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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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    基于弱测量与无相互作用测量的量子佯谬

    任喜军王沛
    3573-3581页

    quantum coherencequantum amplitudequantum weak measurementquantum interaction-free measurementquantum Cheshire cat

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    手性金纳米粒子及其在生物医学光子学领域的应用进展

    岳安玉王倩翁玉龙贺宇路...
    3582-3593页
    查看更多>>摘要：手性是自然界的基本属性之一,在生物体功能实现中起着至关重要的作用.虽然手性对映异构体具有相似的结构和理化性质,但其手性信号和功能却完全不同,因此,研究手性在生物医学光子学领域的作用具有重要的科学意义和实用价值.此前,大多数关于手性的研究都集中在有机分子手性材料中,蛋白质、糖和合成手性分子等分子水平上的手性得到了深入研究.随着纳米技术的发展,人们对手性的研究从分子尺度拓展到了纳米尺度,然而手性与手性信号在纳米尺度下的形成机制和表现出的各种现象仍不明确.近年来,研究者利用自组装法、化学合成法等,通过改变纳米粒子的组成、结构、形貌等,合成了多种手性纳米粒子.这些手性纳米粒子在光学、电子学以及生物医学光子学等领域展现出独特的性质和应用价值.金纳米粒子以其光学特性稳定、等离子共振峰位易调谐、生物相容性好等特性被广泛应用于生物医学光子学领域的研究中.将手性引入金纳米粒子,使其具有与生命体类似的手性性质,对于深入理解生命活动中的手性现象,并提升其应用性能具有非常重要的意义.因此,手性金纳米粒子的合成及其在生物医学光子学领域的应用成为近年来的研究热点.本文介绍了近年来手性金纳米粒子的合成及其在生物医学光子学领域的应用进展.首先,详细介绍了手性金纳米粒子的手性起源,包括结构手性、配体诱导手性以及通过自组装的方式诱导产生手性;随后,介绍了其在生物传感、对映体识别和光疗等方面的应用进展;最后,分析了将手性金纳米粒子应用于生物医学光子学领域所面临的挑战,预计手性金纳米粒子将在生物医学光子学领域展现出越来越大的影响力.

    手性金纳米粒子手性起源手性生物传感对映体识别手性光疗

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    金属有机框架基敏感材料及其在气体传感器中的应用

    童海峰陈再平刘伟程纲...
    3594-3613页
    查看更多>>摘要：金属有机框架(metal-organic frame,MOF)材料是一类由金属离子或团簇物和有机配体通过有序连接构筑的具有多孔结构的配位聚合物,因此也被称为多孔配位聚合物.其中金属离子或簇、有机配体的种类,金属节点与有机配体连接方式的随机组合为开发MOF提供了无限可能,能够延伸很多的衍生物及复合材料,非常契合气体传感领域的应用.MOF材料的灵活可调性、结构多样性以及可以定制的化学或物理性能,使其具有传统多孔材料(如沸石)无法比拟的优势,已经在气敏传感方面有了一系列进展.本文综述了近年来MOF类材料在气敏传感中的研究进展和方向,从纯MOF材料、MOF衍生物及MOF复合材料3种类型展开介绍其分类及特点,总结了3种类型材料的合成方法及其在厚膜与薄膜方面的气体传感器应用,最后对MOF类材料在气体传感检测方面的未来发展进行了展望.

    金属有机框架合成调控衍生物复合材料气敏性能

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    基于稀土/过渡金属离子掺杂近红外发光材料的研究进展

    张晓敏游文武潘根才毛艳丽...
    3614-3633页
    查看更多>>摘要：近红外光具有人眼不可见、生物组织穿透能力强、可以避免自发荧光干扰等特点,因此近红外发光材料在夜视补光、活体成像、生物分析、荧光防伪、气体检测等领域有着广泛的应用.基于稀土/过渡金属离子掺杂的近红外光转换材料,由于其发光效率高、波长连续可调而受到了越来越多的关注.本文总结了最近10年稀土/过渡金属离子掺杂近红外发光材料的研究进展,涉及Pr3+、Nd3+、Sm3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Yb3+、Eu2+、Cr3+、Cr4+、Ni2+、Mn2+、Mn4+、Mn5+、Mn6+、Fe3+等离子掺杂的近红外荧光粉,其中重点阐述了Nd3+、Er3+、Yb3+、Eu2+、Cr3+掺杂的近红外荧光粉的光学性能、增强近红外发光及调节发射光波长的调控策略.此外,本文还对稀土/过渡金属离子掺杂的近红外发光材料在疾病标志物检测、近红外活体成像、近红外发光二极管固态光源、温度传感等中的应用展开了讨论,以帮助相关领域的研究人员了解稀土/过渡金属离子掺杂近红外光转换材料领域的研究现状、所面临的挑战以及未来的发展趋势.

    稀土过渡金属近红外发光材料

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    拉曼光谱技术在深空探测中的应用评述

    刘平齐晓彬刘毅恒王晓玉...
    3634-3653页
    查看更多>>摘要：拉曼光谱是激光激发物质产生光子非弹性散射形成的分子振动光谱.作为矿物和有机物识别的"指纹"光谱,拉曼光谱已被广泛应用于地球和地外样品研究中,以获得矿物种类、矿物化学、空间分布、岩矿成因等关键信息.在深空探测任务中,拉曼光谱通过采用主动激光激发获取光谱,在光谱信号获取方面具有独特的优势并可有效突破行星光照条件等环境的制约,因而被推荐用于月球、火星、小行星、金星、冰卫星等重要探测任务.我国嫦娥7号任务也将搭载拉曼光谱仪在月球南极区域开展就位物质成分探测.本文从拉曼光谱技术的物理原理和技术特点出发,阐述了拉曼光谱技术在月球和火星样品中的研究进展,归纳总结了主要组成矿物的拉曼光谱特征;梳理了拉曼光谱技术在深空探测领域的发展现状,简介了目前国际上主要拉曼光谱仪载荷设计情况,并分析了深空拉曼光谱探测中存在的难点约束;最后,对拉曼光谱技术在深空探测应用方面未来的发展趋势进行了展望,以期为未来相关载荷研发和应用提供有益参考.

    物质成分月球火星地外样品拉曼光谱载荷

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    BiVO4/TiO2制备与光催化性能的研究进展

    李慧唐鹏彭亚茹师玉鑫...
    3654-3669页
    查看更多>>摘要：目前针对TiO2和BiVO4的改性方法有很多,但是构建异质结是最为简单的一种优化措施之一.BiVO4/TiO2由于二者可以相互修饰,并且具有低成本、无毒、稳定的优点,被广泛应用于光催化领域.构建理想的BiVO4/TiO2异质结可以进一步推动复合材料在光催化领域的发展.本文首先从化学溶液法和物理沉积法出发阐述了常用的制备方法,主要包括水热法、溶胶凝胶法、原子沉积法、磁控溅射沉积以及脉冲激光沉积;基于此,介绍了BiVO4/TiO2在光催化降解、光催化分解水以及光催化还原CO2中的应用及相关机理;然后,从质量分数比、晶面工程、形貌调控、助催化剂、元素掺杂等方面介绍了优化BiVOx/TiO2光催化性能的方法.通过对过去的相关研究进行整理与分析,旨在为BiVO4/TiO2这一类宽窄带隙半导体构成的复合光催化材料提供新的研究方向和思路.

    BiVOx/TiO2复合半导体材料光催化分解水光催化降解

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    基于原子层沉积技术的先进能源材料设计

    金瑞王恒伟路军岭
    3670-3690页
    查看更多>>摘要：随着能源危机和环境污染等问题的不断加剧,设计并制备新一代能源材料实现能源的优化利用、转化和储存是当今能源研究领域关注的重点.原子层沉积技术(atomic layer deposition,ALD)是一种新兴的纳米材料制备和表面改性技术,具有沉积材料结构均一、区域选择性强、原子级精准可控等优势,可以实现金属单质、金属氧化物、金属硫化物、金属氮化物等多种类材料的可控制备,因而在众多领域得到了研究应用.本文首先简要阐述了ALD的技术原理和特点,之后重点介绍了其在能源小分子催化转化利用和清洁能源转化储存两大领域的应用,总结了其在能源材料理性设计和精准制备方面的优势.最后,针对目前ALD存在的难点和挑战,展望了其在能源材料领域的应用前景和未来的研究趋势.

    原子层沉积技术纳米材料设计能源催化电池超级电容器

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    圆柱壳层中自驱动微丝超簇形成

    沈晨许天亮唐然田文得...
    3691-3697页
    查看更多>>摘要：生命物质一般通过能量消耗过程自组装成功能结构,组装过程往往在受限环境中发生.理解受限状态下活性链结构和动力学对理解生命系统的行为具有重要意义.本文采用朗之万动力学模拟,研究了自驱动微丝在圆柱壳层内的结构和动力学,发现微丝呈现两态:熔态和超簇态.超簇态的形成依赖于微丝的面积分数、自驱动力大小和微丝刚度.适当的刚性和自驱动力是超簇形成的必要条件,体积排斥效应和自驱动力产生的有效吸引作用是超簇形成的物理机制.超簇形成后在壳层内可能呈现沿圆柱轴向的匀速平动和垂直于轴向的匀速转动.在固定微丝面积分数的条件下,半柔性微丝随着自驱动力的增加呈现熔态的重入现象;固定驱动力大小而改变刚性大小,同样会导致熔态的重入,表明链的刚性过大或过小都不利于超簇的形成.

    活性物质超簇结构刚性活性力

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    WIPI2在经典自噬和非经典自噬中的作用

    许银丰万伟
    3698-3706页
    查看更多>>摘要：细胞自噬是真核生物特有的依赖溶酶体的细胞内降解途径,通过清除蛋白聚集体、受损细胞器和入侵病原体等细胞内容物,维持细胞内环境稳定.WIPI蛋白是在哺乳动物细胞中鉴定的与细胞自噬密切相关的一类蛋白家族.其中,WIPI2主要调控自噬前体的延伸过程,是直接参与自噬小体形成的少数必需蛋白之一.WIPI2可通过多种不同的作用方式行使功能.近年来的研究发现,除了营养剥夺诱导的经典自噬,WIPI2对于病毒感染诱导的非经典自噬同样必不可少.而且,在不同类型的自噬途径中,不同的细胞内外刺激信号可通过调控WIPI2的蛋白稳定性或者WIPI2与自噬前体的亲和力,影响细胞内的自噬水平,帮助细胞更好地应对内外环境的改变.值得一提的是,WIPI2的功能缺失突变与一类引起发育障碍的人类遗传病相关.本文主要围绕WIPI2在经典自噬和非经典自噬中的作用方式与调控机制,综述近年来的研究进展.

    WIPI2经典自噬非经典自噬自噬小体自噬前体

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    《科学通报》征稿简则

    封3页
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