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冷冻光学显微镜技术在光合作用研究中的发展与应用

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物理学报 2024年

作者：张先骏日本东北大学理学研究科化学系麻省理工学院化学系

在植物中，光合作用的高效光电转化效率归因于色素蛋白复合体中所建立的强大捕光网络与灵活的能量转移机制。对色素蛋白复合体结构与功能的解析是光合作用研究中的重要方向，对人工光合作用研究和能源可持续发展战略具有指导意义。随着... 详细信息

在植物中，光合作用的高效光电转化效率归因于色素蛋白复合体中所建立的强大捕光网络与灵活的能量转移机制。对色素蛋白复合体结构与功能的解析是光合作用研究中的重要方向，对人工光合作用研究和能源可持续发展战略具有指导意义。随着冷冻电子显微镜的快速发展，大量复合体的精密结构得以解析。冷冻光学 (光谱) 显微镜是冷冻电子显微镜的重要互补技术，发展至今已有约35年的历史。该方法通过光谱特征可精确识别多种色素蛋白复合体，而低温成像不仅有效地抑制了单个复合体或细胞样品的光损伤，还限制了复合体中色素间的uphill能量转移，从而提高荧光量子收率。冷冻光学显微镜不仅成为表征单个蛋白质的结构动态与捕光功能的有力工具；还为可视化和定量复杂的光合成分在细胞体内的空间分布提供了可能性。因此，该技术的应用极大地发展了在微观尺度下分析色素蛋白结构与功能的研究领域，这对于光合作用研究体系的推进具有重大意义。本文从单分子光谱与单细胞光谱技术两方面总结了冷冻光谱显微镜技术在自然光合作用中的主要应用与取得的成果，其中包括：探究色素蛋白复合体的捕光功能与蛋白质动态的关联，复合体中能量异质性的表征，在细胞体内可视化光合蛋白的能量调控机制等。

关键词：光合作用光捕获能量调控冷冻光学显微镜单分子光谱

Pd_(20)Pt_(20)Cu_(20)Ni_(20)P_(20)高熵金属玻璃的热稳定性和热塑成形性

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稀有金属材料与工程 2024年第1期53卷 1-7页

作者： Cardinal Sandrine Pelletier Jean-Marc Kato Hidemi 里昂大学里昂国立应用科学学院法国里昂F-69621 东北大学金属材料研究所日本仙台980-8577

采用差示扫描量热法、X射线衍射和热力学分析研究了Pd_(20)Pt_(20)Cu_(20)Ni_(20)P_(20)高熵金属玻璃(HEMG)的热稳定性和热力学性能。结果表明,与其他经典贵金属基金属玻璃相比,Pd_(20)Pt_(20)Cu_(20)Ni_(20)P_(20)HEMG具有相当的性能... 详细信息

采用差示扫描量热法、X射线衍射和热力学分析研究了Pd_(20)Pt_(20)Cu_(20)Ni_(20)P_(20)高熵金属玻璃(HEMG)的热稳定性和热力学性能。结果表明,与其他经典贵金属基金属玻璃相比,Pd_(20)Pt_(20)Cu_(20)Ni_(20)P_(20)HEMG具有相当的性能和鲜明的特点。

关键词：高熵合金金属玻璃热塑性成形结晶

负责任研究与创新(RRI)预防原则缘何失能?——以日本核污水排海事件为例

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自然辩证法研究 2024年第8期40卷 83-91,113页

作者：曹东溟姜小慧吴俊杰东北大学科技哲学研究中心沈阳110819

预防原则作为“负责任研究与创新”(RRI)的元原则,旨在强调在应对创新与研究风险方面防患于未然才是“负责任”的本质内涵。日本此次不负责任的核污水排海行动反映了“负责任研究与创新”(RRI)预防原则的失能。具体表现在原则层次和实... 详细信息

预防原则作为“负责任研究与创新”(RRI)的元原则,旨在强调在应对创新与研究风险方面防患于未然才是“负责任”的本质内涵。日本此次不负责任的核污水排海行动反映了“负责任研究与创新”(RRI)预防原则的失能。具体表现在原则层次和实践框架层次上的未启动与未响应。原因在于利益相关者的利益同质化、科学理性的式微趋势、新的对话机制的缺位与困境等。“负责任研究与创新”理念的继续践行需要直面困境,谋求观念、概念以及方法论上的共识。

关键词：预防原则核污水排海负责任研究与创新(RRI) 利益相关者共识

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陕西耀县西墙村出土造像碑的图像学考察

美术文献 2024年第4期210卷 62-64页

作者：付恩浩日本东北大学文学研究科日本仙台980-8576

文章主要关注陕西省铜川市耀县西墙村的荔非郎虎任安保六十人造像碑碑座以及邑子一一五人造像碑碑身部分“虽多宝彰现于双林,释迦曜形于净饭,未以遇也”的造像愿文,尝试通过愿文考察二碑中的城池图以及其他碑身部分的图像,分析造像主旨... 详细信息

文章主要关注陕西省铜川市耀县西墙村的荔非郎虎任安保六十人造像碑碑座以及邑子一一五人造像碑碑身部分“虽多宝彰现于双林,释迦曜形于净饭,未以遇也”的造像愿文,尝试通过愿文考察二碑中的城池图以及其他碑身部分的图像,分析造像主旨,以期为考察耀县一带造像碑的立碑思路带来新的启示。

关键词：西墙村荔非郎虎任安保六十人造像碑城池图造像愿文

《德意志意识形态》手稿是“马克思口述、恩格斯笔录”的产物——驳黑泷正昭对大村假说的批评

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中共历史与理论研究 2024年第1期 188-213,229,230页

作者： [日]大村泉孙佳(译) 陈浩(校) 日本东北大学清华大学

黑泷正昭曾撰文批评大村假说,认为《德意志意识形态》手稿不是“马克思口述、恩格斯笔录”的产物,本文尝试对此批评展开反批评。黑泷指出,他仔细检讨了笔者对假说的证明过程,发现笔者并未能成功证明此假说。但是黑泷对其中两大关键性证... 详细信息

黑泷正昭曾撰文批评大村假说,认为《德意志意识形态》手稿不是“马克思口述、恩格斯笔录”的产物,本文尝试对此批评展开反批评。黑泷指出,他仔细检讨了笔者对假说的证明过程,发现笔者并未能成功证明此假说。但是黑泷对其中两大关键性证据的批评无法令人信服。第一大证据在于,手稿中出现了许多即时异文,这在恩格斯单独执笔的手稿中较少发现,而在马克思单独执笔的手稿中却屡见不鲜。事实上,该手稿中即时异文的出现频率是《1844年经济学哲学手稿》的两倍。为什么会发生这样的情况,黑泷对此并未加以考察。第二大证据在于,手稿中出现了许多德文同音异义词的混淆错误,笔者给出了6处例证。黑泷认为其中4处不应视为对同音异义词的替换更正,黑泷的这一看法要么以假定一份原本并不存在的手稿存在为前提,要么以否认恩格斯替换更正同音异义词这一事实为前提。因而笔者无法承认黑泷的批评是基于学术检讨做出的。

关键词：《德意志意识形态》手稿马克思口述恩格斯笔录即时异文同音异义词混淆

大学生体力活动水平与抑郁症状关联的队列研究

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中国学校卫生 2024年第3期45卷 406-410页

作者：徐勇进黄聪许亚萍杨光浙江大学体育学系杭州310000 日本东北大学医学系研究科浙江大学公共体育与艺术部东北师范大学中国运动流行病学研究中心

目的探究大学生体力活动水平与抑郁症状之间的纵向关联,为促进大学生身心健康提供参考依据。方法采用队列研究设计,于2017年在沈阳师范大学对1415名大学生进行基线调查,2018—2020年进行追踪调查,分别使用国际体力活动问卷-短卷(IPAQ-SF... 详细信息

目的探究大学生体力活动水平与抑郁症状之间的纵向关联,为促进大学生身心健康提供参考依据。方法采用队列研究设计,于2017年在沈阳师范大学对1415名大学生进行基线调查,2018—2020年进行追踪调查,分别使用国际体力活动问卷-短卷(IPAQ-SF)和抑郁自评量表(SDS)评估大学生的体力活动与抑郁症状,根据基线体力活动水平(MET·h/周),受试者被分为T1组(≤36.4)、T2组(>36.4~89.3)、T3组(>89.3)。采用Logistic回归分析探索大学生基线体力活动水平与随访期间发生抑郁症状风险的关联。结果在2018—2020年累计有852名(60.2%)的受试者存在抑郁症状,T1、T2、T3组的抑郁症状人数分别为324,268,260人。调整人口统计学指标、生活习惯、健康相关因素以及基线抑郁症状等协变量后,二元Logistic回归分析结果显示,与T1的大学生相比,参与更多体力活动的大学生发生抑郁症状的风险更低,分别可降低34.2%[T2:OR值(95%CI)=0.658(0.500~0.866)]和38.9%[T3:OR值(95%CI)=0.611(0.465~0.804)](P值均大学生体力活动水平与抑郁症状发生率之间呈负相关,与T1相比,较高的体力活动水平可分别降低39.6%[T2:OR值(95%CI)=0.604(0.445~0.820)]和37.7%[(T3:OR值(95%CI)=0.623(0.459~0.846)]抑郁症状发生率(P值均大学生中,体力活动水平与抑郁症状的关联无统计学意义(P值均>0.05)。结论大学生体力活动水平与抑郁症状呈负相关。学校应适当提高大学生体力活动水平,以降低抑郁症状的发生风险。

关键词：运动活动抑郁精神卫生队列研究回归分析学生

基于长寿期压水堆的新型可燃毒物材料组合研究

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核动力工程 2024年第2期45卷 35-41页

作者：童吉曲泠怡谢金森徐士坤于涛南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001 南华大学湖南省数字化反应堆工程技术研究中心湖南衡阳421001 日本东北大学回旋加速器与放射性同位素研究中心日本宫城仙台980-8578

长寿期压水堆采用单一可燃毒物组件的设计不是最优选择。为满足长寿期压水堆中可燃毒物对反应性控制的综合需求,本文针对具有较好中子学性能的新型可燃毒物^(231)Pa_(2)O_(3)、PACS-J、PACS-L、^(167)Er_(2)O_(3)和^(157)Gd_(2)O_(3)进... 详细信息

长寿期压水堆采用单一可燃毒物组件的设计不是最优选择。为满足长寿期压水堆中可燃毒物对反应性控制的综合需求,本文针对具有较好中子学性能的新型可燃毒物^(231)Pa_(2)O_(3)、PACS-J、PACS-L、^(167)Er_(2)O_(3)和^(157)Gd_(2)O_(3)进行组合研究。结果表明,采用“快燃耗”与“慢燃耗”可燃毒物进行组合的组件可以达到更优的结果。其中对于“低富集度”下的燃料组件,可以选用^(231)Pa_(2)O_(3)与PACS-J、PACS-L与^(167)Er_(2)O_(3)的组合方案;对于“高富集度”下的燃料组件,可以选用^(231)Pa_(2)O_(3)与PACS-J、^(157)Gd_(2)O_(3)和^(167)Er_(2)O_(3)的组合方案。因此,本文通过对“快燃耗”与“慢燃耗”可燃毒物组合设计,可实现对长寿期压水堆初始剩余反应性控制、反应性平缓释放及增加燃耗深度的要求。

关键词：新型可燃毒物可燃毒物组合快燃耗慢燃耗

生物质和塑料加氢脱氧制备燃料和化学品的双金属催化剂研究进展

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第7期62卷 1-31页

作者：刘露杰刘奔中川善直刘斯宝王亮藪下瑞帆冨重圭一浙江大学化学工程与生物工程学院生物质化工教育部重点实验室浙江杭州310027 日本东北大学(Tohoku University)工学部应用化学系仙台日本福建师范大学环境与资源学院聚合物资源绿色循环利用教育部工程研究中心福建省污染控制与资源循环利用重点实验室福建福州350007 日本东北大学(Tohoku University)材料科学高等研究所仙台日本复旦大学化学系上海200433

在全球致力于实现碳中和的大背景下,生物质和废弃塑料的高值化利用已成为科研领域的研究热点.加氢脱氧反应(HDO),作为实现这一目标的重要途径之一,通过精准解离C-O/C-C键,为生产燃料和化学品提供了有效方法.在HDO过程中,C-O键的氢解及... 详细信息

在全球致力于实现碳中和的大背景下,生物质和废弃塑料的高值化利用已成为科研领域的研究热点.加氢脱氧反应(HDO),作为实现这一目标的重要途径之一,通过精准解离C-O/C-C键,为生产燃料和化学品提供了有效方法.在HDO过程中,C-O键的氢解及不饱和键的氢化是主要步骤,而C-C键的氢解则是需要避免的副反应.与简单的氢化反应相比,HDO过程需要具有双功能特性的催化剂,特别是当目标产物为含氧化合物时,催化剂的区域选择性至关重要.近年来,双金属催化剂在生物质及其衍生物以及含氧塑料废弃物和聚合物的HDO过程中的应用受到广泛关注.通过深入理解金属纳米颗粒与金属氧化物之间的协同作用和强相互作用,双金属催化剂的理性设计取得了显著进展.特别是,部分金属氧化物(如ReO_(x),WO_(x),MoO_(x),FeO_(x))与贵金属(如Ir,Pt,Ru)之间存在的强相互作用,不仅促进了C-O键的断裂,还有效保留了C-C键,为催化剂的高活性和高选择性奠定了基础.通过调整催化剂组成、使用小比表面积的载体等方法,可以进一步优化催化剂性能.本综述聚焦于金属氧化物改性的贵金属催化剂在HDO反应中的最新研究进展,特别是总结了Ir、Pt和Ru基催化剂在HDO反应中的应用.由于这类催化剂的结构和性能能够精确控制,并且每种催化剂都具备独特的选择性,因此被广泛应用于生物质衍生物和塑料废弃物的HDO过程中.本文总结了双金属催化剂的结构特点、HDO反应机制、催化剂结构与催化性能之间的关联,以及这些催化剂在高附加值化学品生产中的实际应用.我们以甘油和1,2-丙二醇的氢解为模型反应,深入探讨了基于Ir、Pt和Ru的双金属催化剂的催化性能、结构特点和催化机理.这些催化剂在温和条件下实现了高效的氢脱氧反应,有效抑制了C-C键的断裂,并优化了化学选择性和区域选择性.双金属催化剂在生物质精炼和塑料/聚合物转化方面展现出广泛的适用性.本文还介绍了其在木质纤维素衍生原料、羰基化合物以及聚碳酸酯等塑料中的应用.然而,双金属催化剂的稳定性在实际应用中仍面临挑战,如金属烧结、浸出、积碳及金属-金属氧化物界面的重构等问题.因此,未来的研究重点是开发高效的再生方法和高度稳定的催化剂.综上所述,金属氧化物改性的贵金属催化剂在HDO反应中展现出巨大潜力.通过深入研究和优化,有望为生物质和塑料的高值化利用提供有效解决方案.本文旨在为双金属催化剂的理性设计和优化提供参考,以期推动生物质和塑料的高值化利用技术的进一步发展和应用.

关键词：加氢脱氧氢解双金属催化剂生物质衍生物塑料废弃物

基于贝叶斯理论的钢筋UHPC梁抗剪承载力概率模型

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工程力学 2024年

作者：陈文广唐子鸣杨程凯丁尧余江滔俞可权同济大学土木工程学院东北大学城市与建筑学系

超高性能混凝土（UHPC）梁抗剪承载力是UHPC结构设计和安全性评估的关键指标，对其进行准确预测具有重要意义。然而由于抗剪机理的复杂性，至今未有统一的计算理论和设计方法。本文基于贝叶斯理论研究建立了钢筋UHPC梁抗剪承载力概率模... 详细信息

超高性能混凝土（UHPC）梁抗剪承载力是UHPC结构设计和安全性评估的关键指标，对其进行准确预测具有重要意义。然而由于抗剪机理的复杂性，至今未有统一的计算理论和设计方法。本文基于贝叶斯理论研究建立了钢筋UHPC梁抗剪承载力概率模型。首先收集了国内外155根UHPC梁的抗剪试验数据，选定JGJ/T 465-2019规程、法国AFGC-2013规范、日本JSCE-2006规范和瑞士SIA-2016规范中的计算公式作为贝叶斯先验模型，并对规程规范公式的精度和适用性进行了评估分析；然后采用贝叶斯方法综合样本信息和先验信息，引入偏差修正项更新先验模型，建立钢筋UHPC梁抗剪承载力后验概率模型；最后联合模型修正的试验数据和扩展收集的28组试验数据双向验证了概率模型的有效性和优越性。结果表明：贝叶斯方法充分利用了参数的先验信息，同时很好地考虑了不确定性，与先验模型相比，贝叶斯概率模型计算结果与试验数据吻合更好，且随机性显著减小，可以更合理准确地反映UHPC梁的抗剪承载力。在此基础上，运用蒙特卡罗模拟法（MCS）对钢筋UHPC梁抗剪承载力开展了可靠度分析，并基于目标可靠度校核得到抗力分项系数。

关键词：超高性能混凝土梁抗剪承载力贝叶斯理论概率模型可靠度分析