篇1 数字水印
数字水印是指将特定的信息嵌入到数字信号(如电子文档、音频、视频、图像)中,形成一种隐秘的标记。这种标记不仅用于识别内容的所有者,还能在内容复制或传播时,保持其版权信息的完整性。数字水印的核心在于它的隐蔽性和鲁棒性,即在不影响原始内容质量的前提下,确保水印信息的安全性和可提取性。在数字化时代,信息的获取与传播异常便捷,这种便捷给版权保护和信息安全带来了新的挑战。数字水印技术应运而生,成为保护数字内容的重要工具。
数字水印技术通过特定的算法将信息嵌入到数字内容中。其基本原理是利用人眼或耳朵对某些信息的不敏感性,将水印信息隐藏在内容的最低有效位或频域中。这样,即使内容经过压缩、编辑或其他处理,水印信息仍然能够提取出来。
数字水印的有效性主要依赖以下特性:1.隐蔽性:水印信息不易被察觉,不会影响内容的视觉或听觉质量。2.鲁棒性:即使内容经过多次处理,水印信息仍能保持完整性,能够被准确识别。3.安全性:水印的嵌入和检测过程对未授权的第三方是保密的,难以被破解。
数字水印有多种分类。根据所附载的媒体不同,可以分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印、网格水印等。根据特性不同,可以分为鲁棒水印和脆弱水印。鲁棒水印能够抵抗多种信号(如压缩、剪裁等)处理操作,适用于版权保护;脆弱水印能够检测到对内容的任何改动,适用于验证数据的完整性。根据检测过程不同,可以分为明文水印和盲水印。明文水印的检测需要原始数据;盲水印的检测只需要密钥,不需要原始数据。
目前,数字水印技术已在版权保护、信息泄露追踪、内容合规性、数字取证等多个领域得到广泛应用。未来,随着深度学习等新技术的引入,数字水印的隐蔽性和鲁棒性将进一步提升,能够更好地应对日益复杂的信息安全挑战。此外,随着数字内容的不断增加,数字水印技术在保护知识产权和维护信息安全方面的重要性将愈加凸显。
篇2 海水盐差发电
海水盐差发电利用海水和淡水间盐度差所产生的势能进行发电的转换作业。简单来说,就是当含盐量高的海水与含盐量低的淡水相遇时,两种水会自然混合,在这个混合过程中会释放出能量,这些能量可以通过特殊装置转化为电能。
目前海水盐差发电主要有两种技术。第一种是压力延迟渗透,在半透膜的一侧通入淡水,另一侧通入海水,淡水会自然渗透到海水一侧,导致海水侧压力升高,然后用这种高压水流推动涡轮机发电。例如挪威国家电力公司在2009年采用压力延迟渗透技术建成的盐差能示范装置。第二种是反向电渗析,通过使用阴阳离子交换膜交替排列,当海水和淡水在膜两侧流动时,盐离子会选择性通过膜,形成离子电流,再通过电极转化为电能。例如荷兰建成了世界上第一座基于反向电渗析技术的海水盐差发电工厂。这两种方法的核心都是需要使用特殊的膜材料,理想的发电膜需具备高选择性、高渗透率和较强的耐用性。
海水盐差发电具有很多独特的应用优势。首先是能源可再生。它利用海水和淡水之间的自然盐度差,不会消耗水资源或产生有害排放。与太阳能、风能相比,它不受天气和时间影响,可以长时间持续发电。其次是资源分布广泛。全球所有河流入海口都是潜在的盐差能资源点。据统计,全球河流入海口的盐差能理论储量约2.4太瓦,相当于目前全球电力需求的20%左右。中国拥有漫长的海岸线和众多大江大河,盐差能资源丰富。最后,海水盐差发电可以与其他设施相结合。盐差发电工厂可以与海水淡化厂、污水处理厂等设施结合建设,实现能源和水资源的协同利用。目前在实验室条件下的海水盐差发电均具有良好的性能,但在实际使用中仍有一些问题需要解决。如膜的能量转换效率较低问题,在实际使用过程中膜的抗污染性能和长期工作的稳定性问题,设备在海水中的腐蚀和生物污损问题等。
海水盐差发电作为一种新兴的蓝色能源技术,利用地球上最丰富的两种水——海水和淡水之间的自然浓度差异来产生清洁电力,几乎不产生碳排放,是真正意义上的绿色能源。它特别适合为沿海、岛屿地区提供分散式清洁电力,也可作为多能互补系统的组成部分。与传统能源相比,它更加可持续;与其他可再生能源相比,它更具稳定性。随着材料科学、海洋工程等领域的进步,海水盐差发电可能成为未来可持续能源体系中的重要一环。
篇3 蓝色产业
蓝色产业是指利用海洋和海岸区位优势及资源所发展的各种产业。与传统的海洋产业相比,蓝色产业强调对海洋资源的可持续开发和利用,注重海洋生态保护,推动绿色技术和可持续发展模式的应用。蓝色产业可以分为第一产业、第二产业和第三产业。
第一产业指海洋渔业,包括海洋捕捞业和海洋养殖业。注重可持续管理,保护海洋生态系统。
第二产业指海洋食品加工业、水产品加工业、海洋矿业、海洋能源、海洋化工业、海洋医药业、海洋工程装备制造业等。海洋矿业包括滨海砂矿、大洋锰结核开发;海洋能源包括海洋石油、天然气等传统能源开发,海洋风能、潮汐能、波浪能等可再生能源开发利用;海洋工程装备制造业包括造船工业,海洋勘探、开采和环保设备制造业,发展深海探测和海洋机器人技术。以海洋资源为基础,注重可持续开发,融合现代科技,推动产业升级。
第三产业指海洋旅游业、海洋交通运输业、海洋环境保护等综合管理和海洋科学技术研究。海洋旅游业包括滨海旅游、海岛旅游、邮轮旅游等以及海上运动,注重生态旅游和文化遗产保护;海洋交通运输业包括港口建设、航运业和海洋物流,推动绿色航运和智能港口发展;海洋环境保护等综合管理包括海洋污染治理和生态修复,推动海洋保护区和蓝色碳汇项目,加强全球海洋治理和资源合作开发;海洋科学技术研究包括海洋药物、生物材料和功能性食品研究开发,海洋地质勘探业,其他海洋相关的科技研究与信息服务,涉及多个学科和产业领域,具有综合性。
随着全球经济不断发展,资源环境日益紧张,蓝色产业成为全球经济增长的重要引擎,为就业、贸易和投资提供了广阔空间,尤其对沿海国家和地区具有重要的战略意义。同时,全球范围内的海洋资源争夺日益激烈,蓝色产业的发展能力直接关系到国家海洋权益和资源安全,关系到国家在国际海洋事务中的话语权。
我国是海洋大国,发展蓝色经济是建设海洋强国的关键路径。据估算,我国海洋资产价值约为54万亿人民币,这是一个相当巨大的数值。近年来,我国海洋科技创新能力持续增强,在深海探测、海洋工程装备等领域取得突破,蓝色产业竞争力逐步提升,但海洋生态环境治理、地缘政治等也面临着巨大压力。在新的发展时期,保障海洋资源安全,提升国际竞争力,实现海洋的健康与海洋经济的可持续发展,成为建设海洋强国、维护国家海洋权益的时代强音。
篇4 配体
配体是指与受体结合的分子,它可以是大分子蛋白质,也可以是小分子药物,或激素等。它能够通过非共价键与一个更大的、通常被称为受体的蛋白质分子发生特异性、可逆的结合,触发信号传递和生物化学反应,从而影响细胞的行为和生理功能,在生命活动中扮演着“信使”的重要角色。
配体与受体之间的结合是一个高度选择性和特异性的过程。配体会通过特定的结构和化学特性,与受体表面的结合位点发生相互作用。这种相互作用包括静电相互作用、氢键、范德华力和疏水作用等。一旦配体与受体结合,它们之间会形成一种稳定的配体-受体复合物,从而引发一系列的分子变化和信号传导事件。
配体与受体结合具有两个关键特性:第一是特异性,一种配体通常只结合一种或一类特定的受体,这就确保了信号传递的精确性,避免了错误的细胞响应;第二是亲和力,这是指配体与受体结合的牢固程度,高亲和力的配体即使浓度很低也能有效结合受体并触发反应。
配体种类繁多,来源和功能各异。根据来源和性质可分为内源性配体和外源性配体。内源性配体是由生物体自身产生的、用于体内信号传导的天然物质,如乙酰胆碱、多巴胺,在神经元突触间传递信号;还包括一些激素,如胰岛素、肾上腺素,通过血液循环远距离调节靶细胞活动;以及一些细胞因子和生长因子,如白细胞介素、干扰素,在局部调节免疫和细胞生长。与内源性配体相对,外源性配体则来自生物体外部,通过模拟或阻断内源性配体功能发挥作用,包括大多数药物(如吗啡、阿司匹林)、毒素(如蛇毒组分)以及病毒表面蛋白。根据作用效果,配体可分为激动剂和拮抗剂。激动剂能够与受体结合并激活受体,产生与天然配体相似的生物学效应。拮抗剂能够与受体结合,但不激活受体,反而占据了受体的结合位点,从而阻止内源性激动剂与之结合,起到“阻塞”或“抑制”的作用。
篇5 接触热阻
接触热阻是机械、电子等系统中因界面微观缺陷导致热量传递受阻的核心参数,其数值一般超过系统总热阻的60%。在高温、高功率密度装备中,接触热阻引发的局部温升可导致材料失效、效率衰减甚至系统崩溃。
当两个固体表面接触时,界面热传递受几何、力学的约束。在几何约束中,机械加工形成的表面粗糙度使实际接触面积仅为表观面积的5%~15%,其余界面被空气等低导热介质占据。两个看似紧密接触的固体块,在显微镜下会呈现出另一番景象:它们的接触面如同两座相互靠近的山脉,只有少数“山峰”能真正碰在一起。在力学约束中,装配压力不足时,微凸体弹性变形无法充分填充两固体之间的间隙。由于空气的导热能力极差(仅为金属的万分之一),热量就像遭遇堵车的车队,被迫在有限的“通道”中缓慢通行,这种现象在工程上被称为“接触热阻”。
在智能手机里,处理器产生的热量需要穿过多层结构才能到达散热片。其中芯片与散热片之间的接触面,就是热流最大的“瓶颈”。因此设计工程师采用导热硅脂涂覆在散热片与芯片之间,如同填补瓷砖缝隙的美缝剂,这种含银颗粒的膏体能渗透微观凹陷。但使用时要像涂面包酱般均匀,太厚反而会增加热阻。同时可以利用相变材料,它类似“热敏橡皮泥”,受热软化后紧密贴合表面,并吸收大量热量,可以提高散热效果。
中国传统建筑中的“鱼鳞瓦”铺设方式,通过瓦片间的空气层实现“冬暖夏凉”。在日常生活中,将笔记本电脑底部垫高一点,可增大空气对流,提高散热效果,保证它的正常运行。冬季穿衣采用“洋葱式”分层,利用织物间空气层提高热阻效应,可以减少身体热量散发,保温保暖。
在机械系统的能量传递链上,接触界面是最薄弱的环节,也是最富创新可能的领域,唯有征服纳米尺度的热堡垒,方能释放宏观装备的极限性能。