科研的自信 传播的样板——纪念赵忠贤团队超导论文在《科学通报》发表30周年

<正>自然科学是以认识自然现象、探索物质世界的客观规律、积累科学知识并充分利用以发展人类文明为目的的科学研究.科学总是从认识未知开始,总结规律,进而发展为一种技术服务于人类.这也正是人类追求科学求异发现的原生动力.在一个世纪以前的1911年,荷兰莱顿大学的低温物理学家Heike Kamerlingh Onnes在首次液化了氦气之后,测量了多种金属的低温电阻率,发现当温度降到4.2 K附近时,金属汞的电阻突然降到零,这是人类首次发现超导现象.     

生物大分子相分离研究进展和发展建议

生物大分子相分离(phase separation)或相变(phase transition)是近年来生物学研究中一个新兴的交叉研究领域.生物大分子液-液相分离驱使细胞内形成多种无膜区室,如核仁、核孔复合物、有丝分裂纺锤体、着丝粒、中心体、应激颗粒和一些信号传导复合物等,这些无膜区室被统称为生物分子凝集体.生物大分子相分离具有广泛的生物学功能,例如调控生化反应、感知与响应应激条件、缓冲生物大分子的细胞内浓度和介导与有膜细胞器的直接通讯等.异常的生物大分子相分离与许多人类疾病密切相关,例如神经退行性疾病、癌症以及传染性疾病等.本文介绍了生物大分子相分离的生物学功能及其在人类疾病发生发展中的作用,总结了国内外生物大分子相分离研究所取得的重要进展,并提出了我国相分离研究的发展建议.     

认识自然与“认识你自己”

在希腊的帕尔纳索斯山的南坡,有一组石头建筑物,距今已有3000年历史,这即是遐迩闻名的戴尔波伊神庙。在神庙入口处,刻在石头上有这样一句耐人寻味的箴言:“认识你自己!”当地人说这是阿波罗神的神喻,后来被许多哲学家引申为人类认知的富有哲理的大智慧。其实,人类认识自然与人类“认识你自己”,看似两个内涵完全不同的命题,实质上却是有着内在的联系,就像一枚硬币的两面,它是一个问题的两个层面,因为在人与自然的关系中,人是主体,是起决定作用的。纵观人类的全部思想史,迄今人类对地球、对朝夕相处的大自然、对社会发展规律的认识,归根究底,…     

检测巯基物质的光学探针研究进展

巯基物质是生物体内主要的抗氧化剂,并以多种形式广泛存在.定量检测巯基物质在生化研究和相关疾病诊断方面意义突出.目前,利用高选择性、高灵敏度的光学探针开展巯基物质的检测研究已成为前沿课题之一.其中,荧光探针由于能够实现活体的原位、实时成像尤其受到关注.本文基于光学探针与巯基物质(主要包括谷胱甘肽、半胱氨酸和高半胱氨酸)的不同反应机理,就近年来该领域的研究新进展做了较系统的评述.所涉及的反应机理主要有:双键的麦克尔加成、苯环的亲核取代、金属的配位络合、巯基物质参与的氧化反应和成环反应、以及静电作用等.此外,还讨论了检测巯基物质的光学探针存在的问题,并展望了其发展趋势与应用前景.     

粪中自有“黄金万两”

人类粪便中居然暗藏黄金？真是颠覆三观啊！最近，美国科学家研究发现，这些令人唯恐避之不及的排泄物中竟然蕴藏着价值数亿美元的贵重金属，其中包含不少黄金、银、铂和铜等有价值的金属物质。     

金属转运蛋白SLC39A14的代谢性功能研究进展

微量元素是维持人体生理和代谢功能的重要的营养素之一,既可参与人体生理生化功能调控,亦可作为生物大分子的组成或辅助成分,如激素和维生素有机组成.微量元素对维持机体正常生命活动具有重要意义.其中,必需微量元素是机体内不能产生或合成但又是维持生物体正常生理机能不可或缺的,如铁、锰、锌等,主要通过消化道中不同的金属转运蛋白(metal transporter)转运吸收.近年来,随着金属转运蛋白不断被鉴定与发现以及金属转运蛋白的功能研究进展,认为SLC39A14在不同组织中参与铁、锌、锰等必需微量元素转运,并且参与多种生物学功能.基于目前对金属转运蛋白在代谢性器官以及代谢性疾病中的作用机理的了解和认识,本文回顾性总结了金属转运蛋白SLC39A14在不同代谢组织器官的代谢性功能和作用机制.     

用磁铁在城市寻找陨石

正人类居住的面积只占到地球表面积的4%。虽然城市被陨石砸中的希望不大,但是你还是有机会在城市里发现陨石。一般来说,大多数陨石中都会含有一定量的铁镍合金,有可能被磁铁吸引。对于一些金属含量较少,或者不含金属的陨石,你只有通过肉眼辨认,从石头堆里挑出长相奇怪的石头。挑选时请记住:陨石绝对不会是光滑的,也绝对没有气泡或石英成分。     

论地质构造体系与矿产分布的辩证关系

人类栖息生存的地球,是个巨大的宝库,储藏着极其丰富的矿产资源,为人类生产和生活提供了取之不尽的物质来源,保证了人类的生息繁衍。地球表层是由各种岩石组成的一层薄壳,被人们称做地壳。在大陆的表面,山峦起伏连绵;平原星罗棋布;江河奔腾流行。五颜六色的石头,层层叠叠,砌成巍峨山岭。它们有的平平整     

内电解预处理提高酵母废水可生化性机理研究

内电解预处理可以提高酵母废水的可生化性, 利用紫外扫描(UV)、渗透凝胶色谱(GPC)、气相色谱-质谱(GC-MS)等方法对处理前后废水中有机物的紫外吸收、分子量分布及化学组成等特性进行了研究. 旨在探讨内电解预处理法提高废水可生化性的机理. 研究结果表明: (ⅰ) 内电解过程中有机物可能通过分解, 水解使复合物简单化, 使环状物质开环, 分解或部分开环变为链状物质, 大分子物质裂解断链变为小分子物质, 生成的物质含有推电子基团的物质增多, 可生化性有所增强; (ⅱ) 原水中及内电解过程中生成的小分子的酸、醇等易降解的有机化合物可以通过挥发、电化学聚集等方式去除, 而其去除使废水COD降低, 从而B/C值提高.     

粪便中的贵金属

<正>也许你有所不知,金属无处不在——在护发产品、洗涤剂,甚至是你穿的防臭纳米袜子中,都有它们的身影。但一向被人们视为污秽物,极少会去关注研究的人类粪便中,竟然含有价值数亿美元的贵重金属!来自美国的科学家在人类粪便中发现了铂、银和黄金等金属物质,不过黄金储量极为稀少。他们表示,100万美国人的排泄物中,可能含有价值1300万美元的金属,如果能找到合适的方法提炼出其中的贵     

量子力学的光辉八十年(一)

量子力学诞生至今八十年：它原先作为原子层次的动力学理论，经过八十年飞速发展的光辉历程，已向物理学和其他自然科学的各学科领域以及高新技术的广阔天地全面地延伸。实际上，它已超越原子层次的动力学范畴，甚至超出物理学范围；它是现代物质科学的主心骨，又是现代科技文明建设的主要理论基础之一。就是说，量子力学不仅适用于原子层次，而且还延伸用于亚原子-亚核的更深微观物质层次，从而延拓成量子场论体系；量子力学又用于分子和大分子——包括生物大分子——等物质层次，涉及介观、宏观尺度的物质系统，致使凝聚态物理兴旺发达以至量子物理学不断地扩展，并使量子化学、分子生物学等交叉学科日趋成熟。正是现代物质科学的这些学科有了显著进步，才导致技术水准和社会生产力的大幅度提升。     

我们的行为由基因决定吗

社会生物学家们通过对人类基因的科学研究和分析后认为:人类有些社会行为的特征是可以遗传的,能使人的身体及行为的特征传递到下一代的机制,涉及到所谓基因这种物质。这些基因存在于人的细胞核内的染色体里,每个染色体内包含许多基因,每个基因又由一个复杂的大分子脱氧核糖核酸(DNA)遗传物质组成。这些遗传因素指导着人体内所有细胞的生长和发育。根据社会生物学的原理,人类的     

梯度磁场在生物大分子研究中的应用

磁场作为一种物理环境,广泛应用于各行各业.随着磁体技术的飞速发展,磁场在科学研究与实践应用中的重要性日趋凸显.在生物大分子研究方向,磁场也发挥了重要的作用.其中,梯度磁场作为磁场的一种,由于其提供的资源除磁场外,还有磁场梯度,使其具备除常规磁场效应(择优取向、晶体质量改善等)外的其他应用价值(如溶液的对流控制、晶体质量改善、分离纯化等),因此备受关注.梯度磁场环境下涉及生物大分子的研究,主要集中在生物大分子的结晶、分离与纯化,以及自组装等方向.充分利用梯度磁场,可以实现高质量的生物大分子晶体生长、高效低成本的生物大分子分离与纯化等重要应用.因此,梯度磁场在生物大分子结构解析技术、生物药物制备技术等方向具有十分重要的价值.本文将从梯度磁场物理环境对生物大分子溶液体系的基础性影响角度出发,回顾并讨论梯度磁场在生物大分子研究中的应用,并对该领域的发展前景进行了预期.     

崭露头角的"金属玻璃"

近年来,随着材料工程的开发和研究,在冶金工业中出现了一种崭新的工程材料,叫做“金属玻璃”。它一问世,便在工业生产的各个领域中很快得到广泛应用,显示出了极大的实用价值。我们知道,固体物质一般可分为两大类:一类叫晶体物质,它的原子呈有规则的排列,金属就属于这一类。还有一类叫非晶体物质,它的原子排列是混乱的,没有规则的,常见的玻璃就属于这一类。但科学家研究发现,晶体物质和非晶体物质在一定条件下可以互相转化,成为一种既具有金属的传热、磁性、导电等特性,又有玻璃的坚固、耐腐蚀的新物质,这种新物质就叫做“金属玻璃”。金属之…     

吸烟与疾病

如果把人类比作一个青年男子,那么,烟,就是一个艳丽的女妖.烟,既让人享受吞云吐雾的乐趣,又不断地侵蚀着人类的机体. 烟草的烟雾中至少含有3种危险的化学物质:焦油、尼 古丁和一氧化碳.焦油是由好几种物质混合成的,在肺中会 浓缩成一种黏性物质.尼古丁是一种会使人成瘾的药物,由 肺部吸收,主要是对神经系统发生作用.一氧化碳能减低红血球将氧输送到全身去的能力.     

另类狗狗引关注

有2条特别的宠物狗:一条狗爱吃石头,在一次海滩漫步后接受手术,取出了足足79颗石头;另一条狗从不吃狗粮,而喜欢吃人类食物,目前它已经22岁高龄,年龄相当于人类的100岁。     

细胞内膜系统的跨膜分子运输

细胞是执行生命功能的基本单位,各种生物分子在脂膜包被的区域内有序协调地行使功能,从而构成了生物活动的基础.脂分子层不仅具有隔绝内外形成微环境的屏障作用,而且还通过受控的跨膜物质运输与信号转导而发挥交通枢纽的功能,实现了膜内外物质与信息交换的精细调节.除此之外,脂分子层由于其形成的疏水环境还为大量的脂溶性生物小分子的合成与代谢提供了加工场所.细胞内膜系统的物质运输是一个高度受控的复杂物流网络,所运输的底物涵盖了无机小分子、有机小分子和生物大分子等众多物质,其运输效率和调节机制与细胞发挥正常功能以及疾病发生发展具有重要关系.由于分子定位、原位成像和蛋白质样品获取方面的困难,目前对于细胞内膜运输系统的研究与了解只是冰山一角.本文就细胞内各膜系统间发生运输和交换的信号分子、营养物质及生物大分子的研究进展做了综述,并且期待在细胞内膜系统研究上新技术新方法的发现.     

揭开微观世界的奥秘——显微镜发明的科学历程

显微镜是产生-个放大的物象,以观察肉眼直接看不清的被观察物细节的一种仪器,分为光学显微镜和电子显微镜两种.光学显微镜又有单显微镜和复显微镜之分,复显微镜可看到细菌;电子显微镜可观察到如病毒、大分子等更微观的物质.     

低温量热原理及在材料研究中的应用

低温量热技术是测量凝聚态物质比热性质的实验方法,而比热是物质最重要的基础热力学性质.通过比热测量与研究,不仅能够获取物质熵、焓和吉布斯自由能等基础热力学函数,还可以用于研究和理解晶格振动、金属、超导、电子及原子核磁性、稀释磁系统、结构相变等具有重要理论与应用研究价值的科学问题.本文结合当前众多新兴功能材料对其热力学性质研究的迫切需求,详细介绍了比热的基本含义以及测量凝聚态物质比热的主要量热方法,并举例说明了低温量热技术在材料热力学性质研究中的应用.     

拓扑相和拓扑相变:浅谈固体中的拓扑物态

通过对2016年诺贝尔物理学奖的解读,介绍了凝聚态物质中以整数量子霍尔态,Z2拓扑绝缘体和拓扑半金属等为代表的拓扑物态.它们的发现和发展过程,以及随之建立起来的能带拓扑理论和对称性保护拓扑物态理论等标志着人们认识物质世界的又一重大进展.