F＋H2→HF＋H反应中Feshbach共振的观测研究

化学反应共振态对于反应的动力学过程有重要的影响，是化学动力学研究的重要课题之一。F＋H2反应是化学反应共振态研究的经典体系，在化学激光研究方面有重大的影响。20世纪80代中，Lee等人对F＋H2反应有关于反应共振的研究引起科学家们极大的兴趣。但是，其后有关量子散射理论方面的研究并没有进一步证实实验中对动力学共振现象的推论，其中的关键科学问题一直没有得到解决。中科院大连化物所分子反应动力学国家重点实验室杨学明研究组与南京大学以及台湾、美国和新加坡合作者，利用自行研制的氢原子里德堡态-交叉分子束装置对这一反应进行了高精度研究。     

内燃机节油器——一项节能减排的新技术

内燃机节油器技术是利用内燃机排出废气的热量把水气化，利用压缩行程把水蒸气预热。在做功行程中，利用气缸内的高温高压，使水蒸气分子与气缸内的工质（空气）燃油热解生成的自由原子（C、H）自由基（OH、CH）相互碰撞，发生一系列化学变化，最终导致水蒸气反应成为氢（H2）氧（O2）氢氧基（OH）水煤气（C0＋H2）燃烧做功。因氢燃烧后生成物是水，不污染环境，就这样实现了内燃机的节能与减排。“内燃机节油器”于2006年2月8日获得国家专利（ZL200420113682．9）。     

Jottings on Terms (6)：“反歧化”Is an Inappropriate Term

下面一些方程式是一大类化学反应中的个别例子: IO3 +5I +6H+ =3I2 +3H2O HClO + Cl + H + = Cl2 + H2O 2Fe3+ + Fe =3Fe2+ 2MnO-4- +3Mn2+ +2H2O =5MnO2 +4H+ 这些反应的共同特点是某元素由高低两种氧化态转化为一种处于其间的氧化态.具有这种特征的反应可以举出上百个,不能不认为形成了一类化学反应,然而,至今这类反应却没有一个被我国科技术语权威机构认定的术语来概括.     

纳米科技的内涵

目前科技界普遍公认的纳米科技的定义是：在纳米尺度（1-100nm）上研究物质（包括原子、分子的操纵）的特性和相互作用以及如何利用这些特性和相互作用的具有多学科交叉性质的科学和技术。纳米科技与众多学科密切相关,它是一门体现多学科交叉性质的前沿领域。现在已不能将纳米科技划归任何一个传统学科。如果将纳米科技与传统学科相结合,     

高电荷态离子非平衡动力学时空演化研究

高电荷态离子及其在等离子体演化中涉及的能量交换和粒子交换过程,在核爆、可控核聚变、超新星爆炸和恒星吸积盘等极端环境中扮演着重要的角色。近年来,重离子加速器、冷却储存环和储存环精密谱学技术的新发展,推动了高电荷态离子物理的实验和理论研究,为研究极端条件下高电荷态离子结构和动力学,获得高精度原子物理参数、探索高电荷态离子在等离子体环境下的非早衡演化理论模型提供了前所未有的条件。依托兰州重离子加速器装置,通过研究高电荷态离子精密谱和碰撞反应过程,在原子层面理解高电荷态离子结构和动力学中的量子多体问题,阐明等离子体中的原子物理基元过程;基于获得的高精度原子谱和动力学参数,研究高电荷态离子与不同状态等离子体的相互作用,探索其非平衡演化的微观机制;为聚变能源等国家重大需求提供关键原子物理参数,深化对非平衡等离子体演化的物理认识。     

从实验生物学向理论生物学迈进的重要一步

本文综述和评论了近40年来国际上众多科学家研究生物能量沿蛋白质分子传递的机理、理论及其实验验证情况。生物能量传递理论是迅速发展的非线性科学和生命科学的交叉和结晶,是生命科学中第一个从微观原子分子水平上建立起来的一个系统理论,也是分子生物学和复杂生命现象作定量描述的第一次试验,从而引起了国际科学界极大和广泛的关注。可以说,生物能量传递理论是生物学向理论生物学迈进的重要一步,它将推动生命科学从实验生物学向理论生物学发展,不但可推动包括生物学、分子生物学、生物物理学、生物信息学、生物电磁学和电磁医学等在内的生命科学的发展,而且能加快高分子物理、波谱学和现代物理仪器的发展步伐,其科学意义和应用价值很大。     

燃料电池

19世纪,科学家更多地从原子层次上认识和研究化学。20世纪科学家则更多地从分子层次上认识和研究化学。进入21世纪,化学会在哪些方面取得重大突破?会遇到哪些挑战和难题?什么是未来化学的新生长点?化学在整个科学体系中占有什么地位?这些都是对化学有全局性、战略性指导意义的问题。中国科学院院士徐光宪先生曾说过这样一段耐人寻味的话,“我的专业是化学,我从学化学、教化学、到研究化学已有几十年了,可是现在我却有点搞不清楚化学的定义了。我深深感到科学的发展太快了,需要对本门科学重新认识、重新定位,这是我进入21世纪首先要关注的问题”。在新的世纪如何定位和审视化学,《世界科学前沿发展态势分析》课题组对此进行了探讨。课题组首先选定了化学领域具有代表性的20种期刊,对这些期刊1999—2003年出现的关键词进行了统计分析,确定出了化学领域这几年的热点词,并通过与有关专家进行研讨,进一步整合出了下面13个重要研究方向催化不对称合成、单分子、多孔材料、分子器件、光子晶体、化学动力学、活性自由基聚合、密度泛函理论、酶催化、烯烃复分解反应、组合化学、超分子化学分子自组装、燃料电池。课题组针对这些研究方向,邀请国内专家学者就这些研究方向的发展趋势进行了分析,同时佐以文献计量学分析。通过定性与定量分析,课题组注意到,中国科学家对于化学领域的重要研究方向已经具备一定的鉴赏能力,但是在科学问题的选择上还普遍缺乏具有挑战性的切入点。在目前已经具有论文数量基础的一些重要研究方向上,中国科学家需要更密切关注国际同行的研究进展,高度重视科学问题的选择,同时也需要注意在第一时间发表原创性科研成果的问题。本刊上期已对催化不对称合成、单分子、多孔材料、分子器件、光子晶体、化学动力学、活性自由基聚合和密度泛函理论8个方向进行了介绍,本期将对酶催化、烯烃复分解反应、组合化学、超分子化学分子自组装、燃料电池等后5个方向进行介绍。     

酶催化

19世纪,科学家更多地从原子层次上认识和研究化学。20世纪科学家则更多地从分子层次上认识和研究化学。进入21世纪,化学会在哪些方面取得重大突破?会遇到哪些挑战和难题?什么是未来化学的新生长点?化学在整个科学体系中占有什么地位?这些都是对化学有全局性、战略性指导意义的问题。中国科学院院士徐光宪先生曾说过这样一段耐人寻味的话,“我的专业是化学,我从学化学、教化学、到研究化学已有几十年了,可是现在我却有点搞不清楚化学的定义了。我深深感到科学的发展太快了,需要对本门科学重新认识、重新定位,这是我进入21世纪首先要关注的问题”。在新的世纪如何定位和审视化学,《世界科学前沿发展态势分析》课题组对此进行了探讨。课题组首先选定了化学领域具有代表性的20种期刊,对这些期刊1999—2003年出现的关键词进行了统计分析,确定出了化学领域这几年的热点词,并通过与有关专家进行研讨,进一步整合出了下面13个重要研究方向催化不对称合成、单分子、多孔材料、分子器件、光子晶体、化学动力学、活性自由基聚合、密度泛函理论、酶催化、烯烃复分解反应、组合化学、超分子化学分子自组装、燃料电池。课题组针对这些研究方向,邀请国内专家学者就这些研究方向的发展趋势进行了分析,同时佐以文献计量学分析。通过定性与定量分析,课题组注意到,中国科学家对于化学领域的重要研究方向已经具备一定的鉴赏能力,但是在科学问题的选择上还普遍缺乏具有挑战性的切入点。在目前已经具有论文数量基础的一些重要研究方向上,中国科学家需要更密切关注国际同行的研究进展,高度重视科学问题的选择,同时也需要注意在第一时间发表原创性科研成果的问题。本刊上期已对催化不对称合成、单分子、多孔材料、分子器件、光子晶体、化学动力学、活性自由基聚合和密度泛函理论8个方向进行了介绍,本期将对酶催化、烯烃复分解反应、组合化学、超分子化学分子自组装、燃料电池等后5个方向进行介绍。     

超分子化学-分子自组装

19世纪,科学家更多地从原子层次上认识和研究化学。20世纪科学家则更多地从分子层次上认识和研究化学。进入21世纪,化学会在哪些方面取得重大突破?会遇到哪些挑战和难题?什么是未来化学的新生长点?化学在整个科学体系中占有什么地位?这些都是对化学有全局性、战略性指导意义的问题。中国科学院院士徐光宪先生曾说过这样一段耐人寻味的话,“我的专业是化学,我从学化学、教化学、到研究化学已有几十年了,可是现在我却有点搞不清楚化学的定义了。我深深感到科学的发展太快了,需要对本门科学重新认识、重新定位,这是我进入21世纪首先要关注的问题”。在新的世纪如何定位和审视化学,《世界科学前沿发展态势分析》课题组对此进行了探讨。课题组首先选定了化学领域具有代表性的20种期刊,对这些期刊1999—2003年出现的关键词进行了统计分析,确定出了化学领域这几年的热点词,并通过与有关专家进行研讨,进一步整合出了下面13个重要研究方向催化不对称合成、单分子、多孔材料、分子器件、光子晶体、化学动力学、活性自由基聚合、密度泛函理论、酶催化、烯烃复分解反应、组合化学、超分子化学分子自组装、燃料电池。课题组针对这些研究方向,邀请国内专家学者就这些研究方向的发展趋势进行了分析,同时佐以文献计量学分析。通过定性与定量分析,课题组注意到,中国科学家对于化学领域的重要研究方向已经具备一定的鉴赏能力,但是在科学问题的选择上还普遍缺乏具有挑战性的切入点。在目前已经具有论文数量基础的一些重要研究方向上,中国科学家需要更密切关注国际同行的研究进展,高度重视科学问题的选择,同时也需要注意在第一时间发表原创性科研成果的问题。本刊上期已对催化不对称合成、单分子、多孔材料、分子器件、光子晶体、化学动力学、活性自由基聚合和密度泛函理论8个方向进行了介绍,本期将对酶催化、烯烃复分解反应、组合化学、超分子化学分子自组装、燃料电池等后5个方向进行介绍。     

组合化学

19世纪,科学家更多地从原子层次上认识和研究化学。20世纪科学家则更多地从分子层次上认识和研究化学。进入21世纪,化学会在哪些方面取得重大突破?会遇到哪些挑战和难题?什么是未来化学的新生长点?化学在整个科学体系中占有什么地位?这些都是对化学有全局性、战略性指导意义的问题。中国科学院院士徐光宪先生曾说过这样一段耐人寻味的话,“我的专业是化学,我从学化学、教化学、到研究化学已有几十年了,可是现在我却有点搞不清楚化学的定义了。我深深感到科学的发展太快了,需要对本门科学重新认识、重新定位,这是我进入21世纪首先要关注的问题”。在新的世纪如何定位和审视化学,《世界科学前沿发展态势分析》课题组对此进行了探讨。课题组首先选定了化学领域具有代表性的20种期刊,对这些期刊1999—2003年出现的关键词进行了统计分析,确定出了化学领域这几年的热点词,并通过与有关专家进行研讨,进一步整合出了下面13个重要研究方向催化不对称合成、单分子、多孔材料、分子器件、光子晶体、化学动力学、活性自由基聚合、密度泛函理论、酶催化、烯烃复分解反应、组合化学、超分子化学分子自组装、燃料电池。课题组针对这些研究方向,邀请国内专家学者就这些研究方向的发展趋势进行了分析,同时佐以文献计量学分析。通过定性与定量分析,课题组注意到,中国科学家对于化学领域的重要研究方向已经具备一定的鉴赏能力,但是在科学问题的选择上还普遍缺乏具有挑战性的切入点。在目前已经具有论文数量基础的一些重要研究方向上,中国科学家需要更密切关注国际同行的研究进展,高度重视科学问题的选择,同时也需要注意在第一时间发表原创性科研成果的问题。本刊上期已对催化不对称合成、单分子、多孔材料、分子器件、光子晶体、化学动力学、活性自由基聚合和密度泛函理论8个方向进行了介绍,本期将对酶催化、烯烃复分解反应、组合化学、超分子化学分子自组装、燃料电池等后5个方向进行介绍。     

新型材料——单原子石墨膜

graphene是按蜂房结构密集排列的单原子层碳薄膜二维材料。它的π键（价带）与π键（导带）,在蜂房结构晶格布里渊区顶角两个不等价点互相接触。荷电载流子显现极高的本征迁移率,在室温下,能在亚微米距离弹道运行而不受到散射。它是世界上最薄的电子材料,可制备超高频晶体管。文章分析了近年对graphene材料的研究和应用情况,试图探索今后的发展方向,还讨论了graphene的中文译名。     

利用柔性多孔晶体高效储存/分离乙炔和二氧化碳

乙炔在工业和科学研究中非常重要,但其高活性（高纯乙炔的安全压缩压力小于2个大气压）限制了其存储与运输。此外,乙炔与二氧化碳具有相似的分子尺寸和物理性质,使得对其吸附分离变得困难。本项研究通过在多孔金属多氮唑框架（MAF）的孔道开口加入柔性侧基,获得了一个具有开关效应的新型多孔材料（MAF-2）。研究显示,合理的孔道表面结构加上柔性框架与动态侧基的协同效应,令MAF-2具备了独特的乙炔和二氧化碳吸附行为。该材料对乙炔的饱和吸附能力可达到119cm3g-1,而且常温常压下也可达到70cm3g-1。更重要的是,该材料的柔性行为使其吸附等温线不同于常规多孔材料。在实际应用条件下,MAF-2的乙炔吸附量随着压力增加而快速增加。在298K,1.0—1.5个大气压之间,MAF-2可以存储20倍其体积的乙炔,相当于同体积气体钢瓶有效储量的40倍。此外,在常温常压下,该材料具有非常高的乙炔/二氧化碳吸附比（3.7）,可望应用于这两种气体的分离,并减少吸附分离过程中的能耗。     

流感病毒聚合酶PA亚基与PB1多肽复合体的精细三维结构

近年来禽流感病毒疫情的发生给全球带来了重大威胁。对流感病毒蛋白,特别是流感病毒RNA聚合酶复合体的结构生物学研究对揭示病毒复制机制以及开展相关药物设计都具有重大意义。流感病毒RNA聚合酶是由PB1、PB2以及PA亚基组成的负责流感病毒的RNA合成以及维持病毒生命周期至关重要的分子机器。其中,PB1是该聚合酶的RNA合成亚基,PB2负责获取宿主mRNA用于病毒mRNA合成,而PA亚基功能则不清楚。本研究报道了来源于禽流感病毒RNA聚合酶PA亚基羧基端与PB1氨基端短肽复合体的三维晶体结构。该结构揭示了PA与PB1亚基相互作用方式,并分析了PA分子在RNA结合等方面的功能,对进一步研究PA功能以及开展针对聚合酶PA分子的药物设计具有十分重大的意义。     

最小作用量原理之统计解释

本文提出最小作用量原理之统计解释,将作用量等价于物理场背后潜在统计系统之自由能。由此导出系统之绝对温度正比于位能,提出真空具有相应于其温度的真空辐射及真空位能。并对量子隧道效应提出了不同于海森伯测不准原理的新解释,预言粒子穿透隧道所需时间正比于隧道长度之平方,建议用隧道二极管做实验加以验证。     

0.1meV能量分辨率扫描隧道谱的发展及其在单自旋态探测中的应用

本研究利用低温扫描隧道显微镜研究了吸附在超导体表面上的磁性杂质诱导的束缚态。通过提高扫描隧道谱的能量分辨率,可以观察到对应于不同角动量散射通道的多重束缚态。该工作提供了一种探测单个自旋态以及研究磁性与超导相互竞争等的灵敏实验手段。     

单分子电子输运性质的设计与调控

本研究通过实验结合理论研究,展示了如何利用一系列巧妙的设计与精确的控制,实现对吸附在Cu(100)表面的单个三聚氰胺分子疏运性质的有效调控。室温下三聚氰胺分子吸附到Cu(100)表面时会与表面反应脱去两个氢原子,从而与表面铜原子成键形成与表面垂直的吸附构型。分子的输运曲线表现为正负电压下对称的特征。通过扫描探针对其操控诱导了三聚氰胺分子的异构化,其电子输运特性显示出明显的整流效应。扫描探针注入的非弹性隧穿电子可以进一步诱导其顶端N-H键的可逆转动,引起电流在低电导和高电导间转换,实现了单分子机械开关效应。从而在单个分子结构上既实现整流效应又实现机械开关效应,实现了在单个分子上的双功能集成。     

钙闪烁引导细胞迁移

细胞迁移在个体发育、组织重塑、损伤后再生以及肿瘤发生等过程中发挥着重要作用。细胞迁移过程受钙信号调控,但长期困扰这一领域的一个悖论是,为何引导迁移的细胞前沿区钙信号反而较低。本研究采用高分辨率共聚焦钙离子荧光成像技术,在迁移的成纤维细胞中首次探测到动态微区钙信号——“钙闪烁”（calcium flickers）。钙闪烁富集于细胞迁移前沿,与静态钙离子梯度恰恰相反。产生钙闪烁的分子机制涉及两类钙离子通道,即细胞表面TRPM7牵张激活通道和内质网膜上的IP3受体。在趋化因子PDGF作用下,引导前沿中钙闪烁呈不对称分布,从而促进迁移细胞的转向。研究结果不仅完美地解释了上述悖论,同时揭示了微区钙信号如何通过精细的时空整合调节细胞迁移、趋化反应等复杂的生命过程。     

Objects and Processes in Mathematical Practice

In this paper it is argued that the fundamental difference of the formal and the informal position in the philosophy of mathematics results from the collision of an object and a process centric perspective towards mathematics. This collision can be overcome by means of dialectical analysis, which shows that both perspectives essentially depend on each other. This is illustrated by the example of mathematical proof and its formal and informal nature. A short overview of the employed materialist dialectical approach is given that rationalises mathematical development as a process of model production. It aims at placing more emphasis on the application aspects of mathematical results. Moreover, it is shown how such production realises subjective capacities as well as objective conditions, where the latter are mediated by mathematical formalism. The approach is further sustained by Polanyi’s theory of problem solving and Stegmaier’s philosophy of orientation. In particular, the tool and application perspective illuminates which role computer-based proofs can play in mathematics.     

Theoretical and Conceptual Analysis of the Celebrated 4<Emphasis Type="Italic">π</Emphasis>-Symmetry Neutron Interferometry Experiments

In 1975, two experimental groups have independently observed the \(4\pi \)-symmetry of neutrons’ spin, when passing through a static magnetic field, using a three-blade interferometer made from a single perfect Si-crystal (analogous to the Mach Zehnder interferometer of light optics). In this article, we provide a complete analysis of the experiment, both from a theoretical and conceptual point of view. Firstly, we solve the Schrödinger equation in the weak potential approximation, to obtain the amplitude of the refracted and forward refracted beams, produced by the passage of neutrons through one of the three plates of the LLL interferometer. Secondly, we analyze their passage through a static magnetic field region. This allows us to find explicit expressions for the intensities of the four beams exiting the interferometer, two of which will be interfering and show a typical \(4\pi \)-symmetry, when the strength of the magnetic field is varied. In the last part of the article, we provide a conceptual analysis of the experiment, showing that a neutron’s phase change, when passing through the magnetic field, is due to a longitudinal Stern–Gerlach effect, and not to a Larmor precession. We also emphasize that these experiments do not prove the observability of the sign change of the wave function, when a neutron is \(2\pi \) rotated, but strongly indicate that the latter, like any other elementary “particle,” would be a genuinely non-spatial entity.     

中粮生产企业对工业生物技术发展的若干恩考

工业生物技术是以微生物或酶为催化剂,结合化工生产工艺。进行大规模物质转化生产人类所需的化学品、材料、医药、能源等产品的生物技术,是解决人类目前面临的资源短缺、能源紧张及环境污染的有效手段。本文从中粮集团燃料乙醇和柠檬酸装置存在的问题入手,重点分析了工业生物技术的进步在节能降耗、节水减排、降低生产成本方面带来的潜在经济效益,明确提出了工业生产对生物技术的具体需求,并归纳出其中蕴含的基础科学问题。以期对我国工业生物技术的发展及产学研的结合有所启示。