2023年, 第41卷, 第9期　刊出日期：2023-05-13

  

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  科技导报. 2023, 41(9): 0-0.

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  复合材料是由高性能基体材料与增强体经过特殊成型工艺复合而成的具有两相或两相以上结构的材料，具有性能可设计复合效应、多功能兼容、材料与构件同步制造等特点，并具有高比强度和比刚度、可设计性强、疲劳性能好、耐腐蚀、可整体成型等优点，已成为航空飞行器结构的关键材料之一。
卷首语
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  再谈科技创新思维的模式

  杨文采

  科技导报. 2023, 41(9): 1-1.

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  在《从作用量原理看模仿型与创新型科技发展模式》（《科技导报》2023年第 4期）中，笔者讨论了科技创新（简称科创）的 2种不同模式，现进一步讨论科创思维的内容和层次。人的意念中有一种有价值的存在——追求真善美。真（truth）指人追求真理的意念和行为。科创思维推动知识的积累和科技的进步，创造更加接近真理的科学理论和应用技术原理。科创的起点是站在巨人思维成果的基础上，探寻他人还没有发现的更理性、更客观、更精准或者更系统的自然规律。常见的科创思维模式包括以下5个不断推进的层次。
专稿
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  人脑信息处理和类脑智能研究进展

  鲍艳伟，任福继

  科技导报. 2023, 41(9): 6-16. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.09.001

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  脑科学被视为理解宇宙、自然与人类关系的“终极疆域”，人类从未停止对人脑的探索以及对其运行机制的模仿。过去几个世纪，人类对人脑的解剖构造和人脑各部分的独特功能有了一定的认识，但对人脑的信息处理机制、智能的形成等问题还需要持续深入探索。同时，借鉴人脑的信息处理方式开展类脑智能研究，对扩展与应用人类智能具有重要作用，是人工智能的下一个发展目标。从人工智能技术视角提出了大数据驱动的人脑信息处理机制、多脑区协同的人类智能形成机制、多标志物联动的脑疾病发展机理、多模态融合的类脑深度计算机理等关键科学问题，并建议从多学科交叉融合、产学研合作促进、国际化交流共享、战略性规划部署及科研型人才培养等方面加强脑科学及类脑智能研究。
科技评论
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  美国量子科技社会化协同传播的经验及启示

  秦庆，汤书昆，范琼，王娟，张啸宇

  科技导报. 2023, 41(9): 17-26. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.09.002

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  随着第二次量子革命的到来，量子科技正对科学认知和技术应用产生颠覆式冲击。美国在量子科技领域处于世界前列，一方面得益于其强大的科技基础和经济实力，另一方面与其高水平的科学传播能力、高公民科学素养密不可分。通过研究美国量子科技的社会化协同传播策略，解析了其政策设计初衷及演化路径、科研与教育系统的联动促进方式、产业与市场机构的高效孵化及推广模式、公私社会组织和科学传播个体的嵌入行为，提炼了美国量子科技业态社会化传播设计与执行的经验。提出了美国量子科技社会化协同传播对中国的3点启示，即依托建制优势加快构建科学传播和科学教育双轨驱动的量子科技社会化协同传播体系、建立基础教育—高等教育—职业教育层层进阶的量子科技教育内容供给体系、培育量子科技领域多层次的高水平科技中介组织。
专题：航空复合材料技术
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  SiC/SiC复合材料疲劳与蠕变性能研究进展

  赵春玲，杨金华，李维，陈芝来，张鑫，袁世峰，李璞，焦健

  科技导报. 2023, 41(9): 27-35. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.09.003

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  随着航空航天领域对长时抗氧化及可重复使用高温材料提出日益迫切的需求，SiC/SiC复合材料正成为当前的研究热点。总结了近年来SiC/SiC复合材料疲劳及蠕变性能方面的研究进展，综合分析了温度、载荷、频率及燃气环境对疲劳性能的影响，以及纤维类型、温度与载荷、频率和基体类型等对蠕变性能的影响。
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  SiC_f/SiC复合材料的水淬失效行为及模拟分析

  焦健，姜卓钰，高晔，周怡然，王嘉琪

  科技导报. 2023, 41(9): 36-42. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.09.004

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  采用先驱体浸渍裂解（PIP）工艺制备了不同尺寸的 SiC_f/SiC 复合材料，对复合材料的物理性能及水淬性能进行研究，并通过 ABAQUS有限元模拟对水淬过程进行分析。结果表明，正交铺层的SiC_f/SiC复合材料的弯曲强度为553 MPa，层间拉伸强度为19.2 MPa。采用该复合材料进行水淬实验时，3次循环后出现明显裂纹，随着水淬次数的增加，裂纹发生扩展。样品尺寸增加时，S8和S12在水淬过程中均出现纵向基体裂纹，其中S12样品一端的5/6层出现沿纤维0°方向开裂的现象，因此S12在水淬过程中表现出更为复杂的开裂模式。通过有限元分析发现，水淬过程中，S4和 S8样品 6/7层裂纹出现了先开裂后闭合的趋势，这可能是该样品中主裂纹扩展“挤占”次裂纹空间所致。通过对样品在水淬过程中的应力计算，发现样品尺寸增大时，由于温度梯度引起的热应力增加，S8和 S12样中的应力接近 40 MPa，因此出现了基体开裂现象。
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  核壳粒子增韧改性液态成型双马树脂性能及其机理

  邹齐，王乐天，李军，张代军，陈祥宝，刘燕峰

  科技导报. 2023, 41(9): 43-50. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.09.005

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  传统的液态成型双马来酰亚胺树脂（BMI）较低的韧性阻碍了其在航空航天领域的应用。通过在液态成型双马树脂网络中引入核壳粒子，利用核壳粒子具备独特的双层结构增韧改性双马树脂。采用扫描电子显微镜（SEM）对不同含量核壳粒子改性液态成型双马树脂体系断面形貌进行研究，SEM结果表明，改性的液态成型双马树脂固化物断裂表面的裂纹扩展明显受阻，显示韧性断裂形貌。研究了不同含量核壳粒子对液态成型双马树脂体系性能的影响，优选出最佳的核壳粒子含量。研究表明，改性固化物表现出优异的机械性能：拉伸强度108.8 MPa，提高了13.1%；断裂伸长率3.12%，提高了16.8%；弯曲强度190 MPa，提高了12.4%；K_IC达到 2.83 MPa/m^1/2，提高了 20.9%；G_Ic达到 1619 J/m²，提高了 54.6%；并且保持改性前树脂热性能及热失重性能，玻璃化转变温度T_g为292.3℃，5%热失重温度为401.0℃。

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  碳纳米管膜用于碳纤维增强树脂基复合材料的电热固化技术

  叶璐，邹齐，张代军，李军，陈祥宝

  科技导报. 2023, 41(9): 51-57. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.09.006

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  为探索碳纳米管膜用于树脂基复合材料电热固化成型的工艺适用范围和应用前景，以 CCF800H/EC120A 碳纤维增强环氧预浸料为研究对象，用柔性碳纳米管膜对其电热固化处理。为优化电热固化工艺，对比了真空电热固化和模压电热固化对复合材料内部质量、玻璃化转变温度、力学性能及微观形貌的影响，以考察真空度和外压在电热固化过程中的作用。研究结果表明，碳纳米管膜可实现快速、均匀的加热；与模压电热固化相比，碳纳米管膜真空电热固化工艺所得复材板的内部质量好，玻璃化转变温度高，力学性能更优异，表明在该预浸料的电热固化过程中，真空度比外压对复材板成型质量和性能控制的作用更显著；与传统烘箱固化方式相比，真空电热固化复材板的弯曲强度保持率为 90%，弯曲模量相当，层剪性能差距较小。
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  复合材料结构用发泡胶的工艺验证与固化动力学

  乔海涛，梁滨，李喜民，陈舸，张立国

  科技导报. 2023, 41(9): 58-66. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.09.007

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  通过动态差示扫描量热分析（DSC）研究了一种高温固化发泡胶的固化工艺和固化动力学。在DSC测试中设定升温速率β为1、2.718、7.389和20 K·min^-1，则lnβ等于或近似为0、1、2、3，结合相应的 DSC曲线的峰值温度 T_p，可以简便地确定固化工艺参数并更快速地估算活化能。结合关于热固化、热分解及部分高分子材料结晶的文献数据，进一步证实了 T_p与lnβ往往存在线性关系。利用上述线性关系所获得的相关温度特性关系，可以快速求解动力学数据。
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  采用不同金属材料铆接修补碳纤维复合材料板的性能对比

  张琴，王雅娜，杨洋，何玉怀，陈新文

  科技导报. 2023, 41(9): 67-74. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.09.008

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  随着复合材料在主承力结构上的应用，复合材料修理技术已经成为复合材料服役周期内的重要一环，其中利用金属的铆接修补方法在快速修补技术中具有重要应用。采用中心挖跑道形孔法模拟碳纤维复合材料损伤，分别使用不锈钢板与钛合金板对复合材料损伤件进行铆钉修补，对损伤件和两种修补件进行轴向拉伸试验，并采用应变计监测复合材料孔边及金属板中心应变。试验结果表明：采用不锈钢和钛合金与复合材料损伤件以铆接方式得到的修补件可承受的最大载荷相同，与未修补的相比提升了65.2%，说明对复合材料损伤板使用金属材料铆接修补具有一定补强效果，并且与使用不锈钢和钛合金材料进行修补的效果相当；在修补件拉伸过程中，碳纤维复合材料先于修补用金属材料失效；2种金属铆接修补件的破坏应变比无修补的损伤件的破坏应变略有增加但影响不大。
综述
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  随钻超声井眼成像技术进展

  张硕，高文凯，滕鑫淼，丁华华，刘珂

  科技导报. 2023, 41(9): 75-82. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.09.009

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  随钻超声井眼成像技术是当前随钻测控领域的前沿技术，可以在随钻工况下实时生成高分辨率的井眼图像，能够准确反映井眼形状，识别裂缝、孔隙、层理等特征，在监测井眼工程状况和质量方面发挥着重要作用。阐述了随钻超声井眼成像系统的成像原理及构成要素，综述了发展历程及现状，分析了国外最新研发的随钻超声井眼成像系统的技术特点，总结了随钻超声井眼成像技术未来发展趋势，探讨了随钻超声井眼成像领域在仪器设计及发展的方向。
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  国土空间规划背景下综合交通运输规划的数字化转型

  顾明臣，蹇峰，石媛嫄，郑学文，刘增军

  科技导报. 2023, 41(9): 83-88. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.09.010

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  在数字化技术浪潮推动和国土空间规划改革的双重影响下，综合交通运输规划必然面临思维、技术等方面转型升级的挑战。为将综合交通运输规划全过程、全方位融入国土空间规划，梳理了国土空间规划体系下综合交通运输规划数字化转型面临的挑战和要求，研究了综合交通运输规划数字化技术框架，从加快转变综合交通运输规划数字化思维、探索形成转型发展模式、搭建综合交通运输规划时空数据资源中心、形成综合交通运输规划电子“一张图”和健全一体化共建共享机制等方面，对综合交通运输规划如何数字化转型进行了思考。
论文
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  缺血性脑卒中关键基因的筛选及治疗药物的预测

  王玥，周玥，赵丽

  科技导报. 2023, 41(9): 89-97. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.09.011

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  运用生物信息学方法初步筛选缺血性脑卒中（ischemic stroke，IS）相关的差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs）和关键基因（hub genes），进而预测潜在的 IS 治疗药物。对正常组和双侧颈内动脉闭塞（bilateral internal carotid artery occlusion，BICAO）组的大鼠皮层进行转录组测序（RNA-sequencing，RNA-Seq），对筛选得到的DEGs进行GO和KEGG富集分析，并构建DEGs的蛋白互作网络，获得关键基因，根据关键基因预测IS相关药物。本研究共得到197个显著DEGs，这些基因主要参与代谢、神经活性配体-受体相互作用、补体和凝血级联反应、类固醇激素生物合成等途径。DEGs间有着紧密的相互关系，相互关系最为密切的基因中，ORM1、SERPINA1、GC都参加炎症、氧化应激和凋亡过程，是IS发病过程的关键基因。因此，炎症、氧化应激和凋亡在IS的发生发展中起重要作用，针对IS的关键基因如ORM1、SERPINA1、GC进行药物治疗有潜在的临床意义。
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  中国科技工作者结构特征分析及建议——基于2020年中国科技工作者的总量测算

  戴宏，刘玄，周大亚

  科技导报. 2023, 41(9): 98-104. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.09.012

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  以国家创新体系理论为研究背景，在充分采集行业主管部门公开数据基础上，运用抽样调查和典型调查方法，测算出截至2020年底中国科技工作者总量为5835.78万人，人才规模庞大，但人才强度仍有较大提升空间。结果发现：青年已经成为中国科技工作者的主体，但其创新创造活力正面临诸多制约；本科以上学历者已经成为中国科技工作者主体，但战略科学家与一流创新人才依然匮乏；中国科技工作者的专业结构与经济社会高质量发展的适配度有待提高，保持学历教育与职业教育的合理结构是紧迫任务；中国科技工作者的身份认同感和职业辨识度还不高，弘扬科学家精神，增强职业荣誉感使命感还需持续发力。