科技导报

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封面图片说明:2017年度诺贝尔科学奖

科技导报. 2017, 35(23): 0-0.

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2017年度诺贝尔物理学奖——对LIGO探测器和引力波观测的决定性贡献

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加强宽禁带半导体材料的研发与应用

屠海令

科技导报. 2017, 35(23): 1-1.

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宽禁带（一般指禁带宽度>2.3 eV）半导体材料的研发与应用方兴未艾，正在掀起新一轮的热潮；其中碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）以高效的光电转化能力、优良的高频功率特性、高温性能稳定和低能量损耗等优势，成为支撑信息、能源、交通、先进制造、国防等领域发展的重点新材料。

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中国科技开启“上天入海”新征程

王丽娜

科技导报. 2017, 35(23): 7-7.

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2015年12月17日，中国的暗物质粒子探测卫星——"悟空"发射升空。时隔不到2年，这个具有"火眼金睛"本领的"悟空"就发现了一个重要信息，在1.4万亿电子伏特（TeV）的超高能谱段突然异常突起。11月27日上午，中国科学院在举行的新闻发布会上发布了这则消息。

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首例“人体头移植试验模型”完成距离“换头术”成功还很遥远

王微

科技导报. 2017, 35(23): 9-9.

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2017年11月17日，意大利神经外科医生Sergio Canavero在新闻发布会上宣称世界首例人类头部移植手术在2具遗体上"成功实施"，将指导这次手术的哈尔滨医科大学教授任晓平再一次推到了舆论的风口浪尖，对技术的质疑与伦理的追问蜂拥而至。

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科普工作急需将重点转向科学方法宣传普及

孟凡刚

科技导报. 2017, 35(23): 11-11.

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当前，中国要大力进行科技创新，建设创新型国家，这个过程中，人们对科学方法的掌握和运用很重要。科学方法能引导人们认真的观察，掌握真实的状况，而不是将道听途说信以为真；科学方法能引导人们通过认真的推理，获得负责的结论，而不是不加思索就下结论；科学方法使人不断检验自己的思想，提升自己的认识，而不是一味地固执己见。科学方法让人不轻信、不盲从，就如王星拱所说，科学方法要求"张本之确切，事实之分析，事实之选择，推论之合法，试验之证实"^[1]。科学方法也是十九大再次强调的创新文化建设的核心。

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来自宇宙的微弱声音——2017年度诺贝尔物理学奖成果简析

郭宗宽, 黄庆国

科技导报. 2017, 35(23): 12-15. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.23.001

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Rainer Weiss、Barry Clark Barish和Kip Stephen Thorne 3位美国科学家分享了2017年度诺贝尔物理学奖，以表彰他们对激光干涉引力波天文台（LIGO）决定性的贡献和观测引力波信号的更大发现，其中Weiss分享了1/2奖金，Barish和Thorne各分享了1/4奖金。本文介绍这3位诺贝尔物理学奖获得者的学术经历，从理论、实验和数据分析方面解读引力波信号被探测到这一重大发现的科学意义。

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冷冻电子显微学——2017年度诺贝尔化学奖成果简析

王宏伟

科技导报. 2017, 35(23): 16-21. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.23.002

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2017年诺贝尔化学奖授予Jacques Dubochet，Joachim Frank和Richard Henderson 3位科学家，以表彰他们在发展利用冷冻电子显微学技术解析溶液中生物大分子高分辨率结构方面做出的开创性贡献。本文评述冷冻电子显微学的发展历程、生物大分子三维重构技术的发展、最近导致冷冻电子显微学迅速崛起的技术突破以及该技术未来的发展趋势。

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异军突起的冷冻电镜技术——2017年度诺贝尔化学奖成果简析

雷建林

科技导报. 2017, 35(23): 22-27. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.23.003

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2017年诺贝尔化学奖授予Jacques Dubochet、Joachim Frank和Richard Henderson 3位科学家，以表彰他们在开发用于溶液中生物分子高分辨率结构测定的冷冻电镜技术方面的贡献。本文将简述这3位科学家的获奖工作，并展望冷冻电镜技术的发展前景。

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冷冻电子显微技术——2017年度诺贝尔化学奖成果简析

马成英, 高宁

科技导报. 2017, 35(23): 28-32. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.23.004

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2017年度诺贝尔化学奖授予瑞士洛桑大学的Jacques Dubochet、美国哥伦比亚大学的Joachim Frank和英国MRC分子生物学实验室的Richard Henderson 3位科学家。本文简要介绍冷冻电镜的发展历史、3位诺贝尔奖获得者在冷冻电镜技术发展过程中的贡献以及国际和国内的最新研究进展。

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生物钟的研究、功能和机理——2017年度诺贝尔生理学或医学奖成果简析

俞强

科技导报. 2017, 35(23): 33-38. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.23.005

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生物日节律（circadian rhythm）也叫昼夜节律，是以约昼夜24 h为周期的、在生命体中普遍存在的节律性生理生化和行为活动，是众多生物节律或生物钟的一种。美国的3位科学家杰弗理·霍尔（Jeffrey C.Hall）、迈克尔·罗斯巴什（Michael Ros-bash）和迈克尔·杨（Michael W.Young）因发现调节生物日节律行为的基因并阐明其作用原理获得了2017年的诺贝尔生理学或医学奖。这项工作揭示了一个普遍存在的基本生命现象的分子机理，对了解生命的运行原理以及生命在演化过程中与环境之间的相互作用有着重要的意义，同时也为治疗由于生物钟失常而导致的人类疾病和开发调控生物钟元件的药物奠定了基础。本文介绍生物节律的研究历史，解读生物节律的分子机理，展望生物节律研究的方向，并探讨其对人类健康和农业的意义。

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脉冲水解酸化-A/O生物反应器处理石化废水的中试研究及微生物群落结构解析

施云芬, 郑蕾, 马慧, 丁鹏元, 初里冰

科技导报. 2017, 35(23): 39-45. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.23.006

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采用自行设计的脉冲布水器，建造脉冲水解酸化-A/O（厌氧好氧工艺法）中试装置处理实际石化废水。水解酸化池和A/O的容积分别2.6 m³和3.9 m³；脉冲布水器的频次为10次/h；A/O池污泥龄25 d，污泥回流比100%，温度15~32℃。反应器稳定运行近7个月的结果表明：尽管进水化学需氧量（COD）和氨氮波动较大，但出水COD和氨氮的去除率保持稳定。在进水COD质量浓度为（458±107）mg·L^-1，系统COD去除率为80%，其中脉冲水解酸化池（PHA）的COD去除率为29%。进水氨氮质量浓度为（35.9±11.3）mg·L^-1，系统氨氮的去除率为86%。UV₂₅₄和TN的平均去除率约为58%，TP去除率可达86%。PHA泥水混合良好，出水挥发性脂肪酸（VFA）浓度比进水提高近1倍，BOD₅（5天生化需氧量）/COD值比进水提高35%，显示其良好的水解酸化效果，并可提高进水的可生化性。Ilumina Miseq测序结果表明：变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）是主要的优势菌群，所占的比例在50%以上。在属的水平上，Anaerolineaceae和Clostridiales在水解酸化池中丰度较高；A/O池中丰度较高的菌属为Flexibacter，Thiobacillu，Nitrosomonadaceae和Nitrospira。通过反应器各段不同微生物种群的共同作用，石化废水中复杂的有机污染物得以有效降解。结果表明，脉冲布水水解酸化-A/O工艺是一种很有前途的石化废水处理技术，并可应用于其他工业废水的处理。

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铜锰复合氧化物低温催化氧化甲醛的性能研究

陈莹, 贺军辉, 田华, 王东辉, 杨巧文

科技导报. 2017, 35(23): 46-51. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.23.007

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采用简单的氧化还原方法，通过控制Cu和Mn物质的量之比及煅烧温度等条件合成了一系列铜锰复合氧化物。通过考察合成条件对催化剂的晶相、形貌以及催化活性的影响，从而确定最佳的工艺条件，结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等多种表征手段揭示催化剂结构和活性的关系。研究结果表明，在单一锰氧化物中，铜的掺杂促进氧物种移动，使得铜锰复合氧化物具有较低的还原温度和较强氧化还原能力，且结晶度差的无定型态同样有利于氧空穴的增加，从而有利于甲醛的催化氧化。当Cu/Mn物质的量之比为1：2、煅烧温度为300℃时制得的铜锰复合催化剂催化性能最佳，能够在90℃下完全降解甲醛。

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磁感应热疗联合艾迪对Daudi细胞作用的研究

路晓光, 张晗, 赵小红, 谢青, 毛昀, 唐劲天, 李利亚

科技导报. 2017, 35(23): 52-57. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.23.008

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为研究磁感应热疗联合艾迪注射液对人淋巴瘤Daudi细胞的作用，首先进行磁性介质对Daudi细胞生物相容性的研究以及磁性介质升温性能的检测，运用CCK-8法测出不同艾迪药物质量浓度对细胞增殖率的影响选出本实验工作浓度，将对数生长期的人淋巴瘤细胞Daudi分别暴露于磁场、艾迪注射液、磁场与艾迪联合作用下，采用流式细胞技术分析各组实验作用下对细胞凋亡、细胞周期的影响。结果表明：本实验选用的不锈钢空心球具有良好的发热效率以及细胞相容性；本研究选用75 mg/mL作为工作浓度；磁感应热疗作用Daudi细胞后，细胞存活率为（78.48±0.95）%，联合艾迪注射液治疗后，细胞存活率为（9.25±2.05）%（P<0.01）；磁感应热疗联合艾迪注射液能够增加细胞凋亡率，而对细胞周期改变不明显。由此可知，磁感应热疗磁性介质应用于淋巴瘤治疗在细胞水平是可行的；磁感应热疗单独使用可以诱导Daudi细胞凋亡，艾迪注射液与其联合应用时能表现出协同抗淋巴瘤细胞作用。

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螺[吲哚-3,3'-吡咯嗪]-2-酮骨架构建及结构表征

徐琳琳, 朱晓彤, 张金鹏

科技导报. 2017, 35(23): 58-61. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.23.009

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以查尔酮、5-甲基靛红和脯氨酸为原料，微量的甲醇作溶剂，多组分一步合成得到螺[吲哚-3，3'-吡咯嗪]-2-酮化合物C₂₇H₂₄ClN₃O₂。其结构通过单晶X射线衍射法确定，晶体属单斜晶系，空间群P₂（1）/c，分子量M_r=504.01，晶胞参数a=0.84907（6）nm，b=1.07072（9）nm，c=2.9121（4）nm，V=2.6415（5）nm³，Z=4，晶胞密度D_c=1.267 mg/m³，吸收系数μ=0.180 mm^-1，单胞中电子的数目F（000）=1064。晶体结构用直接法解出，经全矩阵最小二乘法对原子参数进行修正，最终的偏离因子为R=0.0657，ω_R=0.1376。在晶体结构中新形成的四氢吡咯环为信封式构象。

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基于区块链、智能合约和物联网的供应链原型系统

叶小榕, 邵晴, 肖蓉

科技导报. 2017, 35(23): 62-69. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.23.010

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为利用区块链、智能合约和物联网等新技术的优势，提高供应链信息化水平，设计开发了基于区块链、智能合约和物联网的供应链原型系统。借助物联网中的二维码、RFID和NFC实现供应链各主体数据的自动化上传；利用区块链和智能合约，完整保存了整个供应链各主体的数据，保证了数据公开透明、可追溯且不可篡改，同时兼顾了隐私数据的加密保护；并针对不同用户提供了不同程度的数据查询功能。通过这些优化和改进，使供应链系统更加自动化、更加安全可信，便于监管溯源。

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量子计算原理及研究进展

韩永建, 李传锋, 郭光灿

科技导报. 2017, 35(23): 70-75. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.23.011

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量子计算机是量子力学与计算问题相结合的产物，是近几年的研究热点，引起了广泛的社会关注。本文回顾量子计算机的发展，介绍了量子算法和量子计算模型，并以离子阱和超导线路为例阐述了量子计算机的物理实现，然后介绍了为了克服消相干而发展出的量子编码，以玻色取样为例讨论了量子霸权。展望未来，近期内可以展示量子霸权，进而实现解决特定问题的量子模拟器，但是普适的量子计算机的研制仍然需要很长的时间。

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精准医疗中的柔性电子技术

赵一聪, 徐可欣, 黄显

科技导报. 2017, 35(23): 76-81. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.23.012

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精准医疗是一种以个人健康大数据为诊疗依据的高度个性化的新型医疗模式，其依靠的数据主要包括基因型数据、表型数据和环境数据，其中表型数据和环境数据的获取需要借助具有动态数据采集能力的移动测量装置。本文简述了精准医疗的一般概念，提出柔性电子技术能够为动态医学监测提供有力的技术保障，并从材料体系、结构设计、集成方式和数据传递方式等方面概述了柔性电子技术，结合了目前柔性电子技术在医学监测领域的研究成果展示了其在精准医疗领域的巨大应用潜力。提出可以从提高系统的供电能力、提高系统的集成度与复杂度以及深入研究化学量检测等方面进一步提升柔性医学监测系统的性能，使其更好地服务于精准医疗模式。

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从废弃物处理到生物质制造业:基于热裂解的生物质科技与工程

潘根兴, 卞荣军, 程琨

科技导报. 2017, 35(23): 82-93. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.23.013

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新近发展的生物质热裂解炭化工程技术在安全处置废弃物的同时，可实现生物质分离、分质和分值化资源综合利用，在低碳、环保、循环处理生物质废弃物上具有突出的比较优势，成为新型绿色工程技术。通过发展和完善适于不同类型废弃物的热裂解炭化工程技术系统，一个以生物质基的新能源、新肥料和新材料为关键产品的新兴生物质产业呼之欲出。基于天然有机质的结构-功能关系、颗粒有机质的团聚体强化作用和生物质炭材料的生态系统工程师效应等3大原理，生物质产业提供了改良土壤、化肥替代和环境治理的新型农业资源，而服务于未来绿色农业发展。中国废弃物生物质产业可达到3亿t生物质炭材料规模，其发展需要新的生物质科技与工程学科的支撑，需要工程技术的研发创新和相关标准制定的推进。

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美国滨海核电厂温排水及生态影响分析和启示

魏新渝, 张琨, 党煜钦, 熊小伟, 车树伟

科技导报. 2017, 35(23): 94-102. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.23.014

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分析了美国滨海18个核电厂（31台核电机组）温排水系统的设计特点及其对水生生物的影响。结果表明，在排水系统设计上，美国滨海厂址考虑了减小温排水对水生生物影响的措施，大部分厂址采用离岸排放，提高排水流速，有些则因地制宜采用缓冲池、设计三级堰、或者将排水口布置在取水口的上游，必要时使用闭式循环冷却水系统等。美国大部分滨海厂址温排水对水生生物的影响较小。中国核电厂机组数量较多，温排水量较大，应重视对水生生物可能产生的不利影响。在排水系统上，中国核电厂存在的主要问题有：近岸排放缺乏促进掺混的考虑，明渠排放对景观优化的考虑不够，有些电厂为了满足近岸海域环境功能区要求而设置的导流设施有碍于温排水的扩散等问题。应研究制定中国核电厂温排水影响评价导则，优化核电厂温排水排水系统的设计和建造，尽可能降低温排水对水生生物可能产生的不利影响。

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中国建造超级对撞机争议的社会学理论维度分析

徐治立, 梁竞丹

科技导报. 2017, 35(23): 103-107. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2017.23.015

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自2012年以来，学术界对中国要不要建造超级对撞机的争议不断。相关争论涉及到科学知识、科学共同体内部及外部等诸多层次社会因素。科学哲学中知识内在社会学表明，争论的实质涉及科学本体属性、科学认识方法、科学内在价值等关于科学知识的内在社会属性。科学共同体内部社会学表明，争论涉及科学规范、科学优先权、同行评议等主题。科学共同体外部社会学表明，争论关涉科学社会功能价值考量、科技运行社会资源配置、科技公共政策抉择等方面，同时关联着前两层面意蕴。这些科学争论的社会因素层面构成其社会学分析的理论维度。

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促进航天技术发展,服务经济社会进步——中俄共议航天工程

田恬

科技导报. 2017, 35(23): 108-108.

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航空航天工程一直是各国期待占领的战略高地，在2017年金砖峰会期间，习近平主席和普京总统会晤时指出，要落实航空航天等重点领域合作项目；在随后的2017年9月5日中俄总理会晤和9月6-7日第三届东方经济论坛上，中俄航天合作都成为热议话题。2017年11月25-26日，中国科学技术协会、俄罗斯科学工程学会联合会主办，中国宇航学会、浙江省科学技术协会承办的第四届中俄工程技术论坛暨中俄航天工程技术大会在浙江德清召开。论坛邀请了中俄双方航空航天领域的多位著名专家如：中国科学院院士杜善义与俄罗斯国家航天集团载人航天部主任克里卡廖夫参与报告、讨论。中国科协通过举办论坛，希望建立与保持和俄罗斯科技界的常态化学术交流机制，与俄罗斯知名科技机构形成稳固的合作联盟关系，在未来创造成为中俄航天科技产品展示、学术交流的国际性品牌活动。本届论坛以"促进航天技术发展，服务经济社会进步"为主题，聚焦航天技术发展中的创新性、前瞻性问题。

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花儿为什么在春天开放

罗晓

科技导报. 2017, 35(23): 109-109.

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大自然的美丽在于一年有春夏秋冬4个季节，而花儿是最能代表季节个性的植物。

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记我与钟扬老师的点滴交往

张宁

科技导报. 2017, 35(23): 110-110.

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2017年9月25日，复旦大学教授、著名植物学家钟扬在内蒙古鄂尔多斯市出差途中遭遇车祸，不幸逝世。他走得这么突然，就好像一段交响乐到了高潮戛然而止，一个海浪到了潮头突然平静，一颗明亮的星辰突然黯淡。

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做科研的难点和乐趣

马臻

科技导报. 2017, 35(23): 111-111.

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常有些研究生羡慕别的课题组的同学在高端刊物发表论文，而慨叹自己进错了师门；也有些学生借助自己课题组的科研平台发出"高档"论文，就以为自己将来独立做科研也能顺风顺水。但其实，很多青年才俊建立课题组之后，过了好久才发出"属于自己"的论文。

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风起喜人——评张冉科幻文集《起风之城》

姚利芬

科技导报. 2017, 35(23): 112-112.

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起家"于网络文学写作，因偶然的机会开始科幻写作的张冉，是80后科幻作家中入行较晚的一个。或许得益于自幼对文学的兴趣，以及长期以来笔耕的浸润与锤炼，他的起点很高，大概是近几年出道的中国科幻作家新人中实力最强的。2013年11月，第24届中国科幻银河奖在成都颁奖。当时尚算新人的张冉以科幻处女作《以太》摘取了分量最重的"杰作奖"，同年，这篇小说还摘得了第四届全球华语科幻星云奖最佳短篇科幻小说金奖。短短两三年时间里，张冉发表了《晋阳三尺雪》《太阳坠落之时》《永恒复生者》等中短篇小说十余篇。几乎篇篇都达到了很高的水准。而《起风之城》《大饥之年》《晋阳三尺雪》也接踵折挂全球华语科幻星云奖最佳中篇小说奖金奖及银河奖。

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新闻时段2017-11-16至2017-11-30

祝叶华

科技导报. 2017, 35(23): 5-6.

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2017-23科技界声音

祝叶华

科技导报. 2017, 35(23): 8-8.

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2017-23科学共同体要闻

李娜

科技导报. 2017, 35(23): 10-10.

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2017年, 第35卷, 第23期　刊出日期：2017-12-13

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