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中国科学院第十八次院士大会暨第五届学部学术年会

中国科学院第十八次院士大会暨第五届学部学术年会

  • 召开年：2016
  • 召开地：北京
  • 出版时间： 2016-06

主办单位：;中国科学院学部;;

会议文集：中国科学院第十八次院士大会暨第五届学部学术年会论文集

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  • 摘要：将首先介绍空间引力波探测的相关背景,主要包括引力波的本质、引力波探测对于广义相对论检验和天文学、宇宙学观测的作用.其次,介绍空间引力探测的基本原理和技术难点,简要介绍国际空间引力波探测的现状.然后,介绍中国的空间引力波探测计划——天琴计划,介绍它的设计思想、技术发展路线和项目进展情况.最后,做一个简短的总结.
  • 摘要：针对近空间飞行器的研制需求,分析了现有空气动力学存在的问题.在近空间飞行器涉及的范围内,存在连续流、稀薄流及两者间的过渡流.无论在哪个领域,现有的空气动力学都存在急需解决的理论、计算及实验诸方面的新问题.它们不是仅限于个别情况的问题,而是系统性的问题.
  • 摘要：揭示和解释了先进功能分子体系聚集态构筑过程中出现的新现象,新规律.系统、深入讨论了以化学科学为基础,从合成化学新的视角出发,发展交叉科学,建立了合成碳的新同素异形体-石墨炔的新方法,成功地在铜表面上合成了带隙为0.46eV的二维碳石墨炔,开辟了合成化学合成碳新同素异形体的先例,并研究了石墨炔在信息技术、电子、能源、催化以及光电等领域的应用.
  • 摘要：分子工程学的核心思想是以功能为导向,在计算机辅助下对结构进行设计和剪裁,最终实现对指定性能化合物及材料的定向合成、制备与组装.以工业上具有广泛应用的分子筛多孔晶体材料为研究对象,开展了其结构设计与定向合成的系统性研究:建立了"限定禁区"设计特定孔道结构分子筛以及基于"基因"途径高通量预测和筛选特定性能分子筛的理论方法;发现并提出了羟基自由基可以加快沸石分子筛晶化的机制;提出了基于模板效应、杂原子取代效应和数据挖掘技术指导定向合成特定孔道结构的三种重要途径,并成功合成出50余种在不对称催化和大分子催化等方面具有重要应用前景的新型手性孔道、超大孔道等多孔晶体材料.这些研究推动了功能导向无机晶体材料定向设计合成研究的发展.
  • 摘要：人们常将大自然的运作比喻成一个庞大复杂而又精妙的程序,而编写这门程序的"语言"便是DNA,它其实只简单包含了四个字母——AGCT四个碱基.对于DNA这种高度简洁的"语言化"生物高分子材料,从化学生物学的视角来探索它的新规律和新功能,并加以充分利用和改造,为解决化学生物学和医学的实际问题提供了新的可能性:全新的分子工具和创新的分子科学原理.
  • 摘要：新一代物质创制需要经济、高效、安全和环境友好的合成化学.发展新型催化剂以推动合成化学的进步是当前有机化学研究的重要课题之一,其挑战性在于提高催化效率、控制选择性并实现应用.以调节催化过程中立体/电子作用的协同效应为解决上述问题的突破口,提出了在催化剂的活性中心区域装载边臂以调控催化行为的设计理念,发展了系列新型高效催化剂并成功应用于不对称催化、叶立德化学和烯烃聚合中,深入系统地研究了边臂的作用机制与规律.
  • 摘要：双锂试剂(多取代l,4-二锂-1,3-丁二烯)与低价过渡金属配合物如Ni(cod)2,[RhCl(cod)]2和CuC1配合物反应,分别生成芳香性镍杂环戊二烯、芳香性铑杂环戊二烯、以及芳香性双铜杂[10]轮烯.X-ray单晶结构和核磁锂谱均证实该类化合物具有显著的芳香性,并得到了理论计算的支持.XPS光电子能谱测试结果显示金属离子氧化态明显升高.在该类反应中,共轭体系的双负离子(双锂试剂)从低价金属进一步获得电子并发生离域,构成芳香性金属杂环,同时使金属离子的氧化态升高.
  • 摘要：本工作采用分子动力学模拟方法,系统研究了脆性过冷液体的动力学行为,揭示了过冷液体违背Stokes-Einstein(SE)关系的机理,即:松弛时间主要由扩散近的粒子控制,扩散系数则由扩散远和扩散近的粒子共同控制,从而导致SE关系失效;首次引入了"目标粒子"与其"近邻粒子"质心的协同运动关联函数,用于定量描述过冷液体动力学协同性和异质性,发现异质性只对短时松弛起作用,对长时松弛不起作用;阐明了"密集"团簇与"链式"团簇的演化规律;证实了动态关联长度随温度降低而单调增加的经验规律,同时明晰了准二维受限条件下,动力学关联长度呈现非单调性演变的物理根源.以上结果对过冷液体动力学行为的理解将具有实质性的推动作用.
  • 摘要：材料的重要性可概括为两句话:材料是人类进化的里程碑,材料是划分时代的标志.人类社会已经经历了石器时代、青铜时代、铁时代,目前正处于以硅为基本材料的硅时代.那么人们自然会问人类社会下一个时代的基本材料是什么?答案之一是:分子材料.材料有不同的分类方法,例如可以根据材料的组成、形态、结构、性能、用途等把材料分成各种类别.对于光、电、磁功能材料而言,其光电磁性能的表征往往是通过器件进行的,而其最终的应用又是由相关器件来实现的,因此器件的研究与材料本身同等重要.材料、器件、加工技术和理论是微电子学成功的四要素.如何研究并开发适合于分子材料的加工技术-溶液法加工技术是实现分子材料电子学不可或缺的关键技术.
  • 摘要：电化学能量转换和储存直接关联化学能和电能.其中燃料电池把化学能直接转换成电能,不受卡诺循环的限制,高效、无污染;二次电池则把电能转换成化学能储存起来.它们不仅方便地为各类移动电器和电动车提供电源,还可以大规模储存间歇式可再生能源(太阳能、风能、潮汐能等).无论是燃料电池还是二次电池的性能都极大地取决于其关键材料(催化剂和电极)的结构.因此从原子、分子层次设计和调控燃料电池催化剂和二次电池电极纳米材料的结构和性能一直是关键的科学问题和研究前沿.本文综述课题组在燃料电池催化剂和锂电池电极纳米材料的结构设计和性能调控方面的主要研究进展:(1)基于对电催化剂表面结构与性能的深入认识,发展纳米材料结构控制合成电化学方法,研制出一系列高活性的高指数晶面金属纳米催化剂;(2)调控锂电池电极纳米材料的结构,增大传输通道的密度,显著提升倍率和循环性能.
  • 摘要：新介质及过程创新对于化学化工领域的发展至关重要.离子液体作为一类新型介质为开发高效绿色过程提供了新机遇和广阔发展空间,是化学化工领域的重要科学前沿之一.将离子液体基础研究与绿色过程开发相结合,采用从分子到系统的研究策略,揭示了离子液体中氢键的特殊性及构效关系,阐明了离子液体结构对反应/传递性能的影响规律,提出了"绿色度"新概念并发展了绿色过程系统集成方法,形成了离子液体应用的科学基础.基于上述研究,开发了系列反应/分离/电化学新体系和多项绿色化工新技术,实现了离子液体的产业化应用.
  • 摘要：探讨地震超剪切破裂现象的物理机制是当前地震学的一个研究热点.对该问题的研究有助于揭示地震破裂物理过程,特别是对地震在超剪切破裂传播过程中辐射的高频地震波对近场强地面运动的影响,因而也具有促进防震减灾工作的实际意义.近年来,对震源动力学问题开展了一系列的研究工作,对地震超剪切破裂的机理获得了较为系统的认识.
  • 摘要：印度板块和亚洲板块大约于65Ma(Ding et al.,2005)在中部开始碰撞,随后的陆陆碰撞过程造就了喜马拉雅造山带和青藏高原的主体.然而,有关陆陆碰撞过程中印度板块是否已俯冲至青藏高原内部还是反之回转至喜马拉雅造山带内,存在很大的争议.深地震反射剖面(Zhao et al.,1993)已经很好地揭示了印度板块沿喜马拉雅主逆冲断裂(Main Himalayan Thrust,MHT)低角度俯冲于喜马拉雅造山带下的几何结构.然而,前人的研究没有获得MHT向北如何延伸,特别是如何到达并是否越过雅鲁藏布江缝合带(印度板块和亚洲板块的构造边界)的可靠证据,仅仅根据低分辨率的接收函数较模糊地推测印度板块的向北俯冲(Kind et al.,2002;Schulte-Pelkum et al.,2005;Nabelek et al.,2009;Shi et al.,2015).
  • 摘要：随着集成电路(IC)的不断发展,IC技术进入了"功耗限制"的时代,功耗成为集成电路发展的核心瓶颈问题,面向不同集成电路技术代、不同电路系统应用的新器件技术备受关注.本文以低功耗/超低功耗系统应用为目标,介绍具有良好工艺兼容性和集成潜力的低功耗/超低功耗新结构新机理器件,并对影响功耗的纳米尺度器件可靠性/涨落性问题进行分析讨论,为不同功耗水平要求的"绿色"微纳集成电路及系统技术发展奠定基础.
  • 摘要：非易失性半导体存储器是集成电路最重要的技术之一.闪存是目前占据市场统治地位的非易失性存储器.随着微电子技术节点的不断进步,基于多晶硅浮栅的闪存存储器的尺寸逼近其物理极限,无法通过尺寸微缩进一步的提高器件性能和集成密度,难以满足大数据时代的数据存储需求.因此,采用新材料、新结构和新原理发展新型存储器技术以及器件的平面尺寸微缩向三维集成是下一代非易失存储技术的发展趋势.本报告将概述非易失存储领域的发展状况及趋势,并介绍中科院微电子所在纳米晶存储器、电荷俘获型存储器和电阻转变型存储器等方面开展的研究工作及进展.
  • 摘要：量子科学技术推动了量子传感技术的快速发展,促成了新一类高精度惯性导航核心器件即原子陀螺仪的诞生与发展.本文在简述陀螺仪的发展历程后,介绍了原子陀螺仪的分类,并分别就原子干涉陀螺仪、SERF原子自旋陀螺仪和核磁共振陀螺仪等三类原子陀螺仪介绍了其基本原理、国内外研究进展以及对未来发展和应用的展望.原子陀螺仪技术将对惯性导航的发展产生重要影响.
  • 摘要：本文从总体与导航制导控制的视角,对长征三号甲系列运载火箭发展与成就进行了分析和小结.长征三号甲系列运载火箭,在长征三号运载火箭解决中国发射高轨道卫星有无问题的基础上,历经基本能力、适应能力、高适应能力的发展,取得了高轨道大型卫星运载能力,突破了从单一轨道面到三维空间各种轨道发射,从高轨卫星转移轨道到工作轨道发射,从地球轨道到地月轨道发射,以及从航天技术试验到高可靠工程应用发射等关键技术,使中国运载火箭整体能力取得了地球全轨道发射、星际轨道发射等跨越发展,航天重大工程和国际商业发射表明,该系列运载火箭已进入世界高轨道航天器运载火箭前列.
  • 摘要：本文慨述了信息技术科学领域中的光子学与生命科学领域中的临床医学交叉形成的一门新学科——激光医学之学科间的交叉关联关系、核心科学问题和学科主要内容.重点介绍了激光医学的临床应用及作者团队在该学科中的主要创新工作.
  • 摘要：空间网络是指依托卫星、飞艇等空间平台,以及地面信息基础设施构建的一体化信息通信网络.由于空间网络资源,无论是节点、还是链路等,都是十分宝贵和稀缺的,与地面网络资源不可同日而语,另一方面,空间网络所需承载的业务却是复杂而大量的,系统设计面临突出的矛盾.如何解决这一矛盾,需要回溯源头,思考信息、思考通信容量、思考网络体系结构,等等.再者,地面网络(特别是互联网)现有的安全问题等缺陷,不能延续到空间去.是否能通过未来空间网络的优化设计,重塑网络空间的秩序呢?本报告将简要介绍空间网络的现实需求与前沿动态,分析未来空间网络面临的若干技术科学问题,给出创新发展建议,供有关部门及专家、学者们参考.
  • 摘要：随着飞机和导弹目标日益向隐身、高速和高机动发展,以及电子战环境的日益复杂化,雷达预警探测领域面临着日趋严峻的现实威胁,亟需发展雷达新理论、新体制与新技术.本报告以机载雷达为背景,简要介绍了近年来重点发展的几种新体制机载雷达的概念与技术特点;分析了新体制机载雷达对信号处理所带来的新问题,阐述了当前国内外针对这些新问题的研究现状;结合近年来的工作与思考,给出了下一步值得深入研究的若干理论与技术问题.
  • 摘要：天基海洋探测是基于空间平台对海面及水下进行遥感的活动,受到世界各国高度重视.本文分析了主要国家天基海洋探测技术发展现状,研究提出了发展中国天基海洋探测系统构想,梳理了天基海洋探测面临的主要关键技术,提出了发展天基海洋探测技术的相关建议.
  • 摘要：分布计算的研究对象是由多个计算实体组成的系统,这些计算实体通过网络互联,通过消息通信进行协同.进入网络时代,网络信息系统对分布计算带来新挑战.网络信息系统是由大量局部自治信息系统持续集成、相互耦合关联而成的复杂系统,具有成长性、自治性和多样性等特点,传统的"分而治之"方法很难在此类系统中有效沿用.分布计算的研究从关注"分解"转向关注"联接",通过成长、自治、多样的网络资源之间的联接,来形成更加有效的系统.本文基于以上思路,提出了网络信息系统的成长性构造与适应性演化法则,介绍了致力于这两条法则"能行可操作"的研究实践,对未来工作进行了展望.
  • 摘要：本文从理论和实验上研究了上能级耦合的三能级系统中的位相衰减对干涉过程的影响.研究结果表明,可以通过仅调整位相衰减率来控制干涉,使之从相长干涉到无干涉,然后到相消干涉.位相衰减诱导的干涉控制的机制是由于耦合场产生的两个缀饰态的关联和反关联的随机位相涨落.理论预测被实验模拟验证.
  • 摘要：对应传统的电荷超导,提出了自旋超导的概念.对铁磁石墨烯进行了理论研究,其中自旋极化的电子-空穴激子扮演了库伯对的作用,并形成了自旋超导,给出了相应的类BCS-理论和类金兹堡-朗道理论,并预言了电迈斯纳效应和类约瑟夫森效应,同时建议了实验上观测自旋超导的一个方案.也研究了石墨烯在磁场下自旋极化的v=0态,发现其在低温下是自旋超导相,其电阻随温度变化行为和实验结果一致.此外,通过将双层系统中的激子看作电偶板子,提出了一个电偶极超导的概念,并推导出了相对应的类伦敦型方程和类金兹堡-朗道方程.利用这些方程,发现了电偶极超导的类迈斯纳效应和电偶极约瑟夫森效应.这些效应可以作为双层激子系统存在激子超流的证据,为得到超电偶极流提供了新的思路.
  • 摘要：量子学说诞生后的百余年间,人们在认识和利用量子规律上取得了长足的进步.特别是近二十年以来,随着掌控量子效应和定制量子系统能力的不断深入,一批扎根于纯粹量子效应的量子技术正从梦想走向现实.这些变革性技术能够突破信息和物质科学技术的经典极限,将会对人类文明产生深远影响,被公认为"第二次量子革命"来临的标志.本报告回顾了中国科学技术大学自旋磁共振实验室在基于自旋量子调控的量子计算与精密测量方面取得的重要研究进展,并对相关研究方向的未来发展作简要展望.
  • 摘要：发现希格斯粒子,为理解电弱规范对称性自发破缺提供了重要基础.高能正负电子对撞机和强子对撞机等对一系列物理量的全面、精细测量,结合与之相匹配的场论计算,精确检验了粒子物理学的标准模型.散射振幅作为量子场论的核心之一,是联系理论预言和实验测量的桥梁.区别于传统的费曼图方法,对在壳散射振幅解析结构的深入研究,应用树图计算中发展的在壳递推关系,极大提高了实际计算的效率.与此同时,在壳物理量的构造,促使人们考虑量子场论的新表述形式.
  • 摘要：中国的高能物理研究以北京正负电子对撞机为标志,三十多年来取得了长足的进步和许多具有重大国际影响的成果.在此转折之际,规划未来发展关系到下一个三十年.本文介绍了国际高能物理的发展趋势与规划,讨论了中国高能物理发展的设想,特别是巨型环形正负电子对撞机(CEPC)的科学目标、设计及实施方案.
  • 摘要：第四代核能系统国际论坛(GIF)在2002年发布了一份《第四代核能系统技术发展路线图》指出;被认为最具前景的六种先进的创新型设计，以及推进这六种核能系统发展的必要性。它们分别是:气冷快堆(GFR)、熔盐堆(MSR)、钠冷快堆(SFR).超临界水堆(SCWR)和超高温反应堆(VHTR)p2014年GIF又发表了一份新的《第四代核能系统技术发展路线图更新》，其中指出，钠冷快堆、铅冷快堆、超临界水堆和超高温反应堆技术将很有可能成为首批的第四代反应堆技术。
  • 摘要：由恒星级黑洞合并过程产生的引力波已经由LIGO发现,从而开辟了人类探测宇宙的一个新窗口.引力波的空间涟漪可以造成其中的电磁波传播时间变化,长期监测作为精准时钟的脉冲星到达时间,也可以让探测到引力波效应,并且波源对应体将是超大质量的黑洞旋转和并合.经过十年的努力,国际脉冲星测时联盟已经接近了引力波的探测限,未来几年将会有重大突破.中国随着FAST的建成并加入国际引力波探测行列,将会把脉冲星计时引力波探测的灵敏度提高2-3倍.另外,即将建设的平方公里射电望远镜SKA(中国是首创国之一),把脉冲星计时探测引力波确立为两大首要科学目标之一.目前,亟待启动脉冲星引力波探测计划,在5-10年的时间内,在中国形成有特色的引力波探测设备和队伍,掌握人类认识宇宙的又一新技术并开辟认识宇宙的又一新窗口.
  • 摘要：21世纪极小粒子与极大宇宙面临的一系列未解之谜涉及到更深层和更基本的科学问题:引力的本质和基本相互作用力的统一.引力波的发现为探索宇宙的起源、形成和演化提供了一个全新的观测手段.引力波的精确测量和引力本质的深入研究将引发21世纪基础科学又一次革命性突破,导致对时空物质结构以及宇宙观的重新认识.
  • 摘要：城镇化是伴随工业化发展,非农产业在城镇集聚、农村人口向城镇集中的自然历史过程,是人类社会发展的客观趋势,是国家现代化的重要标志.本报告包括三个部分:(1)简要分析了新型城镇化的内涵及其与传统城镇化的区别,指出新型城镇化本质上是以城乡统筹、以人为本、产城融合、节约集约、生态宜居、协调发展为基本特征的城镇化,加快推进中国新型城镇化具有重大的战略意义;(2)系统剖析了推进新型城镇化战略亟待解决的五大突出问题;(3)针对国家新型城镇化目标及其面临的问题,提出了统筹城乡协调发展的战略举措及对策建议.
  • 摘要：大数据现象源于互联网及其延伸所带来的无处不在的信息技术应用、以及信息技术的不断廉价化.近年来,大数据蕴含的巨大应用价值和潜力已被广泛认知和期待,并兴起了大数据研究和应用的热潮,正在步入大数据时代.本报告探讨了大数据的内涵和本质,对当前的大数据热潮给出了若干观察和思考;分析了大数据对信息技术体系的挑战以及相关的技术发展趋势;分三个层次,介绍了大数据应用的成功案例,并小结了当前应用的特点;概览了中国大数据发展的现状,并针对当前所面临的问题,给出了若干对策思考和建议.大数据作为信息技术及其普适应用发展到一定阶段的"自然现象",源于互联网及其延伸所带来的无处不在的信息技术应用、以及信息技术的不断廉价化,其主要驱动力包括:摩尔定律驱动的指数增长模式,技术低成本化驱动的万物数字化,宽带移动泛在互联驱动的人机物广泛联接,以及云计算模式驱动的数据大规模汇聚.据统计,全球数据规模持续呈指数级增长,2020年预计将达44ZB.信息化在经历了以单机应用为特征的数字化阶段(信息化1.0)和以联网应用为特征的网络化阶段(信息化2.0)后,正在进入以数据的深度挖掘与融合应用为特征的智慧化阶段(信息化3.0).大数据蕴含的巨大应用价值和潜力已被广泛认知:提供了人类认识复杂系统的新思维和新手段,成为促进经济转型增长的新引擎,为政府提升治理能力提供了新途径,更是提升国家综合能力和保障国家安全的新利器.大数据已成为学术界、产业界和政府共同关注的热点,正在开启一个新的时代.
  • 摘要：基因编辑是对基因组序列进行靶向性修饰的技术,可以实现疾病缺陷的修复,以及动植物和微生物的经济性状改良,在生物医学、农业育种和工业微生物改造中具有重大的应用前景.近年来,基因编辑技术飞速发展,尤其是最新一代基因编辑技术的出现,使得对基因组的精确改变和修饰越来越简单易行,有望给人口健康、工农业生产和生物安全等领域带来革命性的变革.本文总结基因编辑的国内外研究现状和发展趋势,并提出促进中国基因编辑研究快速、健康发展的政策和项目需求,希望中国能够在基因编辑研究方面把握住先机,通过创新驱动、资源整合和团队优势,为中国在基因编辑的基础研究、临床转化和市场化应用方面争取主动权和话语权,保障国民健康和推动经济发展.
  • 摘要：本文简要介绍近几年关于可压缩/不可压缩磁流体力学非线性稳定/不稳定性问题的数学分析结果,其中包括不可压情形的磁瑞利-泰勒(Rayleigh-Taylor)不稳定性问题和可压情形的帕克(Parker)不稳定性问题.特别地,从数学上分析了(平衡)磁场对不稳定性增长的影响,刻画了一些因素(例如区域的几何形状、边界条件等)如何影响不稳定性的增长.特别地,给出了判别一个定态解(平衡态)是稳定或不稳定的阈值.
  • 摘要：1988年莫毅明解决了著名的广义Frankel猜想,证明了双截曲率≥0的紧凯勒流形必然全纯等价于埃尔米特局部对称空间.透过Ricci流与有理曲线的存在性定理莫毅明证明了由极小有理曲线的切向量所组成的子簇在平移下不变.1998年莫毅明与J.-M.Hwang引进了在一般单直纹射影流形上的极小有理子簇(VMRT)的概念,并证明了不可约紧型埃尔米特空间的凯勒形变刚性定理.莫毅明与Hwang运用VMRT理论解决了一系列代数几何的经典问题,并于2001年证明了关于VMRT的Cartan-Fubini延拓定理,2004年证明了切映照的双有理性.莫毅明与J.Hong于2010年建立了非同维的Cartan-Fubini延拓定理,并于2013年取得了G/P上光滑Schubert闭链的刚性结果.2016年莫毅明运用VMRT理论构造了由复单位超球至不可约有界对称域的非标准全纯等距映照,从而开启了以VMRT理论研究有界对称域上的凯勒几何的新路径.
  • 摘要：复杂流体由大分子或者各向异性的小分子构成,是具有结构的粘弹性流体,具有非常复杂的流动现象,在化学化工、材料、环境、生物等领域有广泛应用.复杂流体的介尺度结构和动力学机理还不清楚,现有的宏观模型大部分还是经验性的,缺乏物理和数学的美感;能够正确描述复杂流体结构和动力学的底层模型由于维数太高或者非线性太强,导致计算量太大,而且缺乏理论分析方法,从而不能有效地应用到实际的工程问题.构建机理清楚具有美感的数学模型、开展理论分析研究,发展高效高精度算法和模拟技术,探索复杂流体的特性和表象,成为复杂流体驱动应用数学发展的重要推动力.
  • 摘要：高精度数值风洞是将高精度计算流体力学软件系统与高性能计算机系统有机结合起来的数值模拟平台.本文针对中国自行研制的基于"天河"高性能计算机的高精度数值风洞(TH-HiNWT),介绍了以加权紧致非线性格式(WCNS)为代表的高精度数值方法以及突破复杂外形应用、满足几何守恒律的对称守恒网格导数计算方法(SCMM)的研究进展,并开展了一系列验证和确认工作,对高精度数值风洞在国家重大专项中的应用进行了综述.最后,展望了高精度数值风洞的发展前景.
  • 摘要：星系相对于宇宙膨胀背景的运动导致星系的观测红移与其宇宙学红移之间有一差异,这一差异使得星系的红移空间分布不同于星系的真实空间分布,此即星系分布的红移畸变.虽然红移畸变扭曲了星系的真实分布,但它包含了丰富的宇宙结构信息,是研究宇宙暗物质和暗能量的重要载体.为了充分利用红移畸变的观测信息,关键科学问题是建立星系分布的红移畸变模型和精确测量星系红移畸变的方法.本文将总结介绍本研究团组近年来在该课题方向的工作.
  • 摘要：本报告中报道了最近利用门电压电场调控技术探索FeSe基高温超导体材料方面的进展[1-3].首先,利用离子液体门电压调控技术在(Li,Fe)OHFeSe单晶薄层中实现了最高达43K的高温超导,并在最佳Tc掺杂的边缘观察到了一个突然的超导到反铁磁绝缘体的相变.同样利用离子液体门电压技术,对FeSe薄层进行了电子掺杂,使得其Tc由最初低于10K提高到了48K,并且观察到了一个从低Tc相到高Tc相转变过程中随着掺杂浓度改变引起的Lifshitz转变.固体电解质同样可以用来实现门电压电场调控超导电性,使用固体电解质做栅介质材料,利用门电压调控技术将FeSe薄层的Tc提高到46K,并且观察到了完整的Tc随掺杂浓度的dome行为以及高掺杂时的绝缘态行为.我们的结果有助于寻求到一条在这些材料中探索高温超导电性的新途径.
  • 摘要：催化作为关键和核心技术,在能源、环境、农业以及人类健康等领域将会发挥越来越重要的作用.借助纳米科学和技术的发展和进步,以纳米体系的电子调制为理论基础,通过在纳米层次对催化剂的组成、结构和形貌,以及电子态的调控,实现高效催化剂的理性设计和精准制备,以及真实催化反应条件下对催化剂和催化作用的高分辨和动态表征是未来催化研究发展的重要方向.本文结合本研究团队提出和发展的纳米"限域催化"的新概念,以纳米氧化物与微孔分子筛复合催化剂将合成气直接转化制备低碳烯烃和氧化物晶格限域的单中心铁催化剂将甲烷直接活化制备乙烯和高值化学品为实例,对纳米催化研究涉及的基础理论、研究方法和关键科学问题进行了总结和分析,并对未来纳米相关的催化研究在纳米催化剂制备、催化过程的理论模拟、催化剂和催化作用的原位动态表征和纳米催化剂的工业应用等方面存在的机遇和挑战进行了展望.
  • 摘要：表面等离激元是自由电子限域在金属表面的一种集体电荷密度振荡,通过扫描探针显微镜,将约束在纳米尺度的表面等离激元极化并产生共振,可以在纳腔中产生极大增强的电磁场.利用纳腔等离激元的宽频、局域与增强特性,并结合扫描探针显微镜的极高空间和能量分辨能力,为在单分子尺度上研究激发以及激发态衰变特性提供了前所未有的手段和能力.如通过频谱匹配调控,近年来在单分子电致发光与拉曼散射方面取得了突破性进展,不仅实现了亚纳米空间分辨的单分子拉曼光谱成像,以及紧邻不同分子的光谱识别,而且首次在单分子水平上展示了分子间相干偶极耦合的实空间光学特征,从实空间上展示了分子间能量转移的相干特征等等.这些研究结果对了解分子激发态和动力学过程、分子间以及分子与环境间的能量转移,表面化学与光化学过程、甚至分子纠缠体系的构筑,都具有重要的意义和实用价值.
  • 摘要：能量是维持生命活动的基础,能量的储存在个体生存和进化过程中起重要作用.脂肪是最有效的能量物质,主要储存在脂肪组织中.在营养过剩条件下,脂肪过量积累从而引发肥胖,脂肪肝,胰岛素抵抗等多种代谢性疾病.脂滴是储存脂肪的细胞器.我们的遗传和生理学研究表明CIDE蛋白可调节脂代谢的多个过程,与肥胖,糖尿病和脂肪肝的发生发展密切相关.进一步的研究发现CIDE蛋白是脂滴结合蛋白,可富集在脂滴-脂滴接触处,介导新型的脂滴融合和生长.还鉴定了多个可与CIDE相互作用,调节脂滴融合的重要因子.总之,CIDE蛋白通过调节脂滴的融合和生长,在脂肪储存以及代谢性疾病发生中着重要作用,这类蛋白也可能作为降脂减肥药物筛选的重要靶点.
  • 摘要：炎性caspases作为天然免疫下游的效应分子发挥重要作用.研究发现,定位于细胞内的caspase-4/5/11可以作为免疫受体,识别来自革兰氏阴性细菌细胞壁中的脂多糖(lipopolysaccharide,LPS),导致细胞炎性坏死(pyroptosis),该非经典炎症小体通路不仅在抗细菌天免疫中发挥重要功能,也是细菌引发败血症最重要的原因.还发现NAIP-NLRC4炎症小体复合物识别细菌鞭毛蛋白和分泌毒素的Ⅲ型分泌系统,而Pyrin炎症小体则间接感知病原菌对宿主Rho GTPases的破坏性修饰.NAIP-NLRC4和Pyrin介导的两种经典炎症小体都会激活caspase-1,进而成熟白介素1β/18,并也导致细胞炎性坏死.最近还鉴定出所有炎性capases的共同底物蛋白GSDMD,并揭示了该蛋白引发细胞炎性坏死的机理.这些全新的突破性发现奠定了细胞质抗细菌天然免疫的基本理论框架.
  • 摘要：动物细胞内DNA去甲基化发生的分子机制一直不清楚.我们的研究发现Tet双加氧酶可以氧化DNA中的5-甲基胞嘧啶,生成5-羧基胞嘧啶,而后者能被TDG糖苷酶识别并切除,从而勾画出一条DNA主动去甲基化的分子通路;进一步的研究工作表明Tet3负责受精卵雄原核内5mC的氧化,启动父本基因组DNA去甲基化与转录激活;此外,Tet1介导的DNA氧化修饰对小鼠成体神经元的产生和短期记忆起到精细的调控作用;Tet和TDG介导的DNA氧化去甲基化是打破细胞重编程屏障、产生诱导多能性干细胞(iPSC)的关键.这些研究发现加深了人们对于重编程机制及其生物学意义的理解和认识.
  • 摘要：纳米酶(Nanozyme)是一类具有酶学特性的纳米材料.自2007年首次报道以来,引起了纳米与生命科学领域的极大关注.迄今已有50余种不同的纳米酶相继出现.由于纳米酶催化活性高、稳定、经济和可大规模化制备等特点,其应用研究已拓展到了医学、化工、食品、农业和环境等领域.纳米酶的出现改变了以往认为无机纳米材料属于惰性物质的传统观念,丰富了模拟酶的内涵,使其从有机复合物拓展到了无机纳米材料,促进了纳米科学与生命科学的融合,并逐步形成了一个新兴的交叉学科.
  • 摘要：干细胞和再生医学因其重要的治疗潜能和应用前景而成为生物学和医学研究领域的热点.随着胚胎干细胞系和许多不同组织成体干细胞系的分离、建系和鉴定的成功,干细胞生物学对研究个体发育和疾病发生的机制起了巨大的推动作用;而干细胞定向分化和体细胞重编程技术的发展,尤其是体细胞直接诱导重编程为多能干细胞的重大技术突破,也为基于组织器官再生的再生治疗提供了充足多样的细胞来源.未来,干细胞生物学和再生医学将与包括生物信息学、系统生物学和材料科学在内的多种学科实现更全面的交叉融合,为研究生命发育和疾病发生的重要机制,实现机体再生治疗的梦想,发挥更为重要的作用.本文主要基于近期的研究工作和进展,介绍干细胞研究在基础理论突破、关键技术创新和临床转化应用三个方面的作用和价值.
  • 摘要：骨髓微环境在白血病的发生和发展中发挥重要作用.本文拟总结报告人所在课题组在微环境与白血病细胞命运决定中的作用方面所取得的主要研究进展:(1)天然产物——腺花素通过靶向过氧化物还原酶家族成员PrxⅠ/Ⅱ蛋白,调节白血病细胞的氧化应激,诱导白血病细胞分化和清除白血病干细胞.(2)在发现低氧微环境有效诱导白血病细胞分化的基础上,揭示低氧诱导因子1的非转录功能,并系统报道其在白血病细胞分化中的作用机制;(3)在发现白血病细胞破坏正常骨髓微环境的基础上,发现化疗后存留的白血病细胞分泌细胞因子募集和诱导分化Nestin+间充质干细胞启动形成新的动态演化微环境(NSM-niche),保护白血病干细胞.
  • 摘要：外科手术是治疗肝脏肿瘤最有效和首选的方法.减少手术出血、提高手术安全性、降低并发症和死亡率,一直是肝脏外科领域研究的重点.本中心陆续提出了一系列新理念挑战肝脏外科禁区:1.大肝癌和巨大肝癌手术切除的可行性理论,2.外科治疗肝癌合并门静脉癌栓,3.肝切除联合脾切除治疗肝细胞癌合并门静脉高压症,使更多的肝癌病人获得了手术机会.提出肝细胞癌新的分类方法,有利于合理选择治疗方法及评估预后.发展新的肝脏手术血流控制技术:1.更新了肝脏耐受缺血安全时限,2.创立三种肝脏手术控制出血新技术,提高了肝脏手术安全性.提出小范围肝切除治疗肝门部胆管癌的新理念,并创立不缝合胆管前壁的肝肠吻合术.上述新理念新方法均在临床工作中得到广泛应用,取得了良好的效果.
  • 摘要：既有的抗心律失常药物基本靶向心脏离子通道,这些药物往往具有致心律失常和增加死亡率的不良反应,严重地制约了它们在临床上的使用.它们中的相当一部分正在淡出临床.离子通道缺陷不能解释全部心律失常;越来越多的证据显示亚细胞器、胞内分子输送系统和蛋白表达的转录后调控的失稳态在心律失常的发生发展中起着举足轻重的作用.针对它们的药物干预可能具有广阔的前景.
  • 摘要：近年来,多种传染病(包括新发、突发传染病、病毒性肝炎和艾滋病等)在全球范围内蔓延和频发,成为严重威胁人类健康的公共卫生问题,备受世界卫生组织和各国政府的关注.虽然人类对传染病的防控能力不断提升,但是许多传染病病原体基因变异、临床诊治困难以及全球人口流动性增强等对传染病的防控提出了更高的要求和标准.长期以来,团队工作在传染病诊治防第一线,在临床诊治、转化研究和人才培养等方面取得了长足的进步,这里我简要介绍一下当前中国传染病防治现状,以及团队在该领域所做的一些工作和取得的成绩.
  • 摘要：神经系统由大量的各种类型神经元及其功能特异的神经环路及网络组成,解析神经元种类是理解脑功能神经网络的前提.感觉神经元具有不同的感受特征和信号网络,认为以转录本为基础的神经元分类和神经元形态及感觉特征相结合才能鉴别感觉神经元的类型.首先对小鼠背根神经节(dorsal root ganglion,DRG)的躯体感觉神经元进行了高通量的单细胞RNA测序,并以细胞大小为关联对测序结果做了相关生物信息学分析.进而通过在体全细胞膜片钳的实验方法检测了单个DRG神经元对外周皮肤刺激的反应,并通过PCR的方法鉴定了被记录神经元的代表性基因从而进行归类.小直径的DRG神经元可被分为一类低阈值机械感受器和五类机械热伤害性感受器(mechanoheat nociceptor,MHN);大直径的DRG神经元可被分为四个类型,包括:表达neurexophilin-1的MHN和表达BAI1-associated protein2-like1的机械伤害性感受器(mechanical nociceptor).结合以往的研究结果,可以进一步这些神经元种类的功能分子网络,探讨神经元种类特异性神经环路及其功能.
  • 摘要：组蛋白的甲基化和去甲基化之间的动态平衡对于维持染色质的稳定性,调控转录活性起着至关重要的作用.通过系统鉴定植物组蛋白甲基化和去甲基化的关键因子,揭示了组蛋白甲基化和去甲基化调控基因表达和维持转座子活性的分子机制,阐明了植物组蛋白去甲基化酶在染色质上定位的两种不同机制,对进一步深入研究组蛋白甲基化调控植物生长发育和基因组稳定性具有重要意义.
  • 摘要：在过去的近三十年中,作者及所在团队在纤毛虫基础生物学领域内开展了多方向、多层次的探索,主要成果包括:完成了对中国温带、热带沿海纤毛虫区系多样性领域的系统研究,形成了完整的专业级本底资料;构建了近百种代表性类群的个体发育模式,揭示了众多皮层演化的新现象;主持开展了对纤毛门内近50个纲目级阶元系统关系的梳理和重构建;完成了全球最大的海洋类群DNA库的构建、对2000余条标记性基因的测序和基因条码技术的构建;以四膜虫为材料,揭示了甲基化相关的表观遗传学中若干新现象;初步完成了对急游虫等代表种的转录组/全基因组的测序和分析;研究发现了钩刺斜管虫大小核基因重组过程中选择性拼接现象并提出了新的基因进化假说.
  • 摘要：中国南方海相层系和塔里木、准噶尔等西部含油气盆地源岩生烃早,油气聚集后经历了多期构造运动,油气的保存机理和化学变化是油气勘探的重要难题.本文以准噶尔盆地和四川盆地为例,对比研究了不同晚期(油气聚集后)构造运动样式对碎屑岩和碳酸盐岩油气藏的差异改造,重点探讨了隆凹变迁引起油气的差异散失和深埋作用引起的油气藏化学改造及其油气勘探意义.
  • 摘要：二叠纪末发生了一次地质历史时期最惨烈的生物灭绝事件,引起了全球地质学家的高度关注.但是,它的发生时间和延续长度、灭绝模式、环境背景和灭绝缘由至今尚存在很多不同认识.近十年来,对华南、西藏等地一系列海陆相剖面的高分辨率生物地层、高精度地质年代学、定量生物多样性统计以及多种同位素地球化学的研究表明,这是一次发生在251.941±0.037Ma的突发性生物大灭绝事件,持续时间仅有数万年.伴随这次生物大灭绝存在碳同位素大幅负漂移、海水温度在几万年内升高8-10°C、海洋酸化、大陆风化加剧等环境恶化标志.
  • 摘要：本文简要介绍了塔里木大火成岩省近20年来取得的主要研究进展,并指出了下一步研究的主要方向.目前,对于塔里木大火成岩省各类火成岩的空间分布、时间序列、地球化学特征、岩浆演化过程及岩浆源区特征等有了较全面的认识,对于大火成岩省岩浆作用的沉积响应、放射状岩墙群的发育状况及大火成岩省相关的成矿作用也开展了相应的研究,为塔里木大火成岩省的地幔柱成因理论提供了新的科学依据.以塔里木大火成岩省的成因机制为基础,开展相关的资源环境效应研究将是下一阶段的重点关注领域.
  • 摘要：花岗岩是大陆地壳的重要组成部分,是地球区别于太阳系内其它星体的重要岩石学标志.更由于其与金属成矿作用关系密切,使得花岗岩一直是地质学中经久不衰的研究课题.随着近年来"板块构造登陆"及大陆动力学研究的兴起与发展,花岗岩与大陆地壳演化的关系成为当前固体地球科学研究的重点与学术前沿.
  • 摘要：全新世不同时间尺度上亚洲内陆干旱区的湿度/降水变化与中纬度东部季风区呈现出"错位相"或"反位相"关系,称之为气候变化的"西风模态".本文首先概述了"西风模态"的研究历史,并界定了"西风模态"核心区的空间范围;然后在全新世轨道-千年-百年-年代际等不同时间尺度上存在气候变化"西风模态"的客观事实;进而对其物理机制进行了探讨,发现在轨道尺度上,外部因子(轨道因素导致的日射变化)是"西风模态"产生的主导因子,而在亚轨道尺度上,气候变化的环球遥相关是"西风模态"形成的重要机制.本文对"西风模态"近十年来的研究成果进行了系统总结,以期推动干旱区气候和环境变化理论体系的建立,并为全球变暖背景下干旱区环境整治和生态恢复提供科学支持.
  • 摘要：本文概述了中国水安全问题与国际水科学前沿,介绍了作者近30年坚持在径流形成与转化的非线性理论研究与创新主要成果与应用.对未来发展做了展望.
  • 摘要：认识海洋与台风的相互作用机理是提高台风和海洋环境预报水平的迫切需要,也是海洋与大气科学研究的国际前沿命题.目前正在实施的一项"973"计划项目从现场观测、理论分析、数值模拟、预报试验等方面开展海洋与台风的相互作用研究,取得了重要的阶段性成果.本文首先简要介绍该项目的进展情况,然后着重讨论台风对上层海洋热力结构的影响机制,特别是从观测和理论上阐明台风的"热泵"作用和"冷抽吸"作用的相对重要性,对过分强调"热泵"效应的国际主流观点提出挑战.
  • 摘要：本文就厄尔尼诺对东亚气候年际变化的影响作了系统介绍,指出与厄尔尼诺相联系的西北太平洋异常反气旋是连接厄尔尼诺和东亚季风的桥梁,厄尔尼诺对中国气候的同期和滞后影响是分别通过西北太平洋异常反气旋的产生和持续来实现的.本文也说明了厄尔尼诺和拉尼娜对中国冬季气候具有不对称影响,指出了热带大气季节内振荡在这种不对称影响中的作用.
  • 摘要：围绕认识和解决高速集成电路互连信号完整性问题,本文作者提出了互连时域建模分析的辛时域差分法和精细积分法,建立了互连信号响应与灵敏度分析的特征法理论方法体系,通过提出优化设计新思路得到了可显著提高全局互连性能的互连最佳工艺参数,发现了碳纳米互连的重要特性,研制出基片集成波导毫米波互连,实现了国际上最高电互连数据传输速率.围绕三维射频系统级封装技术,提出了无源元件设计的新原理、新结构,发明了一系列可集成的小型化高性能微波无源元件与天线,建立了封装电、热、应力协同分析设计的理论方法和封装设计工具平台,研制出一系列射频电子封装重要产品.
  • 摘要：空间科技(航天)领域包括空间技术、空间应用和空间科学三个作用不同而密切关联的部分.中国航天技术发展取得瞩目成就,成为名副其实的航天大国,但空间科学还相当薄弱.技术科学部于2012年到2015年组织了中国空间科学发展战略研究和战略咨询课题,就空间科学的重要战略地位、国际空间科学取得的成就和发展态势,中国空间科学现状和问题、中国发展空间科学的必要性、迫切性和战略机遇等进行了研究,并提出若干加强中国空间科学发展的政策建议.
  • 摘要：空天技术日益成为一个国家综合国力的重要标志,是人类拓展时空运用能力的重要手段,同时也面临着极端热/力/氧耦合服役环境,蕴含着许多未被认知和解决的核心科学问题.针对超高温防热复合材料的长时间高温维型能力、高升阻比、高效隔热和轻量化等关键问题,开展了非烧蚀型超高温陶瓷复合材料、韧化型轻质非烧蚀防隔热复合材料和超轻质烧蚀型防隔热复合材料三类典型超高温热防护材料的设计与制备,揭示了超高温防热复合材料的氧化烧蚀机理及抑制方法,为中国未来空天飞行器用超高温防热复合材料的研制奠定了基础.
  • 摘要：自2013年六月以来,一种基于有机/无机复合钙钛矿材料的全新太阳能电池迅速引起人们的极大关注.这种新型全固态平面型太阳能电池目前经过标准认征的转换效率已经超过21％,而且可以液相等简单制备工艺低成本规模制备,呈现出非常良好的发展势头.但是,这种新能源材料也存在着非常致命的问题,第一,这种有机无机复合化合物遇水分解;第二,这种材料制备的太阳能电池器件转换效率随光照时间的增加迅速下降,使用寿命问题挑战突出.提出了一种新型的聚合物骨架结构,并通过温和温度下的制备方法得到了基于此结构的均匀的钙钛矿薄膜.使用这种薄膜制备的太阳能电池可以达到约16％的能量转换效率,且制备得到的不同太阳能电池间的差异很小.同时,在70％相对湿度的环境下放置300小时后,未经过封装的电池仍可以保持很高的转换效率.此外,这些薄膜显示出很强的抗水汽能力和自修复性能,当从水汽环境中移出后,能够快速恢复至初始状态.不仅仅薄膜具有这种自修复能力,基于此薄膜制备的太阳能电池也具有这种能力,当电池从水汽环境中取出后,其能量转换效率也可以自行恢复.这项工作证明了这种具有长链结构的亲水廉价聚合物骨架在钙钛矿太阳能电池商业化过程中具有重要意义.
  • 摘要：发展高效、清洁的新能源技术是实现人与自然和谐共存的重要途径.光催化材料既可以转换清洁的太阳能为化学能也可以利用太阳能实现环境净化,是具有潜在重要应用前景的一类功能材料.本文综述了光催化材料开发策略及重要研究进展,分析了提高光催化能量转换效率的关键所在及开展光催化材料研究工作的重要性,展望了该领域的未来发展方向.
  • 摘要：发展特高压输电符合国家能源发展战略.在国家电网公司主导下,100余家参研单位协同创新10余年,建立了完备的实验研究平台,通过基础研究,解决了特高压输电线路电晕放电机理及其电磁环境特性,复杂地理和气候条件下特高压大尺度外绝缘系统的放电机理,特高压大尺度内绝缘系统在复合电场下的击穿机理与电磁暂态过电压效应三方面关键科学问题;研发成功9大类40余种特高压交流设备和10大类100余种特高压直流设备;设计建成了三项交流、四项直流特高压工程,形成了具有自主知识产权的特高压交、直流输电成套技术和标准体系;并将特高压直流输电技术推广应用至巴西,中国在高压输电领域走在了世界前列.
  • 摘要：本文针对能源与动力工程领域广泛存在的多尺度现象,介绍了多尺度模拟的理论与应用.首先介绍了单一尺度数值方法在模拟多尺度问题时的不足,进而划分了多尺度系统和多尺度过程两类多尺度问题,总结了相应的多尺度数值方法.对过程多尺度问题提出"分区建模、界面耦合"的新方法,指出了不同数值方法间的信息传递是耦合模拟的关键.接着,介绍了多尺度耦合模拟的计算框架,以及状态耦合、通量耦合两类信息传递技术;并通过4个具体的实例,展示了多尺度数值方法在能源与动力工程领域的应用.最后,展望了多尺度模拟的发展前景,给出了进一步的研究方向.
  • 摘要：针对高功率密度电子设备热管理中存在的局部效应、界面效应和散热强化机制三个科学问题,本文从器件、界面、热沉以及系统等层次阐述了高功率密度电子设备热设计与热管理的原理与方法:(1)器件层次:建立了电子与声子耦合作用下电子器件热-电微观理论模型,阐明了器件温度特征随外加电压、材料、结构和冷却条件等因素的依变关系,提出了器件基板和壳体的结构与散热一体化设计思路,建立了基于高导热材料与技术的高功率密度器件热扩展冷却方法.(2)界面层次:建立了界面传热的理论分析与测试方法,阐明了接触表面粗糙度、平面度、材料属性和压力等对界面接触传热的影响规律,厘清了热界面材料导热率、流动性、结构等物理性质与接触热阻的依变规律,提出了界面接触热阻的表面粗糙度、平面度、压力、热界面材料综合调控方法.(3)热沉层次:阐明了冲击距离、射流孔间距、射流角度、出口数量对射流冲击冷却性能的影响规律,建立了基于表面结构、纳米流体的射流冲击强化方法.揭示了树枝状仿生复合多孔表面的相变强化机理,建立了多喷嘴喷雾相变冷却方法,发明了相变(微热管群或蒸汽腔热管)与单相(微通道)耦合的冷却方法.(4)系统层次:考虑典型电子设备的约束条件,系统地验证了器件、界面、热沉等新型散热方法,解决了新型散热方法的应用技术难题.综合集成运用这些方法与技术,系统地构建了器件—界面—热沉—系统多层次的高功率密度电子设备热设计与热管理方法.
  • 摘要：飞机结构寿命可靠性与飞行安全密切相关.本文从经济性和维修性生的要求出发,旨在保证飞机结构在使用寿命期间内,在规定的工作条件下完成规定的功能后,因疲劳断裂失效的可能性减至最低程度.将安全寿命设计与损伤容限设计有机结合,构建了飞机经济寿命耐久性模型,提出了飞机经济寿命可靠性评定原理,将飞机结构安全寿命可靠性评定发展为经济寿命可靠性评定,既能做到充分挖掘飞机结构潜力,又能保障飞机结构安全,为实现飞机长寿命,高可靠性和低成本的目标开辟了新的技术途径.
  • 摘要：中国经过30多年的城乡改造和发展,各地留存下来的传统建筑绝大部分都属于民间风土建筑,包括了城乡历史街区和历史村落中的传统建筑等.这些建筑及其历史环境除了少量被确定为保护对象,大都面临着生存危机和去留抉择.从这一世纪性进化难题的思考和应对出发,笔者认为抉择的前提是找到认知和分类的有效途径,因而率先提出了以民族、民系的语族-语支(方言)为背景的风土建筑谱系划分方法,从"聚落形态"、"宅院类型"、"结构特征"、"装饰母题及工艺"和"营造禁忌"等五个方面,探究各谱系分类的基质特征和分布规律.
  • 摘要：岩土体是重大工程的承载者、废弃物的处置场所、矿产资源的赋存体.岩土体灾变造成了巨大生命和财产损失,地下岩土体污染严重威胁人类的生存与发展,岩土体构造演变决定了矿产成藏.岩土体演变和灾变机制是中国重大工程建设及防灾减灾、环境保护、资源勘探与开采的重大科学问题,它受地球重力场支配,具有空间尺度大、时间跨度很长(污染物运移和地质构造演变等)或很短(地震、滑坡等)的特点,人类几乎不可能完整地观测岩土体大时空尺度演变和灾变过程,缩尺模型试验成为解决问题的不可或缺手段.本文在总结超重力试验技术应用于岩土体灾变、岩土体污染迁移演变、岩土体构造演变的现状研究基础上,提出了离心模拟产生的超重力场与常重力场的区别,即超重力效应,系统给出了岩土体灾变、污染物迁移和构造演变等超重力试验的基本原理.然后,介绍了ZJU400超重力离心机及机载装置.最后,给出了场地地震液化、降雨和水位升降引发的滑坡、污染物击穿屏障、海洋基础失效及盾构开挖面失稳的超重力试验及其在重大工程中的应用.
  • 摘要：合理的河流物质通量是河流系统健康的根本保障.针对新时期河流多功能协调的需求,提出了河流全物质通量的概念,分析了当今世界大河水沙变化的总体趋势;围绕河流物质通量对流域水沙变化响应这一重大科学问题,探讨了水沙运动过程中河流多种共存物质的相互作用、相互影响机制与效应研究的发展趋势,提出了河流全要素同步监测以及基于河流全物质通量开展河流系统研究与江河可持续管理的设想.
  • 摘要：材料的性能和特性是和其缺陷紧密联系在一起的.非晶材料具有复杂的长程无序结构和独特的物理、化学和力学性质.最近的研究表明非晶合金材料存在动力学"缺陷"--流变单元,类似于晶体中的结构缺陷.本文主要阐述非晶材料中动力学缺陷的发现、表征、流变单元与非晶材料性能和特征的关系、流变单元的调控乃至通过流变单元的设计来优化性能的最新进展和展望.

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