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  近日,中国科学院大连化学物理研究所催化与新材料研究中心研究员乔波涛、中科院院士张涛团队和新加坡国立大学教授颜宁、日本京都大学教授HiroyukiAsakura以及北海道大学教授MinGao合作,发现离子液体可增加单原子团聚的活化能、可调节金属单原子的氧化价态,从而开发出离子液体稳定的高效单原子催化剂。  负载型单原子催化剂(SACs)以其原子利用率最大化和活性位均一等特点而展现出优异的催化性能,现已成为多相催化领域的研究前沿与热点。如何有效地稳定单原子催化剂,是这一领域的研究难点。在目前已有的多例高温稳定单原子催化剂报道中,还没有对单原子进行稳定的通用策略。  离子液体可以提供“电子保护层”从而有效稳定纳米粒子。颜宁团队首次提出采用离子液体稳定单原子的策略,研究了几种常见离子液体对不同载体负载的Pt1单原子的稳定效果;随后与大连化物所乔波涛团队合作,在HAP负载Pd1单原子上也取得成功,并应用于具有重要应用背景的乙炔选择加氢反应中,在保持活性不变甚至略有提高的条件下,显著抑制了催化剂中Pd1单原子的团聚,大大改善了催化剂稳定性,证明了该方法的普适性。由于离子液体的物化性质可通过对阴阳离子的改变而调控,因此利用离子液体稳定单原子催化剂成为一种简单的稳定单原子催化剂的通用策略。  该研究为高稳定单原子催化剂的开发提供了新思路,相关成果在线发表于《化学》(Chem)上。大连化物所开发出离子液体稳定的高效单原子催化剂

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  土壤激发效应是指由有机物质加入所引起的土壤有机质分解在短期内剧烈改变的现象。激发效应能够调控土壤碳氮周转的速度,并影响植物、土壤微生物等对养分的获取和竞争,维持生态系统各组分间的养分平衡。作为全球变化的主要方面之一,日益严重的氮沉降对陆地生态系统的碳循环产生了巨大的影响,这其中也包括激发效应。然而,目前探究野外氮沉降对激发效应影响的研究非常有限。  基于此,中国科学院沈阳应用生态研究所人工林生态组研究团队以帽儿山老山落叶松人工林氮沉降固定样地为依托,探究了在不同形态氮沉降条件下我国北方典型森林土壤有机质分解的激发效应,发现土壤有机质的激发效应受外源碳添加量以及氮沉降形态的共同作用(如图)。有机氮沉降能够抑制葡萄糖添加所诱导的激发效应,并且随着外源碳添加水平增大,有机氮沉降对激发效应的抑制作用逐渐增强。与之相比,无机氮沉降以及无机有机混合氮沉降并没有对激发效应产生显著影响。有机氮沉降通过调控激发效应的方式降低了土壤有机碳的损失,从而促进土壤有机碳的积累,年净变化量达到外源碳输入量的27.2%。  该研究强调了外源碳输入量以及氮沉降的形态在调控土壤有机质激发效应中的重要作用。这一系列研究成果有助于揭示土壤有机质激发效应的碳氮耦合规律,为构建全球氮沉降条件下区域尺度的碳循环模型提供数据支持及理论基础。  该成果以OrganicNdepositionfavourssoilCsequestrationbydecreasingprimingeffect为题发表在PlantandSoil杂志上,田鹏为第一作者,王清奎为通讯作者。该研究得到国家重点研发项目、国家自然科学基金等的支持。  文章链接图:氮沉降形态及外源碳输入量对激发效应的影响。

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  中国科学技术大学姚宏斌、倪勇和俞书宏团队受自然界珍珠母层启发,运用仿生学原理构建仿珍珠母层隔膜以有效保护锂电池并降低安全隐患。该研究11月6日在线发表于《先进材料》。  在商业化锂电池中,多孔的聚烯烃因其优异的电化学稳定性而被广泛地用做锂离子电池隔膜。作为电池正负极之间防止短路的隔绝层,聚烯烃内部的多孔结构有利于电池在充放电过程中的锂离子通过,但也导致了隔膜较差的机械性能。尤其是当隔膜受到外部的局部冲击时,其性能和安全性难以保障。目前业界广泛使用陶瓷纳米颗粒涂层来提高聚烯烃隔膜的热稳定和对电解液的浸润性,然而受力分析表明,纳米颗粒涂层很难有效地抵抗局域化的外力冲击作用。  为改善锂电池的性能,研究人员在理解自然界珍珠母层高韧性原理的基础上,在聚乙烯隔膜表面构建仿珍珠层的“砖泥”有序结构。在受到外力冲击时,仿珍珠母涂层通过片片滑移有效扩大受力面积来耗散冲击的应力,从而有效地保护了隔膜内部孔结构,维持电池内部均匀的锂离子流。相对于传统锂电池,采用仿珍珠层隔膜的软包电池在冲击时表现出较小的开路电压变化和较好的循环稳定性以及高的安全性。  为进一步证实仿珍珠母层隔膜对商业化电池安全性的作用,研究团队对两种隔膜组装的软包电池进行冲击试验。与使用商业纳米颗粒涂层隔膜的软包电池相比,运用仿珍珠母层隔膜的软包电池显示出更低的瞬时开路电压变化和更快的电压恢复。研究结果表明,仿珍珠母层隔膜对电池具有良好的保护作用并且可以有效地降低安全隐患。该研究为今后提升锂电池的安全性开辟新途径。  (原载于《中国科学报》2019-11-15第3版综合)

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  记者14日从中国科学院西双版纳热带植物园获悉,该园研究人员在青藏高原最西侧的札达盆地发现了一批微小的叶片化石,通过对这批化石进行研究,揭示了青藏高原西端的干旱化过程。相关成果发表于SCIENCECHINAEarthSciences上。  据介绍,青藏高原隆升是新生代以来全球最重大的地质事件之一,它塑造了当今亚洲的地理和气候格局,并持续地驱动着环境和生物多样性的变化,植物大化石是记录这些变化最直接证据。近年来,中科院西双版纳热带植物园古生态研究组在青藏高原地区发现并报道了多个新生代化石植物群,为了解高原隆升和环境演化历史带来了全新的认识。然而,高原西部的广大地区至今没有新近纪化石的报道,影响了科研人员对这里环境和植被演变过程的了解。  青藏高原最西侧的札达盆地中富含一套连续的新生代晚期地层,在水流切割作用下形成了壮阔的“土林”景观。这里曾发现了披毛犀、三趾马等一系列震惊世界的哺乳动物化石。古生态研究组于札达野外考察过程中,在盆地北部香孜地区上新统地层中发现了一批微小的叶片化石。该组助理研究员黄健对这批化石进行了古植物学和古生态学研究。结果表明:札达香孜地区上新世时的植被以高原灌丛为主,锦鸡儿、绣线菊、栒子、金露梅、沙棘等小型叶落叶灌木是组成群落的主要成分。  研究人员基于化石类群及叶片形态特征组合,利用共存分析法和叶相-气候多变量程序分析法定量重建了该地上新世时的古环境。结果表明,该地区海拔在上新世时已与现在相近,但温度和降雨量均高于现在,并有明显季节性降水差异。上新世以来亚洲中部的干旱化,可能是该地植被从高原灌丛逐渐转变高原荒漠的驱动因素。

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  13日,来自49所首都高校、科研院所及部队院校的近6000名研究生新生和导师在人民大会堂现场聆听老一辈科学家的感人事迹,上了一堂生动的科学道德和学风建设课。  13日举办的2019年全国科学道德和学风建设宣讲教育报告会上,南京理工大学王泽山院士、陆军工程大学钱七虎院士、南开大学校长曹雪涛院士勉励广大师生矢志爱国奋斗,以爱国之情、报国之志,融入祖国发展的事业之中,培养诚信的科研品行、踏实严谨的工作作风。  70年来,中国科技事业呈现跨越式发展,离不开一代接一代怀揣科技报国理想的科学家们的努力奋斗。他们将科学研究与国家前途、民族命运和人民事业紧紧联系在一起,以对党、对人民的赤胆忠诚为共和国托起了无数星辰,他们创造的“两弹一星”精神、载人航天精神和西迁精神彪炳史册。  王泽山院士勉励大家,要把“不间断地思考”作为追求超越的一种工作学习方式,多问为什么、追问怎么做,追求问题本质并拓展思考。他告诫大家,在做科研过程中,要有责任感,学会包容和诚信,杜绝学术腐败、抄袭、造假,浮夸浮躁等背离科学精神的行为。  钱七虎院士说,“只有把个人的理想与国家和民族的前途命运紧密联系在一起,才能有所成就、实现价值!”“科学是老老实实的学问,容不得一点点的马虎和心浮气躁。”虽已82岁高龄,钱七虎院士仍心系国防建设与人才培养,展现了老一辈科技工作者的品格与境界。  曹雪涛院士鼓励科技工作者建立新学说、标立新学派、追求新境界,推动文化文明传承与创新,为构建人类命运共同体、实现可持续发展发出中国声音,走出中国道路,作出中国贡献。  会上,来自首都高校、科研院所的研究生新生和导师代表共同发出了《弘扬科学家精神,加强学风作风建设倡议书》。  此次报告会由中国科协、教育部、科技部、中科院、社科院、自然科学基金委和北京市人民政府共同主办。报告会还通过网络视频方式向全国各高校同步直播,各省(区、市)科学道德和学风建设宣讲教育领导小组组织了省(区、市)和高校(院所)分会场,据不完全统计,约80万研究生和研究生导师通过网络直播集中收看。

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  2007年,中国科学院金属研究所研究员张志东在英国《哲学杂志》(PhilosophicalMagazine)上发表论文,提出两个猜想,并在猜想基础上推定出三维伊辛模型的精确解。被《哲学杂志》审稿人评价为“过去几十年间,三维伊辛模型领域的最重要进展……可作为三维伊辛情况精确描述的一个基准”。论文发表后在国际学术界引起了强烈反响和学术争鸣。最近,张志东在三维伊辛模型精确解研究方面又取得新的进展。他与日本大学教授铃木理(OsamuSuzuki)、牛津大学教授诺曼·马赫(NormanH.March)合作,发展了一个三维伊辛模型的克利福德代数方法,通过证明四个定理,从正面支持了之前提出的两个猜想,进而表明在两个猜想基础上推定的精确解是正确的。张志东在最近的工作中证明了如下四个定理:  定理一(迹不变定理):当在原始的转移矩阵中的直乘增加k项单位矩阵,三维伊辛模型的配分函数改变一个因子2k。通过除法抵消这个2k因子,以保持迹不变。调节单位矩阵与其他矩阵的次序以分隔转移矩阵中不同排的e指数因子(每排包含n个晶格点)。每排的e指数因子被单位矩阵隔离开来,以致它们可以被看成转移矩阵的分矩阵而被分别处理。  定理二(线性化定理):对三维伊辛模型的每一排的分矩阵进行一个线性化过程。局部地,每一排的分矩阵中的非线性项可以被线性化。  定理三(局域变换定理):对三维伊辛模型的每一排的分转移矩阵进行一个局域变换。局域变换改变局部系统的规范,平庸化系统的非平庸拓扑结构,同时在三维伊辛模型的本征矢量上产生拓扑相因子。  定理四(对易性定理):在三维伊辛模型线性化过程和局域变换过程中算符的非对易性性质可以在约当-冯·诺依曼-维格纳机制的框架中应用约当代数处理成对易,通过对在时空中演化的三维伊辛模型的t个系统进行时间平均来实现。  题目为《三维伊辛模型的克利福德代数方法》的论文发表在国际数学刊物《应用克利福德代数研究进展》(AdvancesinAppliedCliffordAlgebras)上。这项工作从正面支持了张志东于2007年提出的两个猜想,表明在两个猜想基础上推定的精确解是正确的。这项工作建立了拓扑量子统计物理学;利用约当代数、时间平均,在(3+1)维度的约当-冯·诺依曼-维格纳机制框架内,通过拓扑变换和规范变换来处理三维多体相互作用体系的非平庸拓扑学问题。并且发现了三维多体相互作用体系的拓扑相因子。对理解物质之间的相互作用、拓扑学对物理性质的贡献、空间的本质、时间的自发产生等具有启发性的指导作用。相关工作对凝聚态物理、统计物理、高能物理、生物、计算机科学等领域的研究有着促进作用。  有序和无序是自然界普遍存在的两种状态,它们既矛盾对立又相互转化。在两个状态转变之间存在一个临界点。临界点附近存在着一些丰富有趣的临界现象。临界现象广泛存在于自然界中,例如,铁磁材料从顺磁态到铁磁态的转变;某些合金从无序到有序的转变;超导体从正常态到超导态的转变;水以及许多液体材料的临界点存在液态-气态共存;液体-液体两相体系中也存在两相共存的临界点,甚至生物体中DNA的折叠、病毒的传播、人工智能体系的计算,都存在着有序和无序的相变和临界现象。  伊辛模型是描述临界现象的一个基本模型,它考虑每一个自旋有两种可能的状态(自旋向上和自旋向下),自旋和自旋之间存在相互作用。伊辛模型可被推广用于研究连续的量子相变、基本粒子的超弦理论、动力学临界行为等。原则上,伊辛模型可以描述具有两种可能状态的个体,个体之间存在相互作用组成的多体体系。它甚至可以描述森林火灾、交通堵塞、股市涨落、舆情传播等社会学、经济学现象。  1920年德国科学家楞次教授提出“伊辛模型”,1925年楞次的学生伊辛发表了一维伊辛模型的精确解,所以该模型也被称为“楞次-伊辛模型”。这个方面的一个重要进展发生在1944年,美国科学家昂萨格教授得出了二维伊辛模型的精确解,第一次显示从非奇异性的哈密顿量出发可以在临界点出现物理函数的奇异性,被视作统计物理的重大进展。但是昂萨格的求解方法无法直接应用到三维伊辛模型的精确求解,遇到的根本性困难是在三维伊辛模型中存在着拓扑学问题。这个问题困扰了学术界近百年。  三维伊辛模型精确解研究相关论文链接:  1.提出两个猜想:Z.D.Zhang,PhilosophicalMagazine87(2007)5309.链接1  2.初探数学结构:Z.D.Zhang,ChinesePhysicsB22(2013)030513.链接2  3.证明四个定理:Z.D.Zhang,O.SuzukiandN.H.March,AdvancesinAppliedCliffordAlgebras29(2019)12.链接3三维伊辛模型的精确解:不同相互作用参数条件下比热与温度的依赖关系

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