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二聚酸离子液体作为水基润滑添加剂的摩擦学性能研究

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摩擦学学报 2025年第12期44卷 1739-1751页

作者：张铭建陈云龙李维民程顺峰青岛农业大学生命科学学院山东青岛 266041 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州 730000 淄博高端合成润滑材料创新中心山东淄博 255000

以不同链长的二元脂肪酸作为阴离子，以二异丙醇胺作为阳离子，合成了4种羧酸铵型离子液体(CAILs)，并研究了其作为水-二乙二醇(WDG)添加剂的溶解性和摩擦学性能，随后采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、聚焦离子束-透射电子显... 详细信息

以不同链长的二元脂肪酸作为阴离子，以二异丙醇胺作为阳离子，合成了4种羧酸铵型离子液体(CAILs)，并研究了其作为水-二乙二醇(WDG)添加剂的溶解性和摩擦学性能，随后采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、聚焦离子束-透射电子显微镜(FIB-TEM)、石英晶体微天平(QCM)和X射线光电子能谱(XPS)对试验后的磨痕进行二维形貌的观察和化学组成的分析. 结果表明：4种离子液体在水-二乙二醇中有良好的溶解性(>4.0%，质量分数)和稳定性. 此外，4种离子液体都能增强WDG的减摩性能，但只有二聚酸离子液体(DC36-DIPA)增强了WDG的抗磨性能，同时提高了WDG的承载能力(500 N)，表现出最佳的摩擦学性能. OM、SEM、FIB-TEM、QCM和XPS结果表明：质量分数0.5% DC36-DIPA在钢-钢摩擦副表面生成了厚度约为60~70 nm、以铁氧化物为主要成分的摩擦膜，这层摩擦膜通过DC36-DIPA分子在金属表面的吸附以及润滑剂与摩擦副之间的摩擦化学反应而形成，起到减摩抗磨的作用.

关键词：离子液体吸附摩擦化学反应润滑机制

华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通新元古代早期岩浆作用(ca.940~890Ma)序列与成因

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岩石学报 2025年第1期41卷 167-182页

作者：苏向东彭澎郑州大学生态与环境学院地热与生态地质研究中心郑州450001 中国科学院地质与地球物理研究所中国-巴西联合地学研究中心北京100029

华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通新元古代早期的岩墙和岩床及玄武岩(ca.940~890Ma)岩浆活动时间对比和古地磁研究结果表明,上述克拉通在新元古代可能相邻。这些阶段性岩浆作用的演化趋势和源区特征及其所反映的地质过程与构造... 详细信息

华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通新元古代早期的岩墙和岩床及玄武岩(ca.940~890Ma)岩浆活动时间对比和古地磁研究结果表明,上述克拉通在新元古代可能相邻。这些阶段性岩浆作用的演化趋势和源区特征及其所反映的地质过程与构造背景对进一步开展大陆重建有重要意义。本文系统总结和对比分析了两个克拉通新元古代镁铁质岩石的岩相学、地球化学和同位素年代学数据。研究发现,这些岩石大致可分为两类多期:(1)年龄较老(ca.940~920Ma)且演化的高Ti岩石(MgO2%),负Eu异常明显(Eu/Eu^(*)=0.7~1.0);(2)年龄较年轻(ca.915~890Ma)且较为原始的低Ti岩石(MgO>6.5%,TiO_(2)化学动力学过程,支持两个克拉通在该时期相邻。

关键词：华北克拉通圣弗朗西斯科-刚果克拉通新元古代大火成岩省

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土壤冻融过程中的水热参数化方案研究进展

高原气象 2025年第1期44卷 1-15页

作者：侯雅李伟平左金清中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 中国气象局气候预测研究重点开放实验室/国家气候中心北京100081

冻土是陆地冰冻圈的重要组成部分,其冻融循环变化能够影响土壤结构、土壤水热传输以及土壤生物化学等过程,并通过陆-气相互作用影响局地甚至全球天气气候。因此,研究土壤冻融过程对冻土区人类生产生活和了解区域外天气气候变化具有重要... 详细信息

冻土是陆地冰冻圈的重要组成部分,其冻融循环变化能够影响土壤结构、土壤水热传输以及土壤生物化学等过程,并通过陆-气相互作用影响局地甚至全球天气气候。因此,研究土壤冻融过程对冻土区人类生产生活和了解区域外天气气候变化具有重要的科学意义。本文回顾了土壤中的砾石、有机质对土壤冻融过程的影响及物理机制,总结了土壤冻融过程中水热参数化的相关研究成果,包括土壤导热率和水力学参数的计算、水热耦合方案以及冻融锋面计算方案等。相对于普通的矿物质土粒而言,砾石具有高导热率和低热容,有机质具有低导热率和高热容,他们对热量在土壤中的传输及土壤温度垂直分布有不同的影响。另外,砾石和有机质的存在改变了土壤孔隙度、土壤基质毛细作用与吸附作用,进而影响水分在土壤中的传输过程和垂直分布。已有研究表明:(1)当前大部分数值模式中土壤导热率采用Johansen方案及其派生方案进行计算,其中Balland-Arp方案考虑了砾石和有机质对土壤导热率的影响,该方案更好地刻画了土壤冻融过程中土壤导热率变化的连续性;综合考虑热-水-变形相互作用的导热率参数化方案可以较好地刻画土壤冻融过程中的水热耦合和土体冻胀的作用,对相变过程中土壤导热率变化特征的模拟更符合实际观测。(2)过冷水参数化方案刻画了土壤液态水在0℃以下存在的事实;相变温度方案描述了土壤相变温度低于0℃且不固定的事实;导水阻抗方案考虑了土壤冻结对土壤水分下渗的阻抗作用,改善了对冻土区水文过程的模拟效果。(3)土壤冻融过程伴随着水分的相变和能量的转化,水热耦合方案的发展能够较好地刻画土壤中热力-水文过程的协同变化特征,细化了对冻融过程中水分和能量相互作用的复杂物理机制的描述。(4)等温框架的数值模式通过模拟每层土壤中间深度的冻融过程代表该模式分层的整体特征,导致对冻融深度的严重高估或低估,尤其是对厚度较大的模式深层土壤,冻融锋面计算方案的提出和应用减小了这种模拟偏差。目前土壤冻融参数化方案的不足之处包括:绝大多数数值模式没有考虑土壤盐分导致土壤水的冰点降低这一事实;虽然大部分数值模式考虑了土壤有机质对土壤水、热传输的影响,但是模式中对土壤有机质含量及垂直分布的考虑与植被根系的生长状态脱节;模式模拟的土壤深度不足并且下边界通量为零的假定不符合实际情况。发展土壤溶质传输参数化方案以模拟盐分的分布、刻画植被根系生长过程和土壤有机质的分布特征、考虑深层土壤对浅层的热力学影响并完善数值模式中的下边界条件,这些是未来陆面模式改进土壤冻融过程模拟的可能方向。

关键词：土壤冻融过程参数化方案土壤导热率土壤水文参数冻融锋水热耦合

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自激式混合原子自旋振荡器的实验研究

原子与分子物理学报 2025年第4期42卷 108-112页

作者：马千金李二伟刘国宾中国科学院国家授时中心西安710600 中国科学院大学北京100049

基于碱金属-惰性气体混合自旋体系的原子共磁力计被广泛应用于寻找新相互作用、暗物质粒子等基础物理研究,以及惯性导航与生物磁探测等现实应用领域.基于Rb-Xe原子共磁力计,我们实现了一种自激式的混合原子自旋振荡器.其原理是在z轴方... 详细信息

基于碱金属-惰性气体混合自旋体系的原子共磁力计被广泛应用于寻找新相互作用、暗物质粒子等基础物理研究,以及惯性导航与生物磁探测等现实应用领域.基于Rb-Xe原子共磁力计,我们实现了一种自激式的混合原子自旋振荡器.其原理是在z轴方向上使用圆偏振光将碱金属原子极化,碱金属与惰性气体原子在高温下发生碰撞,进而将惰性气体的核自旋极化.当外磁场存在时,核自旋磁矩将在磁力矩的作用下以拉莫尔频率绕外磁场进动.在x方向上使用线偏振光进行探测,可得到原子自旋振荡信号,通过将光检信号放大、滤波、移相再施加到横向激励磁场线圈上,产生的交变磁场同步驱动核自旋进动,实现闭环自激的原子自旋无衰减振荡信号.本文从实验角度研究了该自旋振荡器的开环频率响应特性,及闭环状态下的自旋振荡频率移动随增益、相位参数变化的关系.实验结果与前期理论预期基本符合,并为提高该振荡器的频率稳定性提供重要参考.

关键词：原子自旋振荡器频移增益相位

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磁场下碳化物析出的热力学机制

原子与分子物理学报 2025年第4期42卷 121-130页

作者：廖已莹侯廷平杨雨豪郑一航于涛刘伍明吴开明武汉科技大学理学院武汉430081 冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室武汉430081 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 江汉大学光电材料与技术学院光电化学材料与器件教育部重点实验室武汉430056 中国科学院物理研究所北京100190

钢中碳化物的形成主要由合金元素的种类以及含量的决定,碳化物对钢铁材料的显微组织形态和力学性能有重要影响.磁场是影响碳化物析出规律发生改变的重要因素之一.以常见的碳化物M_(6)C(M=Fe,Mo)作为研究对象,利用第一性原理计算η-Fe_(... 详细信息

钢中碳化物的形成主要由合金元素的种类以及含量的决定,碳化物对钢铁材料的显微组织形态和力学性能有重要影响.磁场是影响碳化物析出规律发生改变的重要因素之一.以常见的碳化物M_(6)C(M=Fe,Mo)作为研究对象,利用第一性原理计算η-Fe_(2)C、Fe_(3)C、Fe_(2)Mo_(4)C、Fe_(3)Mo_(3)C-Ⅰ、Fe_(3)Mo_(3)C-Ⅱ和Fe_(4)Mo_(2)C等合金碳化物的磁矩,计算结果表明其中Fe_(4)Mo_(2)C的磁矩最大,达到了7.04μB.磁矩不仅由碳化物晶胞中Fe原子个数有关,还与Fe Wyckoff占位紧密相关.通过模拟计算碳化物的磁致磁热熔、磁熵、磁焓和磁自由能,从热力学角度对各碳化物进行分析,结果表明磁场会使碳化物的磁致磁热熔和磁熵增加;强磁场会降低M_(6)C的磁自由能进而提高其稳定性.此工作为研究核聚变材料磁性能提供理论基础和技术参考.

关键词：磁场碳化物析出相热力学机制

北宋定窑茶叶末釉的微观结构与矿物形态学研究

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岩矿测试 2025年第1期44卷 115-126页

作者：徐建业王富芳梁汉东李展平煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 清华大学分析中心北京100084 清华大学化学系有机光电子与分子工程教育部重点实验室北京100084

茶叶末釉古瓷作为最早出现的结晶釉之一,开展深入研究可明确其矿物晶体特征、呈色机理以及古代烧制工艺,丰富古陶瓷数据库。目前相关研究多来源于二十世纪末,样本稀少且囊括的年代和窑口严重不足,所用科学仪器多已淘汰,亟需更多实验分... 详细信息

茶叶末釉古瓷作为最早出现的结晶釉之一,开展深入研究可明确其矿物晶体特征、呈色机理以及古代烧制工艺,丰富古陶瓷数据库。目前相关研究多来源于二十世纪末,样本稀少且囊括的年代和窑口严重不足,所用科学仪器多已淘汰,亟需更多实验分析与数据支撑。本文采用光学显微镜(OM)、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、激光共聚焦拉曼光谱(LRS)、飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)等现代科学仪器对北宋定窑茶叶末釉样本中矿物晶体开展了分析和表征。结果表明,釉中主晶相与辽金龙泉务窑一致,为钙长石和辉石;釉面整体表现为酱-黑色釉基质富铁(Fe2O3含量均值9.73%)和矿物结晶富铁(Fe2O3含量均值11.33%),除α-Fe2O3和Fe3O4晶体等熔后重结晶矿物,还有铁镁尖晶石、残余高岭石等未融熔矿物,反演出制釉原料中有镁的加入以及烧成温度可能低于1200℃,异于前人高温烧制的观点。SIMS离子成像揭示了胎釉交界处为厚约20~80μm的钙长石晶体层,而非化妆土或玻璃态的致密反应层。研究揭示了茶叶末古瓷中Fe元素不均匀富集,部分区域过饱和而析出含铁矿物晶体,釉面颜色则主要由黄褐色的矿物晶体斑点和酱-黑色玻璃基质共同组成,同时ToF-SIMS在古瓷微区原位的形貌结构和元素分析上效果显著,能够辨别钙长石、碱性长石等微米级矿物。

关键词：茶叶末瓷矿物元素成像 ToF-SIMS LA-ICP-MS

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土壤中铬价态转化的影响因素与作用机制研究进展

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岩矿测试 2025年第1期44卷 35-50页

作者：陈俊茹沈亚婷刘菲国家地质实验测试中心北京100037 中国地质大学(北京) 北京100083 自然资源部生态地球化学重点实验室北京100037

土壤中铬(Cr)污染是全球性环境问题,六价铬Cr(Ⅵ)因其高毒性及致癌性而成为关注焦点。土壤中的Cr主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的形式存在,两者之间的转化受到诸如土壤pH值、氧化还原电位(Eh)、天然氧化还原剂、有机质和微生物的影响。随着工农... 详细信息

土壤中铬(Cr)污染是全球性环境问题,六价铬Cr(Ⅵ)因其高毒性及致癌性而成为关注焦点。土壤中的Cr主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的形式存在,两者之间的转化受到诸如土壤pH值、氧化还原电位(Eh)、天然氧化还原剂、有机质和微生物的影响。随着工农业活动的增多,土壤中的Cr浓度不断增加,并通过植物吸收进入食物链等多种途径,对生态系统和人体健康构成威胁。本文对Cr在全球范围内的污染现状及来源、土壤中Cr的不同价态及其毒性特征进行了评述,并分析了pH、Eh对土壤中Cr的具体存在形态与价态的影响,及天然氧化还原剂、有机质等因素利用自身化学性质充当电子供体或受体的角色对土壤中Cr价态进行转化的氧化还原机理,以及不同影响因素之间的相互作用关系,从而可以全面理解土壤中Cr价态转化的行为机制。此外,在对Cr价态影响因素深入了解的基础上,总结了以生物炭和纳米材料为代表的先进修复技术方法,这些材料和方法由于能够将Cr(Ⅵ)有效地还原为毒性较小的Cr(Ⅲ),从而降低生态环境风险,因而是一类具有巨大潜在应用价值的修复材料和修复方法,但大规模应用的可行性及其修复效果仍需要进一步验证。

关键词： Cr污染 Cr价态天然氧化还原剂有机质修复技术

2022—2023年虾类传染性肌坏死病毒(IMNV)流行情况调查

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渔业科学进展 2025年第1期46卷 183-193页

作者：徐瑞东夏继涛李萍余星潼姚亮李文强贾田畅张庆利海水养殖生物育种与可持续产出全国重点实验室(中国水产科学研究院黄海水产研究所)青岛海洋科技中心海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室农业农村部海水养殖病害防治重点实验室青岛市海水养殖流行病学与生物安保重点实验室山东青岛266071 中国农业科学院北京100081

2020年,由传染性肌坏死病毒(infectious myonecrosis virus,IMNV)引起的虾类传染性肌坏死(infectious myonecrosis,IMN)首次在中国暴发,使对虾养殖产业遭受了严重的经济损失。为掌握近年IMNV在我国的流行情况,2022—2023年间,本研究在... 详细信息

2020年,由传染性肌坏死病毒(infectious myonecrosis virus,IMNV)引起的虾类传染性肌坏死(infectious myonecrosis,IMN)首次在中国暴发,使对虾养殖产业遭受了严重的经济损失。为掌握近年IMNV在我国的流行情况,2022—2023年间,本研究在全国主要虾类养殖地区开展了IMNV流行病学调查,并利用分子生物学、组织病理学等方法对所采集的样本进行分析。在山东、江苏、浙江、海南、天津、广西、福建、河北等地开展流行病学调查并采集样品829份,所采集的样品包括凡纳对虾(Penaeus vannamei)、日本对虾(***)、中国对虾(***)与罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)等主要养殖虾类以及饵料、其他水产经济物种和养殖用水。采用TaqMan探针实时荧光定量PCR(TaqMan RT-qPCR)对所采集的样品进行了IMNV检测。调查中发现,患病对虾腹节或尾节骨骼肌出现IMN感染样的典型斑块状或弥散性白色坏死症状,凡纳对虾、日本对虾、中国对虾等主要养殖虾类中均可检测到IMNV阳性,阳性样品主要来自环渤海地区的山东、河北、天津等省市;除养殖虾类外,采集的虾类鲜活饵料(主要是中华卤虫Artemia sinica)和养殖场抽滤的近海海水中也可检测到IMNV阳性。2022年所采集样品中IMNV阳性检出率为6.27%(23/367),2023年所采集样品中IMNV阳性检出率为15.80%(73/462)。对TaqManRT-qPCR检测呈阳性的样品进行组织病理与原位杂交分析,病虾腹节和尾节发白肌肉组织切片中可见IMNV感染特征性凝固状坏死,且发生病理损伤的肌肉组织中有明显的IMNV探针蓝紫色杂交信号。本研究表明,2022—2023年间我国多省市的养殖对虾、生物饵料及近海海水中存在较高的IMNV阳性检出率,虾类养殖过程中需加强IMNV检测与监测预警,以降低其进一步扩散与流行危害风险。

关键词：传染性肌坏死病毒(IMNV) 流行病学 TaqManRT-qPCR 组织病理组织原位杂交

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基于血脑屏障靶向多肽的脑神经分析化学研究进展

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分析化学 2019年第10期47卷 1629-1638页

作者：黄嫣嫣赵睿北京分子科学国家研究中心中国科学院化学研究所中科院活体分析化学重点实验室中国科学院大学

将用于分析检测的分子或材料透过血脑屏障(Blood-brain barrier, BBB),使其高效靶向中枢神经系统,是实现原位、在体脑神经化学分析亟需解决的问题。多肽作为内源性生理活性物质,具有模块化的结构,不仅设计性强、构象可预测,而且利用固... 详细信息

将用于分析检测的分子或材料透过血脑屏障(Blood-brain barrier, BBB),使其高效靶向中枢神经系统,是实现原位、在体脑神经化学分析亟需解决的问题。多肽作为内源性生理活性物质,具有模块化的结构,不仅设计性强、构象可预测,而且利用固相合成方法可高效、低干扰地获得目标序列。以小分子多肽为穿梭工具,可将荧光分子、造影剂、纳米颗粒等高效、快速地转运到目标位置,为脑科学研究及相关疾病的检测、分子机制研究提供新方法和新技术。本文围绕BBB和多肽的特点,从BBB穿透途径和靶向多肽设计筛选方法出发,对近年来基于多肽(Peptide shuttles)的BBB靶向分析的研究进展进行了总结和评述,期望从分子、细胞到活体的角度为脑神经分析化学研究提供参考和借鉴。

关键词：血脑屏障多肽靶向分析亲和筛选评述