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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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    浮萍的研究及应用

    杨晶晶赵旭耀李高洁胡诗琦...
    1026-1045页
    查看更多>>摘要:水生漂浮植物浮萍隶属于天南星科,共5个属,36个种,其中的芜萍属是世界上最小的开花植物.浮萍个体微小(大小约0.5 mm~1.5 cm)、结构简单(仅由叶状体和假根组成)、无性繁殖快(约24 h翻一倍),富含淀粉和蛋白,对环境适应能力强,尤其对氮磷、重金属和有机污染物具有较强的富集能力,还广泛分布于世界各类淡水生境,如池塘、湖泊、稻田等.上述优势特征使浮萍在生物学、生物能源开发以及污染修复等方面的研究和应用取得了令人瞩目的进展.目前,近10个浮萍物种已经建立了高效的遗传转化体系,且常用浮萍植物,包括紫萍(Spirodela polyrhzia)、青萍(Lemna minor)、青萍(Lemna gibba)和芜萍(Wolffia australiana)已经完成全基因组测序,为利用分子生物学和生物信息学技术手段开发和挖掘浮萍中有重要应用前景的功能基因以进行浮萍品质改良奠定了基础.本文介绍了浮萍的起源、分类和进化,及其在形态解剖学、生理学、遗传转化和组学方面的研究,并详细阐述了浮萍在食品、饲料和生物能源开发,以及污染修复中的应用进展,最后对浮萍未来的研究方向和应用前景进行了展望,为开展浮萍基础生物学研究和资源利用提供参考.

    浮萍进化生理组学生物能源污染修复

    锂枝晶的生长理论模型及其抑制方法

    孙富刘海君倪玲王晓刚...
    1046-1056页
    查看更多>>摘要:锂金属由于其具有极高的理论比容量、较低的密度和极低的氧化还原电位等特性,是实现下一代高比能锂电池的理想负极材料.然而,在锂金属电池实际充放电循环过程中,锂金属负极表面易产生枝晶状结构锂,这些锂枝晶不仅能够引起锂金属电池的安全隐患,而且极大地降低锂金属电池的库伦效率,缩短电池的使用寿命.这些问题严重阻碍了锂金属电池的应用发展.因此,充分认识锂枝晶的形成和生长机理,同时精确调控金属锂的电化学溶解/锂沉积过程,进而有效地抑制锂枝晶的形成生长,是实现下一代锂金属电池商业化应用的首要前提.本文综述了近年来锂枝晶生长理论与抑制方法的研究进展,在此基础上,从热力学与动力学角度加深对锂枝晶生长机理的认识,将为开发锂枝晶的抑制策略和加快锂金属电池的实用化提供科学理论借鉴.

    锂金属锂枝晶锂金属电池锂离子电池

    基于纳米材料的肿瘤声动力治疗研究进展

    陈林飞徐沛瑶王士斌陈爱政...
    1057-1066页
    查看更多>>摘要:声动力治疗(sonodynamic therapy, SDT)因其组织穿透性强、精度高、毒副作用小等优点在抗肿瘤领域显示出广阔的应用前景.SDT主要依靠超声波激活聚集在肿瘤部位的声敏剂以产生抗肿瘤效应.然而,传统声敏剂固有的水溶性差、血液循环能力弱、靶向性低等缺点较大程度上限制了SDT的应用.以纳米材料为基础的新型纳米声敏剂可以有效克服这些弊端,在SDT中表现出独特的优势,本文首先对SDT的可能作用机制,包括超声空化效应、活性氧效应、肿瘤微环境调控效应等进行了综述;其次重点介绍了近年来纳米材料在声动力治疗肿瘤中的相关应用进展,包括聚合物、脂质体、无机纳米材料等传统声敏剂载体用于SDT疗效的增强,以及本身具有声敏效应的金属基、硅基、碳基等纳米材料用于SDT新治疗策略的研究;最后对SDT的发展前景进行展望,并提出确认SDT的作用机制和开发新型高效的纳米声敏剂将是其未来的研究重点.

    声动力治疗声敏剂纳米材料肿瘤机制

    塔里木海齐姆根剖面早古近纪极热事件及其环境效应

    李伟胡修棉Mihaela Carmen Melinte-DobrinescuMarcelle Kamal BouDagher-Fadel...
    1067-1082页
    查看更多>>摘要:早古近纪的极热事件长期受到国际学术界的广泛关注.本研究以塔西南齐姆根剖面齐姆根组碳酸盐岩为研究对象,追踪东特提斯洋浅海环境下早古近纪极热事件的记录,在重建地层时代与古环境基础上探讨极热事件与沉积环境的关系.通过生物地层学和年代地层学研究,限定齐姆根组下段时代为Thanetian晚期至Ypresian早期(NP8~NP 10,P4b~P6b/P7).全岩碳同位素组成显示3次碳同位素负偏移事件,负偏移值分别为-2.6‰、-4.3‰、-2.2‰.通过与全球记录对比,确定这3次CIE事件分别对应于古新世-始新世极热事件(PETM)前负偏移事件(POE)、PETM和早始新世极热事件2(ETM2)三次事件.根据碳酸盐颗粒、基质类型和生物化石组合,齐姆根组划分出10个微相类型,整体为陆表海碳酸盐缓坡环境,可进一步分为内缓坡、中缓坡和外缓坡环境,呈现出一次完整的海侵海退旋回.大规模海侵始于POE启动段,相应的沉积环境从内缓坡转变为中外缓坡,同时出现加强的风暴作用,海侵及加强的风暴作用贯穿PETM,一直持续到ETM2事件结束,相应的沉积环境由中外缓坡开始转变为近滨岸潮坪,代表一次大规模海退.相比于ETM2事件和POE事件,PETM事件期间可能存在海洋酸化、缺氧以及明显的钙质生物种属更替现象.

    极热事件早古近纪塔西南古新世-始新世极热事件碳同位素碳酸盐缓坡

    麦克斯韦妖与信息能

    聂本典过增元
    1083-1090页
    查看更多>>摘要:在麦克斯韦妖系统中,常规能量是守恒的,所以之前学者只能通过不可逆过程的熵产分析来证明麦克斯韦妖问题并不违反热力学第二定律,而无法采用能量分析,鉴于传热过程中热量具有的质量特性,热质理论提出相对论性质量——热质的概念.热质在传递过程中具有热质动能,在热势场中具有热质势能,这些能量是相对论性能量.可逆热力学分析表明,只需输入热质能(相对论性能量)就能把相同数量的热量从低温处转移至高温处,而不需输入功或热量(常规能量).在改进的麦克斯韦妖系统中,利用两个小妖可以实现在筛选阀门两侧分子速度的同时,满足两侧区域中分子数不变即密度不变的要求,从而可以在不输入任何功或热量的前提下,把相同数量的热量从低温区转移至高温区.由于系统不仅满足常规能量的守恒,还满足相对论性能量的守恒,因此输入信息的同时,也必然伴随着信息熵和信息能的输入.信息能是另一种相对论性能量.因此,通过可逆过程的相对论性能量的守恒分析就可表明麦克斯韦妖问题不违反热力学第二定律.

    麦克斯韦妖相对论性能量信息能热质理论

    石墨烯/离子液体体系静电吸附机理及非平衡热力学模型

    薄拯杨锦渊杨化超厉昌文...
    1091-1100页
    查看更多>>摘要:超级电容是基于固液界面静电吸附原理的先进储能技术.石墨烯和高浓度离子液体被认为是超级电容储能的理想材料和电解液工质,但是其静电吸附过程中能量载子间具有复杂交互作用、纳米尺度效应和非平衡热力学特征,显著区别于常规低浓度、低黏度和非受限体系,无法通过经典理论和模型进行解释.本文通过分子动力学模拟,结合恒定电势和热力学方法,系统研究了离子液体在石墨烯纳米通道内的静电吸附机理,包括热力学平衡态结构和非平衡传递过程;提出了可在分子动力学模拟中量化离子传递的判据,发现离子液体在纳米通道内传递与电势、受限效应、粒子间交互作用密切相关;基于时间微元原理,建立了描述纳米通道静电吸附过程的非平衡热力学模型,更为真实地描述了静电吸附充/放电过程;发现纳米受限状态下高密度异性离子和低密度同性离子间相界面的形成会阻碍同性离子的传输,进而造成高充/放电速率下储能容量下降,不同于传统观点所提出的异性离子吸附滞后的机理.研究结果揭示了高浓度离子液体在纳米通道内的特殊静电吸附机理,为构筑高性能超级电容提供了理论指导.

    固液界面静电吸附石墨烯纳米通道高浓度离子液体非平衡热力学离子传输热力学平衡态离子排布分子动力学模拟

    通航隧道内船行波传播特性及对船舶连续通航安全影响

    邓斌王孟飞蒋昌波伍志元...
    1101-1112页
    查看更多>>摘要:为填补通航隧道船舶通航安全关键技术研究的空白,基于完全非线性Boussinesq方程的开源程序包FUNWAVE-TVD建立了直线运河中通航隧道内船行波运动的数值模型,重点分析了船舶在通航隧道中诱导生成的船首孤立波波高以及波速的时空分布规律,并讨论了船行波对船舶连续通航的安全影响.研究得到了最大船首孤立波波高ηmax与船舶吃水P、Fr、通航隧道的水深、宽度以及船型的多元非线性回归方程;基于孤立波波面方程的理论假设,对通航隧道内船首孤立波的波速进行分析,发现船首孤立波的前波面与孤立波波面方程吻合较好,以孤立波的理论波速作为船首孤立波的传播速度,给出了通航隧道内船舶连续通航时安全航距应满足的关系式.结果表明,该模型能较好地捕捉船行波在通航隧道中的传播演变过程.研究结果可为单线直线运河中通航隧道的设计提供参考和依据,并可为通航隧道船舶通航安全关键技术标准或规范的制定奠定理论基础.

    通航隧道船行波通航安全FUNWAVE-TVD

    《科学通报》征稿简则

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