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科学通报
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夏建白

旬刊

0023-074X

csb@scichina.org

010-64036120

100717

北京东城区东黄城根北街16号

科学通报/Journal Chinese Science BulletinCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>《科学通报》创刊于1950年，是中国科学院主办、中国科学杂志社承办的自然科学综合性学术刊物，报道自然科学各学科基础理论和应用研究方面具有创新性和和高水平的、具有重要意义的最新研究成果，要求文章的可读性强，能在一个比较宽范的学术领域产生深刻的影响。我们的目标是：成为国内外读者了解中国乃至世界范围的自然科学各研究领域最新成果的主要窗口之一。《科学通报》进入了国际上主要检索系统，如CA，EI，日本《科技速报》和美国科学信息研究所（ISI）的以下系统：Science Citation Index(SCI-CDE)，SCISearch，Current Contents(PC&E)和Research Alert。
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    生物磁感应:在质疑和希望中前行的研究领域

    章鹏谢灿
    2635-2648页
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    蓝藻水华与淡水鱼类的生态相互作用研究进展

    谷孝鸿李红敏毛志刚陈辉辉...
    2649-2662页
    查看更多>>摘要：鱼类是淡水生态系统的重要组成部分.近年来水体富营养化和蓝藻水华暴发导致的水环境恶化、适宜栖息地丧失等生态问题,对鱼类生存及渔业经济带来巨大威胁和影响.蓝藻和鱼类的生态作用是相互的,利用鱼类调控蓝藻过度增长的生物操纵技术在某些富营养化水体治理过程中取得了一定效果.在此背景下,全面评估蓝藻水华对淡水鱼类种群的影响,以及鱼类对蓝藻生长的控制与驱动效应,是进一步推进淡水生态系统治理与保护研究的关键.本文系统归纳分析了蓝藻水华对淡水渔业的危害、有害蓝藻及其次生代谢产物对鱼类的毒性效应以及鱼类对蓝藻的生态调控作用,并对未来的重点研究方向进行展望,提出复杂蓝藻生物质或原位蓝藻水华对鱼类影响的综合效应和相关的水生态风险评价将是未来研究的重点.生物操纵技术的可行性应依据所治理水体的基本环境和生物特征,结合具体实践进行判断和决策.本文旨在为蓝藻水华的生态风险评估、淡水鱼类资源的保护,以及水生态环境的改善提供科学依据.

    蓝藻水华淡水鱼类次生代谢产物毒性效应生物操纵

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    南极蓝冰用于第四纪古气候重建的进展

    颜余真
    2663-2670页
    查看更多>>摘要：来自南北两极和山地的冰芯深刻揭示了第四纪气候与环境的演化,并提供了迄今为止最准确的大气成分历史记录.但是,传统深冰芯钻探面临着成本高和样品稀缺的局限,蓝冰区的浅层钻探由此成为了有效的补充研究手段.蓝冰研究最近在两个方面取得突破:首先,在蓝冰区发现了比最老深冰芯(800 ka)更老的冰样,揭示了中更新世转型期大气二氧化碳的浓度范围.其次,以相对较低的成本提供了大量末次间冰期以来的冰样,使新的分析方法得以实现.但是蓝冰研究也受到诸多因素的限制,无法取代深冰芯钻探.未来的蓝冰研究可围绕探索新的有价值蓝冰区、对现有蓝冰区展开进一步冰川动力学的研究,以及针对已有样品开发新的分析方法这3个思路进行突破.

    冰芯蓝冰南极AllanHillsTaylorGlacier温室气体

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    地幔通道流:青藏高原大规模生长的深部机制

    侯增谦许博郑远川郑洪伟...
    2671-2690页
    查看更多>>摘要：地处喜马拉雅造山带后陆区的青藏高原,其成因与生长一直存在争议.基于前人资料和我们的综合研究发现,西起西昆仑,东经北羌塘和昆仑山口,向南折向芒康-大理,直抵红河-哀牢山,发育一条跨越青藏高原不同构造单元的长达数千公里的巨型高热流带,并显示由高原内部向东北部边缘迁移之势.沿此巨型高热流带,岩石圈地幔部分熔融产生的钾质镁铁质岩-煌斑岩群(42～32 Ma)和钾质碱性岩-碳酸岩(27～7Ma)、软流圈减压熔融产生的洋岛玄武岩(ocean island basalts,OIB)(16～1 Ma),以及中下地壳熔融产生的钾质长英质岩(40～0.3 Ma)呈群聚式断续展布;以峰期麻粒岩相变质为特征的高温深变质带与大型走滑断裂带(40～17 Ma)相伴发育;下地壳麻粒岩包体具有高达800℃的变质温度,地幔橄榄岩包体显示地幔垂直流动特征;地球物理探测所揭示的6个大型低速异常体呈群聚式、等间距、断续式展布.我们提出:印度大陆岩石圈地幔俯冲触发了亚洲大陆软流圈涌动,后者沿后陆区若干地幔通道垂直上涌,热蚀并吞噬地幔岩石圈,直抵地壳底部.这些"地幔通道流"源于400 km深处,形成于晚(硬)碰撞以来(≤40 Ma),不仅为维持青藏高原隆升提供了深部热能,而且为高原地壳生长输送了新生幔源物质,同时引发中下地壳塑性流变和侧向流动,并驱动青藏高原向北东方向侧向生长.

    青藏高原碰撞造山地壳生长软流圈上涌地幔通道流

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    二氧化钛在癌症动力学治疗中的"取长补短"

    曹茜楠肖萌刘鉴峰
    2691-2701页
    查看更多>>摘要：癌症是严重威胁人类健康的疾病之一,是当前人类所面临的重要医学挑战.基于活性氧机制的癌症治疗手段是目前研究的热点.作为最典型的半导体材料之一,二氧化钛(TiO2)具有独特的催化性能、优异的化学稳定性和较低的生物毒性,使得TiO2在癌症动力学治疗中的应用受到广泛的关注.然而,单一TiO2纳米材料具有其固有的缺点,如只能被高能射线激发、量子效率低、体内分散性较差等,使得TiO2在癌症动力学治疗中的效果不佳.本文从TiO2纳米材料在不同动力学癌症治疗手段中的不足出发,综述了功能基的复合对TiO2纳米材料进行改善的不同策略及其在光动力治疗、声动力治疗、放射动力治疗、微波动力治疗等基于活性氧疗法的癌症治疗方面的应用,同时对TiO2在癌症纳米医学领域的应用进行了展望.

    二氧化钛功能复合活性氧动力学治疗纳米材料

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    面向固氮酶铁钼辅基加氢模式的柠檬酸钼研究

    金婉婷周朝晖
    2702-2708页
    查看更多>>摘要：柠檬酸钼配合物的光谱和结构研究,为固氮酶铁钼辅基中的高柠檬酸和柠檬酸突变种的配位性质提供了重要的信息.本文利用水热法,用钼酸铵、柠檬酸(H4cit)、α,α,α-三联吡啶(tpy)和盐酸肼在酸性条件下分离得到了两个不同价态的双核柠檬酸钼配合物[MoⅣ2O(Hcit)2(tpy)2]•3H2O(1)和(H2tpY)2[MoⅥ2O5(Hcit)2]•7.5H2O(2).通过元素分析、红外光谱、紫外光谱、核磁共振、电子顺磁共振、键价计算和X射线单晶衍射等手段对这两个配合物进行了表征.单晶结构分析表明,1和2中的柠檬酸配体通过α-烷氧基、α-羧基和β-羧基与钼三齿螯合,另一个游离的β-羧酸基团与周围的水分子形成氢键.核磁碳谱表明2在溶液中发生了解离.对1、2和已报道的柠檬酸钼配合物的键长进行统计分析显示,端氧的反位效应、羟基质子化效应和金属钼的价态是影响键长的主要因素.其中,Mo-O(α-烷氧基/α-羧基)键长与金属钼的价态呈现一定的线性关系.线性拟合计算得到的Mo(Ⅲ)-O(α-羧基)键长与钼铁蛋白结构中Mo(Ⅲ)-高柠檬酸和柠檬酸的配位键长接近,而计算的Mo(Ⅲ)-O(α-烷氧基)键长远小于蛋白中的键长,但质子化作用下的Mo-O(α-羟基)键长与之接近.由此进一步支持固氮酶铁钼辅基中的高柠檬酸和柠檬酸通过α-羧基和未去质子的α-羟基与钼配位.该加氢配位模式对于研究高柠檬酸和柠檬酸在固氮和CO还原反应中的加氢作用具有重要意义.

    钼固氮酶高柠檬酸柠檬酸键长价态质子化

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    金钯不对称纳米结构合成及其表面增强拉曼光谱

    朱越洲徐之喜傅贝贝田向东...
    2709-2718页
    查看更多>>摘要：金钯双金属纳米结构由于独特的光学-催化协同耦合性质而受到广泛关注,在太阳能转化存储、多相催化、光电器件、生物成像、医学诊疗等领域展现出重要的应用价值.但具有协同性质的金钯纳米材料的合成制备仍然面临巨大挑战.本研究发展了溶液和固体表面上制备金钯纳米结构的两种方式.在金纳米棒种子溶液中,通过调控铜离子的浓度,制备了具有不对称钯分布的金钯凹角长方体和哑铃型纳米结构.研究揭示铜离子可以竞争吸附到金纳米棒表面,调控钯沉积到金棒表面的界面能,诱导钯在金棒表面的成核生长逐渐由外延生长向不连续分散生长模型转换,最终实现了金钯不对称纳米结构的制备.在固体表面介导的合成中,以固体表面支持的自组装金八面体单层为种子,通过控制生长溶液中的钯含量,制备了一系列不同钯负载量的金钯纳米结构.实验揭示由于固体表面的位阻效应,钯优先在背离固体基底的金八面体表面上成核生长,因此制备的金钯纳米结构具有不对称性.通过不同钯负载量下金钯纳米结构表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)的研究,获得了具有最优SERS性能的金钯异质组装基底结构,并实现了该基底催化对硝基苯硫酚加氢反应过程的原位SERS监测.预期本研究发展的金钯不对称纳米结构合成方法将在多相催化等领域发挥重要作用.

    不对称纳米结构合成表面增强拉曼光谱多相催化协同性质耦合

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    BGL气化炉新型建模方法及优化分析

    郭小雪陈良奇朱晓龙张权聪...
    2719-2727页
    查看更多>>摘要：充分考虑碎煤加压熔渣气化(British Gas Lurgi,BGL)炉内的流动特性,将BGL气化炉分为并流段和逆流段,并依此建立了BGL气化炉的一维稳态机理模型.并利用该模型模拟了以烟煤为原料的某工业BGL气化炉,模拟结果与工业实测值误差小于2％,从而验证该模型的正确性.然后在所得到模型的基础上探讨了氧煤比及汽煤比对气化性能的影响.研究表明,氧煤比对碳转化率以及蒸汽分解率的影响较大,随着氧煤比增加,碳转化率增大,蒸汽分解率先增大后减小,当氧煤比为0.47时,蒸汽分解率最大;汽煤比增大有利于水煤气变换反应,但该反应受化学平衡限制,当气化剂充足时,蒸汽的消耗量将小于其增加量,随着汽煤比增大蒸汽分解率逐渐降低.

    BGL气化炉并流逆流数学模型氧煤比汽煤比

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    东海OBS深部地学探测断面及其地质意义

    吴志强张训华孟祥君祁江豪...
    2728-2744页
    查看更多>>摘要：利用主动源海底地震仪(ocean bottom seismometer,简称OBS)进行东海地壳深部结构地震探测,对探讨东海大地构造演化意义重大.采用立体气枪阵列延迟激发震源新技术,完成了一条横跨东海陆架盆地-琉球岛弧的OBS深部地学地震探测测线(OBS-2015),获得了地壳内部主要地层界面和莫霍面的地震反射/折射震相.对OBS台站记录经预处理、震相识别与拾取后,通过射线追踪、走时拟合等正反演处理,得到了沿测线的二维地壳速度结构剖面.剖面的地质解释与综合研究认为,东海陆架中-新生代沉积盆地沉积层厚度大、分布广,中-新生界最大叠合厚度达13 km左右;东海陆架区地壳是大陆地壳向海区的延伸,莫霍面起伏小、埋藏深度在30 km左右.钓鱼岛隆褶带到琉球岛弧区域莫霍面起伏剧烈,呈由西向东快速抬升的趋势.冲绳海槽区地壳厚度只有东海陆架盆地的一半左右,并呈中轴线最薄(13 km左右)、向两侧快速加厚(19 km左右),莫霍面上方发育速度达7.1 km/s的下地壳高速地质体,东部坳陷地区莫霍面已出现明显抬升,与盆地存在明显镜像关系,推测为盆地拉张作用所致.冲绳海槽的纵向速度结构与陆壳差异大,与洋壳的速度结构较为接近.综合以上因素并结合区域地质背景分析认为,南冲绳海槽进入了海底扩张的初始阶段,地壳具有非典型洋壳的特征.本次探测结构为东海深部地壳结构研究及区域地质演化研究提供了重要的基础资料.

    东海陆架盆地冲绳海槽盆地海底地震仪(OBS)深部地学探测地壳性质

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    基于单平板电极电场驱动喷射沉积微纳3D打印

    曹辉张广明杨建军朱晓阳...
    2745-2757页
    查看更多>>摘要：现有微纳3D打印在实现多材料、宏/微跨尺度等方面面临诸多挑战性难题.本文提出了一种基于单平板电极电场驱动喷射沉积微纳3D打印新工艺,它不再将打印喷嘴作为电极,只需平板电极与高压电源正极(或负极)连接.通过理论分析和数值模拟,揭示了其成形机理;通过系统实验研究,验证了喷嘴(导电和非导电)、基材(导电和非导电)、打印材料(导电和非导电)任意组合稳定打印的有效性;进一步通过3个典型实验案例:线宽1.139 μm的高宽比46.8∶1微"墙"结构、高性能透明电极、精准可控的三维生物支架,证明了该方法在高分辨率、多材料和宏/微跨尺度打印方面独特的技术优势.该方法为微纳3D打印提供了 一种低成本、高普适性的全新解决方案.

    增材制造微纳3D打印单平板电极电场驱动喷射宏/微跨尺度制造

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