp xúc với một dư lượng. Kết quả cuối cùng là sự biên soạn cấu trúc chính, bao gồm các liên kết disulfide, cấu trúc thứ cấp và phơi nhiễm dung môi của 62 protein hình cầu khác nhau. Bài trình bày ở dạng tuyến tính: biểu đồ dải cho cái nhìn tổng quát và bảng dải cho các chi tiết của mỗi 10.925 dư lượng. Từ điển cũng có sẵn ở dạng đọc được bằng máy tính cho công việc dự đoán cấu trúc protein.

Hai bộ cơ sở mở rộng (được gọi là 5–31G và 6–31G) bao gồm các hàm sóng nguyên tử được biểu diễn dưới dạng kết hợp tuyến tính cố định của các hàm Gaussian được trình bày cho các nguyên tố hàng đầu từ cacbon đến flo. Những hàm cơ sở này tương tự như bộ 4–31G [J. Chem. Phys. 54, 724 (1971)] ở chỗ mỗi lớp vỏ hóa trị được chia thành các phần bên trong và ngoài được mô tả tương ứng bằng ba và một hàm Gaussian. Các lớp vỏ bên trong được biểu diễn bởi một hàm cơ sở đơn lẻ, bao gồm tổng của năm (5–31G) hoặc sáu (6–31G) hàm Gaussian. Nghiên cứu với một số phân tử đa nguyên tử cho thấy giảm đáng kể năng lượng tổng tính toán so với bộ 4–31G. Tính toán năng lượng tương đối và hình học cân bằng dường như không thay đổi đáng kể.

Trong khi phần lớn hóa học hữu cơ truyền thống tập trung vào việc chuẩn bị và nghiên cứu tính chất của các phân tử đơn lẻ, một phần ngày càng quan trọng của hoạt động nghiên cứu hóa học hiện nay liên quan đến việc hiểu và sử dụng bản chất của tương tác giữa các phân tử. Hai lĩnh vực tiêu biểu của sự phát triển này là hóa học siêu phân tử và nhận dạng phân tử. Các tương tác giữa các phân tử được chi phối bởi các lực liên phân tử với các tính chất về năng lượng và hình học ít được hiểu rõ hơn so với các liên kết hóa học cổ điển giữa các nguyên tử. Tuy nhiên, trong số các tương tác mạnh nhất trong số này, có các liên kết hydro, với tính chất định hướng được hiểu rõ hơn ở cấp độ cục bộ (nghĩa là, đối với một liên kết hydro đơn lẻ) hơn nhiều loại tương tác không liên kết khác. Tuy nhiên, phương tiện để đặc trưng hóa, hiểu và dự đoán các hệ quả của nhiều liên kết hydro trong các phân tử, và sự hình thành kết quả của các hợp chất phân tử (ở cấp độ vi mô) hoặc tinh thể (ở cấp độ vĩ mô) vẫn còn là một bí ẩn lớn. Một trong những phương pháp tiếp cận hệ thống đầy hứa hẹn để giải quyết bí ẩn này ban đầu được phát triển bởi M. C. Etter quá cố, người đã áp dụng lý thuyết đồ thị để nhận ra và sau đó sử dụng các mẫu liên kết hydro nhằm hiểu và thiết kế tinh thể phân tử. Khi làm việc với những ý tưởng ban đầu của Etter, sức mạnh và khả năng ứng dụng tiềm năng của phương pháp này được công nhận một mặt, và mặt khác, nhu cầu phát triển và mở rộng hệ thống chính thức của Etter ban đầu được công nhận rõ ràng. Nhằm cho mục đích sau đó mà chúng tôi ban đầu đã thực hiện xem xét này.

Nếu muốn sử dụng các phép đo carbon phóng xạ cho mục đích niên đại, chúng ta cần phải áp dụng các phương pháp thống kê để hiệu chỉnh. Phương pháp hiệu chỉnh được sử dụng phổ biến nhất có thể coi như một ứng dụng đơn giản của thống kê Bayesian, sử dụng cả thông tin từ phép đo mới và thông tin từ đường cong hiệu chỉnh ¹⁴C. Tuy nhiên, trong hầu hết các ứng dụng niên đại, chúng ta có nhiều phép đo ¹⁴C hơn và chúng ta muốn liên kết những phép đo đó với các sự kiện trong quá khứ. Thống kê Bayesian cung cấp một khung phân tích nhất quán để thực hiện các phân tích như vậy và đang trở thành một yếu tố cốt lõi trong nhiều dự án niên đại ¹⁴C. Bài báo này cung cấp cái nhìn tổng quan về các thành phần chính của mô hình được sử dụng trong phân tích niên đại, định dạng toán học của chúng, và các ví dụ về cách thực hiện các phân tích như vậy bằng cách sử dụng phiên bản mới nhất của phần mềm OxCal (v4). Nhiều mô hình như vậy có thể được lắp ráp theo cách mô-đun từ các yếu tố đơn giản, với các ràng buộc và nhóm được xác định. Trong những trường hợp khác, các mô hình "giai đoạn đồng nhất" thường được sử dụng có thể không thích hợp, và các phân bố ramped, exponential, hoặc phân bố chuẩn của các sự kiện có thể hữu ích hơn. Khi xem xét các phân tích loại này, rất hữu ích khi có thể chạy mô phỏng trên dữ liệu tổng hợp. Các phương pháp để thực hiện các bài kiểm tra như vậy được thảo luận ở đây cùng với các phương pháp khác để chẩn đoán các vấn đề có thể xảy ra với các mô hình thống kê như vậy.

Con người tiếp tục chuyển đổi chu trình nitơ toàn cầu với tốc độ kỷ lục, phản ánh việc gia tăng đốt nhiên liệu hóa thạch, nhu cầu nitơ ngày càng tăng trong nông nghiệp và công nghiệp, cùng với sự kém hiệu quả trong việc sử dụng nitơ. Một lượng lớn nitơ do con người thải ra bị mất vào không khí, nước và đất, dẫn đến một loạt vấn đề môi trường và sức khỏe con người. Đồng thời, sản xuất thực phẩm ở một số khu vực trên thế giới lại thiếu hụt nitơ, làm nổi bật sự bất bình đẳng trong phân phối phân bón chứa nitơ. Tối ưu hóa nhu cầu đối với một nguồn lực quan trọng của con người trong khi giảm thiểu những hệ quả tiêu cực của nó đòi hỏi một cách tiếp cận liên ngành tích hợp và phát triển các chiến lược giảm thiểu chất thải chứa nitơ.

Các vật liệu cacbon nitride graphitic polymeric (để đơn giản: g‐C₃N₄) đã thu hút rất nhiều sự chú ý trong những năm gần đây do sự tương đồng với graphene. Chúng chỉ bao gồm C, N và một chút hàm lượng H. Trái ngược với graphene, g‐C₃N₄ là một chất bán dẫn băng trung bình và trong vai trò đó là một chất xúc tác quang và hóa học hiệu quả cho nhiều loại phản ứng. Trong bài tổng quan này, chúng tôi mô tả "hóa học polymer" của cấu trúc này, cách vị trí băng và khoảng băng có thể thay đổi thông qua việc pha tạp và đồng trùng hợp, và cách chất rắn hữu cơ có thể được kết cấu để trở thành một chất xúc tác dị thể hiệu quả. g‐C₃N₄ và các sửa đổi của nó có độ ổn định nhiệt và hóa học cao và có thể xúc tác cho một số "phản ứng đáng mơ ước", như quang hóa phân tách nước, các phản ứng oxi hóa nhẹ và chọn lọc, và - với vai trò là một giá đỡ xúc tác đồng tác động - các phản ứng hiđro hóa siêu hoạt. Do cacbon nitride không chứa kim loại, nó cũng chịu được các nhóm chức năng và do đó phù hợp cho các ứng dụng đa mục đích trong chuyển đổi sinh khối và hóa học bền vững.

Con người thường nghiên cứu các niên biểu của các địa điểm khảo cổ và các chuỗi địa chất bằng nhiều loại chứng cứ khác nhau, xem xét các ngày đã hiệu chỉnh bằng carbon phóng xạ, các phương pháp xác định niên đại khác và thông tin địa tầng. Nhiều nghiên cứu trường hợp riêng lẻ chứng minh giá trị của việc sử dụng các phương pháp thống kê để kết hợp các loại thông tin khác nhau này. Tôi đã phát triển một chương trình máy tính, OxCal, chạy trên Windows 3.1 (cho máy tính IBM), có khả năng thực hiện cả việc hiệu chỉnh ¹⁴C và tính toán thông tin bổ sung có thể thu được từ chứng cứ địa tầng. Chương trình có thể thực hiện việc khớp sóng tự động và tính toán phân phối xác suất cho các mẫu trong các chuỗi và pha. Chương trình được viết bằng C++ và sử dụng thống kê Bayes và lấy mẫu Gibbs cho các tính toán. Chương trình rất dễ sử dụng, cả cho việc hiệu chỉnh đơn giản và phân tích địa điểm phức tạp, và sẽ tạo ra đầu ra đồ họa từ hầu như mọi máy in.

Tóm tắt. Mô hình Mô phỏng Môi trường Đất Liên hợp Vương quốc Anh (JULES) là một mô hình dựa trên quy trình mô phỏng các dòng chảy carbon, nước, năng lượng và động lượng giữa bề mặt đất và bầu khí quyển. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh vai trò quan trọng của bề mặt đất trong chức năng của Hệ thống Trái Đất. Các phiên bản khác nhau của JULES đã được sử dụng để định lượng các tác động của biến đổi khí hậu, nồng độ carbon dioxide trong khí quyển tăng, sự thay đổi của các hạt khí quyển và ozone tầng đối lưu, cũng như phản ứng của các phát thải methane từ đất ngập nước trước biến đổi khí hậu đối với bể chứa carbon trên đất. Bài báo này mô tả sự củng cố các tiến bộ trong mô hình hóa các dòng chảy và kho carbon, cả trong thực vật và đất, trong phiên bản 2.2 của JULES. Các tính năng bao gồm một sơ đồ vòm đa tầng cho việc hấp thụ ánh sáng, bao gồm một sơ đồ thâm nhập ánh sáng mặt trời, một sơ đồ liên kết giữa quá trình quang hợp lá và độ dẫn khí của khí khổng, biểu diễn các tác động của ozone lên sinh lý học lá, và mô tả các phát thải methane từ đất ngập nước. JULES thể hiện việc phân bổ carbon, tăng trưởng và động lực học quần thể của năm loại chức năng thực vật. Quá trình trao đổi carbon từ các mô thực vật sống được đưa vào một mô hình carbon đất 4 bể. Những mô tả dựa trên quy trình của các quá trình sinh thái chính và các dòng khí vi trace trong JULES có nghĩa là mô hình cộng đồng này rất phù hợp để sử dụng trong chu trình carbon, biến đổi khí hậu và các nghiên cứu tác động, hoặc ở chế độ độc lập, hoặc như một thành phần đất của một mô hình hệ thống trái đất liên kết.