期刊,科学通报 2021年卷24期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

科学通报

主　　编：夏建白

出版周期：旬刊

国际刊号：0023-074X

电子邮箱：csb@scichina.org

电　　话：010-64036120

邮政编码：100717

地　　址：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

织物电子器件及系统的发展现状、科学问题、核心技术和应用展望

陶肖明刘苏杨宝张莉莎...

3071-3087页

查看更多>>摘要：织物电子学研究对象是具有产生、传输、调制或测量等电子功能的纤维或纤维集合体.织物电子系统通常由织物电子器件和微电子器件混合互补集成而成.它们作为可穿戴系统的一个重要分支,可为人类提供多种功能,如感知、驱动、自适应、交流、自我修复、记忆、学习等,而不影响系统本身的服用性.本文从织物电子器件和系统的定义出发,阐述了不同类别织物电子器件的发展现状,提出织物电子器件和系统的一些关键科学问题,如功能材料结构与性能的关系、织物电子器件和系统集成的多物理过程、评价系统及安全问题等.并结合在研发织物电子可穿戴系统及实施工程化产业化过程中的切身体会,介绍织物电子器件和系统方面的核心技术及其应用前景.重点对织物电子器件或系统在医疗健康、运动监测、智能防护及增强现实/虚拟现实4个方向的应用及其应用前景进行分析.

关键词：

织物电子器件织物电子系统柔性可穿戴功能材料科学问题核心技术

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非绝热量子动力学模拟方法及其在凝聚态体系中的应用

陈大强游佩桅聂正蔚武娜...

3088-3099页

查看更多>>摘要：密度泛函理论(density functional theory,DFT)可以准确地预测由电子和原子核组成的普通物质的基态电子结构,而当涉及量子体系含时演化的模拟时,比如模拟超快激光与分子或凝聚态体系相互作用的激发态动力学过程,就需要发展实时密度泛函理论(real-time time-dependent density functional theory,rt-TDDFT)和非绝热动力学相结合的新颖计算方法.本文介绍了基于rt-TDDFT的Ehrenfest动力学方法,并结合路径积分分子动力学提出了Rp-TDAP量子动力学方法.RP-TDAP方法引入了非绝热效应和原子核的量子效应,可以对电子波函数和原子核波包构成的耦合系统进行量子化动力学模拟.这些方法使我们不仅可以准确地理解激发态电子结构、电声相互作用、光致电荷传输、光化学反应等非绝热过程的内在机理,而且可以超越平均场理论给出一个全新的视角来描述原子核的量子行为.本文还应用这些方法研究了几个重要的非绝热动力学现象,说明这些方法可以广泛地用于复杂体系的量子激发超快动力学研究.

关键词：

第一性原理非绝热动力学核量子效应光激发含时密度泛函理论

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皮米尺度电子显微学对功能材料功能性起源的探索

拱越谷林

3100-3110页

查看更多>>摘要：功能材料功能性起源于场和局域对称性.物质科学中局域对称性由晶格、电荷、轨道和自旋4个自由度来描述.认识和利用对称性破缺下原子最近邻、次近邻结构扭曲所带来的丰富物性,要求我们在皮米尺度掌握物质的精细结构.本文将晶格自由度分为多面体的膨胀收缩、多面体的弯曲旋转和阳离子偏离平衡位置这3种情况,评述了皮米尺度电子显微方法对功能材料功能性起源的探索.在电子结构层次对皮米尺度晶格结构下的电荷结构进行了评述,并对轨道和自旋结构的电子显微学研究进行了展望.

关键词：

皮米尺度电子显微学功能材料精细结构功能性起源局域对称性

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碳基纳米材料电催化氮气还原合成氨研究进展

于丰收周志翔张鲁华

3111-3122页

查看更多>>摘要：以可再生电能为能源,H2O为质子和电子源,温和条件下将氮气(N2)还原为氨气(NH3)将成为替代传统高能耗合成氨工艺(Haber-Bosch方法)的有效途径之一.N2分子的高反应活化能和析氢反应(hydrogen evolution reaction,HER)导致的产NH3速率和法拉第效率低,是目前电催化氮气还原(nitrogen reduction reaction,NRR)合成NH3面临的主要挑战.过渡金属基催化剂可通过反馈π电子过程吸附、活化N2分子,然而d轨道电子同样有利于质子吸附,进而促进HER竞争反应,导致合成NH3法拉第效率降低.碳基纳米材料因其出色的电导率、优异的化学稳定性以及可调的电子结构、形貌特征,成为当前电催化NRR合成NH3领域的研究热点.结合上述研究工作,本文从电催化NRR合成NH3机理出发,介绍了碳基纳米材料的种类和结构,重点综述了碳基纳米材料电催化NRR合成NH3活性提高策略,包括杂原子掺杂、单原子活性中心设计、缺陷工程.最后总结了该领域目前存在的问题与挑战以及未来发展趋势.

关键词：

电催化氮气还原氨合成碳基纳米催化剂结构缺陷设计

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microRNA与靶基因相互调控机制的研究进展

赵健志李欢欢刘柯欣林嘉杰...

3123-3140页

查看更多>>摘要：microRNA(miRNA)是一类由内源基因编码的长度约22个核苷酸的单链非编码RNA分子,其通过剪切信使RNA或非编码RNA、沉默或激活转录、primary miRNA(pri-miRNA)加工及mRNA翻译,调控几乎所有细胞增殖分化、个体生长发育及内环境稳态.大量研究已对miRNA的生物发生和调控机制进行了清晰阐述.然而,关于miR-NA的转换机制,尤其是miRNA在特定条件下的快速变化,仍尚未解决.近年来研究发现,靶基因能以序列依赖性方式调控miRNA的生成和降解,表明miRNA和靶基因之间的调控不是单向的,而是相互调控.本文详细概述靶基因调控miRNA的最新进展,归纳二者相互作用的条件和机制,提出miRNA转换的研究方向,以期为深入研究机体内miRNA与靶基因的相互作用及开发miRNA靶向治疗药物提供理论基础.

关键词：

microRNA靶基因诱导的miRNA降解拖尾修剪靶基因介导的miRNA保护

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森林垂直结构参数实测与遥感研究进展:以叶面积指数和聚集指数为例

方红亮

3141-3153页

查看更多>>摘要：森林垂直结构参数指的是森林冠层孔隙率、郁闭度、叶面积指数(leaf area index,LAI)和聚集指数(clumping index,CI)等关键结构参数在垂直方向的分布特征.获取森林垂直结构参数是深入研究森林碳氮水循环和遥感辐射传输过程的关键环节.本文聚焦LAI和CI,探讨森林垂直结构参数地面实测与遥感反演研究进展.地面测量的常用仪器有LAI-2200、数字半球相机和光合有效辐射(photosynthetically active radiation,PAR)测量仪等,不同高度的测量可以通过破坏采样、塔基测量和移动升降机等手段来进行.地面测量方法虽然较为准确,但通常比较费时费力,不利于获取大范围信息.遥感方法主要通过经验的植被指数估算或物理模型反演来进行.激光雷达(LiDAR)作为一种主动式遥感方法,具有反演垂直结构参数的独特优势.虽然遥感方法能够进行大范围连续观测,但目前还没有成熟的全球遥感产品能满足实际需求,少数区域产品也缺乏充分的质量检验.森林垂直结构参数已经在陆面过程模型、冠层辐射传输模型和森林经营管理中展现了巨大的应用价值.未来的研究应进一步探索新的地面测量和遥感反演方法,分析参数的垂直分布特征,同时开展垂直结构参数的验证研究,为森林垂直结构参数在模型机理研究和森林管理中提供科学依据.

关键词：

垂直结构参数叶面积指数聚集指数地面测量遥感反演激光雷达

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碳化物陶瓷材料在核反应堆领域应用现状

程心雨刘荣正刘马林邵友林...

3154-3170页

查看更多>>摘要：核能系统兼具高温、高压、高辐射、高腐蚀等特性,严苛的服役环境对核用材料提出了极高的要求,相关材料的研发是其走向应用的重大挑战.相较于传统核用材料,碳化物陶瓷材料具有更好的高温辐照性能和更优异的综合热物理性能,其制备和应用成为新的研究热点.本文综述了碳化物陶瓷材料在新一代核能系统中的应用现状,重点阐述了核用碳化物陶瓷材料的应用领域、基本性能、制备方法和辐照性能,并展望了碳化物陶瓷材料在新一代核能系统中的应用前景和发展方向.

关键词：

碳化物陶瓷新一代核能系统制备方法辐照性能

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基于社会功能假说探讨应激对传染性哈欠的影响

苏金龙肖瑶苏彦捷

3171-3181页

查看更多>>摘要：看到周围有人打哈欠,我们自己可能也会跟着打哈欠,这种由他人哈欠诱发的哈欠被称为传染性哈欠.传染性哈欠在生活中很常见,但原因和机制的分析还非常有限.哈欠的社会功能假说认为,哈欠可能具有交流功能,用以传递威胁或预警信息,使得哈欠的传染具有一定的适应意义,然而,该假说更多的基于动物观察推测而来,少有实证探讨,在人类群体中相关考察更是稀少.基于这一假说,研究对60名大学生采用社会压力任务激活应激状态,监测心电反应并通过正性负性情绪量表中文版与放松状态主观评定问卷对自己当前的情绪状态进行自我评定,采用眼中读心任务测量心理理论,同时采用匹兹堡睡眠质量指数和斯坦福嗜睡量表控制睡眠状况和警觉程度,考察心理应激与传染性哈欠的关系及其影响因素.结果发现,心理应激会显著增强传染性哈欠,却不会影响自发性哈欠.同时,被试的心率变异性越高,对应影响越不明显;心理理论越高,对应影响则越明显.上述结果为哈欠的社会功能假说提供了支撑,提示传染性哈欠在漫长的演化过程中可能承担着重要的交流功能,有着特定的适应意义.

关键词：

传染性哈欠心理应激演化心率变异性心理理论

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rps12基因在裸子植物中的分子进化式样

平晶耀冯佩沛郝静栗锦烨...

3182-3193页

查看更多>>摘要：叶绿体rps12基因是所有叶绿体基因中最特殊的,由在基因组上相距甚远的两部分组成,含有3个外显子,经反式剪接作用编码核糖体小亚基S12蛋白.探究该基因的分子进化式样有助于理解该基因的进化过程及基因组特征.应用二代测序技术对南洋杉和柏木的叶绿体基因组进行测序;共选取78种裸子植物和2种蕨类植物,在系统发育背景下结合最大似然法,对rps12基因的进化速率、选择压力和适应性进化进行分析.结果显示,外显子3发生独立的碱基插入事件,发生插入的序列受到了更强的负选择作用;外显子2～3位于反向重复区,它们的替换率显著低于外显子1,rps12编码序列受到更强的负选择作用;适应性进化分析没有检测到正选择位点.结果表明,在裸子植物的进化过程中rps12基因结构稳定,并保持着相对较低的进化速率且表现出高度的保守特性;这为反向重复区具有降低的替换率提供了更多的证据,同时也揭示了裸子植物中存在的进化速率异质性现象.

关键词：

裸子植物rps12反向重复区进化速率选择压力适应性进化

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过去2000年北半球不同纬度温度对火山活动的响应

孙炜毅刘健高超超陈敏...

3194-3204页

查看更多>>摘要：火山活动是影响气候变率的重要外强迫因子,研究火山喷发对气候的影响有助于提高对温度变化的提前预警,也对未来地球工程计划具有指示意义.然而,目前仍不清楚不同纬度的火山喷发影响北半球不同纬度温度变化的特征、敏感性和影响机理.本研究基于通用地球系统模式完成了涵盖过去2000年的火山活动敏感性试验,并挑选出大于5 Tg的21个北半球火山(NHV)、31个热带火山(TRV)和18个南半球火山(SHV)喷发事件,分别探究了这三类火山喷发对北半球低、中和高纬度温度变化的影响.研究发现:TRV的总喷发强度是NHV和SHV的1.9和3.3倍,喷发后对各纬度的降温影响最强.然而,换算为相同喷发强度下,在火山喷发后第1～24月,TRV和NHV对北半球低纬度降温效率相近(约-1℃/100 Tg),而SHV贡献相对较弱;NHV对北半球中、高纬度降温效率最强(-1.9和-2.3℃/100 Tg),约是TRV的2倍,而SHV则没有显著影响.具体的影响机理是:不同纬度的火山喷发均通过阻挡大气顶层短波辐射的直接作用造成北半球低、中纬度的降温.在高纬度地区,NHV和TRV在第1～24月通过减弱短波辐射造成地表降温,引起海冰扩张,从而触发海冰-反照率正反馈机制加强夏、秋季降温;而在第25～48月火山气溶胶大量衰退,高纬度降温则来自于中高纬度海洋向北热输送的减少这一间接作用使海冰-反照率机制得以维持的影响,且海洋向北热输送的减弱对NHV更为敏感,约为TRV的2倍.

关键词：

火山活动地球系统模式温度变化敏感性影响机理

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