铁基超导材料制备研究进展

超导现象于1911年首次被发现, 此后科学家们一直都在寻找拥有更高临界温度的超导材料, 研究重点也逐渐从金属系物质转到铜氧化物. 目前, 物理学界对高温超导机制仍未形成一致看法, 研究人员希望在铜氧化物超导材料以外再找到新的高温超导材料, 以期从新的途径来破译高温超导机理. 2008年初, 日本学者发现了临界温度可以达到26 K的新型超导材料—— LaO_1-xF_xFeAs, 这一突破性进展开启了科学界新一轮的高温超导研究热潮. 随后, 科研人员在这一体系中展开了积极的实验和理论研究. 中国科研机构, 特别是中国科学院, 迅速开展了卓有成效的研究工作, 在新一轮的高温超导研究热潮中占据了重要位置. 铁基超导材料的研究正在持续升温, 新的发现层出不穷. 本文按照体系分类, 以时间顺序, 分别对铁基超导材料的四大主要研究体系(“1111”体系、“122”体系、“111”体系和“11”体系)的具体材料制备研究进展进行了分析, 比较全面地介绍了各种铁基超导材料的合成方法及其关键物理参数.     

嫦娥一号探测器发现月球正面 “玉兔&rdquo|火山

月面白天日照情况下, 高海拔、高反照率地区反射阳光产生的辐射状光线, 会对其周围海拔低、地形变化缓慢、反照率低的地区带来显著的“灯下黑”照明效应的影响, 甚至把这些地区的地貌从光学波段 “隐藏” 起来. 利用嫦娥-1绕月探测器激光测高得到的地形DEM模型, 对比重力探测的历史结果, 在月球正面风暴洋西部(中心位于(14°N, 308°E)处), 从“灯下黑”区域新认证了一个直径约300 km, 高度约2 km的火山——暂时称为“玉兔”山. 还修正了“玉兔”山以北300 km左右的“桂树”火山三维地形. 该发现对研究月球正面演化过程有重要的参考价值.     

华南新的寒武纪生物地层序列和年代地层系统

生物地层和年代地层是地球科学中最常用的划分地层的方法和地层对比的标准. 简要回顾了1978年以来我国华南斜坡相寒武纪生物和年代地层的研究. 介绍了1988年以来逐步形成的华南寒武纪生物地层序列和年代地层系统, 并对两者做了新的修订. 修订后的华南生物地层序列包含36个生物带和一个“贫化石带”, 所有生物带的底界都用单个物种(带化石)的首现定义; 修订后的华南年代地层系统由4统10阶组成, 其中包含了在湘西北建立的“芙蓉统”、“排碧阶”和“古丈阶”3个全球年代地层单位, 2个“金钉子”和2个被国际地层委员会寒武系分会接受的、定义全球寒武系阶的底界的“国际纽带点”. 华南的生物和年代地层系统是目前被国内外接受的中国划分标准. 对今后进一步完善这两套地层系统也提出了研究建议.     

评“矩阵的半张量积: 一个便捷的新工具”

“矩阵论”(或者说“线性代数”)与“微积分”被认为是自然科学研究中两个最基本的数学工具. 与微积分相比, 矩阵方法的历史远为悠久. 成书于两千年前的《九章算术》就把线性方程组系数排成方阵进行求解, 中文中“方程”之名就是从这里产生的. 而近代矩阵论的形成, 则主要是19 世纪的一些数学家的工作,包括: Gauss(高斯)、Cayley(凯莱)、Sylvester(谢尔沃斯特)等. 今天, 几乎在自然科学的每一个领域的研究中, 都可以找到矩阵的影子.     

H1N1甲型流感全球航空传播与早期预警研究

一种新型流感(H1N1甲型流感)已经全球蔓延. 早期的研究显示, 在没有采取防控措施的情况下, 国际航空旅行可能引发一次严重的全球流感大流行. 在本研究中, H1N1甲型流感早期在墨西哥和美国的爆发被运用于SEIR流行病传播模型, 用以估计该病毒的传染性及疫情初步参数, 构建了一个基于实时航空数据的新的空间传播模型以评估H1N1甲型流感从墨西哥传播到世界各地的潜在风险. 结果显示, H1N1病毒的基本再生数R₀约为3.4, 有效再生数随防控措施下降明显, 研究还发现西班牙、加拿大、法国、巴拿马和秘鲁是最有可能发生严重的流感大流行的国家.     

主编寄语

新中国成立60年了, 在这60年中, 广大科技工作者在党的领导下, 发扬自力更生、艰苦奋斗和勇于创新的精神, 创造了一个又一个科技奇迹. 在前30年中, 取得了有限元方法、层子模型、人工合成牛胰岛素等具有世界先进水平的科学成果, 自主提出了陆相成油理论等独具特色的科学理论, 建设了大庆油田等影响至今的大型工程项目, 取得了“两弹一星”的巨大成功. 这些重大科技成果极大地增强了我国的综合国力, 提高了我国的国际地位.     

中国商南发现4000多年前的“小巨人”

2006年3~6月, 考古人员在对陕西省商南县过风楼遗址(33°26′01″N, 110°47′39″E)发掘时发现了一处属于龙山时代晚期(距今约4400~4000年)的房址、窖穴等遗迹, 同时出土了大量的各类生产工具和日用陶器等遗物. 在一个龙山时代晚期窖穴中所出土的完整人骨遗骸显得粗壮, 据现场测量, 该人骨的身高(自足底至颅顶)为193 cm, 可排除因埋藏而导致骨骼变形等因素. “小巨人”被安葬在龙山时代聚落附近一个不规则形的窖穴中, 出土时头向东北俯身而葬, 既无葬具也无任何随葬物品(图1). 在“小巨人”遗骸附近发掘出龙山时期的三足鼎、双耳罐、和鬶等日用陶器, 根据发掘出的器物说明“小巨人”应当属于距今4000多年以前的龙山文化时期. 同时, 把“小巨人”部分骨骼样本[1]在西安加速器质谱中心进行了14C测年[2], 实验室编号为XA4248, 测年结果为4340~4200 a BP(经树轮校正), 属龙山时代晚期遗存......     

警惕新流感带来的危害

为了应对墨西哥发生的甲型H1N1流感病毒疫情,香港卫生当局把近年来爆发的流感[SARS、禽流感（H5N1）以及现在的甲型H1N1流感]疫情进行了分类疏理,尽管这是一件复杂且繁琐的事情。     

高等植物生长发育中同化物的转移

陆生高等植物(包括农作物)能够吸收外界原料,利用太阳辐射的能量合成生长发育所需的物质. 它的根、茎、叶分别处在土壤与大气中、阳光下, 分工经营: 根系吸收矿物质; 叶片吸收CO₂ 与太阳能以进行有机物的光合生产; 两者靠茎来支持与联络以及进行原料的调配. 植物能够自力更生正是依靠这样自行组建的“绿色工厂”, 人类以及所有高、低等动物,甚至微生物, 最终都要靠其产品来维持生活. 这“工厂”各“车间”(根、茎、叶、花、果实)的循序建立、规模的大小与定型, 无一不受环境中光、温、水、肥等的时空分布与变化的启发与调控; 而且某一“车间”的操作进行得顺利与否, 关系着生产全过程的进度.“绿色工厂”要靠各“车间”的协调发展、和衷共济, 才能发挥整体的行为, 充分利用外界资源, 抗拒逆境的胁迫.     

绕月探测工程科学探测成果

嫦娥一号是我国发射的第一个月球轨道探测器, 是中国月球探测工程“绕”、“落”、“回”发展战略的第一步. 嫦娥一号于2007年10月24日成功发射, 2009年3月1日受控撞月, 在轨运行494天, 其中环月飞行480天, 共获得了1.37 TB的原始数据, 并得到了大量月球数据产品, 填补了我国在月球和深空探测领域的空白. 那么, 嫦娥一号任务的圆满完成, 使我们获得了哪些重大科研成果和哪些具有自主知识产权的核心技术呢? ..............     

大数据浪潮冲击下网络科学与工程面临的挑战与机遇

近年在大数据浪潮的冲击下,“网络科学与工程”与众多领域一样,面临着新的挑战和机遇。首先评述大数据及大数据科学的特点和概况;然后针对当今“网络科学与工程”的最新前沿课题--“网络的网络(NON)”,讨论若干典型的NON 及其主要特点和相关课题初步进展,并提供若干挑战性课题和难得的机遇。     

智慧让城市更美好

适应日益增长的社会需求和信息科学技术的快速发展,“数字城市”建设取得了显著成绩,为政府、企业和公众提供了良好的服务,但是也存在许多问题。网格、物联网和云计算技术的出现和应用,给解决“数字城市”面临的问题带来了机遇、创造了条件,“智慧城市”应运而生,由“数字城市”向“智慧城市”演化成为社会关注的主题。网格、物联网、云计算等是实现“数字城市”向“智慧城市”演化的关键技术。“智慧城市”将推动城市智慧服务和智慧产业的发展,提升进入21世纪信息化时代城市的核心竞争力。     

读《10000个科学难题》(化学卷)有感

创新是一个民族、国家发展的灵魂, “建设创新型国家” 已经成为我国的基本国策. 但是, 目前我国的科学研究仍然是跟踪性研究居多, 而创新性尤其是原创性的研究相对偏少. 如何在科学研究中突出创新是广大科技工作者面对的重大问题. 科学技术的发展是一个不断发现、凝练、思考、解决科学问题的过程, 提出科学难题本身就是科学发展的重要前提. 因此, 如何凝练、思考、提出科学问题, 是培养全民尤其是科技工作者创新意识的关键, 也是获得原创性研究成果的必由之路. 由陈洪渊院士主持、众多学者专家参与撰写的《10000个科学难题-化学卷》, 汇集了当前化学科学研究中的189条重要科学难题, 无论在内容上还是在形式上都独具匠心、别具一格, 是一部富有高度启发性和学术前沿性的学术专著. 该书以“高中生有兴趣, 大学生能通读, 研究生可选题, 并能为高校教师和研究人员的科学研究提供参考”为宗旨, 通过一个个重要科学难题的 “点”, 构成了当前化学科学研究前沿的线和面, 不求面面俱到, 但求反映当前化学科学研究的前沿和发展趋势; 对每个科学难题均有研究意义和现状等背景介绍, 不求有明确答案, 甚至不求科学问题的完全准确无误, 而重在科学问题的凝练和启发创新性思考. 这是科学类书籍编写方式的一次大胆的尝试, 与鼓励创新性科研和建设创新型国家的宗旨不谋而合.     

编者按

多铁性材料不但有铁电、铁磁等多种铁性共存, 更重要的是铁电性与磁性可相互耦合而产生新功能, 例如耦合产生的磁电效应, 即材料在外磁场作用下产生介电极化, 或者在外电场作用下产生磁极化的特性. 这种多功能材料为发展基于铁电-磁性集成效应的新型信息存储处理以及磁电器件提供了巨大的潜在应用前景, 已成为近来国际上一个新的研究领域. 美国Science杂志在2007年底的“Areas To Watch”中预测, 多铁性材料是2008年值得关注的7大研究热点领域之一. 在素有材料研究领域“风向标”之称的美国材料研究学会(MRS)系列会议中, 自2005年MRS秋季会议以来, 已连续三年在MRS秋季大会中列入了多铁性材料主题. 国内已于2007年7月召开了“多铁性材料的发展与挑战”(第306次)香山科学会议. 目前, 美国、欧洲各国、日本以及韩国等发达国家纷纷投入大量资源开展有关多铁性材料的研究; 我国在该领域也已加大了支持力度. ......     

草本沼泽泥炭不同演化阶段气体碳氢同位素组成及其演化特征

煤层气聚集存在着“累积聚气”和“阶段聚气”两种形式. 目前缺乏“阶段聚气”煤层气的地 球化学特征和指标的研究. 通过草本沼泽泥炭在不同温度下制备的样品进行热模拟实验, 获得 了不同演化阶段甲烷和乙烷的碳、氢同位素组成和演化规律. 发现甲烷和乙烷碳同位素组成明 显地受原始样品演化程度的影响, 而氢同位素组成主要与成熟度密切相关. 确定了成煤有机质 从Ro 为1.2%, 1.7%, 2.4%, 3.2%, 3.7%分别演化至Ro 5.7% (4.8%)之间生成的气体碳、氢同位素 组成. 建立了成煤有机质在不同演化阶段热解气体碳、氢同位素组成与Ro 之间的关系和甲烷 与乙烷的碳、氢同位素之间的关系式. 这些为研究不同成熟度区间生成的煤层气的成因和“阶 段聚气”的煤层气地球化学特征认识及其成因判识提供了科学依据. 并且, 将这些研究结果应 用到我国沁水盆地南部煤层气研究, 认为该地区煤层气是在中侏罗世以后聚集而成, 具有“阶 段聚气”的特征, 这与地质研究结果相一致, 从而证明了热模拟研究成果对自然界煤层气成因 的判识具有重要的科学意义.     

棉花原生质体“供-受体”双失活融合产生种间杂种植株及其鉴定

采用“供-受体”双失活融合模式, 以陆地棉品系YZ-1原生质体为受体, 以野生棉G. davidsonii原生质体为供体, 开展不对称融合. 融合前, 陆地棉品系YZ-1原生质体经过0.5 mmol/L碘乙酰胺(IOA)室温下处理20 min, 野生棉G. davidsonii原生质体经过38.7 J/cm2的紫外线(UV)处理30?s, 能有效地抑制亲本原生质体的生长. 将上述条件下分别钝化处理的双亲原生质体采用电诱导融合后进行培养, 获得再生植株. 对获得的杂种植株进行形态学、细胞学及分子标记检测. 大部分再生植株表现出新形态, 部分表现亲本中间型, 少数偏向受体亲本. 融合植株的染色体数目在40~73之间. 随机扩增多态性DNA标记(RAPD)和简单重复序列(SSR)分析证实了再生植株的杂种真实性. 而细胞质基因组的酶切扩增多态性序列(CAPS)和叶绿体SSR(cpSSR)分析结果显示, 杂种的线粒体和叶绿体发生了重组. 本研究是棉花中开展“供-受体”双失活融合模式的首次报道, 是继对称融合和基于紫外线处理的不对称融合之后在棉花原生质体融合方面又一新的进展.     

“接触引导”和重力场复合作用对L929细胞生长取向的影响

“接触引导”与外力场作用是影响细胞取向行为的两大因素. 本文通过软刻蚀技术在聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane, PDMS)表面制作微米级沟槽图案, 研究了当重力场方向平行于材料表面且分别垂直或平行于沟槽方向时, 图案与重力的复合作用对L929细胞取向行为的影响. 研究表明, 当重力场方向和沟槽方向平行时, 由于“接触引导”效应, 大部分细胞(约90%)仍然沿沟槽(细胞轴向与沟槽夹角在0°~30°区间内)生长; 而当重力场垂直于沟槽方向时, 沿沟槽生长的细胞虽仍然占多数(约70%), 但比例显著下降. 该研究表明, 与重力因素相比, 虽然由沟槽图案所引起的“接触引导”效应对细胞的生长取向起主导作用, 但是当重力场与沟槽方向垂直时, 重力作用显著降低了“接触引导”的程度; 而当两种因素方向相一致时, 两者对“接触引导”的发生无明显的协同促进作用.     

书写时代的传奇

十年跋涉,历尽艰险,迄今速度最快的人类探测器“新视野”终于见到了“有心”的冥王星。匆匆一见之后,距地球超过52亿km的“小新”,如今已向更远的深空飞去,不再复返。“新视野”对冥王星的匆匆一瞥,要花掉7.2亿美元。这一长达数年的单程“约会”,究竟有多重要？1965年,也是在7月14日,“水手4号”探测器飞掠火星,成为人类探测器首次近距离观测另一星球。随后的50年间,人类探测器先后飞抵太阳系八大行星,而曾经的第九大行星冥王星却因距离遥远,从未迎来人类探测器。50年后的同一天,“新视野”飞抵冥王星,这简直比科幻作品还令人称奇。“新视野”的这一瞥,不仅让人类终于看全了太阳系原“九大行星”,更代表人类完成了行星际观测“第一阶段”的任务。项目首席科学家艾伦.斯特恩指出,长达半个世纪的努力,将“永远是我们这个时代的传奇”。     

《中国科学》《科学通报》创刊60周年纪念大会在京举行

2010年11月2日, 《中国科学》《科学通报》(以下简称“两刊”)创刊60周年纪念大会在国家科学图书馆报告厅举行. 全国人大常委会副委员长、中国科学院院长、“两刊”理事会理事长路甬祥, 中国科学院常务副院长白春礼, 国家新闻出版总署副署长邬书林, 国家自然科学基金委员会副主任王杰, 中国科学院副秘书长曹效业, “两刊”总主编朱作言, 中国科学技术大学校长侯建国, “两刊”理事会理事、资深院士师昌绪等出席了纪念大会. 大会由中国科学院副院长李静海主持.
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全球季风的地质演变

技术的进步和科学的积累, 使得对季风的认识已经从区域性现象拓展为全球性系统. 在300多年来, 季风只看成是一种“巨型的海陆风”, 而现在遥感和直接观测的资料支持新的假说, 把季风看作是热带辐合带(ITCZ)季节性迁移的表现, 因而是一个环球系统. 作为低纬区的气候现 象, 季风存在于除南极以外的各大洲, 而且贯穿至少6亿年来显生宙的地质历史. 系统研究全球季风在时间和空间里变化的时机已经成熟. 地质证据表明: 在构造尺度即10⁶~10⁸年的时间尺度上, 全球季风受大陆分合的“威尔逊旋回”调控, 合成“超级大陆”时出现“超级季风”, 大陆分解后季风减弱. 在轨道尺度即10⁴~10⁵年时间尺度上, 全球季风受地球运行轨道几何形态的变化即轨道周期调控, 呈现2万年的岁差周期以及10万年、尤其是40万年的偏心率周期. 在千年及更短的时间尺度上, 全球季风受太阳活动周期等多种因素的调控. 全球季风演变的周期性, 是地球表层系统以及人类生存环境变化的一项基本因素, 其40万年偏心率长周期被比喻为地球系统的“心跳”, 季风的岁差周期导致4千年前一系列亚洲古文明的衰落, 1千年前太阳活动的周期曾导致美洲玛雅文明的毁灭. 因此, 古气候研究不能只注意冰盖消长的高纬过程, 季风、厄尔尼诺等低纬过程在地质历史上更具有普遍性; 全球季风的研究是我国地学界有希望做出突破性贡献的领域.