2015年, 第33卷, 第3期 刊出日期:2015-02-13
  

  • 全选
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    封面图片说明
  • 科技导报. 2015, 33(3): 3-3.
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    碳纤维因其质量轻、机械强度大以及性能稳定的特点被广泛使用。但仍存在成本高、脆性高等缺点。石墨烯是一种由碳原子构成的单层蜂窝状结构的新材料,是其他维度碳材料的构造基础。
  • 卷首语
  • 金亚秋
    科技导报. 2015, 33(3): 1-1.
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    全球变化是全人类共同关心的社会持续发展的重大问题。了解地球大气、气候、海洋、陆地、水文等时间(多年多季等)与空间(全球与区域)多尺度的定量定性科学信息,特别包括重大环境变化的特征信息、变化信息及其响应信息,如极端气候(高温、低温等)、突发频发自然灾害事件(暴雪冰冻、暴雨洪涝、干旱、沙暴、台风、地震、污染等)的检测、监测、预警与及时评估,土壤植被积雪冻土等陆地表和大气温湿度等季节变化对地表生态系统(如碳、氮释放与循环变化等)等是全球时空环境变化及其引起其他相关变化的科学知识、科学评估与科学对策的关键技术。没有准确的定量化的地球环境特征参数与关键因子的时空变化信息,也就失去了全球变化研究的科学基础。
  • 本刊专稿
  • 金太元
    科技导报. 2015, 33(3): 13-18. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.001
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    根据系统论,从结构与功能的视角,分析科协服务能力建设现状,研判科协服务能力建设的差距、瓶颈与症结,探讨科协服务“系统性困境源于理论贫困”的根源,提出了“以系统性创新破解科协系统困境”的战略构想,强调以系统性战略思维推动系统创新,加快构建“科协特色科技服务体系”,以服务体系建设全面提升科协服务能力,全面提高科协组织服务创新的质量与水平。
  • 研究论文
  • 路秋丽, 朱晓彤, 朱婕
    科技导报. 2015, 33(3): 19-23. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.002
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    使用简便、易得的3-(4-甲氧基苯甲酰亚甲基)羟吲哚和3-(4-氟苯基氨基)-2-环己烯-1-酮为原料,在乙醇钠和乙醇的共同作用下,一步合成得到5-(4-氟苯基)-11-(4-甲氧基苯基)-1H-吲哚[2,3-b]喹啉-1-酮化合物。通过单晶X衍射法确定其结构,晶体属单斜晶系,空间群Cc,分子量Mr=537.57(包含1 分子溶剂DMF),晶胞参数a=1.44352(3) nm,b=2.6027(3) nm,c=0.93423(8) nm,V=2.6917(4) nm3,Z=4,晶胞密度Dc=1.327 Mg/m3,吸收系数μ=0.093 mm-1,单胞中电子的数目F(000)=1128。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=0.0631,Rω=0.1535。在晶体结构中新形成的含氮六元杂环近似于平面结构。
  • 赵光明, 刘玉存, 柴涛, 王洪伟, 田江霞
    科技导报. 2015, 33(3): 24-28. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.003
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    根据超临界水氧化处理废水反应效率的影响机理,增加温度能明显促进反应速率,降低压力可以减小反应器壁厚、降低设备投资和运行成本、减缓腐蚀。通过实验研究了在水的过热近临界区域对废水氧化处理的可行性。选择焦化废水、青霉素废水、造纸厂废水、丙烯腈废水、TNT 废水5 种较难降解的典型有机废水进行净化处理实验。实验温度为420~530℃,压力为21~26MPa。实验结果表明:在恒压下随着温度增加,5 种典型废水的化学需氧量(CODcr)净化率都迅速增加;在恒温下随着压力增加,5 种典型废水的CODcr净化率只稍有上升;随着温度增加,不同压力下系统反应出水CODcr 的差值和净化率的差值都在逐渐减小。在温度520~530℃,压力21 MPa 时5 种典型废水净化后的CODcr 值均小于200 mg/L。通过对过热近临界水氧化技术的技术经济性分析,从工程实际考虑,对工业有机废水处理更适宜采用过热近临界水氧化技术,而不是超临界水氧化技术。
  • 王雅宁, 张尚锋, 蔡露露
    科技导报. 2015, 33(3): 29-36. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.004
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    以层序地层学和沉积学的基本理论为指导,在大量测井、钻井、地震、分析化验等资料综合分析的基础上,对红车地区三叠系进行层序地层划分对比,将整个三叠系划分为5 个三级层序(TSQ1—TSQ5),其中TSQ2 相当于克拉玛依下亚组,TSQ3 相当于克拉玛依上亚组。研究发现,三叠纪进入板内前陆盆地演化阶段,构造活动较缓,无明显的构造坡折,难以识别出初次湖泛面,易识别出最大湖泛面,其下为湖侵体系域,之上为高位体系域。根据准噶尔盆地西北缘构造发育背景和沉积体系的类型及展布,并结合沉积相旋回的演化特征,建立了区内三叠系层序地层发育模式,盆地构造活动等因素对层序的形成具有明显的控制作用。探讨了层序地层格架对油气分布的控制作用,指出TSQ2 沉积时期,泛滥平原发育使得其泥质含量较高,更有利于岩性油气藏的形成,尤其在红9 井—红61 井一带,砂地比普遍在25%~40%,同时该区域储层物性较好,为TSQ2 时期岩性圈闭最为有利区域。
  • 王伟力, 高海仁
    科技导报. 2015, 33(3): 37-42. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.005
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    鄂尔多斯盆地东南部上古生界近几年勘探成果备受瞩目,但针对本地区地层压力及与天然气分布关系的研究较少。本文通过293 口井实测的压力数据和154 口井的测井数据分析发现,二叠系上石盒子组—太原组泥岩普遍存在“欠压实”特征,4 个目标层位在压力剖面上分异明显,可划分为石炭系本溪组常压系统和二叠系山2 段—盒8 段负压系统。现今地层压力分布总体上具有东北高西南低的特点,二叠系压力分布与沉积相分布具有较好的一致性。“欠压实”泥岩层控制气藏纵向上的分布。二叠系气藏主要分布在负压地层中的“低压”部位,而石炭系本溪组气藏则主要分布在常压地层中的“高压”区域。发现地层压力与气藏分布关系对于本地区天然气勘探其有重要指导意义。
  • 王霄, 司慧, 郭晓慧, 赵东
    科技导报. 2015, 33(3): 43-48. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.006
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    采用双欧拉流体模型与颗粒流动理论相结合的方法,对3 种不同孔径布风板下颗粒流化效果进行数值模拟,获得颗粒的流态化特性。同时通过流化床反应器冷态实验,验证了孔径对流态化特性曲线的影响。结果显示,在1、2、3 mm 孔径的布风板中,孔径越小,最终压力降越大,同时临界流化气速越低;1 mm 孔径下床层的膨胀较为显著,流化床中气泡所含固体体积分数较低,且漏料最少,同时减小孔径有利于颗粒做规律性的循环运动,从而促进物料混合;流化稳定后,在静床层高度以上的位置上,颗粒体积分数随着高度的增加而迅速下降,且1 mm 孔径的下降趋势最平缓,颗粒分布较均匀;颗粒在流化床内的径向分布为典型的环-核结构,且孔径越小,核区的颗粒速度越低,而环区速度越高。
  • 董刚, 郑南翔, 王甲飞
    科技导报. 2015, 33(3): 49-53. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.007
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    为研究聚酯纤维沥青混合料的性能,引入木质素纤维作对比,对两种纤维的技术指标进行测试;通过动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验、车辙试验、低温弯曲小梁试验、冻融劈裂试验和四点弯曲疲劳试验分别对无纤维和掺加聚酯纤维、木质素纤维的沥青胶浆和沥青混合料性能进行试验研究,并分析其改善机制。结果表明,掺加纤维能显著地改善沥青混合料的路用性能,聚酯纤维沥青混合料比木质素纤维混合料具有更优良的路用性能。
  • 崔洪军, 马新卫, 李昊, 兰天
    科技导报. 2015, 33(3): 54-57. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.008
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    针对车辆与护栏的实体碰撞试验难度大、经费高、周期长、数据不易获取的情况,基于LS-DYNA 有限元软件,在分析实际碰撞试验的基础上,建立了碰撞车辆仿真模型和护栏仿真模型,优化碰撞过程,最终形成了车辆-护栏碰撞仿真模型;同时,与实际试验数据进行对比,分析了误差形成原因。结果表明,仿真模型试验结果与实车试验结果基本一致,验证了仿真模型的正确性。
  • 张天军, 李伟, 李树刚, 宋爽, 汤峰
    科技导报. 2015, 33(3): 58-62. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.009
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    针对山西某矿煤层瓦斯赋存特点及高瓦斯综放工作面开采条件,采用数值模拟和现场实测相结合的方法,研究了U+I 型通风采空区瓦斯流场以及瓦斯运移规律,分析了瓦斯涌出与产煤量和周期来压的关系。数值模拟结果表明;U+I 型通风可以有效降低回风巷和上隅角瓦斯体积分数;随着工作面推进,采空区后方形成的瓦斯富集带会不断扩大,回风侧后方瓦斯体积分数升高。现场实测结果表明:进风侧至工作面中部瓦斯体积分数变化幅度较小,靠近回风侧50 m 范围内瓦斯体积分数增加较快;绝对瓦斯涌出量与产煤量成近似线性关系,顶板初次来压后瓦斯涌出呈现周期性变化,经对比研究,数值模拟得到的瓦斯体积分数分布规律与现场实测结果相吻合;在采空区后方回风侧附近采用埋管抽放高浓度瓦斯是可行的,可以大量减少瓦斯涌出。
  • 柴希伟, 艾志久, 付彬, 喻久港, 席燕卿
    科技导报. 2015, 33(3): 63-69. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.010
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    基于多孔介质概念,建立了孔隙度、渗透系数与体积应变的动态演化模型,给出了Mohr-Coulomb 准则与Drucker-Prager 准则之间的强度折减系数换算关系,以Abaqus 为平台,将动态演化模型与有限元强度折减系数法相结合,研究水平定向钻孔壁稳定性。结果表明,使用不同屈服准则所得安全系数有差异,但在一定条件下可相互转换,数值分析结果与理论分析一致;研究了不同泥浆压力对孔壁稳定性的影响,指出在一定的泥浆压力下,随着泥浆压力的提高,孔壁安全系数不断降低。扩孔结束时,泥浆压力为2.4 MPa时,最大塑性半径达到2.34 m,孔壁处最大塑性应变达到0.393,极限平衡状态时,泥浆压力2.4 MPa时,孔壁周围的最大塑性应变增加到1.208,远大于扩孔结束时的最大应变值,相应的最大塑性半径达到5.68 m,约为孔径15 倍。
  • 艾志久, 喻久港, 王琴, 柴希伟, 郑锦祥, 李杰
    科技导报. 2015, 33(3): 70-74. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.011
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    针对控压钻井过程中节流阀压降调节线性度差的问题,采用计算流体力学方法对塔里木油田现用节流阀进行数值模拟,分析现有结构下阀芯开度与压降的关系,并对阀芯进行了结构改进。结果表明,改进后的节流阀更加符合控压钻井工艺要求,其压降特性线性度明显提升,在开度20%~70%时,线性相关系数达到0.973,提高了节流阀压降可调性和控压钻井的安全性。阀芯结构的改进改善了内部流场的涡流现象,比较改进前后速度云图发现最大速度减小了29.78%,提高了节流管汇防冲蚀能力。
  • 杨正明, 曲海洋, 段贵府
    科技导报. 2015, 33(3): 75-78. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.012
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    针对高尚堡油田沙河街组在薄互层的压裂过程中,裂缝极易穿透产层窜通水层的问题,利用多因素正交表对该区块裂缝高度影响因素进行权重分析。结果表明,该区域裂缝高度影响参数按强弱排序为:地应力差、施工规模、施工排量、压裂液黏度。为了防止窜通水层,在施工中采用线性胶和冻胶交替泵注、变排量、段塞式加砂技术改变地应力的方式进行裂缝高度控制。压后通过净压力拟合、返排液矿化度分析,显示裂缝高度得到较好控制,未能沟通水层。
  • 哈木拉提·吾甫尔, 买合木提·米吉提, 斯坎德尔·白克力, 艾来提·米吉提, 凯丽比努尔·艾尔肯, 阿迪力·阿不都肉苏力, 郭霞
    科技导报. 2015, 33(3): 79-83. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.013
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    依托核磁共振氢谱(1H-NMR)技术,探讨异常黑胆质成熟剂(ASM)对异常黑胆质型肝癌模型代谢谱的变化及其作用机制。根据维吾尔医学理论,建立维吾尔医异常黑胆质型肝癌病证大鼠模型,运用核磁共振氢谱技术检测以不同剂量ASM 灌胃大鼠的血清代谢物含量变化,分段积分后采用正交偏最小二乘判别(OPLS-DA)对1H-NMR 谱数据进行模式识别分析。将1HNMR谱信息用PLS-DA 分析可以把异常黑胆质型肝癌组和ASM 低、中、高剂量组之间大鼠血清代谢谱变化区分开,发现与异常黑胆质肝癌组相比,在ASM 低剂量组大鼠的血清中α-葡萄糖,β-葡萄糖和牛磺酸的含量上升,而在ASM 中剂量组大鼠的血清中同样这三者也有升高,并且一些必需氨基酸,如亮氨酸、缬氨酸、丙氨酸、组氨酸含量升高,乳酸降低,并且差异有统计学意义(P<0.05),而在ASM 高剂量组大鼠的血清中变化无此趋势。异常黑胆质成熟剂通过提高支链氨基酸的含量,加速糖异生提高能量供应,降低乳酸堆积来调节异常黑胆质型肝癌模型的氨基酸代谢,糖代谢等能量代谢紊乱。
  • 万晓凤, 胡伟, 郑博嘉, 方武义
    科技导报. 2015, 33(3): 84-89. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.014
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    针对动态复杂环境下的机器人路径规划问题,建立栅格地图模型,研究一种改进蚁群算法与Morphin 算法相结合的动态路径规划方法。改进蚁群算法引入拐点参数评价路径优劣,并对路径进行拐角处理以及变更拐角处信息素更新机制,使规划的全局路径更加平滑;Morphin 算法则在机器人行走时,根据全局路径的局部环境实时规划局部路径,使机器人有效地躲避障碍物。仿真试验结果表明,该方法结合全局规划与局部规划的特点,能够使机器人沿着一条短而平滑的最优路径快速、安全地到达目标点。
  • 刘啸, 刘玉龙
    科技导报. 2015, 33(3): 90-94. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.015
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    因特网上的数据越来越多、越来越复杂,这些异构、动态、分布的信息使得传统数据挖掘方式已经不能达到实际要求。本文提出了一种面向web 数据挖掘的改进型迭代算法,将迭代方法与多服务器并行算法进行结合,并采用该算法建立了一个支持并行关联规则的web 数据挖掘模型,融合存储节点本地计算的思想。实验证明,该模型能够提高web 数据挖掘的效率,并有随着数据量增加执行率升高的特点。
  • 司丹丹, 汪海, 童明炎, 孙胜, 吴红伟
    科技导报. 2015, 33(3): 95-98. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.016
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    放射性废树脂是一种半衰期很长的固体核废料,废物处理前要求对树脂和水的质量进行测量,工程实践中通过测量废树脂混合物的水的液位和树脂/水界面高度计算出树脂和水的质量。研制出了一套新型放射性树脂液位、界面自动化在线测量系统,该系统能够解决现有系统所存在的树脂不平整、浮球不能正常上浮以及浮球不能顺畅下落的问题,同时实现了鼓泡系统、浮球驱动系统与磁致伸缩式测量仪表的集成。
  • 综述文章
  • 史妍, 曲良体
    科技导报. 2015, 33(3): 99-104. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.017
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    石墨烯具有独特的电学和力学等性能。宏观的石墨烯纤维由纳米级的石墨烯组装而成,其集成了微观石墨烯的突出性能,因而不仅具有常规纤维的柔韧性可用于纺织物,同时具有轻质、可成型加工及易于功能化等显著优势。概述了石墨烯纤维研究方面的最新进展,包括其可控制备技术、功能化及其在柔性纤维器件如驱动器、机器人、光伏电池、电容器等方面的应用。
  • 苏暐光, 薛屏, 马保军
    科技导报. 2015, 33(3): 105-109. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.018
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    随着能源匮乏和水污染问题的加剧,迫切需要寻找新的能源开发和利用技术。微生物燃料电池(MFCs)作为一种新兴的高效生物质能利用方式,可以将有机废水中的化学能直接转化为电能,具有去污和产能双重功能。产电微生物附着的阳极对MFCs 性能具有重要影响。碳基材料成本低、导电性高且生物相容性好,被广泛用于MFCs 的阳极材料。分别从传统碳材料、三维多孔碳基材料、化学法表面处理改性、碳纳米材料修饰和导电聚合物修饰等方面综述了MFCs 碳基阳极材料的最新研究成果,探讨了三维多孔结构和表面修饰促进MFCs 产电性能的微观本质,并对碳基阳极材料的应用前景进行分析和展望。
  • 张超, 陈圣慧, 何承伟, 王一涛
    科技导报. 2015, 33(3): 110-113. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.019
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    毒物兴奋效应(hormesis)指有毒物质或处理因素在低剂量或低水平时对生物体表现为有利作用,但在高剂量或高水平时表现出其相反作用的双相剂量效应,可视为细胞或机体在不利环境中的一种适应机制。最近,研究人员将hormesis 理论应用到神经保护中,增强神经细胞自适应能力,这将为神经疾病预防治疗提供新思路和新方法。一些低剂量的有利刺激能够明显增强神经细胞对于更剧烈刺激的抵抗能力,这种现象被称为神经毒物兴奋作用(neurohormesis)。综述了hormesis 的研究现状、低剂量化学物质、辐射与热量限制等通过引起神经细胞适应性反应而起神经保护作用及机制。
  • 学术聚焦
  • 任福君, 翟杰全
    科技导报. 2015, 33(3): 114-119. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2015.03.020
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    大学拥有丰富的科学技术知识资源、研究资源、设施资源和人力资源,在科普方面拥有独具特色的科普优势,可以在科普领域发挥重要作用、扮演关键角色。科普事业的繁荣发展离不开大学这支生力军。但就整体而言,中国大学科普的发展状况还很不理想,存在许多亟待解决的问题。本文认为推进大学科普需要系统的思考和模式设计,并从政府部门、大学、大学科普评价3个层面,对如何推进中国大学科普发展的问题进行了初步探讨,提出了大学科普推进模式选择的宏观思路。
  • 科技风云
  • 王丽娜
    科技导报. 2015, 33(3): 7-7.
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    我国科技的健康发展离不开对现有资源的优化配置与充分利用。可以预见,最近两个新政策的出台将会促使我国相关科技资源更充分地整合,有利于提高我国科研效率,改善科研整体大环境,促进我国科技领域健康发展。
  • 科技事件
  • 李娜
    科技导报. 2015, 33(3): 9-9.
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    科学界早已有种种证据表明地球大气中的氧于约25~23亿年前就已经达到了当今大气氧水平的1%~40%,但大气氧的主要贡献者——产氧光合作用——究竟何时开始出现却一直处于争论之中。此前,来自世界各地的研究组对这个问题曾给出不同答案,最近香港大学李一良的天体生物学研究团队得到的研究结果或将终结这一争论。
  • 科技工作大家谈
  • 哈木拉提·吾甫尔
    科技导报. 2015, 33(3): 12-12.
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    2013 年9 月,国家主席习近平访问中亚四国,首次提出共同建设地跨亚欧的“丝绸之路经济带”战略构想。这一战略构想,既传承了团结互信、平等互利、包容互鉴、合作共赢的古丝绸之路精神,又顺应了和平发展、合作共赢的时代潮流。丝绸之路经济带穿越亚欧18 个国家,涵盖40 个国家,覆盖人口约30 亿,在世界经济政治版图中具有重要意义。随后,在中共十八届三中全会审议通过的《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》中,再次明确提出“将推进丝绸之路经济带、海上丝绸之路建设”。丝绸之路历经2000 多年后,它的建设再度上升到国家战略层面。
  • 科学共同体推介
  • 田恬
    科技导报. 2015, 33(3): 122-122.
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    2014 年末,英国皇家学会在网站上推出了一个新的页面“皇家学会打印商城”(Royal Society Print Shop),这个看起来颇具文艺气息的网页似乎与“推动科学传播,促进科技发展”的学会宗旨并不相符,但实际上,这正是一个契机,促使人们来反思科学中“视觉艺术”的历史。
  • 书评
  • 姜永志
    科技导报. 2015, 33(3): 123-123.
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    千百年来,我们用眼睛扫视文字或符号,并唤起大脑的阅读,这种看似简单实则却非常复杂的大脑阅读机制始终是一个难解之谜。我们对阅读的行为已经习以为常,却忽略了它实则是一项非常复杂的事情。
  • 科技纵横
  • 邹飞, 周海涛
    科技导报. 2015, 33(3): 125-125.
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    当今世界气候变化和环境问题日益加剧,特别是温室气体的排放导致的全球变暖,引起了海平面上升、冰川退缩等一系列破坏自然生态系统平衡问题的出现。为了防止剧烈的气候变化对人类造成伤害,各国政府纷纷加入《联合国气候变化框架公约》,并鼓励研究与应用新型可再生能源来替代化石燃料。
  • 科学人物
  • 许毅达
    科技导报. 2015, 33(3): 126-126.
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    2015 年1 月7 日,得知徐更光院士病逝的噩耗,我的心情十分悲痛。就在两三个月前,徐院士还打电话给我,希望和我谈谈我国高能炸药发展问题,由于时间一直没排开,这次谈话没能实现,铸成了我永远的遗憾。
  • 科技基金
  • 李红林, 胡俊平
    科技导报. 2015, 33(3): 127-127.
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    2006 年,国务院发布《全民科学素质行动计划纲要(2006—2010—2020 年)》(以下简称《科学素质纲要》),将“农民”作为重点人群之一实施农民科学素质行动,以提升广大农民的科学文化素质水平。
  • 热点排行
  • 石萌萌
    科技导报. 2015, 33(3): 6-6.
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  • 科技界声音
  • 石萌萌
    科技导报. 2015, 33(3): 8-8.
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  • 科学共同体要闻
  • 《科技导报》编辑部
    科技导报. 2015, 33(3): 10-10.
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  • 国内期刊亮点
  • 王丽娜
    科技导报. 2015, 33(3): 120-120.
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  • 国外期刊亮点
  • 王丽娜
    科技导报. 2015, 33(3): 121-121.
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  • 图书推介
  • 石萌萌
    科技导报. 2015, 33(3): 124-124.
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  • 读者之声
  • 高抒
    科技导报. 2015, 33(3): 128-128.
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    钱塘江涌潮举世闻名[1],这一现象是较大的潮差与地形相配合的结果。钱塘江所在的杭州湾最大潮差接近9 m,纵深超过160 km,湾口宽度95 km,而到湾顶只有几千米。我国东部沿海还有潮差更大的地方吗?历史文献显示,我国江苏沿海的最大潮差超过7 m,出现于江苏盐城市境内的江苏中部海岸[2]