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   科技导报
2017年 35卷 8期
刊出日期:2017-04-28

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卷首语

应试教育扼杀个性,应试科研扼杀创新

秦伯益
科技导报. 2017, 35 (8): 1-1.
全文: HTMLnew PDF  (424 KB)  ( 151 )
摘要 ( 264 )
中国的教育在“应试”,中国的科研也在“应试”。应试教育扼杀了人的个性特长,应试科研扼杀了人的创新精神。
科技风云

天地联通的探索时代

鞠强
科技导报. 2017, 35 (8): 7-7.
全文: HTMLnew PDF  (357 KB)  ( 61 )
摘要 ( 193 )
现代社会是信息社会,人类对信息获取的意愿达到前所未有的程度,而不断发展的通信技术也为人类快速有效地获取信息提供了便利。但是,我们现在获取信息还并未到达毫无障碍的阶段,受制于技术瓶颈,很多偏远地区仍然是信息盲区。中国交通事业在迅猛发展的同时,乘客的旅行体验并未相应完善,一个重要原因就是通信体验不佳,飞机机舱内不能上网,高速列车上信号时断时续。现在,伴随着通信卫星技术的发展,这些问题有望在短期内得到根本解决。
科技事件

AlphaGo“出关”,新一轮人机对战来袭

祝叶华
科技导报. 2017, 35 (8): 9-9.
全文: HTMLnew PDF  (349 KB)  ( 114 )
摘要 ( 264 )
2017年4月7日消息称,谷歌围棋软件“阿尔法狗”(AlphaGo)将于2017 年5月23-27日挑战包括柯洁在内的中国顶尖棋手。这并非AlphaGo与人类棋手的首次对战,2016年3月9-15日,AlphaGo挑战韩国九段棋手李世乭,最终AlphaGo以4:1战胜李世乭。“闭关修炼”1年之后的AlphaGo在2017年5月即将“出关”再次挑战人类顶尖棋手,与2016年的人机对战不同的是,本次对战公众似乎都“投注”在AlphaGo身上,人类棋手并不被看好,究竟中国顶尖棋手能否逆转被动局面,完败AlphaGo,在比赛结束前,谁都无法论断,不过公众对于人工智能(AI)的热议却从未间断。
科技建议

开发识别技术,加速物种分类学研究进程

朱朝东
科技导报. 2017, 35 (8): 11-11.
全文: HTMLnew PDF  (381 KB)  ( 86 )
摘要 ( 221 )
在传粉昆虫多样性研究过程中,经常会遇到物种鉴定的问题。作为特定类群(部分小蜂总科和蜜蜂总科昆虫)的分类学工作者,笔者对重点研究的属种进行快速、准确的鉴定比较有把握;但是,对这些类群中的其他属种,由于跨越到其他的总科或者目,需要长期的分类、鉴定经验的积累,则一般只能提供一个大概的范围。姬小蜂科分类学的权威专家John LaSalle 博士的两句话让我记忆深刻:1)每年深入研究的姬小蜂科物种不超过10种;2)啮姬小蜂属(Tetrastichus)已知物种太多,想开展工作需要进入非常投入的状态。这两句话体现出,仅依靠解剖镜和模式标本,分类学者物种鉴定工作非常困难。
专题论文

燃料电池驱动未来 Hot!

葛奔,祝叶华
科技导报. 2017, 35 (8): 12-18. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.08.001
全文: HTML PDF  (5231 KB)  ( 261 )
摘要 ( 391 )
面对日益凸显的能源和环境问题,世界各国早已经达成了谋求绿色可持续发展道路的共识。燃料电池作为新能源技术领域的热点,被普遍认为是一种高效清洁的新型发电方式,可灵活地为交通工具、家用电器、航空航天等提供动力。本文概述了燃料电池的发展历程、发电原理及现实应用等,重点介绍了目前燃料电池技术的发展与应用。    

燃料电池关键材料与进展

李存璞,陈嘉佳,李莉,魏子栋
科技导报. 2017, 35 (8): 19-25. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.08.002
全文: HTML PDF  (1208 KB)  ( 718 )
摘要 ( 544 )
离子交换膜是燃料电池的重要部件,肩负着在电池内部传递离子,形成完整电池回路的作用。按照传导离子的种类,可以将其分为阳离子交换膜和阴离子交换膜,分别应用于质子交换膜燃料电池和碱性阴离子交换膜燃料电池中。本文阐述了这2 类电池的研究进展和应用,提出了存在的主要问题,并着重介绍了常见阴离子交换膜及其合成方法和降解机理,对研究前景提出展望。

全固态锂电池研究进展

任耀宇
科技导报. 2017, 35 (8): 26-36. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.08.003
全文: HTML PDF  (3260 KB)  ( 1440 )
摘要 ( 628 )
电动汽车、大规模储能和微型器件等领域的发展要求不断提高现有二次电池的能量密度、功率密度、工作温度范围和安全性。全固态锂电池作为最具潜力的电化学储能装置,近年来受到广泛关注。本文阐述了全固态锂电池的优点,即固态电解质的使用有助于提高锂电池安全性、能量密度和功率密度,拓宽电池工作温度范围和应用领域;指出了作为全固态电池关键材料的固态电解质应满足的要求,并在此基础上分别讨论了聚合物电解质和无机固态电解质(特别是硫化物和氧化物)的优缺点;介绍了固态锂电池的3 种结构类型,即薄膜型、3D 薄膜型和体型,综述了全固态锂电池从薄膜型向体型发展的历史进程及现状,并在此基础上讨论了全固态电池最终实现安全性、高能量密度和功率密度仍需解决的固态电解质材料方面问题。

固体氧化物电解池技术应用研究进展

葛奔,艾德生,林旭平,杨志宾
科技导报. 2017, 35 (8): 37-46. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.08.004
全文: HTML PDF  (3219 KB)  ( 767 )
摘要 ( 485 )
固体氧化物电解池(SOEC)是固体氧化物燃料电池(SOFC)的逆运行装置。利用SOEC高温电解水制氢具有高效节能的优点,是目前新能源技术领域的研究热点之一。总体上看,国内SOEC 技术应用研究水平相较国外仍然有很大差距。本文综述了SOEC 的基本原理以及国内外应用研究的历程及发展现状。

中低温固体氧化物燃料电池电解质材料研究进展

林旭平,徐舜,艾德生,葛奔,彭志坚
科技导报. 2017, 35 (8): 47-53. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.08.005
全文: HTML PDF  (1598 KB)  ( 472 )
摘要 ( 453 )
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种全固态的电化学能量转换装置,它的能量转换效率高达70%,且其尾气中的有毒成分含量极低,是未来化石燃料发电技术的理想选择之一。SOFC 具有较宽的工作温度范围,通常在450~1000℃。高温下(800~1000℃)尽管SOFC 在燃料选择方面具有更高的灵活性,但是材料性能衰减的加快、运营成本的提高,以及系统的开关速度变慢等一系列缺点也愈加明显。因而,SOFC 主要朝着低温化的趋势发展。降低SOFC 工作温度最有效的方法是提高固体电解质的电导率,以尽量减少电池的欧姆阻抗。本文综述了萤石型、钙钛矿型和复合型3 类固体电解质材料国内外的研究进展,同时展望了未来中低温SOFC 电解质材料的研究方向。钙钛矿型电解质材料在中低温下具有较高的纯离子电导率,且具备丰富的改性空间,有望成为将来中低温SOFC 电解质材料的首选。

一维无铅压电微纳材料在能量转换领域的研究进展

程丽乾,冯美,张博然,张慧峰
科技导报. 2017, 35 (8): 54-59. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.08.006
全文: HTML PDF  (2868 KB)  ( 130 )
摘要 ( 203 )
能源危机和环境污染是当今社会发展面临的主要问题,绿色新能源及新能源材料是解决问题的关键。压电晶体可实现机械能与电能之间的相互转换,成为能源与材料领域的重点研究对象。在压电材料体系中,无铅体系由于具有较为优秀的压电性能、且不含有毒物质铅等一系列优势而倍受关注。随着材料向微纳化和低维化的发展,一维无铅压电微纳材料成为目前压电领域的研究热点之一,然而其合成与评价还处在起步阶段,与之相关的能量转换等方面的研究与应用也仍在探索阶段。本文以一维无铅压电微纳材料为对象,概况介绍了产物生长控制合成的方法,简要说明了在能量转换领域的相关应用,最后对一维无铅压电微纳材料在能量转换领域的发展趋势进行了展望,为一维无铅压电微纳材料在能量转换领域的理论研究、实际应用及未来发展提供参考。

SnO2基锂离子电池负极材料研究进展

刘瑞平,苏伟明,李佳鑫,沈超,张超,贺鹏,王琪
科技导报. 2017, 35 (8): 60-69. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.08.007
全文: HTML PDF  (11311 KB)  ( 110 )
摘要 ( 298 )
作为一种N型半导体,二氧化锡基负极材料由于其拥有较高的理论比容量(782 mA·h·g-1)、高能量密度等优势受到了广泛关注。然而,由于二氧化锡负极材料在充放电过程中的体积效应和本身导电性较差等导致的其循环性能和倍率性能较差,从而制约了其作为锂离子电池负极材料的应用。本文从二氧化锡的纳米化及复合化(包括其与金属氧化物、无定型碳、碳纳米管和石墨烯等复合)2 方面综述了二氧化锡基锂离子电池负极材料的研究进展,同时对SnO2基锂离子电池负极材料的发展方向进行了展望。
研究论文

重组人肿瘤坏死因子蛋白TNF-α的纯化与功能鉴定

孔超,李丹,袁晓君,李斌
科技导报. 2017, 35 (8): 70-74. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.08.008
全文: HTML PDF  (1064 KB)  ( 129 )
摘要 ( 419 )
串联亲和纯化系统(TAP)是近年来广泛使用的一种可在接近于生理条件下探究蛋白间相互作用的生化纯化方法。目前许多关于TAP 的研究报道均使用细胞内转录因子为目标蛋白,探索细胞内与其相互作用的蛋白分子。本文尝试建立一种细胞外配体-受体刺激介导的信号转导初始复合体的纯化体系,为此选择了一种多功能的免疫分子配体蛋白——肿瘤坏死因子蛋白超家族(TNFSF)中的核心成员TNF-α。TNF-α 是一个强效促炎因子,可介导炎症反应、细胞凋亡和激活等生理效应,是至今研究最多的TNFSF 成员。利用原核表达系统纯化出了一种带有多个标签的重组人源TNF-α 蛋白,通过检测其受体下游信号通路鉴定该蛋白与天然TNF-α 蛋白的生理活性相似,从而证明该蛋白可以用于胞外TAP 系统探究TNFR 下游信号通路,为配体-受体刺激介导的信号转导初始复合体的胞外串联亲和纯化系统的建立奠定了基础。

矿区土壤重金属污染安全风险计量与可视化表达

熊立新,秦亚光,汪伟,张朝波
科技导报. 2017, 35 (8): 75-80. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.08.009
全文: HTML PDF  (3046 KB)  ( 105 )
摘要 ( 265 )
多年高强度的金属矿产开采使得矿区土壤重金属富集。本文精确构建矿区三维地表模型,合理布置367个采样点;调查分析矿区土壤中重金属Cd、As、Cu、Zn 和Pb 的生态安全风险。结果表明:土壤中重金属平均含量顺序为:Zn>Pb>Cu>As>Cd,重金属含量实际值远超背景值,且变异系数差异较大,Cd、As、Cu、Zn 和Pb 在土壤中含量的对数值成正态分布;污染指数均为重度污染,污染指数大小顺序为:Cd>Pb>Zn>As>Cu;土壤中重金属的潜在生态风险指数RI达787.29,潜在危害程度很大;Cu、Zn、Pb 总非致癌风险HQ小于1,但Cd、As 仍存在很高健康风险,且As 为主要风险源。本文实现了重金属污染风险状况在三维模型上的可视化表达,为矿区的安全生产管理提供直观的决策依据。

山西省主要气象灾害特征及风险评估——基于暴雨洪涝灾害气象数据融合的实证视角

王文娟,李丽平
科技导报. 2017, 35 (8): 81-87. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.08.010
全文: HTML PDF  (803 KB)  ( 142 )
摘要 ( 265 )
立足于山西省暴雨洪涝气象数据融合的实证视角,通过对山西省109个气象站点,1957-2008年的暴雨洪涝灾害数据,山西省经济发展数据、地理数据的高度融合,从致灾因子、孕灾因子、承灾体因子和防灾减灾因子4 个维度出发,构建山西省暴雨洪涝灾害风险评估模型,并选择太原市、大同市、晋城市、朔州市、晋中市和临汾市进行实证分析,综合评估这6 个城市的暴雨洪涝灾害致灾指数。研究成果不仅能够从实践上指导山西省在暴雨洪涝预测及防灾减灾方面的实践工作,而且从理论方法上对气象灾害研究提出独特的分析见解。

聚合物凝胶调剖剂配方优选及性能评价

魏云云,罗莉涛,刘先贵,刘卫东,杨正明
科技导报. 2017, 35 (8): 88-93. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2017.08.011
全文: HTML PDF  (1861 KB)  ( 105 )
摘要 ( 323 )
聚合物凝胶调剖技术是油田改善后期注水开发效果、保持稳产的有效手段。本文通过一系列单因素变量实验研究了多个因素对聚合物凝胶调剖剂的影响,从而确定了适合石南4井区头屯河组油藏的调剖剂配方并进行了性能评价。结果表明:在单因素变化情况下,聚合物凝胶调剖剂成胶强度随着聚合物、交联剂、稳定剂的浓度的增大而增大,随着水质矿化度的浓度增大而减小;成胶时间随着聚合物、交联剂、水质矿化度的浓度增大而减小,随着稳定剂浓度的增大而基本无变化。成胶强度随着老化时间、温度、剪切强度的增大而减小。随着调剖剂注入量的增大,阻力系数和残余阻力系数而逐渐增大,而且二者差距幅度加大;封堵率先缓慢上升,后快速上升,最后趋于平缓。针对石南4井区头屯河组油藏,建议采用的调剖剂配方为:聚合物(2500万相对分子量)浓度1500 mg/L、交联剂0.3%、稳定剂0.1%、水质矿化度26 g/L;注入方式为:前置段塞0.15 PV(孔隙体积)+主体段塞0.25 PV+保护段塞0.1 PV。
科学共同体推介

基于基因技术的生物学新时代——近期生物技术发展的潜力与风险(Ⅱ)

田恬
科技导报. 2017, 35 (8): 94-94.
全文: HTMLnew PDF  (378 KB)  ( 85 )
摘要 ( 180 )
英国皇家学会会长文卡·拉马里希南的演讲中强调了新的基因工具在解决人类面临挑战中发挥的重要作用,这使得人们在多个领域获益,然而新技术的应用也同样存在风险。
科技纵横

自驱动的模拟式柔性电子皮肤

张海霞
科技导报. 2017, 35 (8): 95-95.
全文: HTMLnew PDF  (686 KB)  ( 192 )
摘要 ( 198 )
皮肤是一种集感知触碰、拉伸、温度等信号于一体的器官,它不仅能够将感知到的外界信息转换为电信号发送给大脑,从而使后者做出进一步的数据处理,而且会据此对外界刺激做出相应的反应和调整。从功能上讲,皮肤是一种智能的传感系统,具有可拉伸、检测精度较高、适用范围广等特点。受生物皮肤的启发,人们希望能够发明出性能可与之相媲美可采集多种信号(如力学、温度等物理信号,PH 值、特定物质组分浓度等化学信号)的传感系统——电子皮肤(e-Skin),同时还希望它具有柔性或可拉伸性、透明性、自驱动、自修复、生物兼容性等优异的性质,以期能够在人工智能领域和仿生学修复术等领域拓展出更加广泛的应用。
科学人物

伽利略——实验科学的开拓者

吕增建
科技导报. 2017, 35 (8): 96-97.
全文: HTMLnew PDF  (875 KB)  ( 96 )
摘要 ( 193 )
伽利略来自曾显赫一时的古老的佛罗伦萨贵族家庭,他出生在文艺复兴之后的1564 年。他的父亲酷爱音乐和数学,尤其精通六弦琴。父亲这些音乐的天赋、数学的能力和善于动手实验的基因都遗传给了伽利略。
职场

科研职业路上的决策

马臻
科技导报. 2017, 35 (8): 98-98.
全文: HTMLnew PDF  (641 KB)  ( 114 )
摘要 ( 175 )
在科技职场生存,并非只是做实验、写论文,还会涉及决策(选择)。可是,面对不理想的现实情况,人们的决策各异,旁观者也众说纷纭。
书评

为博物学辩护:来自19世纪博物学家的声音

邢鑫
科技导报. 2017, 35 (8): 99-99.
全文: HTMLnew PDF  (513 KB)  ( 72 )
摘要 ( 199 )
由于近年来雾霾、水污染等环境问题频发,人们逐渐意识到工业文明的局限性,有识之士开始提倡不同于工业文明的生态文明之路。作为与数理、控制实验、数值模拟并列的自然科学四大传统之一,博物传统在科学界式微之际,却越来越受到普通人的关注与热爱。北京大学刘华杰教授可谓中国博物学热的主要推手,其所主持的“博物学文化丛书”推出了不少颇受好评的书籍(如《纳博科夫的蝴蝶》《自然神学十二讲》等),最近出版的《博物学四讲》乃是《自然神学十二讲》的姐妹篇。该书篇幅不大,清楚地阐释了博物学的价值与功能。
热点排行

新闻时段2017-04-01至2017-04-15

祝叶华
科技导报. 2017, 35 (8): 5-6.
全文: HTMLnew PDF  (1860 KB)  ( 52 )
摘要 ( 149 )
科技界声音

2017-08科技界声音

祝叶华
科技导报. 2017, 35 (8): 8-8.
全文: HTMLnew PDF  (852 KB)  ( 48 )
摘要 ( 177 )
科学共同体要闻

2017-08科学共同体要闻

王丽娜
科技导报. 2017, 35 (8): 10-10.
全文: HTMLnew PDF  (923 KB)  ( 63 )
摘要 ( 164 )
图书推介

2017-08图书推介

祝叶华
科技导报. 2017, 35 (8): 100-100.
全文: HTMLnew PDF  (1602 KB)  ( 174 )
摘要 ( 216 )
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