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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。
正式出版
收录年代

    国家自然科学基金助力我国地球系统模式高质量发展

    刘哲戴永久
    3122-3129页

    National Natural Science Foundation of ChinaEarth system modelsorganized innovationhigh-quality development

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    金属纳米团簇修饰的g-C3N4在光催化中的最新进展

    李宇涵宋欣源欧阳平段有雨...
    3130-3143页
    查看更多>>摘要：石墨相氮化碳(graphitic carbon nitride，g-C3N4)作为一种不含金属的聚合物半导体材料，以其合适的能带结构和在可见光范围内的响应能力，展现出在光催化氧化还原反应中的广泛应用潜力，对治理环境污染和新能源技术开发具有显著意义。然而，含氮前驱体热聚合制备的体相g-C3N4存在可见光吸收范围窄、光生载流子快速复合和活性位点不足等局限性。为了克服这些限制，金属团簇与g-C3N4的结合被提出，并证明能显著增强其氧化还原性能。本文详细介绍了金属团簇的分类，并综述了通过构建异质结构、元素掺杂和缺陷工程等手段对g-C3N4进行改性的策略。针对各种改性策略，本文进行了详尽的分类和系统总结，涵盖了目前采用的制备方法及其对光催化剂性能提升的影响。此外，文章也指出了金属团簇改性g-C3N4在能源(如光催化产氢、CO2还原)和环境(包括气体污染物去除、废水处理和有机污染物消除)领域应用中存在的挑战，并建议进一步研究改性策略及其制备方法，以期提高其在上述领域的应用效能，从而为未来研究提供方向。

    g-C3N4金属团簇光催化材料改性策略

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    微生物活体材料的制备与成型方法研究进展

    石昌伟崔益豪刘磊侯帅...
    3144-3153页
    查看更多>>摘要：微生物活体材料是微生物活细胞与细胞外基质的结合，它融合了材料科学与微生物技术的理念，呈现出不同于传统材料的特性和优势。本文探讨了活体材料的制备和成型方法的最新研究成果。其制备技术包括"自下而上"的生物学方法和"自上而下"的材料学方法。这些方法依赖于合成生物学或材料科学技术以控制和提升活体材料的性能。在成型技术方面，模塑成型、微胶囊化、纺丝和3D生物打印等方法可用于加工和塑造活体材料，实现对其形状和结构的精确定制。这些制备和成型技术优化了材料的力学性质、营养物质的传输以及微生物的功能分区，为拓宽活体材料的应用范围提供了强有力的支持。未来的研究将专注于进一步提升活体材料的加工精度、安全性、稳定性和功能性，预期活体材料将在生物医疗、环境治理和可持续发展等多个领域发挥关键作用。

    活体材料水凝胶3D打印合成生物学

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    高强金属丝材的力学行为与变形机理

    陈金玺徐彬戴兰宏陈艳...
    3154-3176页
    查看更多>>摘要：金属丝材作为一类独特的结构及功能材料，具有悠久的发展历史，并在诸多领域发挥着不可替代的作用。目前，人们已经发展了多种成熟的丝材加工工艺，并制备出多种高强韧金属丝材。其中，传统珠光体钢丝保持着金属丝材最高抗拉强度的世界纪录，而新型高熵合金丝材成功克服了传统丝材强度与塑性之间的矛盾关系和低温脆性的问题，显示出在复杂服役环境下的巨大应用潜力。由于金属丝材各异的微观结构和物理化学特性，其表现出各自独特的力学行为和复杂迥异的强塑性变形机理。多晶合金丝材的高强度主要源于界面强化和位错强化等多种强化机制的共同作用，其塑性变形涉及位错运动和变形孪生等多种复杂的塑性变形机理;非晶合金丝材的高强度源于其本征的原子无序结构，其塑性变形则主要与流动缺陷的激活与聚集有关。为了进一步实现金属丝材强韧化，研究者提出了微观组织细化和不均匀结构设计等有效途径。随着金属丝直径的减小，变形尺寸效应显现，考虑尺寸效应的应变梯度塑性理论相继发展并有效应用于金属丝材力学行为描述。本文对金属丝材的发展历史、制备工艺和典型高强金属丝材的力学行为、强塑性变形机理以及本构模型进行了回顾与综述，并对未来研究值得关注的方向提出了几点展望。

    金属丝材制备工艺力学行为塑性变形机理本构模型

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    超快凝聚态物理中激发态电子分类及其非平衡态

    郝文杰翟燕妮代卓君张红...
    3177-3184页
    查看更多>>摘要：近年来，凝聚态物理一个发展较快的方向是超快物理现象和超快动力学研究，超快凝聚态物理研究量子材料的激发态和非平衡态超快动力学以获得各种量子物态的本征属性，并加以调控。其一般采用超快激光脉冲作为激发源，以超高时间分辨为典型实验特征，探测出射的光子或电子。随着该领域的发展，产生了许多不同于传统基态研究的有关电子的物理概念。准确理解、定义、分类这些概念对于顺利开展超快凝聚态物理研究显得日益重要。本文以准粒子超快弛豫过程为例，分类辨析光生载流子(photo-carrier)、激光加热的电子(laser-heated electron)、热电子(hot electron)、温电子(thermal electron)、光电子(photo-electron)等概念的异同，并加以对比和总结;在此过程中也涉及基态(ground state)、激发态(excited state)、非平衡态(non-equilibrium state)、瞬态(transient state)、亚稳态(metastable state)、量子隐态(hidden quantum state)、稳态(steady state)和平衡态(equilibrium state)等物理概念。本文以水的不同自然形态作为类比，形象地展示上述概念的异同，方便读者正确使用它们，希望能有助于超快凝聚态物理的顺利发展。

    超快凝聚态物理非平衡态光生载流子热电子温电子激发态

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    磁子自旋转移力矩驱动的畴壁纳米振荡器

    范明明颜明
    3185-3190页
    查看更多>>摘要：自旋纳米振荡器是一种新型的自旋电子学器件，与传统的半导体振荡器相比，具有尺寸小、调频范围宽、易集成等优点。以往的自旋纳米振荡器通常是由自旋极化电流通过自旋转移力矩效应进行驱动。本文提出一种可能的由自旋波驱动的纳米振荡器的设计方案。我们的微磁学模拟结果表明，圆柱形铁磁纳米线中的钉扎畴壁在自旋波的驱动下可以发生持续进动。畴壁进动频率在GHz量级，与透射自旋波振幅呈正相关，与材料的阻尼系数呈负相关。畴壁的进动方向由自旋波的传播方向及畴壁类型决定。基于磁子自旋转移力矩效应建立的理论模型可以定量解释圆柱形纳米线中自旋波驱动的钉扎畴壁的动力学性质。这一发现原则上为铁磁纳米结构中自旋波的输出提供了 一条新的途径，对于发展未来自旋电子学器件具有潜在的应用价值。

    自旋波畴壁微磁学模拟磁子自旋传递力矩纳米振荡器

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    利用卷积神经网络搜索暗能量光谱仪模拟光谱中的莱曼极限系统

    蒲巧刘涵邹佳琪蔡峥...
    3191-3198页
    查看更多>>摘要：研究莱曼极限系统(Lyman limit systems，LLS)对于了解宇宙的大尺度结构、星系演化以及星系团内部气体分布具有重要意义。然而，由于LLS吸收特征的独特性，目前的研究主要采用传统方法，对柱密度在1019cm-2≤N(HI)＜1020。3cm-2的小样本集上进行认证。本文利用深度学习技术，在暗能量光谱仪(The Dark Energy Spectroscopic Instrument，DESI)模拟光谱上，通过优化卷积神经网络(convolutional neural network，CNN)模型，提高了对LLS(1018。5 cm-2≤N(HI)≤1020。0 cm-2)的识别精度(达到95％)。随后，验证了该模型的完备度和纯度，并估计了LLS的柱密度和红移。结果显示:在S/N＞6的情况下，当10190cm-2＞N(NHI)＞1018。5 cm-2时，CNN模型的完备度超过0。5，而纯度也超过0。2;当 1020。0cm-2＞N(HI)＞1019。0cm-2时，完备度超过0。9，而纯度超过0。7;当 1020。0 cm-2＞N(HI)＞1018。5 cm-2时，CNN模型对LLS柱密度估计值与真实值的平均差值为-0。05161，标准差为0。239，对LLS红移估计值和真实值的平均差值为-0。0003，标准差为0。0009。这些结果表明:模型的完备度普遍高于纯度，尤其是在低柱密度的情况下，LLS在光谱中的吸收特征非常窄，极易与其他波段混淆，导致模型产生更多的FP(false positive)样本。此外，CNN模型对LLS的柱密度和红移的估计值略低于真实值，且估计误差的离散程度较小。本研究为未来的LLS研究提供了可参考的方法，鼓励研究人员适应并采用CNN模型进行各种光谱分析。

    DESI类星体光谱莱曼极限系统卷积神经网络完备度和纯度

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    《科学通报》征稿简则

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