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石墨烯基二氧化碳还原电催化材料研究进展

新型炭材料（中英文） 2024年第1期39卷 100-130页

作者：武泽林王聪伟张晓祥郭全贵王俊英中国科学院山西煤炭化学研究所中国科学院炭材料重点实验室山西太原030001 中国科学院大学北京100049 中国科学院大学太原能源材料学院山西太原030001

通过电化学方法来减少二氧化碳(CO_(2)),同时生产燃料和高附加值化学品,是一种克服全球变暖问题的有效策略,对于缓解能源和环境的双重压力具有重要的现实意义。由于CO_(2)稳定的分子结构,设计高选择性、高能效和低成本的电催化剂是关键... 详细信息

通过电化学方法来减少二氧化碳(CO_(2)),同时生产燃料和高附加值化学品,是一种克服全球变暖问题的有效策略,对于缓解能源和环境的双重压力具有重要的现实意义。由于CO_(2)稳定的分子结构,设计高选择性、高能效和低成本的电催化剂是关键。石墨烯及其衍生物因其独特且优异的物理、力学和电学性能,相对较低的成本,使其在CO_(2)电还原方面具有竞争力。此外,石墨烯基材料的表面可以通过使用不同的方法进行改性,包括掺杂、缺陷工程、构建复合结构和包覆形状。首先,本文综述了电化学CO_(2)还原的基本概念、评价标准,以及催化原理和过程。其次,简要介绍了石墨烯基催化剂的制备方法,并按照催化位点的类别,总结了石墨烯基催化剂近年来的研究进展。最后,对CO_(2)电还原技术未来发展方向进行了探讨与展望。

关键词：石墨烯二氧化碳还原电催化纳米材料可再生能源

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能源地理研究的发展与展望

地理学报 2024年第1期79卷 147-170页

作者：杨宇郭越樊杰刘毅中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院区域可持续发展分析与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

能源系统与人类社会的相互作用关系是能源地理研究的主要内容,涉及经济、政治、环境和文化等多个维度。能源的不均衡分布与空间流动及其环境效应吸引了地理学者的关注,同时地理学者又可以通过独特的视角与研究方法分析能源问题。能源地... 详细信息

能源系统与人类社会的相互作用关系是能源地理研究的主要内容,涉及经济、政治、环境和文化等多个维度。能源的不均衡分布与空间流动及其环境效应吸引了地理学者的关注,同时地理学者又可以通过独特的视角与研究方法分析能源问题。能源地理研究因人类在地球表层能源系统中的经济活动和地缘政治而兴起,又因全球气候变化的挑战和社会公平的讨论而进入新的繁荣阶段。由于中外所处的发展阶段不同,能源环境问题存在差异,又因学术氛围不同,所以学者们在关注视角和研究特色等方面存在不同侧重。国际能源地理研究以资源分布及经济地理研究为起点,在能源环境问题的牵引下逐渐形成了学术共同体,并在长期发展历程中出现了能源生产网络与能源流动、能源地缘政治与能源安全、能源转型与气候治理、能源正义与能源贫困等多元研究议题,可为中国学者提供诸多有益借鉴。中国能源地理研究从20世纪中叶起大致形成了“世界资源地理”和“部门经济地理”两个脉络的传统,并持续面向国家战略需求开展经世致用的应用研究,21世纪以来在碳排放与居民能源消费等方面的研究逐步与国际接轨。近年来,在强调“双碳”目标、能源转型和能源安全的背景下,能源地理研究迎来了新的发展机遇,但也存在学科内外部挑战。为了建设“能源地理学”,需要在传承宝贵传统的基础上,在理论和方法、咨询与智库研究、科普传播、人才队伍建设等方面有所创新。

关键词：能源地理发展脉络国际借鉴传承与创新

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经颅电刺激镇痛研究的现状及展望

生物化学与生物物理进展 2024年第5期51卷 1119-1133页

作者：邱义马炜玮张会娟涂毅恒中国科学院心理研究所中国科学院心理健康重点实验室北京100101 中国科学院大学心理学系北京100049

经颅电刺激技术是一种非侵入性神经调控方法,因其具有卓越的安全性、良好的患者依从性以及高度便携性等特点,被视为一种潜在的非药物镇痛手段。然而,目前对于经颅电刺激镇痛效果的研究结果不一致且镇痛机制尚未完全阐明。本文通过系统... 详细信息

经颅电刺激技术是一种非侵入性神经调控方法,因其具有卓越的安全性、良好的患者依从性以及高度便携性等特点,被视为一种潜在的非药物镇痛手段。然而,目前对于经颅电刺激镇痛效果的研究结果不一致且镇痛机制尚未完全阐明。本文通过系统归纳总结3种主要的经颅电刺激技术——经颅直流电刺激、经颅交流电刺激和经颅随机噪声刺激——在镇痛领域的研究进展,评估了这些技术对短时、急性和慢性疼痛的镇痛效果,并深入剖析了其潜在的镇痛机制。同时,本文系统讨论了既往研究的局限性,并对未来研究提出了一系列切实可行的建议,如借助电场模拟技术实现个性化刺激以克服不同个体头部解剖结构差异的影响、应用多位点刺激和深部脑刺激技术来拓展刺激脑区、搭建经颅电刺激技术同步神经影像平台以制定个体特异性的刺激方案并深入揭示其镇痛机制、探索与其他治疗技术的联合应用以提高疗效等。这些建议的实施将有助于解决当前研究中存在的问题,充分发挥经颅电刺激在疼痛治疗中的临床价值,最终实现患者疼痛的缓解。

关键词：经颅电刺激神经调控镇痛经颅直流电刺激经颅交流电刺激经颅随机噪声刺激

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睡眠稳态的电生理机制

生物化学与生物物理进展 2024年第2期51卷 369-377页

作者：肖雪陈栋刘佳丽王亮中国科学院心理健康重点实验室(中国科学院心理研究所) 北京100101 中国科学院大学心理学系北京100049

大脑需要稳态系统来维持神经元的正常活动。睡眠不足会影响到有机体的生理功能,因此清醒时不断累积的睡眠压力会迫使哺乳动物进入睡眠状态,长时间清醒(睡眠剥夺)则会延长或加深随后的睡眠,这一现象被称为睡眠稳态(sleep homeostasis)。... 详细信息

大脑需要稳态系统来维持神经元的正常活动。睡眠不足会影响到有机体的生理功能,因此清醒时不断累积的睡眠压力会迫使哺乳动物进入睡眠状态,长时间清醒(睡眠剥夺)则会延长或加深随后的睡眠,这一现象被称为睡眠稳态(sleep homeostasis)。探明睡眠稳态的电生理机制有利于改善睡眠,治疗相关疾病,但目前仍存在许多问题。鉴于此,本文围绕睡眠稳态的电生理机制,首先关注睡眠稳态公认的电生理标志物——慢波活动,接下来介绍神经元放电率的相关研究,最后从脑区差异、睡眠阶段、学习记忆和物种差异几个方面进行展望。

关键词：睡眠稳态慢波活动放电率电生理

农牧交错带村镇生活垃圾逆向物流模式的分异机制及空间优化

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地理学报 2024年第2期79卷 299-320页

作者：张健周侃中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院区域可持续发展分析与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

生活垃圾逆向物流是村镇生活垃圾治理的关键纽带。揭示生活垃圾逆向物流模式的空间分异机制、构筑经济高效的生活垃圾逆向物流体系,对农牧交错带生态安全格局稳定、村镇人居环境品质提升具有重要意义。以青海省海东市为实证对象,构建149... 详细信息

生活垃圾逆向物流是村镇生活垃圾治理的关键纽带。揭示生活垃圾逆向物流模式的空间分异机制、构筑经济高效的生活垃圾逆向物流体系,对农牧交错带生态安全格局稳定、村镇人居环境品质提升具有重要意义。以青海省海东市为实证对象,构建1499个村镇居民点的多源异构数据集,多尺度刻画垃圾治理效能地域非均衡性,应用多项逻辑斯蒂回归模型定量解析垃圾逆向物流模式空间分异的影响因素,并基于改进潜能模型的设施空间可达性评价,提出逆向物流模式空间优化方案。结果显示:海东市生活垃圾呈“局部集聚、总体分散”分布,垃圾治理效能滞后于原住居民生活需求,由湟水谷地中心向周边农区村镇、牧民定居点呈水平递减;农牧交错带地理环境高寒性与村镇聚落分散性,是阻碍集中式物流模式配置的根本原因;常住人口规模小、社会经济发展状态较差的村镇居民点是集中式物流模式配置的薄弱区域;充足的基层管理人员数量和年轻化干部群体,有利于落实村分散物流模式管理要求;海东市村镇居民点垃圾处理设施空间可达性偏低,应以城镇集中式、乡镇传导式、农牧分散式3类路径为遵循,采用集中式与分散式物流并举的调适策略进行逆向物流模式全局优化。建议以物流成本最小化、垃圾治理零胁迫为导向,兼顾各级物流节点功能特性分类施策,发挥县域垃圾逆向物流软硬件设施统筹职能,激活乡镇垃圾协同治理效能,强化村庄源头分类与就地消纳功能,营造减量化、资源化、无害化的生活垃圾逆向物流体系。

关键词：生活垃圾逆向物流空间分异形成机制农牧交错带青海省海东市

冷光学用大口径2 k×2 k红外探测器组件封装技术

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红外与激光工程 2024年第5期53卷 73-82页

作者：朱海勇曾智江孙闻赵振力范广宇季鹏张启庄馥隆李雪中国科学院上海技术物理研究所传感技术联合国家重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049

大面阵和长线列红外探测器已成为下一代红外探测器的发展方向之一,针对于大面阵探测器低温封装的难点,提出了一种大面阵探测器组件封装结构。对组件低形变窗口支撑结构、低噪声冷平台结构以及低漏热兼高可靠性的引线键合工艺等方面进行... 详细信息

大面阵和长线列红外探测器已成为下一代红外探测器的发展方向之一,针对于大面阵探测器低温封装的难点,提出了一种大面阵探测器组件封装结构。对组件低形变窗口支撑结构、低噪声冷平台结构以及低漏热兼高可靠性的引线键合工艺等方面进行了研究,以中波红外2 k×2 k探测器组件为研究对象,通过200 K窗口低温光学设计和低形变窗口帽支撑方式实现组件低背景杂散光抑制设计和窗口形变控制。采用SiC基板实现探测器工作温度波动控制和噪声抑制,5 min内探测器温度波动小于0.1 K,噪声等效温差(NETD)小于20 mK。为了降低引线漏热和增强引线可靠性,采用铂铱丝键合工艺,引线漏热相较于金丝和硅铝丝下降至1/10,制冷机功率由72 W降至39 W。引线随组件通过随机和正弦力学试验考核。解决了大面阵探测器封装中杂散光、大口径窗口形变、探测器噪声、引线漏热和强度等一系列问题,该组件已成功运用于某项目2 k×2 k探测器封装中。

关键词：红外探测器 2 k×2 k 铂铱丝杜瓦组件

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多重空间尺度的神经表征

生物化学与生物物理进展 2024年第3期51卷 590-597页

作者：吴文雅王亮中国科学院心理健康重点实验室(中国科学院心理研究所) 北京100101 中国科学院大学心理学系北京100049

空间环境具有多重尺度特性,具体分成可操作的近尺度空间、可导航的单视点空间和环境空间,以及大尺度的地理空间,有效表征不同尺度的空间环境对于人和动物的日常生活至关重要。空间尺度的表征与其对应的功能需求有关,近尺度空间表征由顶... 详细信息

空间环境具有多重尺度特性,具体分成可操作的近尺度空间、可导航的单视点空间和环境空间,以及大尺度的地理空间,有效表征不同尺度的空间环境对于人和动物的日常生活至关重要。空间尺度的表征与其对应的功能需求有关,近尺度空间表征由顶叶负责;可导航空间表征在海马和皮层都表现出从后往前的“由粗到细”的梯度性;抽象社会空间的尺度表征则表现出二分性。未来研究应关注空间尺度表征的时间动态性及其对认知地图存在形式的影响。

关键词：空间尺度近尺度空间可导航空间海马长轴梯度表征

高精度线扫式光谱共焦位移传感器光学系统设计

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光谱学与光谱分析 2024年第10期44卷 2900-2908页

作者：杨伟光张周锋齐美捷闫佳悦程默涵中国科学院光谱成像技术实验室中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 中国科学院大学北京100049

光谱共焦位移传感器是一种新型几何量精密测量传感器,具有高精度,高效以及非接触的技术优势,目前被广泛应用于微观或宏观几何量的精密测量。传统的几何量测量传感器采用接触式机械探针,对物体表面造成损伤,难以满足现代化制造业无损测... 详细信息

光谱共焦位移传感器是一种新型几何量精密测量传感器,具有高精度,高效以及非接触的技术优势,目前被广泛应用于微观或宏观几何量的精密测量。传统的几何量测量传感器采用接触式机械探针,对物体表面造成损伤,难以满足现代化制造业无损测量的需求。不同于传统的光学系统需要校正轴向色差,光谱共焦位移传感器利用轴向色差建立位移和波长之间的关系。然而目前针对光谱共焦位移传感技术的研究大多集中于点扫式,仅能获取单个点位的几何量信息,在实际应用中需要较大区域的精密测量,故而效率受到极大的限制,并且对后端数据处理要求较高,数据重构较为繁琐。针对该技术弊端,设计出一种线扫式光谱共焦位移传感器系统,达到了亚微米的分辨率。对线扫式光谱共焦位移传感器进行原理分析,开展了大量程色散物镜、高光谱分辨率成像光谱仪的详细设计。通过对色散物镜和成像光谱仪光路结构的优化及像差的平衡,使得全系统各视场RMS半径小于5.5μm,得到了很好的成像质量。结果表明,全系统在扫描线长10 mm,轴向量程范围3 mm,分辨率达到0.8μm。该研究在高效、高精度几何量精密测量领域具有广阔的应用前景。

关键词：精密测量光谱共焦色散物镜

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低秩聚类被动压缩鬼成像

光学精密工程 2024年第1期32卷 12-23页

作者：雷腾张义民马一哲丁学专吴滢跃王世勇中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049 中国科学院红外探测与成像技术实验室上海200083

低采样率下的高质量鬼成像(GI)对于科学研究和实际应用具有重要意义,为了在低采样率条件下重建高质量图像,提出了一种高质量的被动式压缩鬼成像重构算法(PCGI-LRC)。基于图像的非局域相似块堆叠而成的矩阵具有低秩和稀疏奇异值的假设,... 详细信息

低采样率下的高质量鬼成像(GI)对于科学研究和实际应用具有重要意义,为了在低采样率条件下重建高质量图像,提出了一种高质量的被动式压缩鬼成像重构算法(PCGI-LRC)。基于图像的非局域相似块堆叠而成的矩阵具有低秩和稀疏奇异值的假设,从理论和实验上证明了一种对最小二乘问题与非局域相似块低秩近似问题进行联合迭代求解的方法,能够在低采样率(6.25%~50%)条件下实现高质量鬼成像。实验结果表明:与基于稀疏基约束的GI(GI-SBC)和基于全变分约束的GI(GI-TVC)相比,PCGI-LRC在峰值信噪比、结构相似性系数和视觉观测等方面均更优,在抑制重构噪声的同时保持了目标的细节信息,其中PSNR提升效果优于1.1 dB,SSIM提升效果优于0.04。

关键词：鬼成像图像重构图像压缩单像素成像