2008 年 度 SCI 国 内 期 刊 影 响 因 子 排 序 ( 大 陆 地 区 ) Abbreviated Journal Title JCR Data Eigenfactor TM Metrics Rank (linked to journal information) ISSN Impac

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2 2008 年 度 SCI 国 内 期 刊 影 响 因 子 排 序 ( 大 陆 地 区 ) Abbreviated Journal Title JCR Data Eigenfactor TM Metrics Rank (linked to journal information) ISSN Impact 5-Year Cited Eigenfactor TM Article Total Cites Factor Impact Articles Half-life Score Influence TM Factor Score 1 CELL RES COMMUN COMPUT PHYS FUNGAL DIVERS WORLD J GASTROENTERO ASIAN J ANDROL TRANSPORTMETRICA EPISODES CHINESE PHYS J ZHEJIANG UNIV-SC B ACTA PHARMACOL SIN ACTA GEOL SIN-ENGL ACTA PHYS SIN-CH ED ACTA BIOCH BIOPH SIN SCI CHINA SER G CHINESE J CHEM ACTA MECH SINICA J MATER SCI TECHNOL PEDOSPHERE J INTEGR PLANT BIOL CHINESE MED J-PEKING J COMPUT MATH CHINESE PHYS LETT SCI CHINA SER D J ENVIRON SCI-CHINA CHINESE J CATAL CHINESE J ASTRON AST CHINESE SCI BULL INSECT SCI ACTA CHIM SINICA ADV ATMOS SCI ASIAN J SURG BIOMED ENVIRON SCI ACTA PHYS-CHIM SIN SCI CHINA SER F CHINESE J ORG CHEM SCI CHINA SER C CHINESE J POLYM SCI CHINESE J STRUC CHEM CHINESE J GEOPHYS-CH

3 主 题 文 章 2008 年 度 SCI 国 内 期 刊 影 响 因 子 排 序 ( 大 陆 地 区 ) 纳 米 材 料 绿 色 制 版 技 术 - 从 基 础 研 究 到 技 术 创 新 烤 瓷 牙 真 的 不 安 全 吗? 三 聚 氰 胺 及 牛 奶 品 质 的 快 速 检 测 新 技 术 管 轶 最 新 Nature 文 章 证 实 新 流 感 确 实 来 自 猪 封 2 封 底 科 普 天 地 POPs 的 来 源 转 化 及 危 害 抗 流 感 兵 器 谱 9 10 年 青 的 世 界 染 料 权 威 蒲 尔 金 环 氧 树 脂 胶 黏 剂 化 学 : 呵 护 与 珍 爱 的 朋 友 冷 聚 变 简 介 低 能 异 常 核 反 应 研 究 的 最 新 进 展 中 学 微 型 气 体 实 验 仪 SOD 超 氧 负 离 子 清 道 夫 碘 元 素 的 生 理 功 能 及 应 用 大 众 科 学 公 布 2009 年 度 发 明 冷 艳 杀 手 :8 种 致 命 病 原 体 显 微 照 片 漫 谈 染 料 反 冲 小 车 谁 能 千 杯 不 醉? 达 菲 是 怎 么 炼 成 的 科 学 动 态 科 学 家 警 告, 热 带 地 区 是 甲 型 H1N1 流 感 变 异 的 热 点 地 区 气 候 变 化 到 2030 年 可 能 导 致 每 年 死 亡 50 万 人 JCV: 甲 型 H1N1 流 感 病 毒 病 原 学 研 究 中 国 成 功 分 离 甲 流 病 毒 毒 株 测 定 全 基 因 组 序 列 JMC: 卤 键 在 药 物 设 计 中 的 潜 在 应 用 Nano Letters: 纳 米 孔 道 离 子 通 道 研 究 Nature: 过 氧 化 氢 具 有 集 结 白 血 球 功 效 电 纺 制 备 钯 纳 米 颗 粒 / 碳 纳 米 纤 维 复 合 材 料 及 催 化 性 能 研 究 获 新 成 果

4 化 学 元 素 家 族 又 添 新 丁 符 号 暂 定 Uub 无 需 酶 帮 助 就 能 复 制 的 DNA 样 的 分 子 建 立 一 个 墨 镜 王 国 的 一 种 矿 物 质 中 科 院 发 布 我 国 面 向 2050 年 科 技 发 展 路 线 图 JBC:Arx 蛋 白 质 在 细 胞 核 定 位 分 子 机 理 及 调 控 方 式 研 究 PLoS 综 合 : 英 调 查 显 示 全 球 学 术 不 端 行 为 普 遍 中 国 科 学 院 长 春 应 用 化 学 研 究 所 在 金 标 纳 米 粒 子 应 用 于 生 物 芯 片 研 究 方 面 取 得 新 进 展 Nature Methods: 实 验 用 数 据 库 与 搜 索 引 擎 区 别 影 响 蛋 白 质 组 实 验 结 果 MCP: 蛋 白 质 组 网 络 中 信 号 长 春 应 用 化 学 研 究 所 首 创 两 相 热 法 制 备 磁 性 四 氧 化 三 锰 纳 米 晶 化 学 所 成 功 研 制 多 比 特 有 机 场 效 应 晶 体 管 存 储 器 件 Nature: 甲 型 H1N1 流 感 病 毒 外 形 为 杆 状 而 非 球 状 科 学 家 制 备 出 光 能 纳 米 分 子 马 达 自 然 社 论 : 动 物 源 性 疾 病 监 控 网 络 亟 需 加 强 德 国 科 学 家 证 实 : 饮 酒 6 分 钟 酒 精 可 上 头 Nature Medicine: 发 现 癌 症 患 者 疼 痛 的 分 子 机 制 中 国 在 国 际 学 术 杂 志 发 表 的 论 文 日 渐 增 加 在 雪 貂 中 比 较 猪 流 感 和 季 节 性 流 感 Angew. Chem. Int. Ed. 在 分 子 水 平 表 面 上 可 逆 控 制 细 胞 黏 附 的 方 法 PNAS: 研 制 出 具 有 癌 症 检 测 功 能 电 子 鼻 化 学 学 科 发 展 报 告 近 两 年 我 国 化 学 学 科 取 得 的 进 展 49 董 川 开 讲 牛 顿 定 律 的 人 文 启 示 57

5 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 纳 米 材 料 绿 色 制 版 技 术 从 基 础 研 究 到 技 术 创 新 会 推 出 新 的 替 代 技 术 和 产 品, 因 而 国 内 的 研 发 长 期 处 于 被 动 跟 踪 阶 段 而 难 以 得 到 推 广 应 用 要 想 摆 脱 以 上 被 动 局 面, 必 须 走 跨 越 发 展 的 道 路 目 前 我 国 印 刷 制 版 行 业 主 要 采 用 激 光 照 排 制 版 系 统, 而 从 国 外 引 进 的 CTP 系 统 也 逐 年 增 多 激 光 照 排 和 CTP 制 版 的 技 术 路 线 分 别 如 下 : 作 者 简 介 : 宋 延 林, 男, 年 3 月 生, 年 7 月 获 北 京 大 学 理 学 博 士 学 位,1996 年 7 月 年 7 月, 清 华 大 学 化 学 系 博 士 后 现 任 中 国 科 学 院 化 学 研 究 所 研 究 员 博 士 生 导 师, 新 材 料 实 验 室 主 任 主 要 研 究 方 向 为 有 机 信 息 功 能 材 料 聚 合 物 光 子 晶 体 和 纳 米 界 面 材 料 已 发 表 学 术 论 文 10 0 余 篇 ; 申 请 发 明 专 利 40 余 项, 授 权 专 利 25 项 应 邀 为 World Scientific 出 版 社 Nova Science Publishers 撰 写 专 著 获 2005 年 2008 年 国 家 自 然 科 学 二 等 奖 2004 年 北 京 市 自 然 科 学 一 等 奖 ;2006 年 获 国 家 杰 出 青 年 科 学 基 金 资 助 激 光 照 排 技 术 工 艺 流 程 图 一 中 国 印 刷 业 : 辉 煌 与 困 境 印 刷 术 作 为 我 国 古 代 的 四 大 发 明 之 一, 为 人 类 进 步 和 文 明 传 播 做 出 了 巨 大 贡 献 但 随 着 西 方 基 于 感 光 材 料 的 照 相 制 版 激 光 照 排 等 技 术 的 发 展, 我 国 印 刷 技 术 的 发 展 远 远 落 后 世 界 先 进 水 平 王 选 院 士 研 发 推 广 的 汉 字 激 光 照 排 系 统 让 中 国 的 印 刷 业 告 别 铅 与 火, 迎 来 光 与 电, 引 起 中 国 现 代 印 刷 技 术 的 一 次 革 命, 为 行 业 进 步 和 国 民 经 济 发 展 做 出 了 重 要 贡 献 目 前, 中 国 印 刷 业 已 经 发 展 成 为 对 我 国 国 民 经 济 有 重 要 影 响 的 行 业 之 一, 2007 年 我 国 印 刷 工 业 总 产 值 达 到 4600 亿 元 ( 中 国 印 刷 年 鉴 2008 ), 且 在 年 间, 中 国 印 刷 行 业 总 产 值 平 均 年 增 长 率 为 16.7%( 印 刷 工 业,2009,11-18) 这 样 快 速 发 展 的 巨 大 市 场 对 具 有 自 主 知 识 产 权 的 先 进 印 刷 技 术 提 出 了 迫 切 需 求 近 年 来, 数 字 化 网 络 化 的 快 速 环 保 印 刷 技 术 成 为 印 刷 行 业 的 发 展 趋 势, 国 外 开 发 的 计 算 机 直 接 制 版 (Computer To Plate,CTP) 技 术 成 为 取 代 激 光 照 排 的 最 具 代 表 性 的 先 进 技 术, 但 由 于 核 心 技 术 被 国 外 企 业 垄 断, 设 备 和 耗 材 价 格 昂 贵, 让 大 多 数 的 中 国 企 业 望 而 却 步 国 内 虽 然 有 不 少 研 究 单 位 开 展 相 关 研 究 工 作, 但 主 要 是 以 国 外 的 技 术 路 线 设 备 和 材 料 ( 特 别 是 版 材 ) 为 跟 踪 模 仿 对 象, 走 仿 制 替 代 和 国 产 化 的 道 路 不 仅 存 在 知 识 产 权 问 题, 而 且 由 于 国 外 大 型 跨 国 公 司 拥 有 雄 厚 的 研 发 力 量 和 技 术 储 备, 每 当 国 内 的 仿 制 接 近 国 外 水 平 时, 国 外 企 业 就 CTP 技 术 工 艺 流 程 图 激 光 照 排 和 CTP 技 术 的 材 料 基 础 都 主 要 是 基 于 感 光 材 料, 因 此 不 可 避 免 地 存 在 由 此 带 来 的 感 光 显 影 定 影 冲 洗 等 复 杂 过 程 和 避 光 操 作 的 繁 琐 工 艺, 并 因 化 学 品 清 洗 引 起 严 重 的 环 境 污 染 问 题 : 即 使 声 称 已 经 过 环 保 优 化 的 CTP 制 版 机 冲 洗 每 平 方 米 版 材 也 需 要 化 学 品 约 300 毫 升, 包 括 显 影 液 补 充 液 定 影 剂, 其 中 金 属 银 浓 度 为 每 升 6-10 克 ( 视 冲 版 量 而 定 ), 铝 含 量 为 每 公 升 0.5 克 左 右, 虽 然 一 般 的 做 法 是 把 废 液 中 和 后 排 放, 但 仍 会 对 环 境 造 成 严 重 影 响 每 年 全 国 排 放 的 化 学 废 液 达 数 十 万 吨, 其 中 含 金 属 银 数 百 吨, 铝 数 十 吨, 造 成 严 重 的 环 境 污 染 和 资 源 浪 费 二 技 术 创 新 : 源 于 基 础 研 究 要 解 决 现 有 印 刷 制 版 过 程 中 的 污 染 等 问 题, 能 否 摆 脱 感 光 成 像 的 技 术 思 路 实 现 印 刷 制 版, 成 为 问 题 的 关 键 我 们 课 题 组 长 期 从 事 信 息 存 储 材 料 研 究, 对 信 息 材 料 的 设 计 制 备 存 储 及 其 机 理 研 究 有 长 期 的 积 累 从 原 理 上 讲, 所 有 的 信 息 存 储 可 以 转 化 为 二 进 制 的 0 1 语 言 方 式, 即 信 息 记 录 区 和 非 记 录 区 要 有 明 显 差 异 的 物 理 化 学 性 质 对 印 刷 过 程 而 言, 就 是 呈 现 印 刷 区 ( 亲 油 墨 ) 和 非 印 刷 区 ( 亲 水, 不 亲 油 墨 ) 两 种 相 反 性 主 题 文 章 / 化 学 通 讯

6 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 质 的 区 域 这 样, 问 题 的 关 键 就 在 于 : 如 何 形 成 亲 水 亲 油 的 微 区? 近 年 来, 化 学 所 在 纳 米 界 面 材 料 制 备 及 超 亲 水 / 超 疏 水 浸 润 性 研 究 方 面 做 出 了 一 系 列 有 重 要 影 响 的 工 作, 这 为 我 们 有 效 地 控 制 印 版 表 面 微 区 的 浸 润 性 提 供 了 坚 实 基 础 另 外 一 个 关 键 问 题 是 如 何 在 板 材 上 得 到 精 细 的 图 文 区? 十 五 期 间, 我 们 承 担 了 863 课 题 纳 米 粒 子 的 制 备 和 应 用, 通 过 解 决 纳 米 颜 料 粒 子 的 制 备 包 覆 稳 定 分 散 和 表 面 张 力 调 控 等 基 础 问 题, 发 展 出 主 要 性 能 超 过 国 外 著 名 公 司 产 品 的 彩 色 打 印 材 料, 可 以 打 印 出 色 彩 逼 真 的 精 细 图 案 基 于 以 上 研 究 基 础, 我 们 提 出 了 通 过 打 印 实 现 的 直 接 制 版 技 术 路 线 : 即 将 特 制 的 纳 米 复 合 转 印 材 料 直 接 精 确 打 印 在 超 亲 水 的 版 材 上, 通 过 纳 米 尺 度 界 面 性 质 的 调 控, 在 打 印 区 和 非 打 印 区 形 成 具 有 相 反 浸 润 性 ( 超 亲 油 / 亲 水 ) 的 纳 米 微 区 ( 图 文 区 和 非 图 文 区 ), 从 而 实 现 直 接 制 版 印 刷 域 的 耐 磨 擦 ( 耐 印 ) 性, 同 时 可 避 免 使 用 无 机 微 米 颗 粒 在 打 印 过 程 中 容 易 引 起 的 打 印 头 堵 塞 及 印 刷 分 辨 率 低 等 问 题 因 此, 纳 米 结 构 版 材 和 纳 米 粒 子 复 合 转 印 材 料 的 应 用, 解 决 了 印 版 应 用 中 的 最 关 键 两 个 问 题 : 有 效 提 高 印 刷 的 精 度 和 耐 印 力 四 展 望 产 业 化 : 希 望 与 挑 战 这 种 基 于 纳 米 材 料 的 直 接 打 印 制 版 技 术, 既 克 服 了 激 光 照 排 制 版 技 术 工 艺 复 杂 效 率 低 和 环 境 污 染 严 重 的 问 题, 又 克 服 了 CTP 制 版 技 术 的 设 备 版 材 成 本 昂 贵 的 局 限, 因 而 具 有 很 强 的 竞 争 力 和 广 阔 的 市 场 前 景 经 过 项 目 组 成 员 的 努 力, 已 申 请 发 明 专 利 10 项, 授 权 专 利 4 项, 并 有 两 项 发 明 专 利 正 在 申 请 PCT 国 际 专 利, 初 步 形 成 较 打 印 制 版 上 机 印 刷 超 亲 水 板 材 超 亲 油 / 疏 水 图 案 印 刷 样 品 直 接 打 印 制 版 技 术 路 线 显 然, 上 述 技 术 路 线 在 研 究 思 路 工 艺 流 程 和 制 版 材 料 等 方 面, 与 国 际 上 流 行 的 CTP 技 术 均 有 本 质 的 不 同, 具 有 以 下 多 方 面 的 优 势 : 省 去 了 感 光 预 涂 层 及 其 冲 洗 化 学 品, 在 根 本 消 除 环 境 污 染 的 同 时 大 大 降 低 了 成 本 ; 大 大 简 化 了 制 版 流 程, 无 需 暗 室 避 光 操 作, 并 省 去 曝 光 冲 洗 晒 版 等 环 节 ; 图 像 质 量 方 面 : 直 接 在 印 版 上 打 印 图 文, 减 少 了 图 像 转 移 次 数, 图 像 再 现 性 好, 无 需 拼 版 修 版, 因 而 图 文 质 量 大 大 提 高 三 技 术 突 破 : 纳 米 材 料 发 挥 关 键 作 用 从 技 术 路 线 上 看, 这 种 基 于 浸 润 性 调 控 直 接 打 印 制 版 的 方 法 具 有 工 艺 简 捷 绿 色 环 保 低 成 本 无 需 避 光 操 作 等 多 方 面 的 综 合 优 势 但 要 发 展 成 为 一 项 可 行 的 应 用 技 术, 还 必 须 考 虑 印 刷 过 程 对 印 版 的 基 本 要 求, 如 耐 印 力 分 辨 率 等 解 决 这 些 问 题 也 离 不 开 基 础 科 学 问 题 的 研 究 和 突 破, 特 别 纳 米 材 料 和 纳 米 结 构 的 制 备 和 应 用 起 到 了 关 键 作 用 : (1) 为 提 高 印 刷 分 辨 率, 必 须 制 备 超 亲 水 的 板 材 我 们 通 过 对 于 印 版 材 料 表 面 进 行 的 纳 米 结 构 处 理, 不 仅 可 以 实 现 超 亲 水, 而 且 可 以 有 效 地 实 现 对 转 印 区 域 浸 润 性 的 调 控, 实 现 其 从 超 亲 水 到 超 亲 油 的 转 变, 避 免 普 通 材 料 难 以 实 现 超 亲 水 / 超 亲 油 的 高 反 差 转 变 而 导 致 印 刷 的 糊 版 现 象 ; (2) 为 提 高 印 版 耐 印 力, 我 们 在 复 合 转 印 材 料 中 加 入 无 机 纳 米 粒 子, 可 以 有 效 实 现 有 机 / 无 机 材 料 的 复 合 增 强, 大 大 提 高 转 印 区 本 项 目 制 版 印 刷 的 部 分 样 品 系 统 的 自 主 知 识 产 权 从 基 础 研 究 到 技 术 创 新, 是 一 个 充 满 挑 战 的 历 程 ; 从 技 术 创 新 到 产 业 化, 更 将 要 经 过 一 条 长 期 而 艰 苦 的 道 路, 但 面 向 国 家 需 求 为 国 家 的 经 济 发 展 做 出 实 质 性 贡 献, 是 国 立 研 究 机 构 的 科 研 工 作 者 义 不 容 辞 的 责 任 在 研 究 的 关 键 阶 段, 得 到 中 科 院 纳 米 重 大 项 目 和 863 计 划 的 有 力 支 持 在 院 领 导 的 亲 自 协 调 下, 项 目 组 和 中 科 印 刷 公 司 进 行 了 深 入 的 讨 论 和 沟 通, 完 成 了 多 次 单 色 和 套 色 印 刷 实 验 吸 取 国 内 很 多 新 材 料 的 研 发 因 不 能 实 现 技 术 集 成 而 难 以 推 广 的 教 训, 本 项 目 在 重 视 创 新 的 同 时 注 重 技 术 集 成, 将 目 标 分 解 为 纳 米 复 合 转 印 材 料 的 制 备 纳 微 米 结 构 超 亲 水 版 材 制 备 转 印 材 料 浸 润 性 调 控 和 直 接 制 版 设 备 研 制 四 个 子 课 题, 集 中 化 学 所 在 打 印 材 料 纳 米 界 面 材 料 和 浸 润 性 调 控 等 方 面 的 研 究 基 础, 而 打 印 制 版 设 备 采 取 委 托 加 工 研 制 的 方 式, 进 行 契 约 化 管 理, 以 保 证 实 现 优 势 互 补 和 技 术 集 成 目 前, 化 学 所 正 在 和 多 家 企 业 和 投 资 公 司 探 讨 产 业 化 方 案 同 时, 在 印 刷 试 验 及 产 业 化 方 面 积 极 与 相 关 企 业 开 展 合 作, 以 期 在 更 广 的 范 围 内 集 成 和 借 鉴 国 内 有 关 单 位 和 企 业 的 技 术 和 产 业 基 础, 尽 快 实 现 从 技 术 创 新 到 产 业 化 的 突 破 通 过 与 企 业 的 紧 密 合 作, 这 种 非 感 光 无 污 染 低 成 本 的 绿 色 制 版 技 术 有 望 从 根 本 上 解 决 我 国 印 刷 制 版 行 业 的 环 境 污 染 和 资 源 浪 费 问 题, 为 提 升 我 国 近 10 万 家 印 刷 企 业 的 技 术 水 平 和 竞 争 力 发 挥 重 要 作 用, 让 印 刷 制 版 行 业 告 别 污 染, 走 向 光 明 中 国 科 学 院 化 学 研 究 所 纳 米 材 料 直 接 制 版 项 目 组 / 撰 文 2 主 题 文 章 / 化 学 通 讯

7 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 烤 瓷 牙 真 的 不 安 全 吗? 数 据 显 示, 在 中 国, 大 约 有 3 亿 多 人 不 同 程 度 地 缺 牙, 而 安 装 一 颗 烤 瓷 牙, 是 很 多 人 的 修 补 方 式 安 装 过 镍 铬 烤 瓷 牙 的 庞 大 人 口 基 数, 以 及 一 份 来 自 海 外 的 病 例 报 告, 最 终 酿 成 了 这 场 各 说 各 话 的 纠 纷 一 条 帖 子 引 起 轩 然 大 波 镍 铬 烤 瓷 牙 导 致 肾 病 的 例 子, 最 初 发 生 在 美 国 1985 年, 内 科 医 生 富 兰 克 林 (Franklin G. Strauss) 和 牙 医 艾 格 雷 斯 通 (David W. Eggleston) 在 医 学 杂 志 美 国 肾 病 杂 志 上 发 表 了 一 篇 病 例 报 告, 记 录 了 自 己 的 一 位 女 患 者 在 安 装 镍 铬 烤 瓷 牙 后 发 生 肾 病, 烤 瓷 牙 卸 除 后, 肾 病 痊 愈 2008 年 10 月 24 日, 这 篇 病 例 报 告 的 摘 要 被 放 到 了 互 联 网 上 很 快, 一 位 受 慢 性 肾 炎 困 扰 许 久 的 中 国 患 者 看 到 了 这 份 病 例 报 告 那 一 刻, 他 觉 得 终 于 找 到 了 自 己 的 病 因 年 装 过 的 两 颗 烤 瓷 牙 2009 年 2 月, 网 友 刘 先 生 在 天 涯 社 区 发 帖 应 当 禁 止 镍 铬 烤 瓷 牙 的 使 用 文 中, 他 详 述 了 自 己 尿 蛋 白 和 尿 潜 血 已 近 4 年 而 查 不 出 病 因 的 经 历, 谈 到 了 美 国 肾 病 杂 志 上 的 病 例 报 告, 谈 到 了 那 个 因 镍 铬 烤 瓷 牙 造 成 潜 血 和 尿 蛋 白 的 病 例, 也 谈 到 了 自 己 的 烤 瓷 牙 结 尾 处, 他 说 : 镍 铬 材 质 的 烤 瓷 牙 在 很 多 国 家 已 禁 止 使 用 此 后 数 月, 这 个 话 题 一 再 升 级, 众 多 号 称 遇 到 类 似 问 题 的 网 友 先 后 加 入 讨 论, 政 府 相 关 部 门 介 入 行 动 数 据 显 示, 在 中 国, 大 约 有 3 亿 多 人 不 同 程 度 地 缺 牙, 而 安 装 一 颗 烤 瓷 牙, 是 很 多 人 的 修 补 方 式 正 是 安 装 过 烤 瓷 牙 的 庞 大 人 口 基 数, 令 这 颗 金 属 含 量 不 到 0.6 克 的 镍 铬 烤 瓷 牙 迅 速 引 起 了 各 方 的 关 注 备 受 质 疑 的 90 万 分 之 5 烤 瓷 牙 医 学 全 名 是 烤 瓷 熔 附 金 属 全 冠 制 作 一 颗 金 属 烤 瓷 牙, 需 要 先 由 合 金 制 成 金 属 基 底, 再 在 合 金 表 面 覆 盖 瓷 粉, 然 后 在 真 空 高 温 烤 瓷 炉 中 烧 结 熔 附 而 成 这 样 做 成 的 一 颗 烤 瓷 牙, 外 冠 瓷 粉 区 别 不 是 很 大, 内 冠 则 分 许 多 种, 比 如 : 镍 铬 合 金 钴 铬 合 金 纯 钛 金 合 金, 以 及 最 新 兴 起 的 以 二 氧 化 锆 为 原 料 的 全 瓷 牙 针 对 烤 瓷 牙 的 所 有 质 疑 也 都 是 围 绕 其 金 属 内 冠 而 言 的 担 心 烤 瓷 牙 对 身 体 不 好, 其 实 是 担 心 烤 瓷 牙 所 用 内 冠 金 属 材 料 对 身 体 的 影 响 正 因 如 此, 内 冠 材 质 也 是 一 颗 烤 瓷 牙 售 价 的 决 定 性 因 素 目 前, 镍 铬 合 金 为 内 冠 的 烤 瓷 牙 售 价 最 便 宜, 而 本 次 遭 到 安 全 性 质 疑 的 正 是 这 类 烤 瓷 牙 3 月 18 日, 国 家 药 监 部 门 召 集 口 腔 医 学 专 家, 就 部 分 消 费 者 安 装 镍 铬 烤 瓷 牙 后 出 现 不 良 反 应 的 问 题 开 会, 授 权 中 华 口 腔 医 学 会 调 研 镍 铬 烤 瓷 牙 的 安 全 性 3 月 21 日, 新 华 社 公 布 了 由 国 家 药 监 局 授 权 的 中 华 口 腔 医 学 会 口 腔 材 料 专 业 委 员 会 完 成 的 一 份 558 字 的 调 查 报 告 国 内 主 要 口 腔 医 学 院 校 镍 铬 合 金 烤 瓷 修 复 情 况 调 查 文 中 调 查 了 四 川 大 学 口 腔 医 学 院 北 京 大 学 口 腔 医 学 院 等 8 个 在 国 内 具 有 重 大 影 响 的 口 腔 修 复 科 的 镍 铬 烤 瓷 牙 病 例 调 查 显 示, 在 过 去 的 年 中, 这 8 个 单 位 共 做 了 约 90 万 例 镍 铬 合 金 烤 瓷 冠 其 中 可 能 引 起 过 敏 的 有 5 例 ( 有 过 敏 症 状, 但 未 作 过 敏 原 检 查 及 进 一 步 明 确 诊 断, 经 过 改 用 其 他 材 料 后, 过 敏 症 状 消 失 ), 未 见 到 导 致 肾 病 的 病 例 其 后 的 媒 体 报 道 中, 这 些 报 告 的 内 容 被 浓 缩 为 : 中 华 口 腔 医 学 会 称 烤 瓷 牙 一 般 不 危 害 人 体 然 而,90 万 分 之 5 的 几 率 并 不 能 打 消 质 疑 者 的 担 忧 4 月 2 日, 一 份 3 万 字 的 烤 瓷 牙 安 全 性 民 间 报 告 出 台, 其 中 包 含 了 对 55 名 自 诉 有 不 良 反 应 的 烤 瓷 牙 使 用 者 的 调 查 访 谈 有 毒 还 是 必 需? 3 月 23 日, 在 中 华 口 腔 医 学 会 的 网 站 上, 与 90 万 分 之 5 致 敏 率 的 调 查 报 告 同 时 公 布 的 还 有 一 份 烤 瓷 修 复 体 用 镍 铬 合 金 的 生 物 安 全 性 报 告 其 正 文 第 一 句 即 指 出 : 镍 是 人 体 必 需 的 生 命 元 素, 对 人 体 健 康 有 许 多 有 益 作 用 然 而, 患 者 们 说 : 看 呀, 那 些 专 家 能 信 吗? 居 然 说 镍 是 人 体 必 需 的! 装 了 4 颗 镍 铬 烤 瓷 牙 的 白 冰 告 诉 记 者 : 镍 如 果 是 人 体 必 需 的 元 素, 那 需 要 多 少 呢, 超 标 也 没 关 系 吗? 他 们 认 为 超 标 的 镍 像 铅 汞 一 样 有 毒 根 据 1990 年 联 合 国 粮 农 组 织 (FAO) 国 际 原 子 能 机 构 (IAEA) WHO 联 合 专 家 委 员 会 的 分 类, 镍 是 人 体 可 能 必 需 的 微 量 元 素 不 同 于 具 有 潜 在 毒 性 的 铅 汞 等 元 素, 亦 不 同 于 铁 碘 锌 等 人 体 必 需 的 微 量 元 素 作 为 重 金 属 的 镍 并 非 黑 白 分 明 的 特 性 令 这 场 关 于 镍 铬 牙 毒 性 的 争 论 变 得 愈 加 扑 朔 迷 离 镍 元 素 的 问 题 很 复 杂, 到 了 镍 铬 合 金, 事 情 无 疑 变 得 更 复 杂 了 即 使 元 素 有 毒, 合 金 也 不 一 定 有 毒 通 常, 合 金 具 有 比 纯 金 属 更 稳 定 的 晶 体 结 构, 更 坚 硬 更 耐 腐 蚀 曾 广 泛 用 作 补 牙 材 料 的 银 汞 合 金 就 是 个 例 子, 虽 然 汞 有 很 强 的 毒 性, 但 形 成 银 汞 合 金 后, 也 可 以 用 来 作 为 补 牙 的 材 料 但 合 金 的 特 性 与 配 比 有 很 大 关 系, 烤 瓷 修 复 体 用 镍 铬 合 金 的 生 物 安 全 性 报 告 即 指 出 : 镍 铬 合 金 中 含 镍 量 虽 然 高 达 80%, 但 是 决 定 其 腐 蚀 而 导 致 镍 释 放 量 的 并 非 镍 含 量, 而 是 铬 含 量 含 有 20% 以 上 的 铬 和 4% 以 上 的 钼 的 镍 铬 合 金 具 有 优 异 的 耐 腐 蚀 性 当 铬 元 素 的 含 量 低 于 15% 时, 合 金 在 口 腔 环 境 中 耐 腐 蚀 性 很 差, 可 导 致 明 显 的 副 作 用 而 白 冰 向 记 者 表 示 : 调 查 报 告 中 只 调 查 了 正 规 三 甲 医 院 的 镍 铬 牙 使 用 者 可 是 那 些 小 诊 所 呢, 谁 能 保 证 他 们 的 合 金 比 例? 而 且, 很 多 大 医 院 也 不 给 出 烤 瓷 牙 的 成 分 卡 致 肾 病 的 质 疑 除 了 金 属 是 否 会 析 出 的 疑 惑, 析 出 的 金 属 离 子 会 否 以 及 会 如 何 被 吸 收? 被 吸 收 的 镍 元 素 是 否 会 致 肾 病? 这 是 争 论 的 另 一 个 焦 主 题 文 章 / 化 学 通 讯 3

8 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 点 金 属 对 人 体 的 危 害, 与 其 接 触 人 体 的 方 式 有 关 与 消 费 者 的 日 常 经 验 不 同, 口 腔 粘 膜 对 金 属 离 子 吸 收 的 能 力 要 低 于 干 燥 的 皮 肤 根 据 2006 年 牙 科 材 料 学 杂 志 上 的 一 篇 综 述 文 章 含 镍 牙 科 合 金 的 安 全 性, 暴 露 于 金 属 离 子 危 害 性 最 大 的 途 径 是 静 脉 内 的 暴 露, 例 如 可 能 发 生 在 透 析 或 注 射 药 物 时 最 小 的 毒 性 暴 露 途 径 是 平 常 的 口 腔 内 摄 取 而 安 装 在 我 们 口 中 的 牙 科 材 料, 暴 露 途 径 主 要 是 摄 取 也 就 是 说, 如 果 有 镍 元 素 被 溶 出, 其 主 要 危 害 并 非 被 粘 膜 吸 收 导 致 接 触 过 敏, 而 是 被 吞 下 肚 美 国 俄 勒 冈 医 科 大 学 的 Park 博 士 发 表 于 1983 年 的 一 项 实 验 显 示 : 即 使 全 口 戴 着 镍 铬 合 金 材 质 的 牙 套, 在 体 外 模 拟 情 况 下, 每 天 也 只 能 溶 出 40 微 克 镍, 这 个 水 平, 比 我 们 在 日 常 饮 食 中 正 常 摄 入 的 镍 ( 微 克 ) 还 低 如 此 看 来, 似 乎 只 要 少 吃 些 富 含 镍 元 素 的 巧 克 力 果 仁 干 豆 和 谷 类, 便 可 以 弥 补 镍 铬 烤 瓷 牙 所 带 来 的 镍 摄 入 是 这 样 吗? 这 个 说 法 同 样 不 确 切, 因 为 镍 在 人 体 中 的 代 谢 情 况 跟 不 同 的 摄 取 方 式 有 关 资 料 显 示, 饮 水 时 摄 入 的 镍 接 近 1/4 在 肠 道 内 吸 收 后 由 肾 排 出, 而 食 物 中 摄 取 的 镍 只 有 1% 是 通 过 这 样 的 途 径 排 出 针 对 前 述 刘 先 生 的 症 状, 中 毒 性 肾 病 研 究 专 家 方 国 祥 告 诉 中 国 新 闻 周 刊 : 慢 性 长 期 接 触 肾 毒 物 质 的 确 可 能 引 起 中 毒 性 肾 病 但 尿 中 检 出 蛋 白 或 血 的 原 因 很 多, 究 竟 是 什 么 原 因 引 起 需 要 检 查 鉴 定 对 致 敏 性 和 致 肾 病 之 间 可 能 的 关 系, 方 国 祥 说 : 能 够 引 起 肾 脏 病 的 原 因 很 多, 过 敏 也 是 引 起 肾 脏 病 的 原 因 之 一, 例 如 过 敏 性 紫 癜 引 起 的 肾 脏 病 金 属 镍 的 毒 性 不 大, 镍 化 合 物 的 毒 性 较 强, 至 于 在 口 腔 中 是 否 可 因 长 期 接 触 唾 液 而 发 生 化 学 反 应 或 溶 解 则 未 见 报 道 在 美 国 肾 病 杂 志 上 的 那 篇 病 例 报 告 中, 作 者 提 到 : 科 学 需 要 严 谨 的 依 据, 一 个 病 例 不 足 以 下 论 断, 只 是 供 给 相 关 人 员 参 考 规 范 操 作, 无 潜 在 危 险 中 华 口 腔 医 学 会 网 站 还 给 出 了 引 自 2006 年 牙 科 材 料 学 杂 志 中 的 一 篇 综 述 文 章 含 镍 牙 科 合 金 的 安 全 性, 根 据 这 篇 文 章 所 描 述, 镍 属 于 一 种 过 敏 原, 但 尚 无 证 据 表 明 患 者 可 以 仅 仅 由 于 接 触 含 镍 的 器 械 或 修 复 体 而 发 生 明 显 的 过 敏 反 应 且 从 牙 科 合 金 中 析 出 的 镍 量 非 常 少 最 后 得 出 结 论 : 按 照 操 作 规 程 接 触 含 镍 的 牙 科 合 金, 对 于 患 者 及 牙 科 相 关 人 员 并 无 潜 在 危 险 对 选 择 这 篇 论 文 的 理 由, 中 华 口 腔 医 学 会 在 编 者 按 中 表 示 : 这 篇 综 述 全 面 总 结 并 报 道 了 近 20 年 的 相 关 研 究, 有 基 础 的 体 外 实 验, 也 有 长 期 的 临 床 观 察 结 果 对 于 我 们 深 入 认 识 含 镍 的 牙 科 合 金 的 生 物 学 特 点 有 重 要 帮 助 事 实 上,3 月 17 日, 在 国 内 著 名 生 物 医 药 学 网 站 丁 香 园 的 口 腔 专 业 讨 论 版 上, 便 有 人 贴 出 了 该 篇 综 述 的 节 译 根 据 发 帖 人 介 绍, 选 择 该 论 文 翻 译, 是 因 为 : 这 是 我 所 查 到 的 此 类 文 献 中, 发 表 时 间 最 晚 的 一 篇, 基 本 上 反 映 了 口 腔 医 学 界 在 将 镍 铬 合 金 这 样 的 材 料 大 量 应 用 了 41 年 之 后, 对 其 作 出 的 最 新 评 论 论 文 作 者 来 自 英 国 伦 敦 皇 家 学 院 Guy s 牙 科 研 究 院 的 威 尔 松 (Nairn H.F.Wilson) 教 授 在 接 受 本 刊 采 访 时 表 示 : 发 表 这 样 一 篇 综 述 的 动 力 是 为 了 澄 清 对 现 有 文 献 断 章 取 义 式 的 误 解 与 误 读 那 么, 究 竟 还 该 不 该 继 续 使 用 镍 铬 合 金 烤 瓷 牙? 威 尔 松 表 示 : 与 镍 铬 合 金 相 比, 贵 重 金 属 发 生 不 良 反 应 的 风 险 更 小 这 个 优 势 非 常 微 小, 但 已 足 以 使 贵 重 金 属 材 料 合 金 作 为 首 选 了 叫 停 原 因 : 保 护 加 工 者 和 医 生 通 常, 作 为 烤 瓷 牙 内 冠 的 镍 铬 合 金 中, 镍 的 含 量 约 为 73.6%-87.6%, 铬 的 含 量 为 12.4%-26.4%, 熔 点 1455, 按 是 否 含 铍 分 为 两 类 而 镍 铬 合 金 中 镍 和 铍 对 人 体 的 危 害 最 主 要 的 途 径 是 在 铸 件 ( 内 冠 的 半 成 品 ) 打 磨 过 程 中 含 镍 铍 的 灰 尘 通 过 呼 吸 道 进 入 技 工 或 医 生 体 内, 引 起 储 积 后 对 部 分 人 群 的 肝 脏 肾 脏 和 心 脏 都 有 一 定 的 毒 性 和 致 癌 危 害 患 者 口 腔 中 使 用 的 烤 瓷 牙, 镍 对 部 分 人 群 有 过 敏 反 应 ( 贵 金 属 如 黄 金 等 腐 蚀 性 较 小, 但 也 有 贵 金 属 过 敏 的 病 例 报 道 ) 而 金 属 铬 从 理 论 上 讲 对 人 体 无 任 何 害 处 含 铍 的 镍 铬 合 金 则 对 操 作 这 种 材 料 的 技 工 或 医 生 有 伤 害 美 国 科 学 事 务 委 员 会 最 近 修 改 了 ADA( 美 国 牙 医 学 会 ) 齿 科 合 金 的 要 求, 含 有 铍 的 合 金 产 品 将 被 拒 绝 批 准 上 市 该 协 议 是 对 2002 年 4 月 一 篇 题 为 预 防 齿 科 技 工 室 因 铍 污 染 而 危 及 健 康 一 文 的 回 应 美 国 职 业 安 全 和 健 康 管 理 局 发 表 了 如 下 观 点 : 在 那 些 操 作 时 接 触 含 铍 齿 科 合 金 的 技 师 中 发 生 了 因 铍 引 起 的 慢 性 病 病 例 凡 有 制 作 或 打 磨 含 铍 工 件 的 齿 科 技 工 室 和 齿 科 办 公 室, 建 议 通 过 系 统 的 工 程 设 计 操 作 设 施 和 其 他 控 制 措 施 来 保 护 操 作 者 免 受 铍 的 侵 害 国 外 齿 科 产 品 厂 家 继 续 在 生 产 镍 铬 合 金, 德 国 一 家 齿 科 公 司 对 使 用 某 种 镍 和 铬 含 量 分 别 为 65% 和 22.5% 的 镍 铬 合 金 的 牙 科, 用 金 属 细 胞 毒 素 潜 在 性 的 测 试 表 明 : 该 合 金 并 未 显 示 细 胞 毒 素 的 潜 在 性 2009 年 初, 网 民 刘 先 生 已 经 摘 掉 了 自 己 的 两 颗 镍 铬 烤 瓷 牙 据 报 道, 他 的 尿 镍 含 量 在 摘 除 后 的 第 一 个 月 有 了 大 幅 降 低, 但 到 了 第 三 个 月, 又 升 高 了 目 前 还 没 人 能 对 此 给 出 清 楚 的 解 释 白 冰 目 前 刚 把 口 中 的 4 颗 镍 铬 内 冠 烤 瓷 牙 换 成 了 黄 金 内 冠 的 烤 瓷 牙, 因 为 时 间 短, 尚 未 检 查 体 内 的 镍 含 量 有 没 有 降 下 来 镍 铬 烤 瓷 牙 用 了 这 么 多 年, 没 出 过 大 问 题 ; 而 用 最 新 的 材 料 对 身 体 就 一 定 有 益 吗? 医 学 界 也 并 不 认 可, 因 为 一 个 材 料 的 优 缺 点 要 经 过 数 十 年 的 考 验 一 位 牙 科 医 生 如 此 向 中 国 新 闻 周 刊 记 者 总 结 说 ( 原 文 刊 发 于 中 国 新 闻 周 刊 ) 图 片 来 源 :New! Tooth holder Plush by Sappymoosetree 4 主 题 文 章 / 化 学 通 讯

9 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 三 聚 氰 胺 及 牛 奶 品 质 的 快 速 检 测 新 技 术 丁 健 桦 1, 刘 清 2, 张 燮 1, 花 榕 1 1, 张 兴 磊 1 ( 东 华 理 工 大 学 化 学 生 物 与 材 料 科 学 学 院, 抚 州 ) 2 ( 北 京 市 理 化 分 析 测 试 中 心, 北 京 ) 2008 年 9 月 以 来, 国 内 有 多 种 乳 制 品 中 被 检 测 到 非 法 添 加 了 三 聚 氰 胺, 给 消 费 者 特 别 是 婴 幼 儿 身 体 上 造 成 了 严 重 的 伤 害 10 月 下 旬, 香 港 食 物 安 全 中 心 又 查 出 某 品 牌 新 鲜 鸡 蛋 中 含 超 标 88% 的 三 聚 氰 胺, 由 此 三 聚 氰 胺 事 件 从 乳 制 品 波 及 到 禽 蛋 甚 至 到 禽 畜 类 食 品, 一 系 列 的 食 品 安 全 问 题 使 消 费 者 陷 入 恐 慌 之 中 2008 年 10 月 7 日 国 家 质 检 总 局 和 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 联 合 颁 布 了 原 料 乳 与 乳 制 品 中 三 聚 氰 胺 的 测 定 的 国 家 标 准 方 法 [1] 该 方 法 需 耗 时 1 至 2 小 时 来 对 样 品 进 行 复 杂 的 前 处 理, 致 使 单 个 样 品 测 定 的 总 时 间 超 过 1.5 小 时, 无 法 满 足 实 际 需 要 为 了 开 发 出 更 加 快 速 有 效 的 三 聚 氰 胺 检 测 方 法, 国 内 许 多 科 研 团 队 如 武 汉 工 学 院 刘 志 国 博 士 等 做 了 大 量 的 工 作, 取 得 了 许 多 重 要 成 果, 这 些 成 果 对 三 聚 氰 胺 的 快 速 检 测 起 到 了 十 分 重 要 的 作 用 与 此 同 时, 东 华 理 工 大 学 陈 焕 文 博 士 研 究 团 队 也 积 极 深 入 地 开 展 了 原 料 乳 乳 制 品 和 鸡 蛋 中 三 聚 氰 胺 的 测 定 在 科 技 部 创 新 方 法 专 项 (2008IM040400) 的 资 助 下, 该 团 队 在 三 聚 氰 胺 快 速 检 测 技 术 研 究 领 域 取 得 了 较 大 进 展, 已 成 功 开 发 出 两 种 快 速 灵 敏 的 质 谱 检 测 新 技 术 和 两 种 廉 价 的 现 场 检 测 技 术 包 括 表 面 解 吸 常 压 化 学 电 离 质 谱 (SDAPCI-MS) 和 超 声 辅 助 - 电 喷 雾 萃 取 电 离 质 谱 (EESI- MS) 两 种 绿 色 直 接 质 谱 分 析 技 术, 专 一 酶 检 测 技 术 和 散 射 透 射 光 度 法 快 速 检 测 技 术 这 几 种 方 法 原 理 各 不 相 同, 但 都 具 一 定 原 创 性, 且 互 为 补 充, 能 够 最 大 程 度 地 满 足 家 庭 超 市 和 实 验 室 等 不 同 用 户 对 三 聚 氰 胺 检 测 的 需 要 1. 无 需 样 品 预 处 理 的 直 接 质 谱 技 术 众 所 周 知, 影 响 牛 奶 等 复 杂 基 质 中 三 聚 氰 胺 测 定 速 度 的 主 要 原 因 是 需 要 对 样 品 进 行 复 杂 的 预 处 理 2005 年, 在 科 技 部 创 新 方 法 专 项 和 国 家 自 然 科 学 基 金 的 资 助 下, 陈 焕 文 博 士 研 究 团 队 大 胆 地 突 破 了 传 统 离 子 化 技 术 对 样 品 引 入 系 统 的 要 求 和 样 品 预 处 理 过 程 的 依 赖, 结 合 在 实 验 研 究 过 程 中 的 大 量 事 实, 创 造 性 提 出 了 复 杂 基 体 样 品 直 接 离 子 化 的 新 思 路, 深 入 研 究 了 能 量 与 电 荷 传 递 在 复 杂 基 体 样 品 直 接 离 子 化 过 程 中 的 关 键 作 用, 通 过 从 概 念 到 原 理 和 结 构 上 的 大 胆 创 新, 成 功 地 开 发 了 SDAPCI 技 术 与 装 置, 建 立 了 各 种 固 体 粉 末 潮 湿 表 面 和 胶 体 等 复 杂 基 体 样 品 SDAPCI-MS 快 速 检 测 的 方 法 在 SDAPCI 中, 通 入 试 剂 的 毛 细 管 中 置 一 约 ø0.02mm 的 放 电 针, 在 放 电 针 上 施 加 正 / 负 高 电 压 时, 放 电 针 开 始 电 晕 放 电, 在 毛 细 管 的 开 口 处 产 生 大 量 的 正 / 负 试 剂 离 子 这 些 试 剂 离 子 在 电 场 和 载 气 的 作 用 下 获 得 能 量, 将 迅 速 地 撞 击 到 固 体 样 品 的 表 面, 发 生 解 吸 电 离 过 程, 从 而 获 得 固 体 表 面 待 测 物 的 离 子 待 测 物 的 离 子 在 电 场 和 负 压 的 作 用 下 将 被 引 入 到 质 谱 仪 中 进 行 质 量 分 析 和 结 构 鉴 定 ( 见 图 1) 2008 年 10 月 底 起, 为 建 立 一 个 具 有 高 灵 敏 度 高 特 异 性 的 乳 制 品 中 三 聚 氰 胺 快 速 检 测 方 法, 该 研 究 团 队 与 北 京 理 化 分 析 测 试 中 心 刘 清 博 士 等 合 作, 开 发 了 三 聚 氰 胺 的 SDAPCI-MS 快 速 检 测 技 术 该 方 法 不 需 对 样 品 进 行 任 何 预 处 理, 并 具 有 很 高 的 灵 敏 度, 对 三 聚 氰 胺 标 准 物 质 的 检 出 限 达 8.8ng/kg, 而 且 不 需 要 采 用 任 何 有 毒 试 剂, 整 个 工 作 过 程 对 操 作 人 员 环 境 和 样 品 均 无 污 染, 特 别 适 合 质 量 监 督 部 门 在 实 验 室 内 对 牛 奶 等 大 批 量 食 品 样 品 进 行 快 速 分 析 2009 年 4 月, 该 研 究 成 果 在 国 际 著 名 分 析 化 学 专 业 刊 物 Analytical Chemistry 上 加 速 发 表 [2] 研 究 结 果 表 明, 三 聚 氰 胺 在 标 准 物 质 中 的 检 出 限 比 奶 粉 和 液 态 奶 中 的 要 低 3-4 个 数 量 级, 说 明 在 乳 制 品 中 三 聚 氰 胺 与 蛋 白 质 之 间 存 在 强 烈 的 相 互 作 用 图 1 SDAPCI 原 理 简 图 为 了 验 证 这 种 猜 测, 该 研 究 团 队 设 计 了 用 于 复 杂 基 体 表 面 分 子 直 接 成 像 的 SDAPCI-MS 装 置, 而 且 成 功 地 看 到 了 三 聚 氰 胺 在 鸡 蛋 中 的 层 面 分 布, 获 得 了 三 聚 氰 胺 在 鸡 蛋 中 分 布 的 分 子 影 像 ( 见 图 2) 该 工 作 不 但 证 实 了 SDAPCI-MS 成 像 技 术 的 可 能 性, 获 得 了 较 好 的 空 间 分 辨 率 (0.06mm 2 ); 并 观 测 到 绝 大 部 分 三 聚 氰 胺 分 布 在 蛋 清 中, 证 实 了 三 聚 氰 胺 与 蛋 白 质 之 间 存 在 较 强 的 选 择 性 相 互 作 用 这 些 结 果 不 仅 对 质 谱 技 术 的 发 展 具 有 重 要 的 推 动 作 用, 也 可 促 进 三 聚 氰 胺 的 生 物 效 应 的 研 究, 也 标 志 着 我 国 在 食 品 中 三 聚 氰 胺 的 检 测 与 安 全 评 价 方 面 的 又 一 重 要 进 展 因 此, 该 研 究 成 果 应 邀 被 分 析 化 学 杂 志 以 研 究 快 报 的 形 式 加 速 发 表 [3], 目 前 已 经 被 国 外 期 刊 多 次 引 用, 获 得 了 较 好 的 效 果 图 2 鸡 蛋 切 面 照 片 及 其 三 聚 氰 胺 分 布 影 像 ( 虚 线 表 示 质 谱 影 像 在 鸡 蛋 中 的 相 应 部 位 ) 主 题 文 章 / 化 学 通 讯 5

10 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 2006 年, 陈 焕 文 博 士 等 发 明 了 EESI 技 术 EESI 装 置 中 一 般 包 含 了 两 个 通 道, 其 一 是 喷 雾 溶 剂 输 入 通 道 ( 类 似 ESI), 用 于 产 生 初 级 离 子 ( 如 质 子 等 ); 其 二 是 样 品 引 入 通 道, 中 性 样 品 从 与 喷 雾 溶 剂 通 道 成 一 定 夹 角 的 样 品 通 道 引 入 在 EESI-MS 中, 样 品 流 与 喷 雾 溶 剂 交 叉, 从 而 在 三 维 空 间 内 发 生 萃 取 和 离 子 化, 由 此 产 生 的 待 测 物 离 子 再 进 入 质 谱 进 行 分 析 由 于 EESI 中 样 品 引 入 通 道 与 质 谱 仪 进 样 锥 口 的 夹 角 可 以 在 度 之 间 任 意 调 节, 复 杂 基 体 样 品 不 易 堵 塞 离 子 传 输 管, 因 此 特 别 适 合 复 杂 样 品 的 直 接 质 谱 分 析 为 了 快 速 地 测 定 牛 奶 麦 片 等 样 品 中 的 三 聚 氰 胺, 建 立 了 一 种 新 型 超 声 辅 助 -EESI-MS 的 方 法 : 将 一 小 滴 ( 约 3μL) 牛 奶 样 品 ( 麦 片 需 制 成 甲 醇 提 取 液 ) 直 接 滴 在 超 声 雾 化 器 上 进 行 雾 化, 分 散 的 中 性 样 品 雾 滴 就 被 喷 雾 溶 剂 萃 取 和 离 子 化, 然 后 进 入 质 谱 进 行 分 析 ( 见 图 3) 该 方 法 只 需 极 少 量 的 液 体 样 品 ( 约 3μL), 单 个 样 品 分 析 时 间 牛 奶 只 需 约 2 分 钟, 麦 片 也 不 超 过 5 分 钟, 对 牛 奶 的 检 出 限 比 SDAPCI-MS 法 只 高 一 个 数 量 级, 可 见 其 检 测 灵 敏 度 也 很 高 该 研 究 成 果 被 英 国 皇 家 化 学 会 著 名 的 学 术 期 刊 Chem. Commun. 发 表 [4] 测 定 结 果 仅 需 5 分 钟 左 右 时 间, 但 是 可 以 同 时 检 测 10 个 样 品, 因 此 单 个 样 品 检 测 时 间 仅 需 半 分 钟 左 右 该 方 法 成 本 低 廉, 能 专 门 检 测 掺 杂 牛 奶 中 的 三 聚 氰 胺, 具 有 准 确 快 捷 灵 敏 和 不 受 其 它 物 质 干 扰 的 优 点, 适 合 家 庭 超 市 等 用 户 对 牛 奶 检 测 的 需 要 该 研 究 成 果 正 在 整 理 发 表 中 3. 牛 奶 品 质 的 现 场 光 度 法 快 速 检 测 由 于 国 内 牛 奶 奶 源 分 散 和 牛 奶 检 测 复 杂 性 等 原 因, 不 法 分 子 可 能 在 牛 奶 中 添 加 牛 尿 石 灰 水 尿 素 三 聚 氰 胺 等 有 害 物 质 多 达 百 种 传 统 的 牛 奶 检 测 思 路 是, 对 每 个 可 能 添 加 的 有 害 物 质 进 行 排 查, 要 判 断 一 盒 牛 奶 是 否 合 格, 有 时 需 要 对 一 百 多 个 指 标 进 行 检 测, 否 则 就 有 可 能 被 漏 检 因 此, 传 统 的 思 路 下 检 测 费 时 费 力, 成 本 很 高 为 此, 陈 焕 文 博 士 研 究 团 队 转 换 思 维, 借 鉴 传 统 中 医 诊 断 中 注 重 整 体 信 息 的 原 理, 从 针 对 某 个 个 体 逐 一 检 测 转 变 到 注 重 整 体 的 检 测, 根 据 电 磁 辐 射 与 物 质 相 互 作 用 的 基 本 原 理, 结 合 现 代 分 子 光 谱 技 术, 设 计 了 全 新 的 检 测 方 案, 并 且 研 制 了 高 度 自 动 化 的 牛 奶 品 质 检 测 专 用 光 谱 仪 器 ( 图 5), 该 仪 器 能 在 2 分 钟 内 现 场 快 速 区 分 纯 牛 奶 与 各 种 掺 杂 牛 奶 ( 包 括 添 加 水 牛 尿 尿 素 三 聚 氰 胺 等 的 牛 奶 ; 重 金 属 超 标 的 牛 奶 ; 利 用 不 同 原 料 如 米 汤 豆 粉 奶 粉 等 配 置 的 密 度 与 天 然 牛 奶 相 同 但 品 质 不 同 的 牛 奶 等 ) 岩 矿 测 试 杂 志 特 邀 该 团 队 发 表 研 究 成 果 [5], 并 首 次 在 国 内 推 介 该 成 果, 产 生 了 良 好 的 社 会 效 应 权 威 评 审 专 家 认 为, 该 论 文 首 次 提 出 了 一 个 检 测 牛 奶 品 质 的 全 新 观 点, 并 成 功 证 明 了 散 射 透 射 光 度 法 快 速 检 测 技 术 能 快 速 区 分 合 格 牛 奶 和 非 正 常 牛 奶, 低 成 本 地 解 决 了 消 费 者 最 为 关 心 的 牛 奶 品 质 问 题, 适 于 超 市 和 普 通 家 庭 使 用, 具 有 广 阔 的 应 用 前 景 图 3 超 声 辅 助 - 电 喷 雾 萃 取 电 离 质 谱 结 构 简 图 图 4 肉 眼 现 场 检 测 三 聚 氰 胺 2. 三 聚 氰 胺 的 现 场 光 度 法 检 测 虽 然 直 接 质 谱 技 术 可 对 食 品 中 掺 杂 的 三 聚 氰 胺 进 行 快 速 分 析, 但 由 于 目 前 这 类 仪 器 较 贵, 限 制 了 该 技 术 的 广 泛 应 用 为 此, 陈 焕 文 博 士 研 究 团 队 还 建 立 了 一 种 可 用 于 牛 奶 奶 粉 和 鸡 蛋 中 痕 量 三 聚 氰 胺 现 场 快 速 检 测 的 新 型 光 度 法, 即 现 场 专 一 酶 检 测 法 该 法 用 肉 眼 即 可 对 含 量 在 ppm 级 以 上 的 三 聚 氰 胺 进 行 半 定 量 判 断 ( 图 4); 如 果 采 用 自 制 的 手 持 式 光 度 计 则 可 进 行 精 确 定 量, 检 出 限 可 达 50ppb( 相 当 于 50μg/kg), 低 于 我 国 卫 生 部 农 业 部 质 检 总 局 等 联 合 发 布 的 乳 制 品 及 含 乳 食 品 中 三 聚 氰 胺 临 时 管 理 限 量 值 ( 婴 幼 儿 配 方 乳 粉 及 其 他 奶 品 中 三 聚 氰 胺 的 限 量 值 分 别 为 1mg/kg 和 2.5mg/ kg), 能 满 足 乳 品 中 三 聚 氰 胺 检 测 的 需 要 而 且 样 品 从 处 理 到 获 得 图 5 散 射 - 透 射 光 度 计 原 理 实 物 照 片 和 工 作 时 仪 器 状 态 显 示 图 6 主 题 文 章 / 化 学 通 讯

11 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 总 之, 陈 焕 文 博 士 研 究 团 队 利 用 自 身 在 新 型 质 谱 和 光 谱 研 究 领 域 的 技 术 和 资 源 优 势, 已 经 在 食 品 中 三 聚 氰 胺 检 测 方 面 做 了 大 量 的 工 作 我 们 期 望 着 该 团 队 今 后 将 在 食 品 安 全 领 域 做 出 更 多 更 大 的 贡 献, 为 构 建 绿 色 和 谐 社 会 贡 献 智 慧 和 力 量 参 考 文 献 [1] GB/T Determination of melamine in raw milk and dairy products( 原 乳 料 与 乳 制 品 中 三 聚 氰 胺 监 测 方 法 ). [2] Shuiping Yang, Jianhua Ding, Liang Zhu, Bin Hu, Jianqiang Li, Huanwen Chen, Zhiquan Zhou and Xiaolin Qiao, Detection of Melamine in Milk Products by Surface Desorption Atmospheric Pressure Chemical Ionization Mass Spectrometry, Anal. Chem., 2009, 81, , Accelerated Article. [3] Shuiping Yang( 杨 水 平 ), Huanwen Chen( 陈 焕 文 ), Yuling Yang( 杨 宇 玲 ), Bin Hu( 胡 斌 ), Xie Zhang( 张 燮 ), Yufen Zhou( 周 瑜 芬 ), Lili Zhang( 张 丽 丽 ), Imaging melamine in egg samples by surface desorption atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry( 鸡 蛋 中 三 聚 氰 胺 的 表 面 解 吸 常 压 化 学 电 离 串 联 质 谱 法 成 像 ), Chinese J. Anal. Chem.( 分 析 化 学 ), 2009, 37(3): Accelerated Article. [4] Liang Zhu, Gerardo Gamez, Huanwen Chen, Konstantin Chingin, Renato Zenobi, Rapid detection of melamine in untreated milk and wheat gluten by ultrasoundassisted extractive electrospray ionization mass spectrometry (EESI-MS), Chem. Commun., 2009, (5): [5] Rong Hua( 花 榕 ), Xinglei Zhang( 张 兴 磊 ), Yueming Zhou( 周 跃 明 ), Yan Hu( 胡 燕 ), Xie Zhang( 张 燮 ), Huanwen Chen( 陈 焕 文 ), A rapid approach for in situ detection of cow milk adulteration with a handheld extinguishing spectrophotometer( 手 持 式 消 光 光 度 计 的 研 制 及 用 于 掺 杂 牛 奶 的 现 场 快 速 检 测 ), Rock and Mineral Analysis( 岩 矿 测 试 ), 2008, 27 (3): invited paper. 管 轶 最 新 Nature 文 章 证 实 新 流 感 确 实 来 自 猪 摘 要 : 香 港 大 学 医 学 院 爱 丁 堡 大 学 亚 利 桑 那 大 学 以 及 牛 津 大 学 合 作 的 H1N1 新 型 流 感 研 究 成 果 Origins and evolutionary genomics of the 2009 swine-origin H1N1 influenza A epidemic, 发 表 在 最 新 的 Nature 在 线 版 上, 文 章 通 讯 作 者 是 权 威 流 感 专 家 管 轶 教 授 新 型 H1N1 由 2 个 猪 流 感 病 毒 重 组 而 成 管 轶 教 授 等 人 主 要 从 基 因 组 学 上 研 究 最 新 H1N1 流 感 的 源 头 和 该 病 毒 的 进 化 历 程 他 们 的 研 究 结 果 发 现,H1N1 流 感 病 毒 由 2 种 猪 流 感 病 毒 的 基 因 重 组 而 形 成, 并 且 研 究 结 果 表 明, 这 2 种 猪 流 感 病 毒 在 猪 群 间 流 行 了 至 少 10 年 这 一 结 果 也 粉 碎 了 坊 间 流 传 的 新 病 毒 由 实 验 室 泄 露 出 去 的 流 言 据 悉, 这 一 重 组 病 毒 可 能 早 在 1 月 份 已 经 开 始 传 播 到 人 类 身 上, 比 墨 西 哥 今 年 3 月 发 生 的 病 例 还 早 几 个 月 基 因 分 析 结 果 表 明, 由 于 该 重 组 病 毒 携 带 有 猪 流 感 的 病 毒 基 因, 因 此 这 一 新 流 感 病 毒 极 有 可 能 在 人 类 间 大 范 围 流 行, 成 就 21 世 纪 的 第 一 场 流 感 大 流 行 猪 是 重 点 监 控 对 象 文 章 还 指 出, 由 于 流 感 病 毒 的 重 组 变 异 能 力 强, 监 控 猪 群 的 流 感 疫 情 具 有 十 分 重 要 的 意 义 本 次 的 大 流 行, 就 是 由 于 没 有 对 猪 群 间 的 流 感 病 毒 进 行 系 统 的 监 控, 导 致 该 病 毒 一 直 存 在 且 有 机 会 不 停 演 变 因 此 说, 系 统 的 监 控 猪 群 的 流 感 疫 情 有 助 人 类 防 止 猪 流 感 病 毒 更 新 升 级 演 变 成 人 流 感 ( 来 源 : 生 物 通 ) 参 考 文 献 :Nature advanc e online public ation 11 June 2009 doi: /nature08182; Received 24 May 2009; Accepted 4 June 2009; Published online 11 June 2009 管 轶 现 为 香 港 大 学 新 发 传 染 性 疾 病 国 家 重 点 实 验 室 主 任, 香 港 大 学 微 生 物 学 系 教 授 是 当 今 禽 流 感 病 毒 国 际 权 威 之 一 2003 年 SARS 肆 虐 期 间, 正 是 是 他 首 次 分 离 获 得 了 非 典 病 原 生 物 通 专 访 管 轶 教 授 的 报 道 编 者 按 禽 流 感 还 没 有 远 离 人 们 的 视 线, 一 场 猪 流 感 已 经 席 卷 了 美 洲 大 陆, 目 前 世 界 卫 生 组 织 已 经 将 流 感 大 流 行 警 告 级 别 提 高 到 5 级, 早 在 世 卫 组 织 提 高 警 戒 之 前, 著 名 的 流 感 权 威 专 家, 香 港 大 学 微 生 物 系 教 授 管 轶 表 示, 世 界 卫 生 组 织 对 警 戒 级 别 认 定 过 于 保 守, 指 其 应 该 早 些 提 高 警 戒 级 别 为 此, 生 物 通 记 者 第 一 时 间 连 线 管 轶 教 授, 就 猪 流 感 问 题 采 访 了 管 教 授 管 轶 教 授 在 百 忙 中, 抽 空 接 受 了 生 物 通 的 采 访 管 轶, 具 有 丰 富 的 流 行 病 学 经 验 的 病 毒 学 家 2003 年 春, 任 香 港 大 学 教 授 的 管 轶 教 授 首 个 分 离 到 SARS 病 毒 尽 管 令 管 轶 教 授 成 名 的 是 非 典 冠 状 病 毒, 其 实 管 轶 教 授 在 读 博 士 期 间 师 承 当 期 最 著 名 的 流 感 学 专 家 Robert Webster( 美 国 田 纳 西 州 孟 菲 斯 St.Jude 儿 童 医 院 教 授 ), 研 究 的 课 题 就 是 猪 流 感 病 毒 目 前, 管 轶 教 授 正 与 Webster 实 验 室 的 研 究 团 队 合 作 主 题 文 章 / 化 学 通 讯 7

12 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 生 物 通 : 在 这 次 的 疫 情 中, 我 们 发 现 墨 西 哥 的 死 亡 率 比 较 高, 而 在 其 他 国 家 死 亡 率 并 不 高, 这 其 中 有 什 么 原 因? 毒 力 在 不 同 的 地 方 有 不 同 吗? 管 轶 : 现 在 说 哪 个 毒 株 的 毒 力 更 强 还 为 时 尚 早, 但 是 我 们 可 以 看 出 美 国 和 墨 西 哥 的 死 亡 率 存 在 差 异 这 其 中 受 很 多 因 素 的 控 制, 不 能 一 概 而 论, 目 前 还 没 有 足 够 的 证 据 去 判 断, 尤 其 在 疫 情 的 前 期 阶 段 在 日 后 获 得 更 多 信 息 的 情 况 下, 我 们 就 能 做 出 一 个 准 确 的 判 断 了 生 物 通 : 与 非 典 相 比, 猪 流 感 疫 情 哪 个 严 重 些? 有 相 似 之 处 吗? 管 轶 : 与 非 典 相 比, 两 者 都 是 呼 吸 道 疾 病, 通 过 呼 吸 道 感 染, 能 引 发 肺 炎 可 以 肯 定 的 说, 非 典 比 猪 流 感 更 严 重 生 物 通 : 目 前 香 港 用 哪 种 检 测 技 术 来 检 查 猪 流 感, 如 何 区 分 毒 株 是 猪 流 感 还 是 人 流 感? 管 轶 : 目 前 主 要 用 PCR 技 术, 用 特 异 的 引 物 区 分 人 流 感 和 猪 流 感 生 物 通 : 目 前 猪 流 感 的 身 份 鉴 定 问 题 牵 动 人 心, 世 界 卫 生 组 织 专 家 以 及 我 国 的 专 家 称, 称 此 次 的 疫 情 为 猪 流 感 是 不 对 的, 这 株 毒 株 包 含 有 人 流 感, 禽 流 感 的 序 列, 并 且 没 有 在 猪 群 内 流 行, 应 该 叫 北 美 流 感 或 是 墨 西 哥 流 感, 对 于 这 个 观 点 您 怎 么 看? 管 轶 : 没 有 在 猪 群 中 爆 发 流 行 不 代 表 猪 不 感 染, 这 是 两 个 定 义, 如 果 去 做 实 验, 在 实 验 室 环 境 下 拿 这 个 毒 株 感 染 猪, 猪 一 定 会 感 染 的, 只 是 说 感 染 后 发 病 的 严 重 程 度 可 能 不 一 样 虽 然 说, 测 序 的 结 果 表 明 这 是 一 株 杂 交 毒 株, 有 人 流 感 和 禽 流 感 的 片 段, 但 是, 序 列 的 主 要 部 分 还 是 猪 流 感 的, 有 猪 流 感 的 骨 架, 穿 插 有 人 流 感 和 禽 流 感 片 段 因 此 说 它 是 猪 流 感 并 不 为 过, 最 妥 当 的 叫 法 是 Swine-like Influenza 其 实 命 名 的 问 题, 并 不 重 要 等 事 态 得 到 控 制, 世 界 卫 生 组 织 的 专 家 坐 下 来 慢 慢 商 讨 生 物 通 : 这 株 流 感 病 毒 的 主 要 序 列 是 来 自 猪 流 感, 可 以 说 它 与 猪 流 感 的 亲 缘 性 最 近, 如 果 说 是 由 猪 流 感 变 异 而 来 的 话, 是 一 个 怎 样 的 变 异 机 制 呢? 管 轶 : 目 前 为 止, 我 们 掌 握 的 资 料 信 息 还 不 能 回 答 这 个 问 题 不 过, 序 列 出 来 后, 这 将 是 研 究 的 项 目 之 一 生 物 通 : 目 前 的 报 道 称, 猪 流 感 已 经 可 以 人 传 人, 有 没 有 可 能 加 速 禽 流 感 的 变 异? 因 为 据 报 道 猪 是 流 感 病 毒 的 混 合 器, 在 目 前 的 环 境 下, 需 要 多 长 时 间 完 成 禽 流 感 人 传 人 的 变 异? 管 轶 : 这 完 全 取 决 于 禽 流 感 在 动 物 中 爆 发 的 频 率 与 动 物 与 人 类 接 触 的 几 率 的 大 小 如 果 常 常 爆 发, 且 与 人 类 有 密 切 的 接 触, 人 传 人 的 这 一 天 就 来 得 快 些, 如 果 控 制 得 当, 这 一 天 就 来 得 慢 些 就 这 个 猪 流 感 来 说, 从 感 染 猪 到 感 染 人 的 转 变 花 费 了 很 多 年 时 间 我 们 现 在 了 解 到 的 知 识 背 景 不 足 以 让 我 们 知 晓 促 进 人 传 人 的 条 件 是 什 么 这 些 都 是 未 来 要 研 究 的 课 题 生 物 通 : 现 在 有 什 么 方 法 可 以 治 疗 猪 流 感 患 者? 管 轶 : 目 前 这 一 病 毒 对 神 经 氨 酸 酶 抑 制 剂 还 是 敏 感 的, 比 如 说, 对 Tymiflu( 达 菲 ) 是 敏 感 的 其 他 传 统 的 抗 病 毒 药 物 就 没 有 效 果, 比 如 说, 金 刚 烷 胺 8 主 题 文 章 / 化 学 通 讯

13 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 POPs 的 来 源 转 化 及 危 害 随 着 人 们 对 生 活 环 境 的 重 视 及 对 生 存 质 量 的 关 注,DDT 多 氯 联 苯 多 环 芳 烃 及 二 噁 英 类 物 质 已 经 越 来 越 多 地 受 到 人 们 的 关 注 这 些 环 境 杀 手 对 人 体 造 成 巨 大 威 胁, 但 却 令 科 学 家 束 手 无 策, 无 法 进 行 有 效 处 置, 这 些 物 质 具 有 一 个 共 同 的 名 称 : 持 久 性 有 机 污 染 物 (Persistent Organic Pollutants, 简 称 POPs) 1. 持 久 性 有 机 污 染 物 (POPs) 持 久 性 有 机 污 染 物, 又 称 难 降 解 有 机 污 染 物, 联 合 国 欧 洲 经 济 委 员 会 (UNECE) 将 它 们 定 义 为 一 类 具 有 毒 性, 易 于 在 生 物 体 内 富 集, 在 环 境 中 能 够 持 久 存 在, 且 能 通 过 大 气 活 动 在 环 境 中 进 行 长 距 离 迁 移, 对 人 类 健 康 和 环 境 造 成 严 重 影 响 的 有 机 化 学 污 染 物 质 符 合 POPs 定 义 的 物 质 有 数 千 种 之 多, 它 们 通 常 是 具 有 某 些 特 殊 化 学 结 构 的 相 似 化 学 物 目 前 国 际 上 公 认 的 12 种 POPs 物 质, 可 分 为 3 类 : 1 杀 虫 剂 : 如 艾 氏 剂 狄 氏 剂 异 狄 氏 剂 滴 滴 涕 (DDT) 七 氯 灭 蚁 灵 毒 杀 芬 和 氯 丹 ; 2 工 业 产 品 : 如 多 氯 联 苯 (PCBs) 和 六 氯 苯 (HCB); 3 生 产 过 程 的 副 产 品 : 如 PCDDs 和 PCDFs, 即 通 常 统 称 为 二 噁 英 的 物 质 1998 年 6 月 在 丹 麦 奥 尔 胡 斯 召 开 的 泛 欧 环 境 部 长 会 议 上, 美 国 加 拿 大 和 欧 洲 32 个 国 家 正 式 签 署 了 关 于 长 距 离 越 境 空 气 污 染 物 公 约, 提 出 了 16 种 ( 类 ) 加 以 控 制 的 POPs, 除 了 UNECE 提 出 的 12 种 物 质 之 外, 还 有 六 溴 联 苯 林 丹 多 环 芳 烃 和 五 氯 酚 P O Ps 具 有 持 久 性 远 距 离 传 输 及 生 物 蓄 积 的 特 性 : 1 POPs 在 环 境 中 很 难 发 生 化 学 分 解 和 光 解, 也 很 难 被 生 物 降 解, 因 此 它 们 一 旦 排 到 环 境 中, 可 以 在 水 体 土 壤 和 底 泥 等 环 境 中 长 久 存 在 ; 2POPs 具 有 半 挥 发 性, 易 于 从 土 壤 水 体 和 生 物 体 中 挥 发 到 大 气 中 并 以 蒸 气 形 式 存 在 或 吸 附 在 大 气 中 的 颗 粒 物 上, 加 之 POPs 在 大 气 中 很 难 发 生 降 解 反 应, 所 以 在 沉 降 前, 会 在 大 气 环 境 中 远 距 离 迁 移 因 此 POPs 影 响 的 不 仅 是 使 用 地, 而 且 还 影 响 到 全 球 范 围, 尤 其 是 极 地 地 区 ; 3POPs 是 亲 脂 疏 水 性 物 质, 又 不 易 发 生 化 学 反 应 和 代 谢 降 解, 这 就 意 味 着 它 们 易 于 进 入 生 物 体 的 脂 肪 组 织 中, 并 且 积 累 的 浓 度 会 随 着 食 物 链 的 延 长 而 升 高, 这 使 得 高 级 捕 食 者 体 内 的 POPs 浓 度 比 环 境 中 的 浓 度 高 很 多 个 数 量 级 2. POPs 的 来 源 在 1 2 种 P O P s 中 有 9 种 属 于 有 机 氯 农 药, 我 国 在 2 0 世 纪 年 代 在 农 业 生 产 中 大 量 生 产 和 使 用 有 机 氯 农 药, 而 且 滴 滴 涕 氯 丹 灭 蚁 灵 和 六 氯 苯 目 前 仍 在 少 量 生 产 和 使 用 此 外, 我 国 江 南 湖 区 大 量 用 于 血 吸 虫 防 治 的 药 品 五 氯 酚 钠 也 是 二 噁 英 的 主 要 来 源 之 一, 年 施 用 量 约 在 万 吨 水 平 在 工 业 生 产 中, 我 国 曾 大 规 模 生 产 过 PCBs, 由 于 管 理 松 懈 加 上 时 间 久 远, 部 分 含 PCBs 的 电 力 电 容 器 的 封 存 记 录 已 无 从 查 找, 有 些 封 存 地 点 已 改 作 他 用, 形 成 永 久 性 污 染 源 在 城 市 大 气 中,POPs 的 来 源 主 要 包 括 1 不 完 全 燃 烧 与 热 解 的 产 物, 如 城 市 垃 圾 医 院 废 弃 物 木 材 及 废 家 具 的 焚 烧 ; 2 汽 车 尾 气 ; 3 有 色 金 属 生 产 和 铸 造 以 及 ; 4 炼 焦 发 电 水 泥 等 工 业 的 废 气 随 着 汽 车 工 业 的 发 展, 城 市 交 通 日 渐 成 为 POPs 的 主 要 污 染 源, 在 英 国 伯 明 翰 市 1980 年 前 固 定 源 排 放 量 占 到 多 环 芳 烃 的 排 放 总 量 的 80%-90%, 但 目 前 大 气 中 88% 的 苯 并 芘 [a] 来 自 城 市 交 通 在 我 国, 研 究 人 员 对 兰 州 市 区 和 郊 区 的 大 气 样 品 及 汽 车 尾 气 烟 尘 样 品 进 行 比 较 后 得 出 结 论 :POPs 以 相 当 比 例 存 在 于 大 气 中, 且 主 要 来 源 于 煤 和 石 油 等 化 石 燃 料 的 燃 烧 3. POPs 的 转 化 及 危 害 POPs 具 有 挥 发 性, 在 大 气 中 又 很 难 降 解, 因 而 在 沉 降 前, 会 在 大 气 环 境 中 远 距 离 迁 移 因 此 POPs 影 响 的 不 仅 是 使 用 地, 而 且 还 影 响 到 全 球 范 围, 甚 至 是 海 洋 沙 漠 以 及 极 地 地 区 20 世 纪 年 代 科 研 人 员 便 在 南 极 地 区 鱼 类 体 内 发 现 PCBs 和 DDT, 我 国 北 京 大 学 的 科 研 人 员 在 珠 穆 朗 玛 山 脉 采 集 到 了 冰 川 的 样 品 里 也 发 现 有 POPs 物 质 的 存 在 年, 学 者 提 出 了 分 馏 效 应 解 释 极 地 地 区 发 现 的 POPs 有 机 物 在 温 度 高 的 条 件 下 挥 发 速 度 大 于 沉 降 速 度, 当 世 界 各 地 排 放 的 POPs 挥 发 到 大 气 中 后, 由 于 其 在 大 气 中 比 较 稳 定, 会 随 全 球 大 气 循 环 开 始 迁 徙, 当 到 达 温 度 低 的 寒 冷 地 区 时, 其 沉 降 速 度 大 于 挥 发 速 度,POPs 冷 凝 浓 缩 到 地 面 1996 年 科 研 人 员 又 提 出 了 蚱 蜢 效 应, 进 一 步 解 释 了 POPs 的 理 化 性 质 和 温 度 因 子 对 POPs 在 全 球 内 的 分 配 影 响 理 化 性 质 不 同 的 POPs 会 随 温 度 梯 度 分 布 只 有 物 理 化 学 性 质 在 一 定 范 围 内 的 POPs 才 有 可 能 在 长 期 的 迁 移 过 程 中 具 有 持 久 性, 进 而 在 极 地 地 区 的 海 洋 和 陆 地 表 面 积 累 科 普 天 地 / 化 学 通 讯 9

14 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 在 水 体 中,POPs 污 染 遍 及 整 个 湖 泊 生 态 系 在 非 洲 马 拉 维 湖 的 水 体 藻 类 无 脊 动 物 和 鱼 类 中 都 检 测 到 DDT 的 存 在, 可 见 DDT 污 染 遍 及 整 个 湖 泊 生 态 系 统 而 在 我 国 华 北 地 区 白 洋 淀 湖 水 生 食 物 链 HCB 和 DDT 的 生 物 浓 缩 分 析 结 果 表 明, 随 着 食 物 网 营 养 级 别 的 提 升, 生 物 体 中 POPs 浓 度 逐 级 浓 缩 放 大 当 POPs 进 入 土 壤 后, 即 进 入 持 久 的 稳 定 状 态 例 如 在 深 层 土 壤 中 的 TCDDs( 一 种 二 噁 英 类 物 质 ) 的 半 衰 期 大 于 10 年, 也 就 是 说 需 要 超 过 10 年 的 时 间 才 能 使 其 浓 度 稀 释 一 半 研 究 表 明, 当 农 药 进 入 土 壤 后, 在 一 定 的 浓 度 下, 某 些 微 生 物 可 以 利 用 其 中 的 碳 和 氮 作 为 营 养 源, 刺 激 其 生 长, 这 也 加 速 了 POPs 从 环 境 向 生 物 圈 转 移 的 过 程 POPs 通 过 多 种 途 径 进 入 动 物 体 内 后, 在 生 物 体 的 脂 肪 胚 胎 及 肝 脏 等 处 积 累 下 来, 到 一 定 程 度 就 会 对 生 物 体 的 健 康 造 成 伤 害 包 括 影 响 食 肉 鸟 类 蛋 壳 的 厚 度 海 豚 海 鹰 及 海 豹 的 种 群 数 量, 甚 至 影 响 人 类 的 免 疫 系 统 生 活 在 极 地 地 区 的 因 纽 特 人 由 于 日 常 食 用 鱼 鲸 海 豹 等 海 洋 生 物 的 肉, 而 这 些 肉 中 的 POPs 通 过 生 物 放 大 和 生 物 积 累 已 达 到 很 高 的 浓 度, 所 以 因 纽 特 人 的 脂 肪 组 织 中 含 有 大 量 的 有 机 氯 农 药 PCBs 和 PCDDs, 这 种 影 响 通 过 母 乳 喂 养, 使 得 当 地 婴 儿 的 畸 形 率 特 别 的 高 4. 结 语 针 对 POPs 对 人 体 生 存 存 在 的 巨 大 威 胁, 我 国 从 2005 年 开 始 由 环 保 总 局 牵 头, 联 合 外 交 部 发 展 改 革 委 财 政 部 等 11 个 部 门 组 建 了 国 家 履 行 POPs 公 约 工 作 协 调 组, 并 组 织 编 写 国 家 行 动 方 案 和 其 它 履 约 方 案 并 于 近 期 针 对 二 噁 英 类 POPs 重 点 排 放 行 业 与 重 点 排 放 源 的 情 况 进 行 了 调 查 同 时 以 江 苏 吉 林 重 庆 三 个 省 ( 直 辖 市 ) 为 试 点, 开 展 流 通 领 域 杀 虫 剂 类 POPs 的 库 存 与 废 弃 现 状 调 查, 进 一 步 了 解 我 国 POPs 污 染 现 状, 逐 步 建 立 我 国 POPs 污 染 源 完 善 的 管 理 机 制, 实 现 对 POPs 的 源 头 控 制 张 湮 帆 ( 复 旦 大 学 环 境 科 学 与 工 程 系 ) 抗 流 感 兵 器 谱 人 们 和 流 感 的 战 争 已 经 延 续 了 上 千 年 自 从 人 类 开 始 使 用 抗 病 毒 药 物 和 流 感 疫 苗 以 来, 胜 利 的 天 平 仿 佛 一 度 向 人 类 倾 斜, 但 是 在 狡 猾 善 变 的 流 感 病 毒 面 前, 这 些 武 器 一 不 小 心 就 哑 火 了 在 凶 猛 的 病 毒 大 军 到 来 之 时, 我 们 还 有 哪 些 看 家 武 器 呢? 如 果 有 人 要 撰 写 一 部 流 行 性 感 冒 编 年 史 的 话, 那 么,2009 年 一 定 是 不 容 忽 视 的 一 年 继 年 初 中 国 及 东 南 亚 地 区 连 续 爆 出 数 十 起 人 感 染 禽 流 感 个 案 过 后,4 月 下 旬, 起 源 于 墨 西 哥 首 都 墨 西 哥 城 的 甲 型 H1N1 流 感 人 际 间 的 局 部 爆 发 性 流 行 又 在 一 夜 之 间 将 恐 慌 传 遍 了 全 球 一 日 紧 过 一 日 的 疫 情, 让 科 学 家 也 行 动 起 来, 希 望 能 找 到 流 感 病 毒 的 命 门 所 在, 力 求 一 击 中 的 主 动 攻 击 病 毒 的 药 物 抗 病 毒 药 物 是 我 们 对 付 流 感 的 又 一 大 武 器 抗 病 毒 药 物 自 然 是 最 先 投 入 战 场 的 先 锋 为 了 对 付 流 感, 人 们 开 发 药 物 的 脚 步 一 刻 也 没 有 停 歇 过 要 想 把 凶 悍 的 流 感 病 毒 挑 落 马 下, 就 必 须 找 到 它 们 的 命 门 以 金 刚 烷 胺 和 金 刚 乙 烷 为 代 表 的 金 刚 烷 胺 类 药 物 已 经 在 抗 击 流 感 战 争 中 奋 战 多 年, 这 类 药 物 作 用 的 靶 点 是 位 于 流 感 病 毒 外 壳 处 ( 衣 壳 ) 的 M2 蛋 白 病 毒 繁 殖 扩 增 时, 需 要 将 自 身 的 遗 传 物 质 RNA 注 入 到 宿 主 细 胞 中, 这 样 才 能 仰 仗 宿 主 的 合 成 系 统 生 产 大 量 的 子 代 病 毒 这 一 注 入 过 程 需 要 M2 蛋 白 作 为 先 遣 军 开 辟 一 条 通 道, 而 金 刚 烷 胺 类 药 物 就 像 铁 道 游 击 队 一 样 专 门 破 坏 这 条 通 道, 这 样 一 来, 病 毒 的 繁 殖 就 会 受 到 极 大 的 抑 制 不 过 最 近 十 几 年, 很 多 流 感 毒 株 的 M2 蛋 白 都 发 生 了 突 变, 从 而 使 病 毒 有 了 针 对 金 刚 烷 胺 类 药 物 的 铁 布 衫 在 此 次 甲 型 H1N1 流 感 疫 情 中, 金 刚 烷 胺 类 药 物 显 然 已 经 力 不 从 心 了 自 从 禽 流 感 以 来, 我 们 在 媒 体 中 经 常 提 到 一 个 药 物 名 达 菲 (Tamifllu), 其 学 名 为 奥 斯 他 韦 (Oseltamivir) 在 此 次 甲 型 H1N1 流 感 疫 情 中, 达 菲 也 显 示 了 良 好 的 疗 效, 这 是 因 为 它 还 紧 握 着 流 感 的 另 一 个 命 门 流 感 病 毒 在 宿 主 细 胞 内 完 成 复 制 表 达 及 组 装 后, 会 以 出 芽 的 形 式 突 出 宿 主 细 胞, 但 是 新 生 病 毒 与 宿 主 细 胞 之 间 的 凝 血 酶 - 唾 液 酸 连 接 像 一 道 绳 索 一 样, 将 二 者 10 科 普 天 地 / 化 学 通 讯

15 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 捆 绑 在 一 起 神 经 氨 酸 酶 具 有 催 化 唾 液 酸 水 解 能 力, 是 解 开 绳 索 的 关 键 酶 一 旦 这 条 连 接 绳 索 被 断 开, 摆 脱 束 缚 的 新 生 病 毒 便 可 自 由 侵 袭 其 他 健 康 细 胞 达 菲 在 结 构 上 非 常 类 似 于 神 经 氨 酸, 具 有 强 有 力 的 抑 制 神 经 氨 酸 酶 的 活 性 通 过 抑 制 神 经 氨 酸 酶 活 性, 阻 止 了 新 生 病 毒 的 释 放, 从 而 切 断 病 毒 的 扩 散 渠 道 附 带 说 一 句, 这 种 药 物 在 研 发 时 大 量 使 用 的 计 算 机 辅 助 药 物 设 计 技 术 并 且, 达 菲 的 主 要 原 料 是 我 们 平 常 吃 的 大 料 中 所 含 的 莽 草 酸 不 过, 达 菲 已 经 是 经 过 修 饰 的 的 化 合 物 虽 然 达 菲 对 流 感 病 毒 可 以 起 到 很 好 的 抑 制 作 用, 但 是 到 目 前 为 止, 还 没 有 实 验 证 据 显 示 其 原 料 莽 草 酸 对 流 感 病 毒 有 同 样 的 效 果 此 外, 大 料 中 含 有 黄 樟 醚, 过 量 食 用 可 能 导 致 中 毒 大 量 食 用 大 料 来 对 抗 流 感, 未 必 是 个 明 智 的 选 择 从 金 刚 烷 胺 在 短 时 间 内 败 北 不 难 看 出, 产 生 能 够 对 抗 达 菲 的 病 毒 只 是 时 间 早 晚 的 问 题 比 较 好 的 解 决 办 法, 就 是 通 过 注 射 疫 苗, 在 人 体 中 提 前 构 筑 起 防 御 病 毒 的 阵 地 这 种 方 法 在 对 抗 结 核 病 乙 肝 等 传 染 病 中 发 挥 了 重 要 作 用, 并 且 有 些 疫 苗 ( 如 针 对 结 核 病 的 卡 介 苗 ) 只 要 接 种 过, 基 本 上 可 以 达 到 终 生 免 疫 但 是 疫 苗 构 筑 的 阵 地 却 往 往 防 不 住 新 型 流 感 病 毒 的 入 侵, 这 也 就 是 我 们 每 年 都 需 要 接 种 新 流 感 疫 苗 的 原 因 疫 苗 的 缺 陷 流 感 病 毒 的 结 构 中, 抗 原 性 最 强 的 要 数 其 蛋 白 质 外 壳 上 的 血 凝 素 和 神 经 氨 酸 酶 流 感 病 毒 侵 袭 至 人 体 内 后, 往 往 是 这 两 种 蛋 白 激 起 免 疫 系 统 的 强 烈 反 应 所 以, 科 学 家 在 设 计 疫 苗 时, 往 往 把 这 两 个 蛋 白 预 设 为 免 疫 系 统 的 攻 击 目 标 而 疫 苗 就 像 是 一 张 为 免 疫 系 统 下 发 的 通 缉 令 提 前 将 这 两 种 蛋 白 注 入 体 内, 让 免 疫 系 统 记 住 这 些 坏 人 特 征, 在 真 正 的 厉 害 的 坏 人 ( 流 感 病 毒 ) 侵 入 人 体 的 时 候, 免 疫 系 统 就 会 一 拥 而 上, 将 他 们 制 服 目 前, 应 用 最 广 泛 的 流 感 疫 苗 就 是 灭 活 疫 苗 其 生 产 流 程 是, 首 先 在 受 精 鸡 蛋 ( 鸡 胚 ) 中 培 养 病 毒 之 后 收 集 含 有 病 毒 的 组 织, 使 用 福 尔 马 林 把 其 中 的 病 毒 通 通 杀 死 最 后 包 含 这 些 病 毒 尸 体 的 原 液 分 离 纯 化, 经 过 病 毒 活 性 和 无 菌 检 测 之 后, 这 些 病 毒 原 液 就 可 以 作 为 疫 苗 使 用 了 流 感 全 病 毒 灭 活 疫 苗 具 有 较 高 的 免 疫 原 性 和 相 对 较 低 的 生 产 成 本, 但 是, 除 了 血 凝 素 和 神 经 氨 酸 酶, 病 毒 尸 体 上 的 其 他 结 构 也 会 引 发 免 疫 系 统 的 反 应 因 而, 在 接 种 过 程 中, 副 反 应 发 生 率 也 较 高 为 了 降 低 这 类 影 响, 科 研 人 员 在 灭 活 疫 苗 的 基 础 上, 开 发 了 裂 解 疫 苗 其 原 理 是, 利 用 乙 醚 等 裂 解 剂 将 病 毒 拆 开, 去 除 其 中 核 酸 及 大 分 子 蛋 白 质, 保 留 抗 原 有 效 成 分 血 凝 素 和 神 经 氨 酸 酶 以 及 部 分 基 质 蛋 白 (M 蛋 白 ) 和 核 蛋 白 (NP 蛋 白 ), 经 过 不 同 的 生 产 工 艺 去 除 裂 解 剂 和 纯 化 有 效 抗 原 成 分 制 备 而 成 在 裂 解 疫 苗 的 基 础 上, 还 可 以 进 一 步 纯 化, 从 而 得 到 更 纯 的 血 凝 素 和 神 经 氨 酸 酶, 这 种 疫 苗 可 以 为 免 疫 系 统 进 一 步 指 明 敌 人, 并 且 大 幅 降 低 副 作 用 无 论 是 何 种 疫 苗, 在 多 变 的 病 毒 面 前, 都 很 快 会 变 成 过 时 的 通 缉 令 因 为 新 病 毒 的 面 孔, 很 快 就 会 跟 通 缉 令 上 的 出 现 差 别 在 面 对 新 病 毒 时, 人 体 依 然 是 座 不 设 防 的 城 市 流 感 病 毒 变 异 快 的 原 因, 一 方 面 是 由 于 它 属 于 RNA 病 毒, 在 增 殖 复 制 过 程 中 所 依 赖 的 RNA 聚 合 酶 自 我 纠 错 能 力 很 差, 导 致 子 代 病 毒 的 基 因 序 列 与 母 代 并 不 完 全 一 致 随 着 代 数 的 增 多, 差 异 就 变 得 越 来 越 大 如 果 把 疫 苗 与 病 毒 分 别 比 作 钥 匙 和 锁, 那 么 突 变 的 日 积 月 累 迟 早 有 一 天 会 导 致 钥 匙 再 也 打 不 开 锁 另 一 方 面, 流 感 病 毒 的 基 因 组 是 由 8 个 小 片 段 构 成, 因 此 在 增 殖 过 程 中 很 容 易 与 其 他 种 类 的 流 感 病 毒 发 生 基 因 重 排, 这 也 增 大 了 病 毒 变 异 的 概 率 目 前 在 药 物 和 疫 苗 的 帮 助 下, 人 类 与 流 感 病 毒 之 间 形 成 了 某 种 程 度 的 均 衡, 但 是 在 双 方 的 对 峙 中, 人 类 总 是 处 于 守 势 只 有 新 型 毒 株 出 现 后, 人 类 才 能 根 据 这 种 毒 株 的 特 点, 抢 在 其 肆 虐 之 前, 选 择 相 应 的 药 物, 研 发 匹 配 的 疫 苗 由 于 流 感 变 异 的 速 度 逐 渐 加 快, 这 使 得 人 类 的 防 守 渐 呈 力 有 不 逮 之 势 当 疫 苗 通 过 检 验 上 市 之 后, 它 们 很 快 就 无 法 对 抗 新 出 现 的 病 毒 体 外 制 造 的 抗 体 武 器 科 学 家 一 直 努 力 试 图 改 变 疫 苗 研 发 滞 后, 而 无 法 对 抗 病 毒 的 被 动 局 面 如 果 在 病 毒 到 来 时, 无 法 在 人 体 内 及 时 获 得 足 够 的 抗 原, 那 最 好 的 出 路 就 是, 在 病 毒 入 侵 之 前, 在 体 外 准 备 好 足 够 的 对 付 他 们 的 武 器 弹 药 不 久 前, 自 然 结 构 与 分 子 生 物 学 杂 志 刊 载 了 哈 佛 大 学 医 学 院 丹 娜 - 法 伯 癌 症 研 究 所 以 及 加 利 福 尼 亚 州 波 纳 姆 医 学 研 究 中 心 的 科 学 家 的 发 现 通 过 他 们 的 研 究, 流 感 病 毒 的 最 重 要 的 命 门 似 乎 呈 现 在 我 们 面 前 这 一 区 域 位 于 血 凝 素 结 构 中 的 茎 干 部 位, 位 置 隐 蔽 且 氨 基 酸 序 列 和 结 构 相 当 保 守 虽 然 人 体 免 疫 系 统 无 法 察 觉 到 该 区 域 的 抗 原 性, 但 是 完 全 可 以 在 体 外 生 产 出 对 抗 他 们 的 抗 体, 并 且 这 种 保 守 性 存 在 还 可 以 保 证 生 产 出 的 弹 药 长 期 有 效 这 一 结 构 的 发 现, 为 设 计 弹 药 指 明 了 方 向, 而 单 克 隆 抗 体 正 是 合 适 的 备 选 武 器 抗 体 这 种 一 向 被 认 为 是 防 病 护 身 的 厚 实 盾 牌, 在 科 学 家 的 回 春 妙 手 中, 它 很 能 成 为 下 一 种 向 病 毒 发 起 冲 击 的 进 攻 利 器 旅 美 中 国 科 学 家 隋 建 华 介 绍 说, 他 们 在 实 验 室 中 对 数 以 亿 计 的 单 克 隆 抗 体 进 行 数 轮 扫 描, 最 终 得 到 的 单 克 隆 抗 体 可 以 中 和 多 种 流 感 毒 株, 使 之 丧 失 进 一 步 的 感 染 能 力 研 究 人 员 表 示, 目 前 流 感 病 毒 的 血 凝 素 蛋 白 共 有 16 种, 而 这 种 单 克 隆 抗 体 就 能 对 付 其 中 的 9 种, 其 中 就 包 括 在 当 前 流 行 的 H5N1 高 致 病 性 禽 流 感 以 及 90 年 前 横 行 世 界 的 1918 年 西 班 牙 流 感 H1N1 的 血 凝 素 蛋 白 另 外, 这 种 抗 体 可 以 短 时 间 内 大 量 制 备, 如 果 与 抗 病 毒 药 物 联 合 使 用 的 话, 可 以 阻 止 病 毒 传 播 预 防 流 感 美 国 国 家 过 敏 和 传 染 病 研 究 所 所 长 安 东 尼 福 奇 给 予 该 发 现 以 极 高 评 价, 他 评 论 称, 这 项 研 究 意 义 重 大 在 流 感 暴 发 而 疫 苗 尚 未 生 产 出 来 之 前, 这 种 单 克 隆 抗 体 将 是 重 要 的 抗 病 毒 补 充 药 物 领 导 这 项 研 究 的 韦 恩 马 拉 斯 克 目 前 计 划 对 这 种 单 克 隆 抗 体 开 展 临 床 前 及 临 床 研 究, 他 认 为, 这 些 人 单 克 隆 抗 体 可 在 流 感 季 节 用 来 治 疗 免 疫 能 力 低 高 龄 个 体 和 医 疗 工 作 者 等 高 危 人 群 研 究 者 的 进 一 步 计 划 是, 利 用 这 一 保 守 区 域 的 特 点, 开 发 相 应 的 流 感 疫 苗, 并 力 争 未 来 3 年 内 用 于 临 床 试 验 马 拉 斯 克 还 乐 观 地 认 为, 在 未 来 我 们 不 必 再 为 了 越 冬 而 提 高 免 疫 力, 如 果 能 够 科 普 天 地 / 化 学 通 讯 11

16 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 措 施 得 当, 拥 有 终 身 的 免 疫 力 并 非 奢 望 此 外, 单 克 隆 抗 体 还 能 阻 断 导 致 疾 病 的 信 号 通 路 在 正 常 的 细 胞 中, 细 胞 行 为 都 要 遵 循 各 种 调 控 信 号, 但 是 如 果 一 些 负 责 信 号 转 发 的 关 键 蛋 白 出 了 故 障, 一 些 本 不 应 该 发 出 的 信 号 却 被 传 送 出 去, 这 时 能 与 这 些 蛋 白 特 异 结 合 的 单 克 隆 抗 体 就 会 像 一 座 大 坝 一 样 阻 断 信 息 流 的 传 递 利 用 单 克 隆 抗 体 精 确 制 导 的 特 点, 还 可 以 将 一 些 具 有 治 疗 作 用 的 物 质, 如 放 射 性 核 素 毒 素 和 药 物 等 与 其 绑 在 一 起 这 样 可 以 使 得 药 物 更 加 敌 我 分 明, 有 效 地 减 少 药 物 对 正 常 组 织 的 毒 副 作 用, 提 高 病 变 细 胞 的 药 物 摄 入 量 单 克 隆 抗 体 从 制 备 成 功 到 如 今 不 过 30 余 年, 但 由 于 靶 向 和 控 制 理 念 在 疾 病 诊 疗 上 的 深 入 人 心, 单 克 隆 抗 体 具 备 的 种 种 优 势 使 之 迅 速 成 为 学 界 和 制 药 业 界 的 新 宠 目 前 有 100 多 种 治 疗 性 抗 体 正 在 进 行 临 床 试 验,500 多 种 抗 体 处 于 临 床 前 研 究 2004 年, 只 有 17 家 公 司 直 接 销 售 单 克 隆 抗 体 药 物, 但 随 着 新 产 品 和 新 公 司 的 涌 入, 这 一 数 字 到 2010 年 有 望 增 长 一 倍 以 上, 达 到 36 家, 据 估 计 届 时 单 克 隆 抗 体 药 物 的 销 售 额 将 超 过 300 亿 美 元, 成 为 生 物 制 药 领 域 的 领 头 羊 目 前, 获 得 FDA 批 准 的 抗 体 药 物 已 经 广 泛 应 用 于 肿 瘤 心 血 管 相 关 疾 病 自 身 免 疫 性 疾 病 病 毒 感 染 和 器 官 移 植 等 疾 病 领 域 的 治 疗 中 随 着 人 们 对 疾 病 和 单 克 隆 抗 体 更 加 深 入 的 了 解, 相 信 后 者 的 用 途 会 越 来 越 广 泛 单 克 隆 抗 体 将 成 为 人 们 对 抗 流 感 以 及 其 他 疾 病 的 又 一 种 利 器 小 知 识 单 克 隆 抗 体 的 前 世 今 生 众 所 周 知, 闯 进 人 体 的 病 原 体 之 所 以 能 被 免 疫 系 统 所 识 别, 是 因 为 这 些 病 原 体 长 着 坏 人 一 般 的 面 孔 ( 抗 原 性 ), 因 此 有 时 也 将 这 些 病 原 体 称 为 抗 原 有 些 较 大 的 抗 原, 比 如 流 感 病 毒, 在 结 构 上 有 多 处 区 域 都 具 有 抗 原 性, 这 会 招 来 多 国 部 队 机 体 对 这 个 大 抗 原 产 生 的 多 种 抗 体 - 的 联 合 进 攻 要 想 得 到 抗 体, 需 要 在 体 外 对 一 种 特 殊 的 只 生 产 单 一 抗 体 的 B 淋 巴 细 胞 加 以 培 养, 从 而 得 到 一 群 相 同 的 细 胞 ( 也 就 是 学 术 所 说 的 单 克 隆 ), 由 这 群 细 胞 合 成 的 抗 体 就 被 称 为 单 克 隆 抗 体 不 过, 这 种 B 淋 巴 细 胞 很 难 培 养, 直 到 1975 年 英 国 剑 桥 大 学 的 德 国 科 学 家 科 勒 和 阿 根 廷 科 学 家 米 尔 斯 坦 才 解 决 了 这 个 问 题, 为 此 二 人 还 共 同 分 享 了 1984 年 的 诺 贝 尔 生 理 及 医 学 奖 他 们 利 用 骨 髓 瘤 细 胞 可 长 期 在 体 外 生 长 繁 殖 的 特 点, 利 用 细 胞 工 程 技 术 将 B 淋 巴 细 胞 和 骨 髓 瘤 细 胞 合 二 为 一, 生 产 出 兼 具 二 者 特 性 的 的 杂 种 细 胞, 既 具 有 B 淋 巴 细 胞 产 生 单 一 抗 体 的 特 性, 又 具 有 骨 髓 瘤 细 胞 在 体 外 连 续 增 殖 的 优 点 第 一 代 单 克 隆 抗 体 来 源 于 小 鼠 的 B 细 胞 杂 交 瘤, 这 种 细 胞 产 生 的 抗 体 具 有 鼠 源 性 成 分, 对 于 人 体 免 疫 系 统 而 言, 这 种 抗 体 依 旧 属 于 外 源 物 质, 这 使 得 人 的 免 疫 系 统 会 对 这 种 抗 体 发 动 攻 击, 这 一 致 命 弱 点 不 但 降 低 了 抗 体 的 效 能 而 且 用 于 人 体 后 会 产 生 人 抗 小 鼠 抗 体 效 应, 有 可 能 导 致 严 重 的 后 果, 因 而 大 大 限 制 了 单 克 隆 抗 体 的 应 用 随 着 DNA 重 组 技 术 抗 体 库 技 术 以 及 转 基 因 小 鼠 技 术 的 日 渐 成 熟, 鼠 源 单 克 隆 抗 体 慢 慢 退 出 了 历 史 舞 台, 鼠 / 人 嵌 合 单 克 隆 抗 体 人 源 化 单 克 隆 抗 体 人 抗 体 和 完 全 人 源 化 单 克 隆 抗 体 先 后 研 制 成 功, 其 中 的 鼠 源 成 分 也 逐 渐 减 少, 到 如 今, 完 全 人 源 化 单 克 隆 抗 体 已 经 百 分 百 不 含 有 鼠 源 成 分 上 文 提 到 的 在 对 付 流 感 方 面 具 有 广 谱 中 和 活 性 的 单 克 隆 抗 体 就 是 一 种 人 源 化 抗 体 除 了 直 接 对 抗 病 毒, 单 克 隆 抗 体 还 可 以 与 其 他 药 物 组 成 免 疫 偶 联 物 分 子, 将 药 物 精 确 释 放 到 需 要 的 组 织 或 者 器 官 在 这 种 联 合 弹 药 中, 单 克 隆 抗 体 相 当 于 导 弹 的 制 导 装 置, 将 所 携 带 的 弹 头 引 向 目 标 - 通 常 为 肿 瘤 细 胞 表 面 的 相 关 抗 原 或 特 定 的 受 体 根 据 不 同 的 用 途, 弹 头 种 类 是 可 以 更 换 的 例 如 在 癌 症 治 疗 中, 用 作 弹 头 的 物 质 主 要 有 三 类, 即 放 射 性 核 素 药 物 和 毒 素 在 单 克 隆 抗 体 引 导 下, 弹 头 会 集 中 攻 击 病 患 部 位, 在 尽 可 能 避 免 损 伤 健 康 组 织 的 情 况 下, 达 到 治 愈 疾 病 的 目 的 ( 本 文 已 刊 于 牛 顿 科 学 世 界 2009 年 6 月 号 ) 年 青 的 世 界 染 料 权 威 蒲 尔 金 1. 蒲 尔 金 生 平 小 传 蒲 尔 金 (W.H.Perkin, ), 英 国 化 学 家,1838 年 3 月 12 日 生 于 伦 敦 蒲 尔 金 中 学 时 代 就 非 常 热 衷 于 化 学 事 业 蒲 尔 金 不 顾 父 亲 的 反 对, 决 意 攻 读 化 学 15 岁 时 他 考 入 皇 家 化 学 专 门 学 校, 那 时 德 国 化 学 家 霍 夫 曼 正 在 该 校 讲 授 化 学, 他 就 学 于 霍 夫 曼 他 那 睿 敏 的 心 智, 远 大 的 志 向 深 得 霍 夫 曼 的 赏 识 1855 年 霍 夫 曼 让 这 位 年 青 的 英 国 人 做 了 他 的 助 手 年 仅 17 岁 的 蒲 尔 金, 凭 着 在 自 己 家 里 的 实 验 室 独 自 搞 研 究, 工 作 做 得 有 声 有 色 1856 年, 蒲 尔 金 在 度 复 活 节 假 日 时 还 在 绞 尽 脑 汁 研 究 合 成 贵 重 的 抗 疟 药 奎 宁 一 天, 他 把 苯 胺 和 重 铬 酸 钾 混 在 一 起 了, 正 当 他 准 备 把 这 通 常 看 来 毫 无 用 处 的 混 合 物 倒 到 烧 杯 里 去 的 时 候, 一 道 隐 约 的, 淡 紫 色 的 闪 光 引 起 了 他 的 警 觉 他 往 里 添 了 点 酒 精, 酒 精 溶 解 了 混 合 物 中 的 某 些 物 质, 于 是 混 合 物 呈 现 出 美 丽 的 紫 色 来 蒲 尔 金 马 上 想 到, 这 东 西 也 许 可 作 染 料 他 把 紫 色 化 合 物 样 品 寄 给 苏 格 兰 的 一 家 染 坊 复 信 是 令 人 振 奋 的, 说 它 能 染 丝, 非 常 漂 亮, 还 问 这 种 染 料 是 否 容 易 制 取 后 来 蒲 尔 金 把 这 种 紫 色 化 合 物 样 品 称 之 为 苯 胺 紫 这 位 年 青 的 化 学 家 一 下 子 声 誉 赫 然, 成 为 世 界 的 染 料 权 威 蒲 尔 金 的 发 明 创 立 了 伟 大 的 合 成 染 料 工 业, 他 刺 激 了 合 成 有 机 化 学 的 发 展 如 1868 年 格 雷 尔 (K.J.P.Graebe, ) 12 科 普 天 地 / 化 学 通 讯

17 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 合 成 了 天 然 茜 素 染 料, 蒲 尔 金 也 研 究 出 了 茜 素 的 合 成 法, 并 在 1869 年 6 月 26 日, 也 就 是 格 雷 尔 和 他 的 合 作 者 取 得 专 利 的 第 二 天, 也 取 得 了 专 利 1879 年 拜 尔 (A.Von.Baeyer, ) 继 他 的 学 生 格 雷 尔 合 成 茜 素 后 合 成 了 靛 蓝, 于 是 天 然 的 染 料 就 全 部 退 出 了 市 场 有 一 种 重 要 的 化 学 反 应, 人 们 把 他 叫 作 蒲 尔 金 反 应 蒲 尔 金 就 是 用 这 种 重 要 的 反 应 合 成 了 令 人 感 到 愉 快 的 香 草 精 气 味 的 白 色 结 晶 物 香 豆 素 这 个 发 明, 标 志 着 合 成 香 料 工 业 的 开 始 蒲 尔 金 性 情 沉 默 寡 言, 腼 腆 谦 和, 他 并 不 去 争 他 那 份 应 得 的 权 益 然 而 他 也 得 到 许 多 荣 誉 1866 年 为 皇 家 学 会 会 员 1879 年 该 会 授 他 皇 家 奖 章 1889 年 又 赠 他 戴 维 奖 章 年 他 担 任 伦 敦 化 学 会 秘 书 ; 年 担 任 该 会 会 长 他 也 担 任 过 英 国 化 学 工 业 学 会 和 其 它 学 会 会 长 1906 年 当 蒲 尔 金 68 岁 时, 就 在 这 一 天 为 他 苯 胺 紫 发 明 50 周 年 举 行 了 纪 念 活 动 各 国 家 学 者 来 到 伦 敦 无 不 向 他 表 示 敬 意, 英 国 国 家 赠 他 爵 士 尊 称, 德 国 法 国 美 国 等 学 会 都 向 他 赠 送 奖 章, 特 别 是 美 国 化 学 会 授 他 的 奖 章 是 蒲 尔 金 奖 章, 他 是 获 这 种 奖 章 的 第 一 人, 从 那 以 后 这 种 奖 章 每 年 一 次 授 予 美 国 化 学 家 在 应 用 化 学 上 取 得 最 大 贡 献 者 蒲 尔 金 死 于 1907 年 7 月 14 日 他 有 三 个 儿 子, 在 化 学 界 或 实 业 界 都 很 著 名 三 个 儿 子 中 有 一 个 儿 子 与 其 父 同 名 也 叫 William Henry, 也 是 个 有 机 化 学 家, 也 当 过 伦 敦 化 学 会 会 长 读 者 应 注 意 各 书 中 或 杂 志 中 所 说 W.H.Perkin 究 竟 是 指 哪 一 位 一 般 称 他 同 名 同 姓 的 儿 子 为 小 蒲 尔 金 (W.H.Perkin,Jr) 蒲 尔 金 是 一 位 伟 大 的 化 学 家 他 对 事 业 的 追 求 和 献 身 精 神 是 当 今 世 界 青 年 学 习 的 楷 模 2. 染 料 化 学 简 介 染 料 是 一 类 能 使 衣 物 等 各 种 纤 维 皮 革 制 品 以 及 塑 料 等 其 它 用 品 牢 固 地 染 上 各 种 颜 色 的 物 质 染 料 和 颜 料 虽 然 都 是 显 色 物 质, 但 它 们 完 全 不 同 它 们 最 大 不 同 点 在 于 染 料 可 溶 于 介 质 中 从 而 使 各 被 染 物 牢 固 地 着 上 各 种 颜 色 ; 颜 料 则 不 溶 于 介 质 中, 靠 涂 抹 在 物 体 表 面 而 使 物 体 着 色, 并 靠 涂 料 使 其 粘 附 于 物 体 表 面 上 目 前, 从 不 同 角 度 对 染 料 进 行 不 同 的 分 类 下 面 介 绍 几 类 染 料 (1) 还 原 染 料 还 原 染 料 的 国 外 商 业 名 称 是 阴 丹 士 林 (Indanthrenr) 因 在 染 色 时 要 经 还 原 处 理 而 得 名 它 的 特 点 是 多 不 溶 于 水, 不 直 接 用 于 织 物 的 染 色, 要 在 碱 性 溶 液 中 用 保 险 粉 ( 连 二 亚 硫 酸 钠 Na 2 S 2 O 4 2H 2 O) 作 还 原 剂, 把 染 料 先 还 原 成 溶 于 水 的 隐 色 体, 被 纤 维 吸 附 后 再 经 空 气 或 其 他 氧 化 剂 氧 化 显 色, 使 隐 色 体 转 变 成 原 来 的 染 料 而 染 在 纤 维 上 还 原 染 料 可 分 为 蒽 醌 类 还 原 染 料, 蒽 酮 类 还 原 染 料, 靛 族 还 原 染 料 等 它 们 的 化 学 结 构 式 比 较 复 杂, 都 属 有 机 化 合 物 还 原 染 料 色 泽 鲜 艳, 色 谱 较 全, 适 于 多 种 织 物 印 染 (2) 活 性 染 料 活 性 染 料 又 称 反 应 性 染 料, 因 其 分 子 中 含 有 可 与 纤 维 发 生 反 应 的 活 性 基 团 而 得 名 活 性 染 料 在 化 学 结 构 上 其 分 子 可 分 染 料 母 体 和 活 性 基 两 个 主 要 部 分 活 性 染 料 由 于 其 活 性 基 与 织 物 以 化 学 键 结 合, 因 此 染 色 牢 固, 加 之 色 泽 鲜 艳, 应 用 简 便, 制 备 工 艺 简 单, 所 以 得 到 广 泛 应 用 适 合 于 天 然 纤 维 和 人 造 纤 维 及 合 成 纤 维 的 印 染 (3) 阳 离 子 染 料 阳 离 子 染 料 旧 称 碱 性 染 料 这 类 染 料 在 染 色 时 先 在 染 浴 中 解 离 成 有 色 的 有 机 阳 离 子, 而 后 与 合 成 纤 维 中 的 阴 离 子 相 结 合 而 达 到 染 色 的 目 的, 所 以 这 类 染 料 称 为 阳 离 子 染 料 从 化 学 结 构 上 看, 阳 离 子 染 料 有 两 种 类 型, 一 种 叫 共 轭 型, 另 一 种 叫 隔 离 型 阳 离 子 染 料 色 泽 鲜 艳, 主 要 用 于 腈 纶 染 色, 也 可 用 于 改 性 涤 纶 染 色 (4) 中 性 染 料 中 性 染 料 因 染 色 时 要 在 中 性 染 浴 中 进 行 而 得 名, 通 常 要 先 制 成 两 个 偶 氮 染 料 的 分 子 和 一 个 金 属 原 子 形 成 金 属 络 合 染 料, 而 后 在 中 性 染 料 中 染 色 中 性 染 料 的 染 色 操 作 较 为 方 便, 但 染 出 的 织 物 色 泽 较 暗, 鲜 艳 度 较 差 些 它 是 羊 毛 丝 绸 锦 纶 维 纶 及 锦 纶 混 纺 织 物 的 主 要 染 料 之 一 (5) 酸 性 染 料 酸 性 染 料 因 这 类 染 料 染 色 时 要 在 酸 性 水 溶 液 中 染 色 而 得 名 这 类 染 料 一 般 分 子 较 小, 大 多 含 有 磺 酸 基 或 羧 基, 其 钠 盐 易 溶 于 水 从 化 学 结 构 上 看, 可 分 为 偶 氮 型 蒽 醌 型 三 苯 甲 烷 型 等 此 染 料 生 产 工 艺 简 单, 色 泽 鲜 艳, 色 谱 齐 全, 除 用 于 织 物 染 色 还 用 于 墨 水 造 纸 肥 皂 的 制 造 上 面 介 绍 的 几 类 染 料, 都 是 合 成 的 有 机 染 料 作 者 简 介 宋 溪 明 : 中 国 化 学 会 第 27 届 理 事 会 理 事,1991 年 获 日 本 九 州 大 学 工 学 博 士 学 位, 辽 宁 大 学 化 学 学 院 教 授 院 长 齐 立 权 : 中 国 化 学 会 第 八 次 全 国 会 员 代 表 大 会 会 员 代 表, 辽 宁 大 学 化 学 学 院 教 授 臧 树 良 : 中 国 化 学 会 第 27 届 理 事 会 理 事,1996 年 获 德 国 慕 尼 黑 工 业 大 学 自 然 科 学 博 士 学 位, 辽 宁 石 油 化 工 大 学 教 授 党 委 书 记 科 普 天 地 / 化 学 通 讯 13

18 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 环 氧 树 脂 胶 黏 剂 胶 黏 剂 对 我 们 并 不 陌 生, 生 活 中 很 多 角 落 都 可 以 看 到 它 的 所 谓 环 氧 树 脂 胶 黏 剂 就 是 以 环 氧 树 脂 为 粘 料 而 制 成 的 胶 黏 影 子, 如 贴 邮 票 的 胶 水 做 家 具 用 的 水 胶 白 胶 等 都 是 胶 黏 剂 剂, 环 氧 树 脂 是 分 子 结 构 中 含 有 两 个 或 两 个 以 上 的 环 氧 基, 并 它 们 在 工 业 农 业 交 通 卫 生 及 家 庭 日 常 生 活 中 发 挥 着 巨 大 的 在 适 当 的 化 学 及 合 适 的 条 件 下, 能 形 成 三 维 交 联 网 状 固 化 物 的 作 用 很 难 想 象, 如 果 没 有 了 胶 黏 剂 我 们 的 生 活 会 变 成 什 么 样 化 合 物 常 见 的 环 氧 树 脂 为 液 态 或 固 态, 无 色 或 黄 色, 透 明 环 子 氧 树 脂 通 常 都 是 和 固 化 剂 一 起 使 用, 它 可 以 使 环 氧 树 脂 分 子 中 人 类 使 用 胶 黏 剂 进 行 胶 接 已 有 悠 久 的 历 史, 我 国 是 人 类 历 的 环 氧 基 或 羟 基 通 过 化 学 反 应, 使 环 氧 树 脂 胶 黏 剂 固 化 一 般 史 上 使 用 胶 黏 剂 最 早 的 发 源 地 之 一, 我 国 古 代 人 民 在 生 产 劳 动 来 讲, 环 氧 树 脂 固 化 后 会 使 胶 变 脆, 因 此 我 们 可 以 加 入 了 适 量 中 很 早 就 使 用 了 天 然 胶 黏 剂 进 行 胶 接, 从 出 土 的 文 物 和 考 古 发 的 增 塑 剂 或 增 韧 剂 来 改 善 它 的 韧 性, 从 而 提 高 耐 冲 击 的 能 力 掘 可 以 发 现, 早 在 四 五 千 年 前 人 们 就 用 泥 土 粘 结 石 块 筑 洞 穴 ; 此 外, 环 氧 树 脂 固 化 时 会 发 生 较 大 的 体 积 收 缩, 因 此 可 以 加 入 一 两 千 多 年 前 秦 朝 人 用 石 灰 和 糯 米 浆 粘 合 成 了 万 里 长 城 的 基 石, 些 填 料 来 降 低 固 化 收 缩 率, 同 时 也 可 以 降 低 成 本 使 得 万 里 长 城 至 今 仍 屹 立 于 亚 洲 东 方, 成 为 中 华 民 族 古 老 文 化 环 氧 树 脂 胶 黏 剂 的 使 用 比 较 简 单 首 先 是 采 用 机 械 物 理 的 象 征 ; 此 外 古 代 人 们 用 糯 米 浆 密 封 棺 木, 配 合 防 腐 措 施, 出 化 学 的 方 法 对 被 粘 物 的 表 面 进 行 处 理, 除 去 表 面 的 灰 尘 等 污 染 土 时 尸 体 完 整 不 腐, 而 且 肌 肉 仍 有 弹 性, 引 起 了 各 国 的 关 注 总 层, 使 表 面 变 得 清 洁 此 外 最 好 使 表 面 具 有 一 定 的 粗 糙 度, 真 正 之, 古 代 人 民 在 使 用 胶 黏 剂 方 面 积 累 了 大 量 的 实 践 经 验 光 滑 的 表 面 对 粘 接 不 利, 粗 糙 的 表 面 增 大 了 粘 结 面 积, 可 以 增 那 么 什 么 是 胶 黏 剂 呢? 强 粘 结 力, 达 到 较 好 的 粘 结 效 果 然 后 根 据 被 粘 物 的 性 质 选 择 胶 黏 剂 是 一 种 靠 界 面 作 用 ( 化 学 力 物 理 力 ) 把 各 种 材 料 牢 并 准 备 好 胶 黏 剂 接 着 将 备 好 的 胶 黏 剂 用 机 械 或 工 具 涂 在 被 粘 固 地 粘 结 在 一 起 的 物 质, 也 称 胶 接 剂 或 粘 合 剂, 简 称 胶, 它 主 要 物 的 表 面, 由 于 被 粘 物 表 面 容 易 吸 附 空 气 和 水 分, 所 以 涂 胶 时 应 由 粘 料 和 各 种 添 加 剂 组 成 胶 黏 剂 有 天 然 胶 黏 剂 和 合 成 胶 黏 剂 顺 一 个 方 向, 速 度 不 要 太 快, 以 利 于 空 气 排 出, 防 止 包 裹 空 气, 之 分, 天 然 胶 黏 剂 主 要 来 源 于 动 植 物, 如 动 物 的 皮 骨 可 做 成 皮 形 成 气 泡, 一 般 两 个 被 粘 表 面 都 要 涂 胶 有 时 胶 黏 剂 的 粘 度 太 胶 骨 胶 ; 植 物 的 淀 粉 蛋 白 质 可 制 成 淀 粉 胶 蛋 白 胶 天 然 胶 黏 大, 可 事 先 将 被 粘 物 的 表 面 预 热 至 40-50, 使 涂 敷 后 的 胶 黏 剂 剂 原 料 来 源 广 泛, 加 工 简 便, 人 们 很 早 就 使 用 它 们 来 制 造 工 具 粘 度 降 低, 宜 于 湿 润 被 粘 物 的 表 面, 提 高 粘 结 效 果 环 氧 树 脂 胶 和 工 艺 品, 至 今 仍 在 木 材 加 工 包 装 纸 加 工 农 具 修 理 等 行 业 黏 剂 涂 胶 一 遍 即 可 涂 胶 时 可 采 用 刷 涂 喷 涂 滚 涂 刮 涂 等 方 和 日 常 生 活 中 应 用 着 但 是 天 然 胶 黏 剂 不 耐 潮 湿, 粘 结 强 度 也 法 涂 胶 结 束 后 将 被 粘 物 的 表 面 合 拢 在 一 起, 便 可 以 使 两 个 被 不 理 想, 所 以 它 的 应 用 范 围 受 到 了 一 定 的 限 制 因 此, 随 着 近 代 粘 面 粘 在 一 起 了 粘 合 时 最 好 错 动 几 次, 以 利 于 排 出 空 气 紧 密 科 学 中 高 分 子 科 学 的 不 断 发 展, 本 世 纪 30 年 代 之 后 人 们 研 究 出 接 触 了 合 成 胶 黏 剂, 它 比 天 然 胶 黏 剂 品 种 更 多 粘 性 更 强, 具 有 更 好 环 氧 树 脂 胶 黏 剂 凭 借 其 优 越 的 性 能, 不 仅 应 用 于 汽 车 飞 的 耐 久 性 和 更 广 的 实 用 性 合 成 胶 黏 剂 有 液 态 糊 状 和 固 态 三 机 宇 航 电 子 等 行 业, 而 且 在 建 筑 业 也 有 广 泛 的 应 用, 澳 大 种 形 态, 它 们 各 有 利 弊, 其 中 液 态 和 糊 状 应 用 很 广 泛 黏 度 较 低 利 亚 悉 尼 歌 剧 院 大 屋 盖 的 粘 结 拼 装, 日 本 板 神 大 地 震 后 众 多 建 的 液 态 聚 合 物 胶 黏 剂 涂 敷 容 易, 适 于 对 大 面 积 而 平 整 的 表 面 进 筑 物 的 修 复, 都 使 用 了 专 用 的 环 氧 树 脂 胶 黏 剂 当 今 世 界 离 不 行 粘 结 ; 黏 度 较 大 的 糊 状 可 用 于 不 平 整 和 配 合 不 好 的 表 面 的 粘 开 环 氧 树 脂 胶 黏 剂, 否 则 我 们 的 建 筑 将 会 成 一 团 散 砂, 高 速 飞 结, 有 填 充 空 隙 的 作 用 ; 固 态 的 合 成 胶 黏 剂 则 有 利 于 储 运 和 保 机 也 无 法 造 成, 宇 航 飞 船 也 难 以 上 天 我 们 相 信, 环 氧 树 脂 胶 黏 存 剂 将 会 走 向 更 加 光 辉 的 未 来 环 氧 树 脂 胶 黏 剂 是 合 成 胶 黏 剂 中 应 用 最 广, 发 展 很 快 的 一 黑 龙 江 省 石 油 化 学 研 究 院 曲 春 艳 个 重 要 类 别, 很 早 就 已 经 应 用 在 汽 车 飞 机 宇 航 电 子 等 行 业 化 学 : 呵 护 与 珍 爱 的 朋 友 当 前, 在 一 些 公 众 眼 中, 有 毒 有 害 是 化 学 的 代 名 词, 有 的 甚 至 宣 称 我 们 的 产 品 不 含 任 何 化 学 物 质 而 认 为 其 产 品 的 优 良 ; 在 中 学 化 学 教 育 阶 段, 学 生 也 常 常 面 临 化 学 是 危 险 的, 化 学 是 有 毒 的 等 错 误 的 夸 大 情 况 这 些 错 误 的 言 论 对 化 学 科 学 发 展 是 不 利 的, 对 人 类 自 身 的 发 展 更 是 有 害 的 为 了 化 学 科 学 以 及 人 类 更 好 的 发 展, 需 要 重 视 以 下 几 个 问 题 一 化 学 : 人 类 文 明 不 可 或 缺 的 中 坚 力 量 14 科 普 天 地 / 化 学 通 讯

19 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 火 的 利 用, 可 以 认 为 是 化 学 的 雏 形, 它 使 人 类 告 别 茹 毛 饮 血 时 代, 对 人 类 文 明 的 进 展 起 到 了 积 极 的 作 用 化 学 作 为 一 门 科 学 以 来, 对 人 类 的 小 到 衣 食 住 行, 大 到 国 家 建 设 都 起 到 了 不 可 替 代 的 作 用, 如 下 图 所 示 在 20 世 纪, 化 学 家 们 发 现 和 合 成 了 数 以 千 万 种 化 合 物 1900 年, 在 美 国 化 学 文 摘 (CA) 上 登 陆 的, 从 天 然 产 物 中 分 离 出 来 的 和 人 工 合 成 的 已 知 化 合 物 只 有 55 万 种, 到 1999 年 末 已 达 到 2300 多 万 种 媒 体 一 般 认 为 20 世 纪 发 明 了 六 大 技 术 : 包 括 无 线 电 半 导 体 芯 片 集 成 电 路 计 算 机 通 讯 和 网 络 等 的 信 息 技 术 ; 基 因 重 组 克 隆 和 生 物 芯 片 等 生 物 技 术 ; 核 科 学 和 核 武 器 技 术 ; 航 空 航 天 和 导 弹 技 术 ; 激 光 技 术 与 纳 米 技 术 实 际 上, 上 述 六 大 技 术 如 果 缺 少 一 两 个, 人 类 照 样 生 存 但 如 没 有 发 明 合 成 氨 合 成 尿 素 和 第 一 第 二 第 三 代 新 农 药 的 技 术, 世 界 粮 食 产 量 至 少 要 减 半,60 亿 人 口 中 的 30 亿 就 会 饿 死 没 有 发 明 合 成 各 种 抗 生 素 和 大 量 新 药 物 的 技 术, 人 类 平 均 寿 命 要 缩 短 25 年 没 有 发 明 合 成 纤 维 合 成 橡 胶 合 成 塑 料 的 技 术, 人 类 生 活 要 受 到 很 大 影 响 没 有 合 成 大 量 新 分 子 和 新 材 料 的 化 学 工 业 技 术, 上 述 六 大 技 术 根 本 无 法 实 现 这 些 都 是 无 可 争 辩 的 事 实 我 们 应 该 理 直 气 壮 地 大 力 宣 传 20 世 纪 发 明 了 七 大 技 术, 即 化 学 合 成 ( 包 括 分 离 ) 技 术 和 上 述 六 大 技 术 从 人 类 对 七 大 技 术 发 明 的 需 要 迫 切 性 来 看, 化 学 合 成 和 分 离 技 术 应 当 排 名 第 一, 它 是 人 类 生 存 的 绝 对 需 要, 没 有 它, 全 世 界 一 半 人 口 要 饿 死 它 还 为 其 余 六 大 技 术 发 明 提 供 了 不 可 或 缺 的 物 质 基 础 排 名 第 二 的 是 信 息 技 术, 第 三 是 生 物 技 术, 以 下 依 次 是 航 空 航 天 技 术, 核 技 术, 纳 米 技 术 和 激 光 技 术 ( 徐 光 宪, 今 日 化 学 何 去 何 从, 大 学 化 学,2003(2):1-2) 现 在 多 数 科 学 家 预 言 21 世 纪 是 生 命 科 学 的 世 纪, 但 现 代 生 命 科 学 必 须 在 分 子 的 水 平 上 来 研 究, 化 学 是 研 究 分 子 的 科 学, 在 分 子 水 平 上 的 研 究 方 法 主 要 就 是 化 学 方 法 所 以 20 世 纪 和 21 世 纪 上 半 叶 理 应 称 为 信 息 和 化 学 合 成 时 代, 要 到 21 世 纪 下 半 叶 才 能 称 为 生 物 技 术 时 代, 因 为 目 前 生 物 技 术 的 实 际 应 用 和 产 业 规 模 还 很 小, 远 远 不 及 信 息 产 业 与 合 成 化 工 产 业 二 正 确 理 解 科 技 是 双 刃 剑 的 说 法 在 当 前 的 文 献 中, 在 谈 及 科 学 与 人 类 的 关 系 时, 科 技 是 双 刃 剑 常 常 被 使 用 在 当 前 的 社 会 中, 科 学 与 技 术 的 关 系 非 常 紧 密, 科 技 一 体 化 日 趋 明 显, 科 学 与 技 术 彼 此 促 进 的 频 率 比 以 往 大 大 增 加, 科 技 一 词 代 替 了 科 学 与 技 术 但 有 时 候 把 科 学 与 技 术 称 谓 科 技, 往 往 抹 煞 了 科 学 与 技 术 的 区 别, 不 利 于 认 识 事 物 的 本 质 科 学 与 技 术 两 者 还 是 有 明 显 的 区 别 的, 科 学 解 决 的 主 要 是 为 什 么 的 问 题, 而 技 术 解 决 的 是 如 何 的 问 题, 如 此 看 来, 谈 科 技 是 双 刃 剑 确 切 的 说 法 应 该 为 技 术 是 双 刃 剑, 科 学 涉 及 的 基 本 是 真 的 问 题, 同 好 与 坏 基 本 没 有 关 系 所 以, 我 们 认 为 技 术 是 双 刃 剑 的 提 法 比 科 技 是 双 刃 剑 更 确 切 些 而 技 术 是 双 刃 剑 的 本 质 问 题 是 人 类 如 何 利 用 技 术 的 问 题, 最 终 问 题 应 归 结 为 人 意 识 提 高 问 题 这 里 的 人, 应 该 包 括 化 学 科 学 研 究 工 作 者 政 府 决 策 者 和 企 业 管 理 者 和 社 会 的 每 个 公 民 所 以, 我 们 在 认 识 化 学 科 学 的 过 程 中, 要 认 真 思 考 科 学 技 术 与 社 会 的 关 系, 正 确 的 认 识 化 学 和 理 解 化 学 三 化 学 : 人 类 共 同 努 力 的 事 业 随 着 认 识 能 力 的 不 断 攀 升, 人 类 把 自 然 科 学 ( 化 学 ) 不 仅 仅 认 为 是 一 个 知 识 体 系, 一 种 探 索 活 动, 更 把 它 理 解 为 一 项 人 类 共 同 的 社 会 事 业 把 化 学 作 为 一 项 人 类 事 业, 表 明 科 学 不 再 是 某 些 个 人 的 智 力 游 戏, 已 经 不 是 某 些 个 体 的 专 利, 而 是 需 要 全 体 公 民 的 参 与 的 事 业, 在 20 世 纪 的 中 后 期, 美 国 就 提 出 了 Science for All 的 理 念 要 促 进 社 会 良 好 健 康 的 发 展, 需 要 化 学 科 学 研 究 工 作 者 与 社 会 公 众 的 互 动, 在 这 个 互 动 过 程 中, 化 学 科 学 研 究 工 作 者 的 创 造 性 工 作 起 到 核 心 引 领 作 用, 整 个 社 会 的 运 行 机 制 是 实 现 良 好 互 动 的 前 提 和 基 础 四 提 升 全 体 公 民 的 科 学 素 养, 正 确 理 解 化 学 面 向 全 体 公 民 的 科 学 素 养 (Scientific Literacy) 是 当 前 国 际 理 科 教 育 的 核 心 目 标, 它 的 提 出 就 是 针 对 伴 随 科 学 技 术 的 进 步 而 引 发 的 环 境 能 源 以 及 健 康 等 问 题 这 里 所 提 及 全 体 公 民, 包 括 决 策 者 生 产 商 媒 体 和 老 百 姓 在 内 的 群 体 具 有 科 学 素 养 的 公 民, 决 策 者 的 决 策 会 更 合 理 科 学 ; 生 产 商 更 能 做 到 长 期 利 益 和 短 期 效 益 相 结 合 ; 媒 体 才 会 不 能 不 切 实 际 的 盲 目 吵 做, 不 会 动 辄 拿 有 毒 致 癌 炒 作 食 品 安 全 问 题 产 生 这 样 的 疑 问, 只 能 说 人 们 对 于 食 品 安 全 的 认 识 还 存 在 着 误 解 世 界 卫 生 组 织 对 于 食 品 安 全 的 定 义 包 含 两 个 方 面 : 一 是 有 毒 有 害 物 质 ; 二 是 对 人 体 健 康 有 影 响 只 有 这 两 方 面 因 素 同 时 存 在, 才 能 说 是 出 现 了 食 品 安 全 问 题 ; 作 为 老 百 姓, 应 具 备 一 定 的 批 判 的 科 学 精 神, 不 应 听 之 任 之, 自 身 要 具 有 甄 变 真 伪 的 能 力, 对 相 关 问 题 要 具 有 请 教 权 威 人 士 的 意 识, 而 不 是 道 听 途 说 要 树 立 化 学 科 学 的 良 好 形 象, 要 得 到 良 好 的 发 展, 一 方 面, 化 学 科 学 研 究 工 作 者 除 了 需 要 创 造 出 更 优 良 的 化 学 品 外, 还 需 要 主 动 的 宣 传 我 们 的 工 作, 进 一 步 提 升 化 学 科 学 在 公 众 心 目 中 的 地 位 ; 另 一 方 面, 我 们 的 学 校 教 育 以 及 公 众 媒 体 要 认 真 思 考 如 何 提 高 全 体 公 民 的 素 养, 使 更 多 的 公 众 理 解 化 学, 热 爱 化 学, 促 进 社 会 和 谐 发 展 相 比 较 科 学 技 术 进 步 而 言, 提 高 公 众 的 科 学 素 养 更 是 一 个 艰 苦 漫 长 的 过 程, 需 要 包 括 化 学 科 学 研 究 工 作 者 化 学 教 育 者 以 及 科 普 宣 传 工 作 者 等 在 内 的 群 体 做 不 懈 的 努 力 周 仕 东 苏 忠 民 ( 东 北 师 范 大 学 化 学 学 院 吉 林 长 春 ) 科 普 天 地 / 化 学 通 讯 15

20 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 冷 聚 变 简 介 冷 聚 变 是 相 对 于 热 聚 变 而 言 的, 聚 变 反 应 指 两 个 较 轻 的 原 子 核 聚 合 成 一 个 较 重 的 核 这 种 反 应 常 常 要 放 出 很 大 的 能 量, 如 氢 的 同 位 素 氘 发 生 氘 氘 聚 变 时 平 均 每 个 氘 核 可 放 出 1.8 兆 电 子 伏 的 能 量, 也 就 是 说 每 克 氘 放 出 的 能 量 相 当 于 3 吨 标 准 煤 因 为 聚 变 反 应 蕴 含 着 巨 大 的 能 源 利 用 前 景, 所 以 对 其 研 究 已 经 持 续 了 半 个 多 世 纪 另 外, 聚 变 反 应 必 须 克 服 正 比 于 两 个 原 子 核 电 荷 数 乘 积 的 库 仑 势 垒 才 能 使 它 们 接 近 到 核 相 互 作 用 范 围 内 发 生 聚 合, 所 以 只 有 轻 核 才 容 易 发 生 反 应 即 使 如 此, 就 最 简 单 的 氘 氘 聚 变 而 言, 也 需 要 上 亿 度 的 高 温 才 能 发 生 可 持 续 的 反 应 ( 实 际 上 还 要 满 足 一 些 其 它 条 件, 这 些 条 件 用 一 个 称 之 为 劳 逊 判 据 的 参 数 描 述 ) 但 1989 年 3 月 弗 莱 希 曼 和 庞 斯 宣 布 在 室 温 下 也 能 发 生 聚 变, 这 给 传 统 的 核 聚 变 乃 至 于 核 反 应 理 论 以 强 烈 的 冲 击, 世 界 上 也 随 之 掀 起 一 场 冷 聚 变 热 同 时 因 为 该 现 象 不 易 重 复 且 与 传 统 理 论 大 相 径 庭 使 得 世 界 上 也 出 现 很 大 争 议 尽 管 如 此, 冷 聚 变 研 究 还 是 取 得 了 很 大 进 展 经 过 18 年 的 努 力, 人 们 已 经 认 识 到 冷 聚 变 现 象 实 际 上 包 括 了 一 大 类 低 能 异 常 核 效 应 目 前 已 经 在 多 个 性 质 不 同 的 系 统 中 观 测 到 异 常 核 效 应 的 产 生, 这 些 系 统 有 一 个 共 同 特 点, 即 当 有 氢 或 氘 存 在 时 观 测 到 化 学 层 次 无 法 理 解 的 热 释 放 产 生 了 原 体 系 中 没 有 的 元 素 以 及 少 量 的 低 能 核 辐 射, 而 且 这 些 反 应 常 常 发 生 在 接 近 室 温 的 温 和 条 件 下 已 经 观 测 到 异 常 核 效 应 的 系 统 主 要 有 :Me- H 2 O(D 2 O) 电 解 系 统 Me-H 2 (D 2 ) 放 电 系 统 Me-H 2 (D 2 ) 系 统 束 靶 系 统 等 (Me 表 示 金 属 ) 与 人 们 在 刚 开 始 时 的 认 识 不 同, 其 可 能 的 核 过 程 不 仅 有 聚 变 甚 至 还 有 嬗 变 以 及 其 它 核 反 应 反 应 途 径 不 仅 依 赖 于 系 统 中 的 组 份 ( 即 所 用 的 基 体 材 料, 是 氢 还 是 氘 ) 还 与 实 验 条 件 等 有 直 接 关 系 对 于 具 体 的 核 反 应 途 径 和 反 应 机 理 人 们 还 未 形 成 统 一 的 看 法 冷 聚 变 的 发 现 无 论 在 技 术 上 还 是 在 科 学 上 都 将 产 生 深 远 的 影 响 从 技 术 应 用 角 度 而 言, 冷 聚 变 中 产 生 的 能 量 直 接 以 热 的 形 式 释 放 出 来, 不 需 要 其 它 核 能 利 用 中 需 要 的 多 级 换 能 过 程, 而 放 射 性 核 产 物 和 核 辐 射 很 少 这 些 优 点 意 味 着 冷 聚 变 产 能 器 可 以 设 计 成 任 意 大 小, 用 于 家 庭 办 公 工 业 军 事 等 多 种 场 合 因 为 氘 是 地 球 上 极 为 丰 富 的 物 质 ( 按 现 在 的 能 源 利 用 水 平 可 供 人 类 使 用 几 万 亿 年 ), 所 以 冷 聚 变 有 可 能 最 终 解 决 包 括 我 国 在 内 的 全 人 类 能 源 问 题 此 外, 它 还 预 示 着 有 可 能 安 全 地 处 理 核 反 应 堆 产 生 的 核 废 物 从 科 学 角 度 而 言, 冷 聚 变 意 味 着 化 学 层 次 的 过 程 可 极 大 地 影 响 核 过 程, 这 是 和 传 统 的 核 物 理 基 本 观 念 完 全 相 反 的 正 如 国 内 一 位 资 深 的 科 学 家 所 说 的, 这 是 一 个 在 分 子 间 的 化 学 变 化 和 原 子 间 核 物 理 变 化 之 外 的 第 三 种 交 叉 物 质 变 化 虽 然 对 冷 聚 变 还 存 在 一 定 的 争 议, 但 它 必 定 会 成 为 二 十 世 纪 的 最 后 一 个 伟 大 发 现 北 京 市 中 国 科 学 院 化 学 研 究 所 张 武 寿 低 能 异 常 核 反 应 研 究 的 最 新 进 展 自 从 1989 年 发 现 低 能 异 常 核 效 应 ( 冷 聚 变 ) 以 来, 世 界 各 国 的 学 者 对 该 领 域 进 行 了 全 方 位 多 层 次 的 探 索, 除 了 经 典 的 钯 重 水 电 解 系 统 外, 还 在 镍 轻 水 电 解 系 统 氘 气 扩 散 系 统 超 声 空 化 系 统 束 靶 反 应 系 统 等 能 量 跨 度 达 6 个 数 量 级 的 不 同 系 统 中 观 测 到 传 统 理 论 无 法 解 释 的 异 常 核 反 应 虽 然 就 现 象 而 言, 有 学 者 认 为 有 些 结 果 与 冷 聚 变 无 关, 但 无 例 外 的 是 所 有 冷 聚 变 领 域 以 外 学 者 的 异 常 核 效 应 工 作 都 能 在 冷 聚 变 研 究 中 找 到 相 近 的 结 果, 因 此 我 们 一 并 介 绍 (1) Dash 的 钯 重 水 电 解 系 统 钯 重 水 电 解 系 统 是 冷 聚 变 研 究 中 最 早 发 现 产 生 异 常 效 应 也 是 研 究 得 最 多 的 系 统 自 1992 年 美 国 McKubre 等 发 现 超 热 正 比 于 钯 中 吸 收 的 氘 含 量 关 系 后 许 多 人 的 注 意 力 一 直 集 中 于 利 用 电 化 学 方 法 提 高 D/Pd 比 值, 这 使 得 冷 聚 变 的 发 生 条 件 变 成 一 个 精 细 而 艰 难 的 电 化 学 与 材 料 学 问 题, 此 外 每 次 实 验 都 需 要 几 百 个 小 时 的 等 待 时 间 ( 约 半 个 月 左 右 ) 才 可 能 出 现 超 热, 因 此 冷 聚 变 工 作 在 很 长 时 间 内 变 得 费 时 费 钱 费 力 且 重 复 性 不 高 但 美 国 波 特 兰 州 立 大 学 Dash 小 组 的 钯 重 水 电 解 热 测 量 结 果 表 明,McKubre 等 人 的 技 术 路 线 可 能 根 本 上 是 有 问 题 的, 实 际 上 只 要 掌 握 几 个 合 适 的 条 件 就 可 以 产 生 显 著 ( 目 前 可 达 瓦 级 ) 的 异 常 热 效 应 图 1 所 示 是 2003 年 在 美 国 MIT 召 开 的 国 际 冷 聚 变 会 议 上 Dash 做 的 演 示 实 验 装 置 将 大 小 相 同 的 钯 重 水 电 解 池 与 铂 轻 水 电 解 池 串 联, 在 相 同 的 电 解 电 流 下, 前 者 电 压 比 后 者 低 ( 即 输 入 功 率 低 ), 但 外 壁 的 温 度 却 比 后 者 高, 说 明 放 出 的 功 率 高 于 后 者 该 装 置 直 观 地 演 示 了 冷 聚 变 的 超 热 结 果 现 在 已 有 两 个 小 组 独 立 地 重 复 了 Dash 型 实 验 最 近 我 们 与 Dash 小 组 合 作, 利 用 标 准 的 热 测 量 方 法 再 次 证 明 该 系 统 可 以 产 生 超 热 ( 见 图 2) 现 在 只 要 遵 循 正 确 的 操 作 步 骤 就 可 以 容 易 地 观 测 到 瓦 的 稳 定 超 热 此 外 还 用 EDS 在 电 解 后 的 样 品 表 面 测 量 到 大 量 的 银, 这 是 电 解 前 的 样 品 上 所 没 有 的 最 近 该 合 作 小 组 的 结 果 在 德 州 地 球 连 线 公 司 得 到 部 分 证 实 16 科 普 天 地 / 化 学 通 讯

21 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 图 1. Dash 小 组 在 2003 年 MIT 举 行 的 会 议 期 间 展 示 的 实 验 装 置, 左 边 是 钯 重 水 电 解 池, 右 边 是 铂 轻 水 电 解 池, 二 者 串 连, 外 壁 温 度 表 明 左 侧 电 解 池 产 生 了 超 热 图 2. 封 闭 钯 重 水 电 解 系 统 在 12.5 小 时 电 解 过 程 中 的 输 入 功 Pin 输 出 功 Pout 以 及 电 解 电 流 I 和 电 压 V 由 图 可 见, 输 出 功 一 直 大 于 输 出 功 约 1W, 其 中 输 出 功 的 滞 后 是 由 于 系 统 热 惯 性 所 致 (2) 岩 村 康 弘 的 钯 氘 气 扩 散 系 统 日 本 三 菱 重 工 的 岩 村 康 弘 将 钯 氘 气 扩 散 系 统 与 XPS 测 量 系 统 联 用 先 在 钯 片 表 面 交 替 溅 射 沉 积 100nm 厚 的 CaO/Pd 多 层 膜, 再 用 电 化 学 方 法 在 外 表 面 沉 积 一 层 Cs, 然 后 使 氘 气 扩 散 通 过 钯 片 一 星 期 后 用 XPS 发 现 Cs( 铯 ) 减 少,Pr( 镨 ) 出 现 ; 而 用 Sr( 锶 ) 取 代 Cs 时, 发 现 Mo( 钼 ) 出 现,Sr 减 少 实 验 结 束 后 用 二 次 离 子 质 谱 分 析 表 面, 结 果 发 现 产 生 的 Mo 同 位 素 分 布 与 天 然 的 不 同, 而 与 Sr 分 布 加 8 个 原 子 质 量,4 个 电 荷 数 后 的 接 近 因 此, 可 能 的 核 反 应 途 径 为 : 最 近 该 小 组 用 2 维 XRF 证 实 这 种 反 应 在 样 品 表 面 不 是 均 匀 分 布 的, 反 应 区 局 限 于 毫 米 尺 寸 以 下 目 前 已 有 好 几 个 实 验 室 独 立 地 重 复 了 岩 村 康 弘 的 结 果 该 结 果 的 重 要 性 在 于 它 完 全 是 一 个 物 理 实 验, 实 验 过 程 不 涉 及 化 学 变 化, 而 且 是 一 个 非 常 简 单 的 系 统, 符 合 物 理 学 对 系 统 理 想 性 的 要 求, 在 如 此 低 的 温 度 下 发 生 这 样 的 核 反 应 是 对 传 统 物 理 学 的 严 重 挑 战 (3) 超 声 空 化 过 程 中 的 核 反 应 2002 年,Science 杂 志 报 道 了 Taleyarkhan 小 组 用 超 声 波 照 射 氘 代 丙 酮 (C3D6O) 发 现 异 常 中 子 发 射, 实 验 装 置 如 图 3 所 示 测 量 表 明 中 子 产 率 为 (4-8)x10 4 n/s, 中 子 能 量 小 于 2.5MeV 各 种 信 号 的 符 合 测 量 表 明 中 子 产 生 于 C 3 D 6 O 气 泡 内 聚 发 光 过 程 中 C 3 H 6 O 的 对 比 实 验 表 明 无 任 何 核 异 常 图 3. Taleyarkhan 所 用 的 实 验 装 置 示 意 图 2004 年 3 月, 美 国 的 物 理 评 论 报 道 了 Taleyarkhan 的 进 一 步 结 果, 其 中 子 产 额 达 到 -4x10 5 n/s, 氚 测 量 与 中 子 测 量 间 的 结 果 一 致 测 量 表 明 能 量 小 于 2.2 MeV 的 中 子 占 85%, 大 于 2.2 MeV 的 占 15%, 考 虑 到 中 子 的 慢 化 与 测 量 展 宽, 则 中 子 应 该 是 氘 氘 聚 变 反 应 产 生 的 此 外, 将 10,000 个 声 脉 冲 周 期 内 产 生 的 中 子 与 光 子 进 行 测 量, 发 现 二 者 大 概 同 步, 说 明 中 子 产 生 于 空 化 过 程 中 2006 年 1 月 底 该 小 组 在 物 理 评 论 快 报 (Phys. Rev. Lett.) 上 发 表 用 裂 变 中 子 源 加 超 声 空 化 方 法 引 发 核 反 应 产 生 了 每 秒 近 万 个 中 子 的 结 果 其 后 各 种 怀 疑 与 指 摘 纷 至 沓 来,10 月 末 的 物 理 评 论 快 报 连 续 刊 登 了 Naranjo,Lipson 两 个 小 组 的 质 疑 及 塔 拉 雅 克 汉 的 回 应 其 中 最 引 人 注 目 的 是 塔 拉 雅 克 汉 给 出 实 验 证 据 表 明 Naranjo 提 出 的 中 子 来 源 于 锎 252 的 提 法 是 错 误 的 在 11 月 底 召 开 的 美 国 核 物 理 学 会 秋 季 会 议 上, 德 州 拉 特 诺 大 学 的 弗 林 格 教 授 报 道 了 他 们 小 组 独 立 测 量 了 普 渡 大 学 的 超 声 空 化 聚 变 过 程 中 的 中 子, 不 仅 验 证 了 先 前 报 到 的 结 果, 也 证 明 所 测 中 子 不 是 Cf-252 的 裂 变 中 子, 而 是 聚 变 中 子, 如 图 4 所 示 在 2002 年 Taleyarkhan 的 结 果 发 表 后, 就 有 多 人 撰 文 用 理 论 与 实 验 证 明 气 泡 内 的 能 量 即 使 考 虑 其 上 限 也 达 不 到 发 生 可 观 测 核 聚 变 的 水 平, 因 此 我 们 不 能 排 除 Taleyarkhan 的 结 果 是 冷 聚 变 的 可 能 性, 而 且 在 冷 聚 变 研 究 中, 早 有 几 个 小 组 用 超 声 空 化 的 方 式 在 重 水 中 产 生 了 超 热 与 元 素 氦 -4 图 4. 液 闪 探 测 器 的 脉 冲 高 度 谱, 左 图 的 deuterated 与 control 分 别 是 加 超 声 后 含 氘 与 不 含 氘 间 样 品 结 果 的 谱 形 比 较, 右 图 是 Cf-252 的 谱 图 可 见 实 验 中 测 到 的 中 子 能 谱 不 同 于 裂 变 的 科 普 天 地 / 化 学 通 讯 17

22 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 表 1. 各 种 金 属 中 氘 氘 反 应 的 屏 蔽 能 图 5. 不 同 元 素 中 氘 氘 反 应 屏 蔽 能 的 比 较, 其 中 颜 色 愈 深, 效 应 愈 明 显 (4) 固 体 束 靶 反 应 中 的 屏 蔽 能 异 常 最 近, 德 国 一 个 从 事 核 天 文 学 研 究 的 国 际 性 小 组 对 周 期 表 中 含 氘 材 料 的 D(d,p)T 反 应 截 面 随 束 能 量 变 化 进 行 了 系 列 测 量, 发 现 许 多 金 属 中 氘 氘 反 应 的 屏 蔽 能 远 高 于 半 导 体 与 绝 缘 体 中 的 值, 见 表 1 2 与 图 5, 且 无 法 用 已 有 的 核 反 应 屏 蔽 理 论 解 释 如 B3 族 B4 族 La 系 金 属 吸 氘 形 成 化 合 物 氧 化 物 后 相 应 的 屏 蔽 能 很 低, 与 气 体 靶 的 屏 蔽 能 25eV 接 近 用 含 D 的 Pt 靶 上 的 D( 3 He,p) 4 He 反 应 得 到 屏 蔽 能 为 680±60eV, 与 氘 氘 反 应 的 屏 蔽 能 670±50eV 相 同, 说 明 屏 蔽 效 应 是 金 属 内 禀 性 质, 与 入 射 粒 子 无 关 这 些 工 作 都 发 表 在 欧 洲 物 理 快 报 核 物 理 欧 洲 物 理 杂 志 等 权 威 学 术 刊 物 上, 这 些 作 者 长 期 从 事 核 物 理 工 作 也 没 有 冷 聚 变 工 作 的 背 景, 但 他 们 的 结 论 与 冷 聚 变 中 的 结 果 惊 人 地 一 致 在 冷 聚 变 领 域,Yuki 于 1998 年 就 研 究 了 Pd Au/Pd/PdO 多 层 膜 Ti Au 表 2. 半 导 体 与 其 它 材 料 中 氘 氘 反 应 的 屏 蔽 能 ( 单 位 ev) 靶 中 的 D(d,p)T 反 应, 结 果 发 现 Ti Au 中 的 屏 蔽 能 为 几 十 个 ev, 而 Pd 中 的 为 250±15eV,Au/Pd/PdO 中 的 为 601±23eV 另 外 笠 木 治 郎 太 等 人 发 现 入 射 氘 束 的 能 量 愈 低, 与 理 论 值 偏 离 愈 大,2.5keV 的 D 轰 击 PdO 的 情 况 比 理 论 值 大 50 倍 中 国 工 程 物 理 研 究 院 二 所 王 大 伦 小 组 的 氘 气 放 电 中 子 测 量 结 果 也 得 出 了 类 似 的 结 论 以 上 仅 是 目 前 冷 聚 变 研 究 中 的 一 小 部 分 工 作, 其 它 由 于 篇 幅 的 限 制 不 能 一 列 举 但 我 们 也 毋 庸 讳 言, 现 在 的 冷 聚 变 研 究 现 状 还 与 科 学 界 对 它 的 要 求 有 一 定 的 距 离, 这 其 中 有 方 方 面 面 的 原 因 从 冷 聚 变 实 验 结 果 本 身 看, 能 产 生 显 著 的 异 常 能 量 与 异 常 核 产 物 二 者 间 形 成 很 好 的 因 果 链 且 效 应 容 易 重 复 的 实 验 一 直 没 有 出 现 而 从 科 学 本 身 的 发 展 来 看, 正 是 传 统 的 热 核 聚 变 乃 至 整 个 核 反 应 理 论 不 仅 限 制 了 冷 聚 变 研 究 者 的 思 路 也 蒙 蔽 了 其 他 人 的 眼 睛, 人 类 不 得 不 花 时 间 来 克 服 两 种 范 式 间 巨 大 差 别 形 成 的 心 理 障 碍, 冷 聚 变 研 究 者 也 是 通 过 实 验 结 果 不 断 修 正 传 统 的 范 式 影 响 才 达 到 对 新 现 象 的 认 识 从 政 治 与 技 术 的 角 度 而 言, 冷 聚 变 本 身 潜 在 的 巨 大 商 业 前 途 使 得 研 究 者 与 支 持 者 们 过 早 背 上 了 功 利 包 袱, 这 不 仅 限 制 了 科 学 的 自 由 交 流, 也 降 低 了 他 们 结 果 的 可 信 度 但 在 另 一 方 面, 冷 聚 变 的 命 途 多 舛 正 说 明 它 对 社 会 的 强 大 影 响, 否 则 不 会 有 如 此 多 的 人 去 反 对 它, 尽 管 真 理 有 时 掌 握 在 少 数 人 手 中 18 科 普 天 地 / 化 学 通 讯

23 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 就 冷 聚 变 而 言, 许 多 人 仅 从 正 面 看 到 它 在 能 源 领 域 中 潜 在 的 技 术 与 商 业 意 义, 而 很 少 有 人 认 识 到 冷 聚 变 的 科 学 与 哲 学 意 义 在 冷 聚 变 发 现 以 前, 人 类 只 能 通 过 建 造 大 型 加 速 器 来 深 入 认 识 微 观 世 界, 因 此 基 本 粒 子 的 实 验 研 究 成 为 大 国 的 专 利, 即 使 是 美 国, 也 由 于 财 政 问 题 不 得 不 终 止 新 超 导 超 级 加 速 器 的 建 造 曾 有 人 称 之 为 科 学 恐 龙 的 毁 灭 而 冷 聚 变 揭 示 的 现 象 恰 恰 为 探 索 微 观 世 界 提 供 了 一 种 崭 新 的 手 段, 即 我 们 有 可 能 通 过 桌 面 反 应 就 做 到 以 前 必 须 由 大 型 加 速 器 才 能 做 到 的 事 作 为 最 简 单 的 对 比, 热 核 聚 变 研 究 需 要 大 型 的 托 克 马 克 才 可 能 达 到 的 一 些 指 标, 现 在 冷 聚 变 实 验 仅 需 要 一 个 玻 璃 瓶 就 能 实 现 地 球 上 的 恐 龙 不 可 避 免 地 灭 绝 了, 但 生 物 因 此 而 进 化 的 更 快 了 同 理, 科 学 的 恐 龙 也 不 可 避 免 地 遇 到 现 实 的 经 济 与 政 治 困 难, 但 人 类 不 会 因 此 而 失 去 探 索 自 然 奥 秘 的 手 段, 现 在 自 然 已 将 这 样 的 手 段 摆 在 人 类 的 面 前, 问 题 是 人 类 如 何 学 习 与 掌 握 它 北 京 市 中 国 科 学 院 化 学 研 究 所 张 武 寿 中 学 微 型 气 体 实 验 仪 1 特 点 和 用 途 中 学 微 型 气 体 实 验 仪 具 有 结 构 简 单, 仪 器 容 量 小, 药 品 用 量 少, 操 作 简 便, 实 验 过 程 快, 现 象 明 显, 实 验 成 功 率 高, 节 省 实 验 时 间, 安 全 性 高, 学 生 动 手 操 作 机 会 多, 气 体 利 用 率 高 且 无 尾 气 污 染, 适 用 范 围 广 等 特 点 广 泛 适 用 于 初 高 中 化 学 教 学 中 氧 气 氢 气 二 氧 化 碳 一 氧 化 碳 氯 气 氯 化 氢 硫 化 氢 二 氧 化 硫 氨 气 一 氧 化 氮 二 氧 化 氮 乙 炔 等 十 几 种 气 体 的 制 备 和 性 质 实 验, 能 够 完 成 气 体 的 制 备 收 集 检 验 以 及 试 验 气 体 的 性 质 等 实 验 操 作, 可 以 实 现 中 学 化 学 课 程 标 准 提 出 的 仪 器 配 备 应 做 到 人 手 一 套, 配 置 必 要 的 药 品 仪 器 和 设 备, 确 保 每 个 学 生 都 能 进 行 实 验 探 究 活 动 的 实 验 装 备 要 求 2 构 造 和 原 理 如 图 1 所 示, 微 型 气 体 实 验 仪 主 要 由 微 型 制 气 装 置 1 微 型 气 体 实 验 仪 2 微 型 混 合 气 体 发 生 器 3 塑 料 多 用 滴 管 4 微 型 集 气 瓶 5 组 成 前 三 者 都 是 带 有 凹 坑 和 支 管 的 玻 璃 管, 其 中 凹 坑 和 支 管 相 对, 凹 坑 用 于 盛 放 固 体 药 品 并 作 为 反 应 容 器, 液 体 试 剂 通 过 插 入 支 管 的 塑 料 多 用 滴 管 4 加 入, 支 管 和 塑 料 多 用 滴 管 4 之 间 用 胶 皮 管 密 封 连 接 微 型 气 体 实 验 仪 2 的 直 管 部 分 设 置 有 凹 坑, 可 以 直 接 收 集 气 体 并 进 行 气 体 的 性 质 实 验, 如 气 体 和 液 体 气 体 和 固 体 之 间 反 应 等 微 型 混 合 气 体 发 生 器 3 可 以 制 备 两 种 气 体 并 进 行 气 体 之 间 的 反 应 图 1 微 型 气 体 实 验 仪 塑 料 多 用 滴 管 4 是 在 已 有 的 塑 料 滴 管 基 础 上 进 行 了 结 构 上 的 改 进, 在 胶 头 和 细 径 之 间 设 置 了 直 径 位 于 二 者 之 间 的 一 段 连 接 部 位, 使 塑 料 多 用 滴 管 和 其 他 玻 璃 仪 器 上 的 支 管 玻 璃 导 管 等 可 以 通 过 胶 皮 管 密 封 连 接, 大 大 地 拓 展 了 塑 料 滴 管 的 用 途 塑 料 多 用 滴 管 4 除 了 具 有 普 通 胶 头 滴 管 微 型 液 体 试 剂 瓶 等 功 用 之 外, 还 可 以 代 替 分 液 漏 斗 向 气 体 发 生 装 置 内 滴 加 液 体 试 剂, 可 以 用 于 萃 取 和 分 液 等 实 验 操 作, 可 以 用 作 气 体 和 液 体 试 剂 之 间 的 反 应 容 器, 在 使 用 塑 料 多 用 滴 管 的 时 候, 根 据 实 验 需 要 可 以 用 剪 刀 对 塑 料 多 用 滴 管 进 行 修 剪, 如 将 塑 料 多 用 滴 管 和 微 型 制 气 装 置 微 型 气 体 实 验 仪 微 型 混 合 气 体 发 生 器 等 仪 器 的 支 管 连 接 时, 就 需 要 将 细 径 剪 去 一 部 分, 在 中 间 部 分 套 上 一 段 胶 皮 管 之 后, 就 可 以 将 吸 有 液 体 试 剂 的 塑 料 多 用 滴 管 套 在 支 管 上 ; 从 胶 头 和 连 接 部 位 之 间 剪 开 后, 原 来 的 胶 头 就 成 为 一 个 微 型 烧 杯, 而 剩 余 的 部 分 和 玻 璃 导 管 连 接 后 可 以 作 为 导 气 管 使 用, 微 型 集 气 瓶 5 是 底 部 带 有 导 气 管 的 漏 斗 状 球 形 容 器, 用 于 向 上 排 气 法 向 下 排 气 法 和 排 水 法 收 集 气 体 和 试 验 固 体 物 质 在 气 体 中 的 燃 烧 等 实 验, 也 可 以 将 充 满 液 体 试 剂 的 塑 料 多 用 滴 管 4 用 胶 皮 管 连 接 在 导 气 管 上 组 成 一 套 简 易 微 型 气 体 实 验 器, 进 行 气 体 的 制 备 收 集 检 验 和 气 体 的 性 质 实 验 下 面 结 合 气 体 实 验 的 制 取 收 集 检 验 以 及 性 质 实 验 的 操 作 简 要 介 绍 微 型 气 体 实 验 仪 的 一 般 使 用 方 法 可 以 根 据 各 种 不 同 气 体 实 验 的 具 体 要 求 设 计 出 各 种 不 同 的 实 验 装 置, 详 细 的 实 验 操 作 方 法 请 参 见 氧 气 二 氧 化 碳 氯 气 氨 气 等 实 验 设 计 3 使 用 方 法 (1) 检 查 装 置 的 气 密 性 可 以 在 温 度 不 变 的 情 况 下, 通 过 挤 压 塑 料 多 用 滴 管 的 胶 头 检 查 装 置 的 气 密 性 如 图 2 所 示, 连 接 仪 器 装 置, 在 塑 料 多 用 滴 管 套 上 胶 皮 管, 然 后 插 入 支 管, 用 带 有 导 管 的 橡 皮 塞 塞 紧 管 口, 将 导 管 的 一 端 插 入 盛 有 适 量 水 的 烧 杯 中 用 手 挤 压 胶 头, 观 察 导 管 口 是 否 有 气 泡 产 生 如 果 装 置 不 漏 气, 导 管 口 有 气 泡 冒 出 ; 松 开 手, 导 管 中 会 形 成 一 小 段 水 柱, 过 一 段 时 间, 液 面 不 下 降 科 普 天 地 / 化 学 通 讯 19

24 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 当 用 排 水 法 收 集 气 体 时, 装 置 如 图 4 所 示 首 先 在 微 型 气 体 发 生 器 中 制 取 少 量 气 体, 排 除 装 置 内 的 空 气 再 把 微 型 集 气 瓶 放 进 盛 有 适 量 水 的 水 槽 中, 用 胶 皮 管 将 微 型 气 体 发 生 器 和 微 型 集 气 瓶 连 接 起 来, 继 续 滴 加 液 体 试 剂 产 生 气 体 当 微 型 集 气 瓶 内 充 满 气 体 时, 用 水 止 夹 夹 紧 胶 皮 管, 立 即 将 胶 皮 管 和 微 型 气 体 发 生 器 分 开, 再 把 微 型 集 气 瓶 的 瓶 口 对 着 倒 放 在 水 槽 中 的 橡 皮 塞 轻 轻 向 下 一 压, 使 橡 皮 塞 塞 紧 瓶 口, 将 微 型 集 气 瓶 从 水 槽 中 取 出 图 2 检 查 装 置 的 气 密 性 (2) 连 接 组 装 仪 器 利 用 微 型 气 体 实 验 仪 进 行 气 体 实 验, 装 置 简 单, 在 组 装 仪 器 时 要 进 行 3 步 操 作 :1 在 仪 器 的 凹 坑 里 放 进 少 量 固 体 药 品 ;2 塑 料 多 用 滴 管 套 上 一 段 胶 皮 管, 吸 进 所 需 液 体 试 剂, 插 入 支 管 中, 使 塑 料 多 用 滴 管 和 支 管 之 间 密 封 连 接 ;3 用 带 导 管 的 橡 皮 塞 塞 紧 管 口, 把 这 个 装 置 固 定 在 操 作 台 上 (3) 气 体 的 制 取 制 取 气 体 时, 挤 压 塑 料 多 用 滴 管 的 胶 头, 逐 滴 滴 入 液 体 试 剂, 发 生 反 应, 产 生 气 体 通 过 控 制 滴 加 液 体 试 剂 的 量 和 速 度, 就 可 以 很 好 地 控 制 产 生 气 体 的 多 少 和 快 慢, 不 会 出 现 液 体 难 以 滴 下 的 情 况 (4) 气 体 的 干 燥 在 靠 近 凹 坑 的 位 置 塞 进 一 团 棉 花, 可 以 防 止 反 应 时 飞 溅 出 来 的 小 液 滴 污 染 试 剂 若 需 干 燥 气 体, 可 在 棉 花 团 中 铺 一 层 固 体 干 燥 剂 ( 如 碱 石 灰 氯 化 钙 等 ) (5) 气 体 的 收 集 在 导 气 管 上 直 接 连 接 一 支 微 型 集 气 瓶, 就 可 以 根 据 需 要 用 向 上 排 空 气 法 或 者 向 下 排 空 气 法 收 集 气 体, 如 图 3 所 示 棉 花 团 棉 花 团 (1) 向 上 排 气 法 (2) 向 下 排 气 法 图 3 排 空 气 收 集 气 体 图 4 排 水 法 收 集 气 体 2.6 试 验 气 体 的 性 质 气 体 的 性 质 实 验 可 以 在 微 型 气 体 实 验 器 的 直 管 内 完 成, 也 可 以 在 微 型 集 气 瓶 内 完 成, 主 要 包 括 以 下 几 个 方 面 : 气 液 反 应 气 体 和 溶 液 表 面 接 触, 被 溶 液 吸 收 而 发 生 反 应, 产 生 变 色 或 者 生 成 沉 淀 等 实 验 现 象 在 微 型 气 体 实 验 仪 的 装 置 内 实 现 气 - 液 反 应 的 方 法 有 以 下 几 种 : 方 法 1: 用 塑 料 多 用 滴 管 在 微 型 气 体 实 验 仪 直 管 部 分 设 置 的 凹 坑 内 滴 入 1-2 滴 液 体 试 剂, 制 得 的 气 体 在 直 管 内 直 接 和 液 体 试 剂 反 应 ; 方 法 2: 在 微 型 气 体 实 验 仪 直 管 部 分 放 进 剪 成 细 条 状 的 滤 纸, 用 塑 料 多 用 滴 管 在 滤 纸 条 上 滴 上 液 体 试 剂, 制 得 的 气 体 在 直 管 内 直 接 和 液 体 试 剂 反 应 ; 之 后, 再 继 续 进 行 有 关 实 验, 如 :SO 2 使 湿 润 的 品 红 试 纸 褪 色 后, 用 酒 精 灯 给 直 管 内 的 品 红 试 纸 稍 微 加 热, 品 红 试 纸 又 恢 复 红 色 ;C l2 使 滴 有 NaBr 溶 液 的 滤 纸 条 变 色 后, 再 给 滤 纸 上 滴 上 KI 溶 液, 滤 纸 又 变 色 ; 等 等 方 法 3: 用 向 上 排 空 气 法 将 气 体 如 Cl 2 SO 2 等 收 集 在 微 型 集 气 瓶 中, 在 塑 料 多 用 滴 管 内 吸 入 少 量 液 体 试 剂, 用 手 捏 住 胶 头 部 分 不 松 开, 使 细 径 部 分 充 满 液 体 试 剂, 将 细 径 伸 入 微 型 集 气 瓶 中, 稍 微 松 开 手, 使 少 量 气 体 被 吸 进 细 径 内 和 液 体 试 剂 发 生 反 应 然 后 将 细 径 内 的 液 体 试 剂 挤 出 方 法 4: 用 手 捏 住 塑 料 多 用 滴 管 的 胶 头 部 分 不 松 开 ( 塑 料 多 用 滴 管 内 吸 有 少 量 液 体 试 剂, 不 要 将 试 剂 挤 出 ), 将 细 径 伸 入 集 有 气 20 科 普 天 地 / 化 学 通 讯

25 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 体 微 型 集 气 瓶 中, 松 开 手, 将 气 体 吸 进 塑 料 多 用 滴 管 的 胶 头 部 分, 气 体 和 液 体 试 剂 在 胶 头 内 充 分 反 应 气 固 反 应 (1) 还 原 性 气 体 在 加 热 条 件 下 还 原 金 属 氧 化 物 将 少 量 固 体 药 品 放 在 微 型 气 体 实 验 器 直 管 内 壁 上, 制 取 气 体 并 检 验 纯 度 后, 用 酒 精 灯 火 焰 在 有 固 体 的 部 位 加 热, 观 察 现 象 如 : 用 氢 气 一 氧 化 碳 还 原 氧 化 铜 (2) 金 属 单 质 非 金 属 单 质 的 燃 烧 方 法 1: 将 一 小 块 金 属 钠 放 在 微 型 气 体 实 验 仪 的 直 管 部 分 ( 为 了 防 止 反 应 时 炸 裂, 要 把 钠 放 在 玻 璃 纤 维 上 ), 制 取 少 量 氯 气, 给 钠 加 热, 观 察 钠 在 氯 气 中 燃 烧 的 现 象 方 法 2: 试 验 铜 丝 在 C l2 中 的 燃 烧 在 微 型 制 气 装 置 内 制 取 C l2, 用 向 上 排 气 法 将 C l2 收 集 在 微 型 集 气 瓶 中, 用 酒 精 灯 火 焰 将 细 铜 丝 烧 热, 然 后 立 即 伸 入 充 满 C l2 的 微 型 集 气 瓶 内, 观 察 细 铜 丝 在 C l2 中 燃 烧 的 实 验 现 象 气 气 反 应 (1) 可 燃 性 气 体 的 燃 烧 在 导 气 管 口 连 上 一 支 医 用 针 头 ( 为 了 安 全 将 针 头 磨 平 ), 利 用 微 型 制 气 装 置 制 取 气 体, 检 验 气 体 纯 度 后 点 燃 气 体, 在 火 焰 上 罩 一 支 小 烧 杯, 检 验 燃 烧 产 物 如 : 氢 气 硫 化 氢 等 气 体 在 空 气 中 的 燃 烧 (2) 两 种 气 体 之 间 的 反 应 在 微 型 混 合 气 体 发 生 器 中 可 以 制 备 两 种 气 体 这 两 种 气 体 可 以 直 接 在 装 置 内 反 应, 如 硫 化 氢 和 二 氧 化 硫 的 反 应 等 ; 也 可 以 是 在 一 定 的 条 件 下 发 生 反 应, 如 氮 气 和 氢 气 在 加 热 和 有 催 化 剂 的 条 件 下 反 应 合 成 氨 等 等 2.7 气 体 的 吸 收 试 验 气 体 的 性 质 时, 如 果 装 置 内 的 气 体 减 少, 会 产 生 倒 吸 现 象, 预 防 倒 吸 的 装 置 如 图 5 所 示 用 常 规 仪 器 实 验 时, 虽 然 尾 气 吸 收 装 置 可 以 吸 收 排 出 装 置 外 的 尾 气, 但 是 无 法 吸 收 装 置 内 的 气 体, 气 体 利 用 率 低 且 吸 收 很 不 彻 底, 不 能 完 全 消 除 尾 气 污 染 当 用 微 型 气 体 实 验 仪 进 行 实 验 时, 在 实 验 结 束 后, 取 下 塑 料 多 用 滴 管, 用 洗 耳 球 对 着 支 管 向 装 置 内 吹 气, 使 多 余 的 气 体 全 部 被 吸 收, 可 以 完 全 有 效 地 防 止 污 染 环 境 带 球 尖 嘴 导 管 塑 料 多 用 滴 管 的 胶 头 图 5 尾 气 吸 收 装 置 参 考 文 献 1 赵 东 洋. 微 型 制 气 装 置 [J]. 教 学 仪 器 与 实 验,2007,(5): 赵 东 洋. 微 型 气 体 实 验 仪 器 的 应 用 [J]. 化 学 教 学,2008, (1):15-1 SOD 超 氧 负 离 子 清 道 夫 在 电 视 广 告 中 经 常 可 以 听 到 对 一 种 护 肤 霜 的 宣 传 说 大 宝, 天 天 见, 大 宝 SOD 密, 挺 好! 大 宝 牌 护 肤 霜 被 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 授 予 中 国 名 牌 产 品 的 荣 誉 成 为 一 种 很 受 欢 迎 的 化 妆 品 大 宝 SOD 密 内 含 有 SOD( 超 氧 化 物 歧 化 酶 ), 这 种 护 肤 霜 容 易 被 皮 肤 吸 收, 并 在 皮 肤 表 面 形 成 一 层 保 护 膜, 防 止 角 质 层 水 分 的 散 失, 能 延 缓 皮 肤 衰 老, 营 养 滋 润 皮 肤, 让 你 容 颜 久 保 青 春 这 只 是 说 明 它 对 皮 肤 的 功 能, 实 际 上 SOD 在 体 内 还 有 更 重 要 的 作 用, 即 SOD 这 一 金 属 酶 能 消 除 体 内 的 超 氧 负 离 子 的 破 坏 作 用, 故 被 称 为 超 氧 负 离 子 清 道 夫 一 超 氧 负 离 子 在 线 粒 体 呼 吸 链 的 电 子 传 递 系 统 中, 存 在 多 种 单 电 子 传 递 体, 如 Fe 2+ 等 当 单 电 子 传 递 体 将 一 个 电 子 传 递 到 O 2 时, 则 产 生 单 电 子 还 原 产 物 超 氧 负 离 子 自 由 基 : O 2 + e- O - 2 在 O 2 存 在 条 件 下, 血 红 蛋 白 的 亚 铁 血 红 素 (Fe 2+ ) 氧 化 成 铁 血 红 素 (Fe 3+ ) 过 程 中, 不 可 避 免 产 生 少 量 的 超 氧 负 离 子 超 氧 负 离 子 是 一 个 高 活 性 自 由 基, 具 有 很 强 的 破 坏 能 力 由 于 超 氧 负 离 子 的 高 反 应 活 性, 它 还 能 够 进 一 步 产 生 其 他 类 型 的 自 由 基 和 其 他 对 机 体 有 害 的 物 质, 如 过 氧 化 氢 自 由 基 HO 2 羟 基 自 由 基 HO 和 过 氧 化 氢 等 : O H + HO 2 HO 2 + HO 2 O 2 + H 2 O 2 H 2 O 2 + e- OH- + HO 羟 基 自 由 基 具 有 更 高 的 反 应 活 性, 它 能 够 与 多 种 化 合 物 反 应, 产 生 有 害 的 自 由 基 大 量 的 研 究 结 果 表 明, 自 由 基 与 许 多 重 要 的 生 理 现 象 病 变 以 及 药 物 治 疗 作 用 有 关 由 于 自 由 基 的 高 反 应 活 性 和 破 坏 性, 对 生 物 体 产 生 的 副 作 用 是 不 容 忽 视 的, 如 细 胞 老 化 炎 症 癌 变 等, 都 与 自 由 基 有 关 因 此, 对 于 生 物 体 内 自 由 基, 特 别 是 超 氧 负 离 子 的 消 除 是 很 重 要 的 保 健 任 务 生 物 体 内 存 在 着 能 够 分 解 自 由 基 的 酶 系 以 及 多 种 生 物 抗 氧 化 科 普 天 地 / 化 学 通 讯 21

26 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 剂 它 们 组 成 了 一 个 自 由 基 防 御 体 系 以 保 护 机 体 正 常 细 胞 组 织, 避 免 受 到 自 由 基 的 攻 击 和 破 坏 维 生 素 C 维 生 素 E 和 硫 辛 酸 是 目 前 研 究 得 最 多 的 天 然 小 分 子 抗 氧 化 剂 这 3 种 物 质 都 是 优 良 的 还 原 剂, 能 够 直 接 分 解 超 氧 负 离 子, 故 也 具 有 良 好 的 抗 氧 化 性 能 而 超 氧 化 物 歧 化 酶 是 金 属 酶, 它 属 于 生 物 催 化 剂 二 超 氧 化 物 歧 化 酶 超 氧 化 物 歧 化 酶 存 在 于 人 体 内 所 有 需 氧 组 织 中, 它 能 催 化 O - 2 自 由 基 的 歧 化 反 应, 使 其 转 变 成 O 2 +H 2 O 2 : O - 2+ O H + H 2 O 2 + O 2 生 成 的 H2O2 再 经 过 氧 化 氢 酶 催 化 分 解 为 H 2 O 和 O 2 : Cu 2+ 离 子 配 位 于 4 个 组 氨 酸 和 一 个 水 分 子 ( 五 配 位 );Zn 2+ 离 子 配 位 于 3 个 组 氨 酸 和 一 个 天 门 冬 氨 酸, 为 四 配 位 结 构 整 个 CuZnSOD 活 性 部 位 的 几 何 结 构 形 如 一 个 喇 叭 筒,Cu 2+ 处 于 喇 叭 筒 的 底 部 ( 如 下 图 所 示 ),SOD 要 能 够 高 效 率 地 清 除 O - 2, 需 要 O - 2 一 遇 到 SOD 便 能 与 Cu 2+ 离 子 结 合 上 述 喇 叭 筒 结 构 非 常 有 利 于 O - 2 与 Cu 2+ 离 子 的 结 合, 因 为 活 性 中 心 的 Cu 2+ 离 子 正 好 处 于 喇 叭 筒 的 底 部, 只 要 O - 2 一 进 入 喇 叭 筒, 便 能 落 在 Cu 2+ 离 子 上 与 之 结 合 另 外 在 喇 叭 口 旁 还 有 一 个 精 氨 酸 (Arg) 的 带 正 电 荷 的 胍 基, 它 能 帮 助 带 负 电 荷 的 O - 2 进 入 喇 叭 筒 H 2 O 2 +H 2 O 2 2H 2 O+O 2 故 SOD 可 以 清 除 人 体 中 有 害 的 O - 2 被 誉 为 人 体 中 O - 2 的 清 道 夫 SOD 被 认 为 具 有 防 御 氧 的 毒 性, 抗 辐 射 损 伤, 延 缓 衰 老 以 及 防 治 肿 瘤 等 多 种 生 物 功 能 超 氧 化 物 歧 化 酶 (superoxide dismutase 简 称 SOD) 是 Mc Cord 和 Fridovich 于 1968 年 于 牛 细 胞 中 发 现 的 它 是 一 种 含 有 Cu 2+ 和 Zn 2+ 的 金 属 酶, 该 金 属 酶 的 结 构 如 下 图 所 示 CuZnSOD 活 性 部 位 的 喇 叭 筒 结 构 三 催 化 机 理 依 据 进 一 步 的 研 究 结 果, 有 人 提 出 如 下 的 催 化 机 理 : Zn-(Im - )-Cu II + O - 2 Zn-(Im - )-Cu I + O2 Zn-(Im - )-Cu I + H + Zn-(ImH) + Cu I Cu I + O - 2 Cu II O Cu II O - 2+ H + +Zn-(ImH) Zn-(Im - )-Cu II + H 2 O 2 总 反 应 为 : 2 O H + -SOD H 2 O 2 +O 2 (1) (2) (3) (4) 开 始, O - 2 进 入 活 性 中 心 与 Cu 2+ 离 子 配 位 结 合, 双 氧 键 把 电 子 交 牛 超 氧 化 物 歧 化 酶 结 构 示 意 图 从 牛 红 细 胞 中 提 取 的 SOD 是 蓝 绿 色 的, 分 子 量 约 为 每 个 分 子 中 含 有 2 个 Cu 2+ 离 子 和 2 个 Zn 2+ 离 子 X- 射 线 晶 体 结 构 分 析 表 明, 这 个 酶 由 两 个 相 同 的 亚 单 元 构 成 铜 与 酶 的 催 化 活 性 直 接 有 关 Zn 2+ 可 被 取 代 而 不 失 活 在 下 面 的 金 属 结 合 部 位 的 结 构 图 中,Cu 2+ 和 Zn 2+ 离 子 配 位 于 同 一 组 氨 酸 的 咪 唑 环 上, 即 咪 唑 环 桥 联 着 Cu 2+ 和 Zn 2+ 给 Cu 2+ 离 子,Cu 2+ 还 原 为 Cu +, 并 且 释 放 出 氧 分 子 (1); 当 咪 唑 基 结 合 一 个 H + 时,Cu + 便 游 离 出 来 (2); 然 后 进 来 了 第 二 个 O - 2 离 子, 与 Cu + 配 位, 并 马 上 发 生 电 荷 转 移, 变 成 CuII O 2-2(3);Cu II O 2-2 中 的 一 个 O 原 子 与 精 氨 酸 的 胍 基 氮 上 的 氢 形 成 氢 键, 另 一 个 O 原 子 与 咪 唑 氮 上 的 氢 成 氢 键 结 合, 但 当 结 合 第 二 个 H + 时,O 2-2 与 精 氨 酸 结 合 变 得 不 稳 定, 释 放 出 H 2 O 2,S O D 便 恢 复 到 原 来 的 状 态 (4) 朱 文 祥 北 京 师 范 大 学 化 学 学 院 牛 超 氧 化 物 歧 化 酶 (Cu 2 Zn 2 SOD) 铜 与 锌 的 结 合 部 位 22 科 普 天 地 / 化 学 通 讯

27 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 碘 元 素 的 生 理 功 能 及 应 用 碘 对 大 家 来 说, 并 不 陌 生, 人 们 在 日 常 生 活 中 会 食 用 碘 盐, 2005 年 的 雀 巢 奶 粉 碘 含 量 超 标 事 件 也 引 起 了 公 众 对 碘 元 素 的 极 大 关 注 那 么 碘 元 素 对 人 体 健 康 究 竟 有 何 作 用, 人 体 缺 碘 或 过 量 食 用 碘 会 产 生 怎 样 的 病 变 呢? 在 社 会 生 活 中, 碘 元 素 又 有 何 应 用 呢? 1 碘 的 生 理 功 能 及 碘 异 常 病 变 碘 元 素 (I) 是 人 体 不 可 缺 少 的 营 养 元 素, 是 人 体 制 造 合 成 甲 状 腺 素 的 主 要 成 分, 这 种 激 素 能 促 进 物 质 的 分 解 代 谢, 调 节 机 体 能 量, 促 进 机 体 生 长 发 育, 对 胎 儿 新 生 儿 的 大 脑 发 育 及 儿 童 的 智 能, 都 会 产 生 极 其 重 要 的 影 响 在 正 常 情 况 下, 一 个 成 年 人 每 天 的 碘 需 要 量 在 100μg 左 右 如 果 每 天 摄 入 的 碘 量 不 足 50μg, 人 体 就 会 出 现 碘 饥 饿 状 态, 引 起 不 同 表 现 形 式 的 碘 缺 乏 病, 缺 碘 程 度 越 重, 时 间 越 长, 病 情 也 会 越 重 例 如, 孕 妇 在 怀 孕 期 间 缺 碘, 可 导 致 早 产 死 产 胎 儿 先 天 畸 形 等 ; 儿 童 期 缺 碘 会 影 响 大 脑 发 育, 造 成 体 格 和 智 力 发 育 不 健 全, 个 子 矮 小, 智 力 低 下, 称 为 克 汀 病 ; 成 年 期 缺 碘, 往 往 引 起 地 方 性 甲 状 腺 肿, 俗 称 大 脖 子 病 如 果 碘 摄 入 量 过 多, 也 会 导 致 甲 状 腺 肿, 称 为 高 碘 甲 状 腺 肿 或 碘 致 甲 状 腺 肿 碘 摄 入 过 多, 还 会 产 生 碘 致 甲 亢, 表 现 为 侵 润 性 眼 病 和 侵 润 性 皮 肤 病 变, 眼 周 肿 胀 畏 光 异 物 感 流 泪 眼 后 痛 眼 运 动 疼 痛 视 力 模 糊 和 双 影 视 神 经 被 眼 外 肌 压 迫 视 力 急 剧 下 降 ; 但 很 少 有 突 眼, 也 很 少 有 甲 状 腺 部 位 的 血 管 杂 音 和 震 颤, 心 血 管 症 状 和 体 征 明 显, 血 清 抗 甲 状 腺 抗 体 阴 性 高 碘 对 甲 状 腺 功 能 的 影 响 和 对 智 力 的 损 害 尚 不 确 定, 但 很 多 实 验 结 果 表 明, 仔 鼠 脑 组 织 和 细 胞 超 微 结 构 受 到 损 伤, 并 出 现 智 力 障 碍 问 题 2 食 品 中 的 碘 含 量 标 准 为 了 在 我 国 消 除 碘 缺 乏 病, 卫 生 部 规 定 食 盐 必 须 加 碘 国 家 技 术 监 督 局 明 文 规 定 : 每 千 克 市 售 碘 盐 中 不 得 低 于 30mg 的 碘, 亦 不 得 高 于 40mg 的 碘 这 里 所 指 的 碘 是 以 添 加 碘 酸 钾 (KIO 3 ) 来 实 现 的, 因 为 碘 酸 钾 性 质 稳 定, 钾 元 素 又 是 人 体 不 可 缺 少 的 元 素 之 一 依 据 上 述 国 家 的 有 关 规 定, 通 过 换 算 可 得 每 千 克 市 售 碘 盐 中 含 碘 酸 钾 不 得 低 于 51mg, 亦 不 得 高 于 67mg 根 据 国 家 卫 生 部 1994 年 2 月 批 准 的 食 品 营 养 强 化 剂 使 用 卫 生 标 准 显 示 : 婴 幼 儿 食 品 中 碘 的 含 量 为 250μg/kg-680μg/kg, 国 家 标 准 对 每 100 克 奶 粉 中 碘 含 量 的 要 求 是 μg 2005 年 的 雀 巢 奶 粉 碘 含 量 超 标 事 件, 就 是 因 为 被 检 奶 粉 中 碘 的 含 量 超 出 了 这 一 标 准 3 碘 异 常 的 病 变 防 治 对 于 碘 缺 乏 病 的 防 治, 食 用 加 碘 盐 是 一 种 行 之 有 效 的 的 方 法 ; 注 射 碘 化 油 和 口 服 含 碘 药 片, 碘 化 油 是 一 种 长 效 经 济 方 便 副 作 用 小 的 防 治 药 物, 特 别 适 用 偏 僻 交 通 不 便 有 土 盐 干 扰 地 区, 尤 其 适 用 于 育 龄 妇 女 碘 化 油 注 射 后, 供 碘 效 能 可 达 3-5 年 口 服 碘 化 油 方 法 简 便, 群 众 易 于 接 受, 防 治 效 果 同 样 明 显, 供 碘 效 能 一 般 为 1 年 半 左 右 ; 还 可 以 吃 含 碘 量 丰 富 的 食 物, 如 海 带 紫 菜 发 菜 海 白 菜 海 蜇 等 社 会 上 一 些 不 法 商 贩 为 了 牟 取 不 义 之 财, 将 一 些 不 加 碘 的 廉 价 盐 冒 充 碘 盐, 在 市 场 上 大 量 销 售 国 家 相 关 部 门 对 含 碘 盐 及 含 碘 药 物 的 监 测 对 于 防 治 碘 缺 乏 病 也 很 重 要 对 于 碘 过 多 病 的 防 治, 主 要 是 限 制 高 碘 摄 入, 不 能 食 用 碘 盐, 少 吃 含 碘 量 丰 富 的 食 品 人 体 补 碘 是 一 个 长 期 性 日 常 性 和 生 活 化 的 过 程, 相 信 随 着 经 济 的 发 展, 科 学 技 术 的 进 步, 生 活 水 平 的 提 高, 膳 食 搭 配 的 合 理 化, 由 于 碘 的 摄 取 不 科 学 而 引 发 的 病 变 是 可 以 防 治 的 4 碘 的 多 方 面 应 用 (1) 碘 作 为 消 毒 剂 人 们 发 现 碘 可 与 蛋 白 质 中 的 氨 基 结 合 使 其 变 性 沉 淀, 且 毒 性 极 低, 因 此 把 碘 作 为 消 毒 剂 广 泛 使 用 由 于 碘 在 水 中 的 溶 解 度 很 小, 人 们 根 据 碘 在 含 有 碘 化 物 (KI) 的 水 溶 液 中 溶 解 度 增 大 的 原 理, 把 碘 KI 稀 的 酒 精 溶 液 配 成 碘 酊 ( 即 碘 酒 ) 使 用, 其 消 毒 效 果 更 好 在 消 毒 时, 留 在 皮 肤 上 的 碘 过 一 段 时 间 能 升 华 而 逐 渐 消 失 随 着 科 学 的 发 展, 在 杀 菌 消 毒 方 面, 人 们 又 把 碘 与 一 些 表 面 活 性 剂 作 用, 其 化 合 物 称 碘 附 ( 伏 ) 碘 附 具 有 更 强 大 更 迅 速 的 杀 菌 作 用, 且 不 刺 激 皮 肤, 也 不 使 皮 肤 着 色 1969 年 阿 波 罗 Ⅱ 号 登 月 任 务 中, 宇 宙 飞 行 员 及 蛙 的 消 毒 都 是 由 碘 和 碘 的 载 体 表 面 活 性 剂 完 成 的 (2) 碘 作 为 造 影 剂 碘 还 可 以 与 有 机 化 合 物 ( 苯 甲 酸 类 脂 肪 类 ) 形 成 有 机 碘 化 物, 临 床 上 作 为 诊 断 各 器 官 的 造 影 剂, 其 对 X 射 线 的 吸 收 能 力 与 周 围 器 官 产 生 区 别, 造 成 人 工 对 比, 有 助 于 诊 断 如 醋 碘 苯 酸 钠 可 用 于 泌 尿 系 统 脑 血 管 和 心 血 管 造 影 另 外, 碘 化 物 还 可 用 在 造 像 方 面, 其 中 碘 化 银 是 快 速 照 像 软 片 乳 剂 的 成 分 (3) 用 于 碘 钨 灯 高 温 的 钨 丝 在 装 有 碘 的 灯 泡 中 挥 发 后 可 在 温 度 较 低 的 灯 泡 空 间 内 生 成 碘 化 钨, 它 扩 散 到 灯 丝 上 重 新 受 热 分 解 出 钨, 从 而 可 延 缓 钨 丝 的 损 耗 提 高 灯 泡 的 寿 命 碘 钨 灯 具 有 体 积 小 光 泽 好 寿 命 长 等 优 点, 已 用 于 电 影 摄 影 舞 台 工 厂 广 场 等 照 明 红 外 线 碘 钨 灯 则 用 于 工 厂 的 加 热 烘 干 操 作 高 色 温 碘 钨 灯 用 于 电 子 照 像 (4) 碘 化 银 用 于 人 工 降 雨 和 防 雹 碘 化 银 是 一 种 很 好 的 人 工 冰 核, 是 冷 云 内 人 工 产 生 冰 晶 的 很 好 的 物 质, 它 是 冷 云 降 雨 的 催 化 剂 或 成 核 剂, 能 够 使 水 滴 或 冰 晶 增 大 到 一 定 程 度, 降 落 到 地 面, 形 成 降 水 人 工 防 雹 和 人 工 降 雨 的 原 理 类 似, 只 是 投 放 的 碘 化 银 的 量 要 大 一 些, 以 产 生 比 云 中 雹 胚 多 得 多 的 碘 化 银 冰 核, 造 成 同 雹 胚 竞 争 水 分 的 优 势, 尽 快 形 式 更 多 的 水 滴 或 冰 粒, 抑 制 雹 胚 的 增 长 参 考 文 献 科 普 天 地 / 化 学 通 讯 23

28 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter [1] 李 京 雄 丘 基 祥. 碘 盐 及 其 化 验 研 究. 广 东 微 量 元 素 科 学, 2003, 10(1):53-54 [2] 舒 春 丽. 碘 与 人 体 健 康. 健 康 生 活,1999,(5):52 [3] 李 洋, 刘 鑫. 碘 与 人 体 健 康. 微 量 元 素 与 健 康 研 究,2004,21 (1):56-60 [4] 刘 永 孝. 碘 过 多 与 人 体 健 康. 安 徽 预 防 医 学 杂 志,2005,11 (1):23-25 [5] 杨 华. 碘 多 方 面 的 社 会 应 用. 化 学 教 育,1996,(6): 朱 玉 军 2 王 香 凤 (1. 北 京 师 范 大 学 化 学 学 院 ;2. 北 京 师 范 大 学 分 析 测 试 中 心 ) 大 众 科 学 公 布 2009 年 度 发 明 美 国 大 众 科 学 杂 志 评 选 出 2009 年 度 十 大 发 明, 包 括 使 用 整 形 技 术 不 会 污 染 水 质 的 鱼 饵 隔 热 防 火 的 蘑 菇 墙 板 世 界 上 速 度 最 快 的 坦 克 利 用 汽 车 颠 簸 发 电 的 减 震 器 帮 助 截 瘫 患 者 重 新 行 走 的 机 器 腿 让 护 士 不 再 为 寻 找 静 脉 苦 恼 的 新 式 导 管 01 摩 天 大 楼 逃 生 轮 动 装 置 相 连 的 轴 上 随 着 线 轴 转 动, 一 组 制 动 块 会 对 制 动 盒 内 缘 施 加 压 力, 平 稳 缓 慢 地 将 使 用 者 放 下 如 果 这 套 自 动 制 动 系 统 失 灵, 逃 生 轮 上 还 配 有 手 动 的 备 用 制 动 杆 从 100 层 高 的 大 楼 下 到 地 面, 耗 时 不 到 四 分 钟, 平 均 一 秒 钟 下 一 层 2007 年, 斯 通 试 用 了 样 品 ; 随 后 专 门 制 造 攀 登 绳 索 的 Skala 公 司 在 加 州 某 消 防 局 对 它 进 行 了 全 方 位 测 试 消 防 安 全 顾 问 斯 科 特 杜 格 拉 斯 说, 与 消 防 员 们 过 去 使 用 的 高 层 救 援 绳 索 相 比, 这 套 装 置 改 进 颇 多, 它 自 动 化 程 度 高 多 了, 使 用 起 来 也 更 加 容 易 和 直 接 所 有 测 试 完 成 后, 斯 通 准 备 将 逃 生 轮 推 向 市 场, 预 计 商 业 化 版 本 会 在 明 年 面 世, 售 价 约 为 1500 美 元 他 打 算 实 现 大 规 模 生 产 后 尽 量 降 低 产 品 价 格, 这 样 大 楼 业 主 就 可 以 大 批 采 购, 将 之 作 为 租 客 们 逃 生 的 标 准 装 备 02 最 快 的 坦 克 名 称 :RescueReel 研 发 成 本 :33.5 万 美 元 耗 时 :6 年 9 11 发 生 后, 凯 文 斯 通 (KevinStone) 一 直 追 看 电 视 直 播, 看 着 那 些 悲 惨 的 画 面, 一 个 念 头 萦 绕 在 他 脑 际, 挥 之 不 去 : 为 何 困 在 世 贸 中 心 里 的 人 无 法 安 然 返 回 地 面? 我 告 诉 自 己, 这 太 荒 唐 了, 斯 通 回 忆 说 他 是 圣 弗 朗 西 斯 科 一 名 整 形 医 生, 也 是 成 果 累 累 的 发 明 狂 人 应 该 有 种 更 好 的 方 法, 帮 助 人 们 在 灾 难 时 刻 成 功 逃 离 摩 天 大 楼 斯 通 发 现, 已 有 的 高 楼 逃 生 设 备 不 是 有 缺 陷, 就 是 不 实 用, 于 是 他 受 渔 线 轮 启 发, 设 计 了 一 种 简 单 的 新 装 置, 依 靠 足 够 坚 固 的 长 绳, 将 人 们 从 高 楼 平 稳 送 至 地 面 使 用 者 只 需 打 开 一 个 抽 屉 大 小 的 盒 子, 将 一 条 杜 邦 凯 夫 拉 尔 (KEVLAR) 纤 维 制 成 的 绳 索 钩 在 某 个 安 全 牢 靠 的 物 体 或 连 接 点 上, 然 后 将 类 似 外 衣 的 安 全 吊 带 套 在 身 上, 打 开 窗 即 可 一 溜 而 下, 距 地 最 高 可 达 100 层 楼 使 用 者 无 须 接 受 专 门 培 训, 完 成 全 部 准 备 动 作 不 用 一 分 钟 斯 通 的 发 明 亮 点 是 一 套 离 心 式 制 动 系 统, 可 自 动 控 制 下 降 的 速 度 和 频 率 逃 生 轮 的 绳 索 自 一 个 线 轴 内 伸 出 来, 然 后 缠 在 一 个 与 制 名 称 :Ripsaw 研 发 成 本 : 未 知 耗 时 :5 年 打 开 YouYube 上 关 于 Ripsaw 的 热 门 链 接, 你 可 以 看 到 这 辆 无 人 驾 驶 的 坦 克 以 每 小 时 60 英 里 的 速 度 在 泥 泞 的 野 地 里 披 荆 斩 棘, 从 50 英 尺 的 高 处 跃 下, 将 一 排 排 的 白 桦 树 碾 倒 就 像 他 们 的 创 造 物 一 样,Ripsaw 的 发 明 者 34 岁 的 双 胞 胎 兄 弟 吉 奥 夫 霍 维 和 迈 克 霍 维 一 看 就 不 是 乖 乖 仔 7 岁 时 他 们 就 合 建 了 一 栋 小 木 屋,10 年 后 又 把 一 辆 校 巴 改 造 成 移 动 舞 台 ;2000 年 他 们 出 现 了 分 歧 : 吉 奥 夫 想 造 一 辆 喷 射 式 涡 轮 增 压 越 野 卡 车, 而 迈 克 的 24 科 普 天 地 / 化 学 通 讯

29 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 目 标 是 制 造 全 球 最 快 的 履 带 车 那 个 周 末, 迈 克 把 我 叫 到 他 的 车 库, 吉 奥 夫 说 : 他 已 经 为 Ripsaw 弄 好 了 悬 架, 我 只 好 接 着 干 下 去 了 他 们 咨 询 了 很 多 工 程 师, 每 个 人 都 说 他 们 不 可 能 超 越 M1AAbrams, 它 号 称 全 球 最 强 大 的 坦 克, 时 速 42 英 里 普 通 坦 克 为 了 保 护 乘 员, 车 架 以 厚 厚 的 装 甲 钢 制 成, 而 Ripsaw 的 设 计 目 标 是 在 崎 岖 难 行 的 地 带 执 行 无 人 任 务, 主 要 追 求 速 度, 因 此 兄 弟 俩 开 始 考 虑 如 何 减 重 他 们 用 焊 接 钢 管 做 了 车 架, 就 像 Nascar( 美 国 全 国 汽 车 比 赛 协 会 ) 的 赛 车 一 样, 这 使 得 车 身 强 度 增 加 了 50%, 自 重 减 少 了 50% 但 是, 如 果 你 想 彻 底 改 造 坦 克, 很 难 找 到 现 成 的 配 件, 轻 得 能 以 每 小 时 60 英 里 的 速 度 旋 转 同 时 又 坚 固 得 不 会 飞 掉 的 轮 胎 则 根 本 不 存 在 于 是 豪 威 兄 弟 自 己 打 造 了 钢 制 防 滑 系 统, 并 重 新 设 计 了 将 防 滑 装 置 连 接 到 履 带 上 的 整 个 机 械 装 置 这 种 防 滑 系 统 仅 重 两 磅 左 右, 比 同 级 坦 克 类 似 装 置 轻 了 90% 减 重 成 功, 再 配 上 650 匹 的 V8 发 动 机,Ripsaw 每 磅 动 力 输 出 约 为 M1AAbrams 的 9 倍 在 做 好 日 常 工 作 的 同 时 -- 迈 克 是 金 融 顾 问, 吉 奥 夫 是 一 家 工 厂 的 小 头 头 这 两 位 自 学 成 才 的 工 程 师 还 把 Ripsaw 样 车 从 缅 因 州 的 工 场 拖 到 华 盛 顿, 参 加 了 2005 年 华 盛 顿 汽 车 展, 吸 引 了 军 方 无 人 地 面 车 (UGV) 开 发 人 员 的 注 意, 并 获 得 缅 因 州 参 议 员 苏 珊 科 林 斯 帮 他 们 从 国 防 部 争 得 了 125 万 美 元 的 资 助 2006 年, 兄 弟 俩 成 立 了 霍 维 和 霍 维 技 术 公 司, 致 力 于 制 造 不 同 版 本 的 Ripsaw, 包 括 一 种 差 速 驱 动 车 他 们 将 该 作 品 交 给 美 国 陆 军 武 器 研 究 和 开 发 中 心, 后 者 为 它 配 备 了 M240 遥 控 机 关 枪, 然 后 进 行 长 达 数 月 的 紧 张 测 试 ARDEC 项 目 主 管 巴 凡 约 辛 格 说,Ripsaw 与 其 他 UGV 的 最 大 区 别 就 是 速 度 其 他 UGV 最 高 时 速 只 有 20 英 里 左 右, Ripsaw 却 能 跟 上 悍 马 在 公 司 项 目 经 理 威 尔 迈 克 马 斯 特 的 遥 控 下, 一 辆 Ripsaw 径 直 翻 过 一 道 三 英 尺 高 的 水 泥 墙 霍 维 兄 弟 认 为, 在 与 同 类 竞 争 军 用 合 同 时, 价 值 76 万 美 元 的 Ripsaw 极 具 优 势 其 他 UGV 尺 寸 都 很 小, 并 使 用 人 工 智 能 技 术 避 开 障 碍, 迈 克 说 : Ripsaw 无 须 躲 避, 它 直 接 从 上 面 碾 过 03 能 发 电 的 减 震 器 名 称 :GenShock 研 发 成 本 :10 万 美 元 耗 时 :2 年 两 年 前, 麻 省 理 工 学 院 最 优 秀 的 一 群 学 生 进 行 宿 舍 卧 谈 时, 有 人 建 议 设 计 一 个 节 能 减 震 器 他 们 不 仅 说 了, 还 真 的 做 了, 结 果 就 是 GenShock 这 套 系 统 利 用 汽 车 颠 簸 时 的 上 下 运 动 产 生 电 力, 帮 助 减 少 汽 车 交 流 发 电 机 的 工 作 量, 最 终 达 到 省 油 目 的 GenShock 其 实 是 一 个 简 单 的 液 压 系 统, 减 震 器 的 活 塞 将 液 体 泵 入, 驱 动 液 压 马 达 和 一 个 微 型 电 动 发 电 机 研 究 小 组 做 出 的 首 个 样 品 利 用 四 个 减 震 器 可 以 产 生 总 计 800 瓦 特 的 持 续 电 力, 若 在 坎 坷 不 平 的 野 地 里 行 进, 则 最 高 可 产 生 5 千 瓦 的 电 力, 约 为 普 通 汽 车 交 流 发 电 机 所 产 生 电 量 的 7 倍 GenShock 下 一 代 版 本 发 电 能 力 会 翻 倍, 将 商 用 卡 车 在 铺 装 路 面 上 的 燃 油 公 里 数 提 高 2% 至 5%, 军 车 提 高 6%( 军 车 披 挂 整 齐 时, 油 耗 惊 人, 每 加 仑 只 能 跑 4 到 8 英 里 ), 而 混 合 动 力 车 可 将 GenShock 发 的 电 储 存 起 来, 最 高 可 节 能 10% 对 于 笨 重 的 商 用 卡 车 来 说, 这 套 系 统 相 当 超 值 一 年 内 省 下 的 油 钱 即 可 值 回 票 价, 安 维 德 哈 尼 说 尽 管 沥 青 路 面 产 生 的 震 动 相 对 较 少, 有 规 率 的 高 频 振 动 仍 可 产 生 可 观 的 电 力 锦 上 添 花 的 是, 如 果 车 子 配 有 检 测 路 况 调 整 减 震 水 平 的 电 脑 感 应 系 统, GenShock 可 让 它 有 更 好 的 表 现 麻 省 理 工 的 知 识 产 权 部 门 对 这 项 专 利 颇 感 兴 趣, 但 研 发 小 组 2007 年 成 立 了 自 己 的 LevantPower 公 司 一 位 老 师 将 他 们 的 发 明 介 绍 给 了 悍 马 制 造 商 AMGeneral 公 司 总 裁 保 罗 J 科 恩, 这 位 退 休 四 星 上 将 给 他 们 寄 来 一 辆 崭 新 的 悍 马 H1, 用 作 实 验 不 久, 双 方 签 订 了 商 业 合 同, 估 计 GenShock 将 很 快 出 现 在 美 军 的 悍 马 车 队 上 现 在, 小 组 成 员 在 南 波 士 顿 租 来 的 仓 库 和 简 陋 办 公 室 之 间 奔 波, 在 车 上 安 装 GenShock 和 数 据 采 集 装 置 在 500 英 里 的 真 实 路 测 中, 他 们 用 定 制 的 小 型 部 件 取 代 成 品, 以 产 生 更 多 电 力, 并 达 到 军 方 的 严 苛 标 准, 比 如 终 生 正 常 运 行 浸 水 时 也 能 高 效 工 作 限 制 电 噪 ( 以 免 影 响 与 其 他 设 备 的 联 系 ), 等 等 美 国 海 军 研 究 办 公 室 陆 军 战 车 研 究 开 发 工 程 中 心 和 Navistar MackTrucks 等 卡 车 制 造 商 都 对 GenShock 很 感 兴 趣, 只 要 它 们 有 一 个 下 了 订 单, 这 些 已 经 毕 业 的 年 轻 发 明 家 就 无 须 投 简 历 求 职 了,GenShock 就 是 他 们 的 工 作 04 喉 语 翻 译 器 科 普 天 地 / 化 学 通 讯 25

30 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 名 称 :Audeo 研 发 成 本 :33 万 美 元 耗 时 :5 年 迈 克 尔 卡 拉 汉 17 岁 时, 不 小 心 把 头 磕 在 滑 板 上, 丧 失 了 短 时 记 忆 神 经 通 路 全 出 毛 病 了, 他 说 几 周 后 他 恢 复 正 常, 但 事 故 令 他 陷 入 深 思 : 如 何 帮 助 那 些 永 久 失 去 了 部 分 日 常 行 为 能 力 的 人? 五 年 后, 他 拿 出 了 Audeo, 这 个 小 小 的 装 置 可 以 探 测 并 捕 捉 到 大 脑 和 声 带 之 间 交 换 的 电 子 信 号, 并 把 它 转 换 成 人 们 听 得 懂 的 语 言 我 们 说 话 时 涉 及 到 三 个 最 基 本 的 步 骤 : 肺 部 输 送 空 气, 声 带 震 动, 张 嘴 说 话 Audeo 意 在 帮 助 那 些 因 为 运 动 神 经 元 疾 病 创 伤 性 脑 损 伤 或 其 他 问 题 出 现 言 语 障 碍 的 人, 他 们 大 脑 和 声 带 完 好, 但 肺 部 和 嘴 巴 无 法 动 作 Audeo 是 这 样 工 作 的 : 三 个 药 片 大 小 的 电 极 贴 在 喉 部, 捕 捉 大 脑 和 声 带 之 间 发 出 的 信 号 电 极 内 一 个 处 理 器 可 以 过 滤 或 者 放 大 这 些 信 号, 然 后 将 它 们 传 输 至 附 带 的 电 脑 上, 电 脑 软 件 将 这 些 信 号 解 码, 转 换 成 单 词, 通 过 扬 声 器 读 出 来 使 用 者 通 过 声 带 运 动 静 静 说 话, 以 足 够 的 神 经 活 动 触 发 这 一 系 列 过 程 早 在 伊 利 诺 斯 大 学 读 书 时, 卡 拉 汉 就 开 始 研 制 Audeo 他 努 力 学 习 信 号 处 理 和 神 经 学 知 识, 整 整 花 了 四 年 功 夫, 才 确 定 以 何 种 方 式 过 滤 来 自 环 境 和 身 体 中 的 不 必 要 电 噪 ( 比 如 心 跳 ), 并 只 捕 捉 语 言 合 成 所 需 要 的 信 号 美 国 宇 航 局 的 艾 姆 斯 研 究 中 心 也 在 研 发 类 似 装 置, 以 控 制 漫 游 器, 帮 助 宇 航 员 在 相 距 甚 远 或 很 嘈 杂 的 情 况 下 交 流 然 而, 他 们 使 用 的 是 模 式 识 别 技 术, 只 能 辨 出 程 序 预 设 的 词 语 Audeo 却 允 许 使 用 所 有 英 语 音 素, 用 户 想 说 什 么 就 说 什 么, 没 有 限 制 当 然, 这 种 技 术 仍 有 改 进 空 间 现 在 使 用 Audeo 每 分 钟 最 多 只 能 说 30 个 单 词, 大 概 是 正 常 说 话 速 度 的 五 分 之 一 而 且, 要 学 会 用 音 素 说 话 还 需 要 数 日 练 习 但 熟 练 掌 握 之 后,Audeo 可 以 达 到 非 常 优 雅 的 效 果, 戴 上 它 后, 用 户 可 以 自 如 地 打 电 话 卡 拉 汉 成 立 的 Am-bient 公 司 正 在 开 发 一 种 手 机 界 面, 希 望 能 让 Audeo 完 全 摆 脱 电 脑, 并 降 低 售 价, 我 们 希 望 它 能 像 蓝 牙 耳 机 一 样 价 廉 物 美 05 第 六 感 界 面 名 称 :SixthSense 研 发 成 本 :350 美 元 耗 时 :8 个 月 戴 上 由 迷 你 投 影 机 摄 像 头 和 笔 记 本 电 脑 组 合 而 成 第 六 感 (SixthSense), 普 拉 纳 夫 米 斯 特 仅 做 一 个 手 势, 就 能 拍 摄 照 片 ; 他 将 手 机 键 盘 投 影 到 掌 心, 点 着 这 些 虚 拟 号 码, 就 能 拨 出 电 话 ; 他 指 指 一 本 书,SixthSense 就 会 到 在 线 书 店 上 把 它 的 评 论 和 报 价 表 调 出 来, 投 影 到 书 的 封 面 上 看 着 麻 省 理 工 研 究 生 米 斯 特 展 示 这 套 设 备, 就 像 在 欣 赏 魔 术 表 演 但 他 和 顾 问 麻 省 理 工 媒 体 实 验 室 的 数 字 交 互 专 家 帕 蒂 梅 恩 斯 希 望 SixthSense 能 召 唤 来 更 多 奇 迹, 让 人 们 以 无 缝 方 式 操 作 智 能 数 字 设 备, 提 供 科 幻 作 品 中 想 像 的 交 互 体 验 去 年 10 月, 与 人 讨 论 科 幻 电 影 交 互 报 告 时, 梅 恩 斯 有 了 创 造 交 互 界 面 的 想 法 她 喜 欢 电 影 中 用 手 势 控 制 数 字 内 容 的 点 子, 但 希 望 设 备 更 便 宜, 能 为 大 众 接 受, 并 随 时 随 地 都 能 投 射 内 容, 实 现 交 互 昵 称 僵 尸 的 米 斯 特 听 完 她 的 构 想, 三 周 之 内 就 做 出 了 样 品 尽 管 这 套 设 备 后 来 改 进 很 大, 但 基 本 思 路 没 变 : 一 个 便 携 式 投 影 机 和 摄 像 头 吊 在 米 斯 特 胸 前, 两 者 都 与 他 背 着 的 手 提 电 脑 相 连, 他 的 拇 指 和 食 指 上 缠 着 四 种 不 同 颜 色 的 记 号 或 胶 带 当 系 统 接 通, 摄 像 头 就 开 始 捕 捉 影 像, 传 送 回 电 脑, 后 者 的 视 觉 运 算 模 块 随 即 开 始 工 作 这 套 模 块 是 设 计 精 髓, 它 会 过 滤 背 景 影 像, 识 别 哪 种 颜 色 的 记 号 往 哪 个 方 向 移 动, 即 时 跟 踪 各 种 手 势, 最 终 启 动 各 种 功 能 比 如 米 斯 特 想 知 道 时 间, 就 用 食 指 在 腕 部 画 个 圈, 电 脑 接 收 到 这 个 手 势 后, 就 会 指 令 投 影 仪 把 一 块 表 的 影 像 投 射 到 他 的 手 腕 上 今 年 夏 天, 米 斯 特 将 与 韩 国 三 星 公 司 工 程 师 合 作, 将 整 个 系 统 缩 小, 装 到 该 公 司 生 产 的 一 款 内 置 投 影 仪 的 智 能 手 机 上 随 着 产 品 的 改 进, 最 后 连 手 指 上 的 记 号 和 胶 带 也 可 以 不 要, 设 备 只 需 追 踪 手 指 活 动, 你 走 到 哪 里 都 可 以 进 行 交 互 体 验. 06 截 瘫 人 士 助 行 器 26 科 普 天 地 / 化 学 通 讯

31 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 07 更 好 的 静 脉 导 管 名 称 :ReWalk 研 发 成 本 : 超 过 200 万 美 元 耗 时 :10 年 1997 年 秋 摔 断 脖 子 后, 以 色 列 工 程 师 阿 米 特 高 弗 知 道 他 的 余 生 将 在 轮 椅 上 度 过 他 很 快 开 始 研 究 ReWalk, 一 种 可 以 帮 助 截 瘫 患 者 站 立 慢 走 甚 至 爬 楼 的 外 骨 骼 结 构 现 在 56 岁 的 高 弗 知 道, 他 的 设 计 不 仅 要 安 全, 还 要 节 能, 能 持 续 使 用 一 天, 我 不 想 让 人 们 带 上 一 卡 车 电 池 出 门 为 此 他 选 择 了 一 个 自 己 永 远 没 有 机 会 使 用 的 设 计 他 是 从 胸 部 以 下 瘫 痪, 但 是 如 果 使 用 者 可 以 借 助 拐 杖 行 走, 那 将 节 省 能 源 简 化 平 衡 问 题, 不 用 纯 粹 依 靠 设 备 把 人 竖 起 来 高 弗 做 出 的 样 品 重 44 磅, 只 消 几 分 钟 就 能 穿 上, 它 有 几 种 模 式, 如 行 走 坐 下 和 上 下 楼 梯, 用 腕 部 一 个 控 制 器 进 行 操 纵 例 如, 在 行 走 模 式 下, 当 用 户 伸 出 拐 杖 身 体 前 倾 时, 置 于 ReWalk 肩 带 上 的 传 感 器 就 会 记 录 下 这 个 动 作, 背 包 中 的 电 脑 将 解 析 相 关 数 据, 指 导 臀 部 和 一 条 腿 膝 部 上 的 电 动 马 达 发 动, 带 动 这 条 腿 向 前 ( 其 他 外 骨 骼 类 产 品 是 从 用 户 的 实 际 腿 部 动 作 或 其 肌 肉 信 号 中 获 得 提 示, 不 适 合 瘫 痪 者 使 用 ), 然 后 是 另 一 根 拐 杖, 另 一 次 前 倾, 带 动 另 一 条 腿 前 迈 当 用 户 站 直, 设 备 就 暂 停 运 行, 不 再 带 用 户 往 前 走 就 像 拐 杖 一 样, 这 套 设 备 很 多 配 件 ( 包 括 电 动 机 和 电 池 组 ) 都 是 成 品, 无 须 定 制 高 弗 说,ReWalk 与 同 类 产 品 不 同 之 处 在 于 其 控 制 算 法 和 编 码 例 如, 他 和 同 伴 们 发 现 在 某 些 情 况 下, 传 感 器 可 能 会 被 甩 脱, 于 是 他 们 写 了 软 件, 记 住 这 些 差 异 并 进 行 修 正 软 件 也 要 过 滤 来 自 地 面 的 震 动, 只 在 需 要 时 启 动, 以 免 电 池 过 早 耗 完 ; 用 户 被 障 碍 物 绊 到 时, 它 还 得 飞 快 识 别, 及 时 复 原 设 置, 以 免 用 户 倒 下, 等 等 高 弗 说, 下 一 代 ReWalk 重 量 会 降 到 30 磅 几 位 患 者 已 经 测 试 了 样 品, 包 括 41 岁 的 拉 迪 卡 约 夫, 他 说 病 友 们 都 很 满 意, 有 了 它, 我 可 以 面 对 面 与 人 交 谈, 而 非 仰 视 他 人 名 称 :VascularPathways 研 发 成 本 :60 万 美 元 耗 时 :6 年 1998 年, 阿 米 尔 拜 尔 森 (AmirBelson) 拿 到 斯 坦 福 大 学 奖 学 金, 从 以 色 列 飞 到 美 国 修 读 儿 科, 身 边 带 了 一 份 清 单, 上 面 列 了 64 个 医 学 发 明 点 子 其 中 很 多 是 他 在 以 色 列 空 军 当 外 科 医 生 时 想 出 来 的, 还 有 一 些 是 他 在 一 个 新 生 儿 重 症 看 护 中 心 工 作 时 总 结 出 来 的 其 中 之 一 就 是 发 明 更 好 的 静 脉 导 管, 不 会 伤 害 血 管 和 肌 肉 2005 年, 他 做 出 了 第 一 个 样 品 过 去 30 年 来, 用 于 把 药 物 和 液 体 滴 入 病 人 身 体 的 静 脉 导 管 设 计 一 直 没 有 多 大 变 化 拜 尔 森 发 现,40% 的 医 务 人 员 第 一 次 进 行 静 脉 注 射 时 都 会 遭 遇 失 败 将 针 刺 入 皮 肤, 盲 目 地 向 前 推 进, 常 会 令 静 脉 阻 塞, 影 响 长 达 数 周 病 人 淤 伤, 医 生 精 疲 力 竭, 医 院 每 周 还 得 耗 费 数 千 美 元 支 付 多 余 的 针 头 和 劳 动 人 们 曾 试 图 将 超 声 技 术 或 红 外 线 应 用 于 静 脉 导 管, 但 两 者 都 十 分 昂 贵, 需 要 专 门 培 训 相 形 之 下, 拜 尔 森 发 明 的 VascularPathways 十 分 实 用 不 管 采 用 什 么 针 头, 使 用 VascularPathways 的 医 务 人 员 只 要 一 看 到 有 血 通 过 针 管 回 流, 就 知 道 已 经 找 到 静 脉, 然 后 就 可 以 推 动 一 个 滑 杆, 将 一 条 导 引 线 从 针 内 安 全 推 出 在 导 管 顺 着 导 引 线 接 进 来 之 前, 导 引 线 卷 成 一 个 圆 圆 的 花 形, 以 防 导 管 尖 端 伤 到 静 脉 壁 最 后, 针 和 导 引 线 抽 走, 留 下 导 管 就 位 它 将 带 来 巨 大 变 化, 再 也 不 必 反 复 寻 找 静 脉, 华 盛 顿 门 诊 外 科 中 心 医 务 主 任 杰 夫 斯 图 亚 特 说 拜 尔 森 在 兔 子 耳 朵 细 小 的 静 脉 上 做 了 实 验, 他 试 扎 了 100 下, 只 有 一 次 失 败 获 得 美 国 食 品 及 药 物 管 理 局 的 批 准 后, 四 月 份 拜 尔 森 开 始 了 为 期 两 月 的 病 人 实 验 如 果 成 功, 他 打 算 与 澳 大 利 亚 TelessoTechnologies 公 司 合 作, 以 与 现 有 导 管 相 仿 的 价 格 出 售 VascularPathways 08 环 保 鱼 饵 名 称 :IronClads 研 发 成 本 : 未 知 耗 时 : 数 月 本 霍 宾 斯 没 有 动 手 清 洁 他 家 附 近 的 湖 水, 但 是 他 发 明 的 铁 甲 (IronClads) 鱼 饵 却 切 切 实 实 地 做 到 了 这 一 点 这 位 威 斯 康 辛 科 普 天 地 / 化 学 通 讯 27

32 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 发 明 者 的 创 意 解 决 了 一 个 鲜 为 人 知 但 十 分 严 肃 的 环 境 问 题 : 柔 软 而 便 宜 的 软 性 塑 料 鱼 饵 很 受 钓 鱼 爱 好 者 欢 迎, 但 其 最 终 归 宿 几 乎 都 在 水 底, 因 为 人 们 将 钓 线 抛 出 或 者 鱼 儿 咬 钩 时, 它 们 非 常 容 易 脱 落 一 项 调 查 表 明, 光 是 在 美 国 水 下, 每 年 就 新 增 2500 万 磅 鱼 饵 2006 年, 酷 爱 钓 鱼 的 霍 宾 斯 决 定 亲 自 打 造 一 种 更 坚 固 的 饵 料, 用 于 冰 钓 我 最 讨 厌 在 零 下 几 摄 氏 度 的 气 温 里 换 鱼 饵, 他 说 作 为 一 名 前 生 物 科 技 战 略 家, 他 想 到 植 皮 手 术 中 一 种 常 用 方 法 也 适 宜 于 加 固 鱼 饵 : 用 一 种 具 扩 张 性 的 网 膜 来 保 证 新 移 植 的 皮 肤 完 好 地 保 持 在 固 定 的 位 置 最 后 他 发 明 了 铁 甲, 用 聚 酯 管 制 成 的 骨 架 提 升 塑 料 强 度, 就 好 像 加 入 钢 筋 可 以 令 水 泥 墙 更 坚 固 一 样 这 种 鱼 饵 牢 牢 地 挂 在 钩 子 上, 可 经 受 93 磅 的 拉 伸 强 度, 除 了 长 尖 利 牙 齿 的 超 级 大 鱼, 想 把 它 咬 断 几 乎 不 可 能 最 初 霍 宾 斯 把 造 出 的 铁 甲 卖 给 当 地 商 店, 用 户 纷 纷 赞 扬 这 种 鱼 饵 也 有 环 保 功 能, 因 为 它 轻 易 不 会 脱 落 并 沉 到 水 底 受 此 启 发, 霍 宾 斯 再 接 再 厉, 抛 弃 有 毒 的 塑 料, 改 用 硅 树 酯 材 料 如 果 被 鱼 儿 扯 掉 带 走, 硅 树 酯 饵 会 逐 渐 生 物 降 解, 而 不 是 像 塑 化 聚 氯 乙 烯 制 成 的 软 鱼 饵 那 样 释 放 出 有 毒 物 质 在 两 种 版 本 的 鱼 饵 上, 霍 宾 斯 都 不 使 用 能 增 强 弹 性 的 可 塑 剂, 那 是 用 邻 苯 二 甲 酸 酯 制 成, 美 国 国 会 明 确 禁 止 用 于 儿 童 玩 具 现 在 环 保 型 铁 甲 正 接 受 测 试, 预 计 今 年 可 以 出 现 在 商 店 货 架 上 09 植 物 油 发 电 站 研 发 成 本 :30 万 美 元 耗 时 :4 年 马 萨 诸 塞 州 德 汉 姆 市 一 家 Finz 连 锁 餐 厅 后 面, 有 个 高 六 英 尺 的 箱 子, 看 上 去 像 个 普 通 的 工 具 箱, 事 实 上 却 是 一 个 设 备 齐 全 可 独 立 运 作 的 废 油 精 炼 厂 兼 功 率 五 千 瓦 的 发 电 站 工 程 师 詹 姆 斯 佩 雷 特 这 个 名 为 Vegawatt 的 发 明 是 全 球 首 个 利 用 废 油 为 建 筑 持 续 提 供 电 力 和 热 水 的 装 置 去 年 12 月, 在 经 历 了 每 周 80 小 时 的 苦 干 后,33 岁 的 佩 雷 特 在 Finz 安 装 了 第 一 台 Vegawatt 发 电 机 Finz 的 油 炸 海 鲜 颇 为 出 名, 每 天 餐 馆 员 工 会 往 Vegawatt 里 倒 进 10 到 12 加 仑 的 废 弃 食 油 这 些 掺 杂 着 大 量 面 包 屑 的 垃 圾 先 是 被 送 入 一 个 储 存 槽, 进 行 沉 淀, 再 经 过 滤 清 洁 和 处 理 程 序 后, 进 入 一 个 容 器, 供 给 一 台 15 马 力 的 柴 油 发 电 机 作 燃 料 佩 雷 特 设 法 将 排 气 系 统 内 的 热 量 引 进 来, 与 之 结 合 进 行 燃 烧 Vegawatt 发 动 机 冷 却 液 散 发 出 来 的 热 量 也 被 利 用 来 为 餐 馆 提 供 热 水, 进 一 步 降 低 了 能 耗 Vegawatt 售 价 2.2 万 美 元, 月 租 435 美 元, 每 周 可 以 处 理 大 约 80 加 仑 废 油 ( 约 为 一 个 大 型 餐 馆 的 标 准 用 量 ), 每 小 时 生 产 5 千 瓦 电 力, 每 周 节 省 1000 美 元, 减 少 10% 的 能 源 成 本 佩 雷 特 刚 刚 建 立 了 OwlPower 公 司 进 行 推 销, 将 Vegawatt 宣 传 为 环 保 省 钱 又 能 帮 助 供 应 美 味 薯 条 和 炸 鱼 片 的 新 奇 机 器 10 蘑 菇 墙 板 詹 姆 斯 佩 雷 特 很 奇 怪 餐 馆 为 什 么 要 把 炒 菜 后 的 废 油 扔 掉, 而 非 用 来 发 电, 供 自 己 使 用 后 来 他 发 现, 原 来 是 因 为 市 面 上 没 有 这 样 的 产 品 源 自 森 林 : 艾 本 巴 耶 尔 ( 左 ) 和 盖 文 迈 金 泰 尔 希 望 蘑 菇 复 合 板 G reensulate 可 以 取 代 化 工 隔 热 防 火 建 材 Vegaw att 工 作 原 理 : 肮 脏 的 废 油 通 过 一 系 列 油 槽 和 过 滤 装 置, 被 清 洗 加 热 精 炼, 变 成 可 以 在 柴 油 发 电 机 内 清 洁 燃 烧 的 燃 料 名 称 :Vegawatt 28 科 普 天 地 / 化 学 通 讯

33 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 G reensulate 的 强 度 来 自 数 十 亿 条 蘑 菇 菌 丝, 它 们 与 谷 壳 等 农 业 废 弃 物 纠 缠 在 一 起, 每 一 立 方 英 寸 的 材 料 里 含 有 八 英 里 长 的 菌 丝 纤 维 名 称 :Greensulate 研 发 成 本 :1500 美 元 耗 时 :2 年 艾 本 巴 耶 尔 和 盖 文 迈 金 泰 尔 准 备 用 蘑 菇 为 你 建 房 这 两 位 年 轻 的 企 业 家 制 造 出 一 种 成 本 很 低 但 强 度 很 高 的 生 物 材 料, 可 以 取 代 昂 贵 并 有 害 于 环 境 的 聚 苯 乙 烯 泡 沫 材 料 和 塑 料, 这 两 者 是 广 泛 使 用 的 墙 体 隔 热 防 火 和 包 装 材 料, 风 力 涡 轮 的 叶 片 和 汽 车 车 体 面 板 上 也 常 用 到 它 们 我 们 称 之 为 低 技 术 含 量 的 生 物 技 术, 巴 耶 尔 说 在 实 验 室 内, 两 位 发 明 者 用 水 过 氧 化 氢 淀 粉 再 生 纸 和 稻 壳 等 农 业 废 弃 品 做 成 模 具, 然 后 注 入 菌 丝, 它 是 蘑 菇 的 根 体, 看 上 去 就 像 一 束 束 白 色 的 纤 维 这 些 纤 维 消 化 养 料,10 到 14 天 后 就 会 发 育 成 一 张 紧 密 的 网 络, 把 模 具 变 成 结 构 坚 固 的 生 物 复 合 板 ( 一 张 一 立 方 英 寸 的 Greensulate 板 材 内 含 有 的 菌 丝 连 接 起 来 长 达 八 里 ) 然 后 再 用 高 温 加 以 烘 烤, 阻 止 菌 丝 继 续 生 长 两 周 之 后, 板 材 制 作 完 成, 可 以 用 于 你 家 墙 体 了 巴 耶 尔 和 麦 金 泰 尔 同 是 伦 斯 勒 理 工 学 院 机 械 工 程 系 学 生 决 定 制 造 生 物 板 材 后, 他 们 用 特 百 惠 保 鲜 盒 种 过 各 种 蘑 菇, 做 了 许 多 样 品, 实 验 证 明 这 种 复 合 板 具 有 非 同 寻 常 的 性 质 : 制 作 过 程 中 无 须 加 入 热 源 或 光 照 等 能 量, 不 需 要 昂 贵 的 设 备, 在 室 温 和 黑 暗 环 境 中 就 可 以 生 长 ; 菌 丝 体 将 稻 壳 包 围 在 紧 密 编 织 的 网 中, 产 生 微 小 的 绝 缘 气 囊, 一 英 寸 厚 的 Greensulate 隔 热 值 高 达 3, 与 一 英 寸 厚 的 玻 璃 纤 维 隔 热 板 相 当, 经 得 起 600 摄 氏 度 的 高 温 ; 你 可 以 根 据 需 要 设 计 其 形 状 强 度 和 弹 性, 任 何 规 格 的 Greensulate 隔 热 板 都 只 需 5-14 天 即 可 完 成 与 现 有 的 化 工 产 品 相 比, 它 减 少 了 8 至 10 倍 的 二 氧 化 碳 排 放 和 4 至 5 倍 的 能 源 需 求, 成 本 低 但 使 用 寿 命 长, 废 弃 后 可 直 接 埋 入 土 中 分 解 成 堆 肥 2007 年, 两 人 创 立 了 EcovativeDesign 公 司, 通 过 全 国 大 学 发 明 和 创 新 者 联 盟 (NCIIA) 获 得 了 美 元 的 资 金 一 年 后, 现 任 首 席 运 营 官 艾 德 布 卢 卡 和 其 他 成 员 加 入, 大 家 共 同 合 作, 在 阿 姆 斯 特 丹 举 行 的 荷 兰 绿 色 创 意 挑 战 杯 比 赛 中 获 得 50 万 欧 元 奖 金 目 前, 这 种 蘑 菇 板 材 已 经 试 用 于 佛 蒙 特 州 一 家 学 校 的 体 育 馆, 两 位 发 明 者 希 望 年 底 能 够 完 成 所 有 工 业 认 证 和 测 试, 达 到 美 国 试 验 与 材 料 协 会 (ASTM) 的 标 准 到 那 时, 人 们 可 能 再 也 没 有 理 由 使 用 常 规 的 化 工 材 料 冷 艳 杀 手 :8 种 致 命 病 原 体 显 微 照 片 据 探 索 杂 志 报 道, 现 在 甲 型 H1N1 流 感 可 能 使 你 整 日 忧 心 忡 忡, 但 是 它 并 不 是 唯 一 种 引 起 大 恐 慌 的 病 原 体 从 禽 流 感 到 黑 死 病, 人 类 史 上 不 断 有 大 规 模 疾 病 爆 发 而 且 科 学 家 也 一 直 在 致 力 于 阻 止 最 新 最 致 命 的 病 原 菌 病 毒 和 原 生 生 物 爆 发 这 些 病 原 体 对 人 类 健 康 构 成 极 大 威 胁, 但 透 过 显 微 镜 观 看, 它 们 无 论 是 外 表 还 是 结 构 都 只 能 用 美 来 形 容 1. 爆 发 中 的 新 流 感 菌 病 毒 和 原 生 生 物 爆 发 今 年 4 月 14 日, 美 国 加 利 福 尼 亚 州 圣 地 亚 哥 疾 病 防 控 中 心 确 诊 第 一 例 甲 型 H1N1 流 感 病 例 这 种 病 毒 是 H1N1 类 型 的 流 感 病 毒 A 的 4 个 变 种 ( 一 种 地 方 病, 一 种 鸟 类 疾 病, 两 种 猪 病 毒 ) 基 因 重 整 (reassortment) 的 结 果, 据 称 目 前 这 种 疾 病 已 经 夺 去 近 100 人 的 生 命,50 多 个 国 家 发 现 甲 型 H1N1 流 感 患 者 2. 弯 曲 菌 属 细 胞 二 合 一 现 在 甲 型 H1N1 流 感 可 能 使 你 整 日 忧 心 忡 忡, 但 它 并 不 是 唯 一 种 引 起 大 恐 慌 的 病 原 体 从 禽 流 感 到 黑 死 病, 人 类 史 上 不 断 有 大 规 模 疾 病 爆 发 而 且 科 学 家 也 一 直 在 致 力 于 阻 止 最 新 最 致 命 的 病 原 空 肠 弯 曲 菌 (c.jejuni) 和 C.coli 菌 都 是 具 有 特 殊 螺 旋 形 状 的 微 需 氧 细 菌 (microaerophilic bacteria) 而 且 它 们 同 属 于 弯 曲 菌 属 它 们 是 导 致 弯 曲 杆 菌 感 染 的 食 源 性 致 病 菌 食 源 性 致 病 菌 可 引 科 普 天 地 / 化 学 通 讯 29

34 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 起 牙 周 炎 (Periodontitis) 痢 疾 和 炎 性 腹 泻 最 近 科 学 家 发 现, 空 肠 弯 曲 菌 和 C.coli 菌 通 过 杂 交 过 程, 开 始 结 合 成 一 种 新 病 菌 虽 然 它 们 共 享 大 约 85% 的 遗 传 密 码, 但 是 这 两 种 病 菌 存 在 很 大 不 同, 它 们 生 活 在 鸡 牛 和 其 他 家 畜 的 内 脏 里 然 而, 由 于 工 业 化 农 业 导 致 家 畜 更 加 密 集 的 生 活 在 一 起, 使 得 空 肠 弯 曲 菌 和 C.coli 菌 接 触 更 为 密 切, 从 而 使 它 们 很 容 易 通 过 杂 交 交 换 基 因 这 张 假 彩 色 电 子 显 微 镜 图 片 显 示 的 是 簇 拥 在 一 起 的 弯 曲 菌 属 细 胞 3. 李 氏 杆 菌 穿 过 细 胞 经 常 生 长 在 长 链 上 的 球 状 细 菌 化 脓 性 链 球 菌 (streptococcus pyogenes) 除 了 能 引 发 脓 疱 病 等 较 轻 感 染 外, 还 能 引 起 链 球 菌 中 毒 性 休 克 综 合 征 (streptococcal toxic shock syndrome) 等 致 命 疾 病 这 种 细 胞 拥 有 很 多 防 卫 机 制, 即 已 知 的 毒 性 因 素, 这 使 得 它 们 能 逃 过 免 疫 系 统 的 法 眼, 通 过 组 织 进 行 扩 散 这 张 图 片 显 示 的 是 人 类 嗜 中 性 粒 细 胞 正 在 通 过 嗜 菌 作 用, 吞 噬 化 脓 性 链 球 菌 白 细 胞 是 人 体 的 第 一 道 安 全 防 线, 嗜 中 性 粒 细 胞 属 于 白 细 胞 5. 隐 藏 在 水 里 的 蓝 氏 贾 第 虫 杆 状 细 菌 李 斯 特 菌 (Listeria monocytogenes) 是 世 界 上 最 致 命 的 一 种 食 源 性 致 病 菌 它 能 引 发 李 氏 杆 菌 病, 这 是 一 系 列 致 命 疾 病, 其 中 包 括 脑 膜 炎 脑 炎 肺 炎 败 血 病 和 孕 妇 容 易 患 的 宫 颈 感 染 等 每 年 美 国 孕 妇 因 李 氏 杆 菌 感 染 死 亡 的 人 数, 大 约 占 李 氏 杆 菌 病 死 亡 总 人 数 的 27% 杆 状 细 菌 李 斯 特 菌 利 用 肌 动 蛋 白 火 箭 (actin rockets) 即 已 知 的 彗 尾 (comet tails) 感 染 并 穿 过 白 细 胞 肌 动 蛋 白 火 箭 的 工 作 原 理 如 下 : 一 个 蛋 白 质 在 这 种 细 菌 的 隔 膜 上 抛 锚, 导 致 肌 动 蛋 白 迅 速 发 生 聚 合 反 应, 这 个 过 程 产 生 爆 发 式 推 进 力, 使 得 杆 状 细 菌 李 斯 特 菌 能 够 穿 过 白 细 胞 的 隔 膜, 到 外 面 感 染 其 他 细 胞 这 张 图 片 显 示 的 是 杆 状 细 菌 李 斯 特 菌 ( 红 色 ) 利 用 明 亮 的 肌 动 蛋 白 火 箭 在 一 个 细 胞 周 围 移 动 蓝 氏 贾 第 虫 (Giardia lamblia) 是 生 活 在 被 污 染 的 饮 用 水 里 的 人 类 寄 生 虫, 它 是 引 起 美 国 每 年 多 例 肠 道 感 染 的 罪 魁 祸 首 蓝 氏 贾 第 虫 属 单 细 胞 真 核 细 胞 生 物, 它 通 过 被 污 染 的 水 进 入 人 体, 或 者 通 过 人 与 人 之 间 的 接 触 进 行 传 播 最 终 它 将 进 入 内 脏, 作 为 一 个 营 养 体, 在 那 里 进 行 无 性 生 殖 贾 第 鞭 毛 虫 病 的 症 状 包 括 腹 痛 呕 吐 发 烧 和 腹 泻 最 后 它 将 以 孢 子 的 形 式 通 过 大 便 被 排 出 人 体, 之 后 可 在 水 体 土 壤 或 者 物 体 表 面 存 活 数 周 时 间 在 这 张 图 片 上, 营 养 体 的 微 管 骨 架 被 染 成 红 色, 它 们 的 一 对 核 子 被 用 DAPI 荧 光 染 料 染 成 蓝 色 6. 刚 果 的 另 一 个 威 胁 埃 博 拉 病 毒 4. 嗜 中 性 粒 细 胞 来 袭 时 的 微 细 胞 之 战 埃 博 拉 病 毒 是 按 照 刚 果 的 埃 博 拉 河 谷 (Ebola River Valley) 命 名 的, 这 里 是 该 病 的 第 一 个 爆 发 地 出 血 性 发 烧 是 由 属 于 埃 博 拉 病 (Ebolavirus) 的 众 多 病 毒 引 起 的 虽 然 大 部 分 此 类 病 毒 都 被 限 制 在 非 洲 国 家, 但 是 1989 年 的 第 一 例 埃 博 拉 病 来 自 美 国, 当 时 有 人 30 科 普 天 地 / 化 学 通 讯

35 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 在 从 菲 律 宾 引 进 到 美 国 维 吉 尼 亚 州 雷 斯 顿 的 一 种 爱 吃 螃 蟹 的 短 尾 猴 体 内 发 现 这 种 病 毒 的 新 变 种 雷 斯 顿 变 种 在 德 克 萨 斯 州 宾 夕 法 尼 亚 州 和 意 大 利 等 地 多 次 爆 发 从 这 种 疾 病 出 现 至 今, 已 有 1850 多 人 致 病, 并 有 1200 多 人 死 亡 这 种 病 毒 主 要 攻 击 寄 主 的 内 皮 细 胞 和 血 小 板 细 胞, 对 其 进 行 破 坏, 阻 止 血 小 板 凝 结 因 此, 患 者 会 因 大 量 失 血 最 终 休 克 而 亡 7. 被 细 胞 巨 化 病 毒 感 染 的 内 皮 细 胞 8. 线 虫 杀 手 Nematocida parisii 是 一 种 被 称 作 微 孢 子 虫 (microsporidia) 的 原 生 寄 生 虫 新 品 种, 它 生 活 在 一 种 经 常 被 用 来 做 实 验 的 小 蛔 虫 线 虫 C.elegans) 的 肠 内 在 自 来 水 里 可 发 现 微 孢 子 虫, 它 能 造 成 一 系 列 感 染, 即 微 孢 子 虫 病 (microsporidiosis), 这 种 疾 病 通 过 减 弱 免 疫 系 统, 对 人 体 产 生 不 利 影 响 该 寄 生 虫 可 引 起 肺 肾 大 脑 肌 肉 眼 睛 窦 房 结 或 肠 道 感 细 胞 巨 化 病 毒 即 众 所 周 知 的 人 类 疱 疹 病 毒 7 型 (human herpes virus typs 7), 是 传 播 最 频 繁 的 子 宫 感 染 疾 病, 它 可 导 致 新 生 儿 残 疾, 不 过 大 部 分 人 只 表 现 出 轻 微 症 状, 或 者 没 有 任 何 症 状 有 大 约 一 百 五 十 分 之 一 的 儿 童 患 有 先 天 性 器 官 移 植 后 巨 细 胞 病 毒 (CMV), 有 七 百 五 十 分 之 一 的 儿 童 由 感 染 造 成 终 生 残 疾 这 张 彩 色 免 疫 荧 光 图 展 示 了 被 细 胞 巨 化 病 毒 感 染 的 人 类 内 皮 细 胞 染, 造 成 胆 囊 疾 病, 并 削 弱 胃 肠 功 能, 其 中 包 括 慢 性 腹 泻 和 消 瘦 这 张 图 片 显 示 的 是 被 染 色 的 蛔 虫 的 部 分 肠 道, 其 中 红 色 的 是 N. parisii 的 细 胞 质, 蓝 色 的 是 它 的 DNA 漫 谈 染 料 宋 代 朱 熹 有 句 诗 : 等 闲 识 得 东 风 面, 万 紫 千 红 总 是 春 春 天 为 这 个 世 界 带 来 了 美 丽, 带 来 了 五 彩 缤 纷 的 颜 色 让 我 们 这 个 世 界 更 加 美 丽 的, 还 有 色 彩 缤 纷 的 衣 裙, 而 将 衣 裙 染 上 颜 色 的, 就 是 染 料 我 们 勤 劳 智 慧 的 祖 先, 早 就 开 始 使 用 一 些 天 然 的 染 料 来 给 衣 服 染 上 各 种 鲜 艳 的 颜 色 在 旧 石 器 时 代, 人 们 已 经 成 功 地 在 物 品 上 涂 染 色 彩 两 千 多 年 前 的 春 秋 战 国 时 期, 人 们 曾 使 用 紫 草 染 衣 服, 紫 草 很 稀 少, 因 此 用 紫 草 染 上 颜 色 的 衣 服 身 价 倍 增, 王 侯 贵 族 纷 纷 用 紫 绸 子 衣 服 来 炫 耀 自 己 的 富 贵, 也 就 是 满 朝 朱 紫 贵 从 植 物 中 和 动 物 中 得 到 的 天 然 染 料 有 靛 蓝 茜 素 胭 脂 红 等 1856 年, 英 国 皇 家 理 科 学 院 学 生 W.Perkin( 珀 金 ) 用 苯 作 原 料 制 得 了 第 一 种 合 成 染 料 苯 胺 紫 (Marveine), 并 很 快 实 现 了 工 业 化 随 着 合 成 染 料 的 迅 速 发 展, 染 料 的 色 谱 越 来 越 齐 全, 而 且 适 应 各 种 纤 维 的 染 色, 合 成 染 料 很 快 替 代 天 然 染 料 成 为 了 染 料 的 主 力 军 染 料 是 指 通 过 适 当 的 方 法, 能 使 纤 维 材 料 或 其 他 物 质 染 成 具 有 鲜 明 而 坚 牢 的 颜 色 的 有 机 化 合 物 颜 料 也 可 以 染 色, 但 是 染 料 和 颜 料 之 间 是 有 区 别 的 染 料 可 溶 于 水 和 其 他 溶 剂, 转 变 成 溶 液, 或 者 处 理 成 分 散 状 态 来 染 色 而 颜 料 却 不 溶 于 水 及 一 般 的 有 机 溶 剂, 是 经 适 当 处 理 后 涂 在 物 体 表 面 使 之 着 色 的 一 类 物 质 染 料 为 什 么 会 有 颜 色 呢? 光 线 照 射 到 有 颜 色 的 物 体 上 面 时, 一 部 分 光 线 在 物 体 表 面 被 直 接 反 射 出 来, 另 一 部 分 光 线 进 入 物 体 内 部, 在 这 部 分 光 线 中, 有 一 部 分 被 物 体 吸 收 掉, 余 下 的 另 一 部 分 光 在 物 体 内 部 因 未 被 吸 收 又 返 回 了 物 体 表 面 以 外 人 们 视 觉 所 感 觉 到 的 颜 色 是 有 色 物 体 吸 收 掉 一 部 分 可 见 光 后, 其 余 的 光 综 合 起 来 的 颜 色, 也 就 是 这 个 物 体 所 吸 收 的 光 的 补 色 被 物 体 吸 收 掉 的 光 与 这 种 光 的 补 色 混 合 后 即 成 为 白 色, 这 两 种 颜 色 则 被 称 为 互 补 色 由 于 不 同 的 物 体 在 光 的 照 射 下 吸 收 不 同 波 长 的 光 线, 因 此 我 们 看 到 了 物 体 呈 现 出 的 不 同 颜 色 物 体 所 吸 收 的 光 和 我 们 所 看 到 的 物 体 的 颜 色 ( 物 体 所 吸 收 的 光 的 补 色 ) 之 间 的 关 系 如 图 这 个 颜 色 环 所 示, 光 谱 色 的 补 色 就 是 它 的 对 角 所 表 示 的 颜 色 在 白 光 的 照 射 科 普 天 地 / 化 学 通 讯 31

36 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 下, 物 体 吸 收 紫 光, 那 么 它 就 呈 现 出 黄 绿 色 ; 物 体 吸 收 黄 色 光, 那 么 它 就 呈 现 出 蓝 色 各 种 颜 色 的 光 都 有 它 的 特 征 波 长, 如 图 所 示 红 紫 色 在 颜 色 环 内 是 一 个 缺 口, 并 不 是 单 一 的 颜 色, 是 由 红 色 和 紫 色 光 混 合 得 到 的, 因 此 特 征 波 长 也 不 连 续 当 白 色 的 光 全 部 透 过 透 明 的 物 体, 这 个 物 体 看 起 来 就 是 无 色 ; 光 线 全 部 被 反 射, 物 体 看 起 来 就 是 白 色 ; 光 线 全 部 被 吸 收, 物 体 看 起 来 呈 现 出 黑 色 ; 如 果 各 波 长 的 光 线 均 呈 比 例 地 部 分 被 吸 收, 物 体 就 呈 现 出 灰 色 染 料 的 可 以 按 化 学 结 构 和 应 用 分 类 按 化 学 结 构 可 将 染 料 分 为 偶 氮 染 料, 蒽 醌 染 料, 靛 族 染 料, 芳 甲 烷 染 料, 稠 环 酮 类 染 料, 硫 化 染 料, 硝 基 和 亚 硝 基 染 料, 酞 菁 染 料, 醌 亚 胺 染 料 等 偶 氮 染 料 因 分 子 结 构 中 含 有 偶 氮 基 团 而 得 名, 是 整 个 染 料 品 种 中 最 多 的 一 类, 约 占 全 部 染 料 的 一 半 左 右 从 黄 色 到 黑 色, 各 种 颜 色 俱 全, 以 黄 橙 红 蓝 等 颜 色 居 多 蒽 醌 染 料 分 子 结 构 中 具 有 蒽 醌 结 构, 主 要 是 中 深 色 的 颜 色 靛 族 染 料 有 靛 蓝 或 硫 靛 的 结 构, 芳 甲 烷 染 料 则 含 有 二 芳 基 甲 烷 和 三 芳 基 甲 烷 的 结 构 这 几 类 染 料 是 数 量 较 多 的 几 个 染 料 品 种 按 应 用 还 可 以 将 染 料 分 为 酸 性 染 料 直 接 染 料 活 性 染 料 还 原 染 料 冰 染 染 料 硫 化 染 料 分 散 染 料 阳 离 子 染 料 等 不 同 的 染 料 适 合 染 不 同 类 别 的 纤 维 酸 性 染 料 一 般 用 来 染 羊 毛, 直 接 染 料 活 性 染 料 还 原 染 料 冰 染 染 料 硫 化 染 料 主 要 用 染 纤 维 素 纤 维, 分 散 染 料 和 阳 离 子 染 料 主 要 用 于 合 成 纤 维 的 染 色 酸 性 染 料 的 名 称 是 因 为 这 类 染 料 在 发 展 初 期 需 要 在 酸 性 介 质 ( 染 浴 ) 中 进 行 染 色, 酸 性 染 料 的 色 泽 鲜 艳, 色 谱 齐 全, 日 晒 牢 度 随 品 种 而 有 差 别 主 要 用 于 羊 毛 蚕 丝 和 锦 纶 的 染 色 直 接 染 料 在 中 性 或 弱 碱 性 水 溶 液 中 就 可 以 对 纤 维 素 纤 维 ( 棉 麻 等 ) 和 蚕 丝 进 行 染 色, 染 色 方 法 简 便, 色 谱 齐 全, 价 格 便 宜, 但 色 泽 不 够 鲜 艳, 不 耐 洗, 不 耐 晒 活 性 染 料 又 被 称 为 反 应 性 染 料, 这 类 染 料 分 子 结 构 中 带 有 反 应 性 基 团, 染 色 时 可 以 与 纤 维 分 子 中 的 羟 基 蛋 白 质 和 氨 基 发 生 反 应 成 键, 主 要 用 于 棉 麻 蚕 丝 等 纤 维 的 染 色 活 性 染 料 颜 色 鲜 艳, 色 谱 齐 全, 价 格 低 廉, 应 用 简 便, 湿 处 理 牢 度 较 好, 耐 磨 擦, 但 不 耐 氯 漂 还 原 染 料 染 色 时, 首 先 在 含 有 还 原 剂 ( 如 保 险 粉 ) 的 溶 液 中 被 还 原 成 隐 色 体, 从 而 溶 解 在 溶 液 中, 进 入 纤 维, 再 经 过 氧 化 反 应 成 为 不 溶 性 染 料, 固 着 在 纤 维 上 这 种 染 料 很 耐 晒, 耐 洗, 主 要 用 于 染 纤 维 素 纤 维 和 维 纶 冰 染 染 料 是 由 两 种 组 分, 也 就 是 重 氮 组 分 和 偶 合 组 分, 在 冰 浴 冷 却 的 条 件 下, 在 纤 维 上 发 生 化 学 反 应, 生 成 不 溶 性 的 偶 氮 染 料 因 此 又 被 称 作 不 溶 性 偶 氮 染 料 这 种 染 料 色 泽 浓 艳, 除 绿 色 较 少 外, 色 谱 较 为 齐 全, 大 多 数 耐 氯 漂, 但 不 耐 摩 擦, 适 用 于 棉 麻 等 纤 维 的 染 色 硫 化 染 料 大 多 染 深 色, 以 黑 色 和 蓝 色 为 主, 在 生 产 时 需 要 用 硫 磺 或 多 硫 化 钠 来 进 行 硫 化 反 应, 染 色 时 再 使 用 硫 化 钠 或 保 险 粉 来 还 原 溶 解 主 要 用 于 棉 麻 粘 胶 等 纤 维 素 纤 维 的 染 色 这 种 染 料 的 生 产 过 程 简 单, 价 格 低 廉, 染 色 方 法 简 便, 耐 晒, 但 不 耐 氯 漂 分 散 染 料 主 要 用 于 合 成 纤 维 中 涤 纶 锦 纶 醋 酯 纤 维 等 疏 水 性 纤 维 的 染 色, 染 色 时, 用 分 散 剂 将 染 料 分 散 成 极 细 颗 粒 的 染 浴 各 种 牌 号 的 分 散 染 料 均 具 有 自 己 的 特 色 阳 离 子 染 料 染 色 时, 染 料 以 阳 离 子 的 形 式 与 被 染 纤 维 相 结 合, 适 用 于 腈 纶 染 色 1965 年 1 月, 原 中 华 人 民 共 和 国 化 学 工 业 部 公 布 了 试 行 的 染 料 产 品 名 词 命 名 草 案, 规 定 染 料 的 名 称 由 三 部 分 组 成, 即 冠 称 色 称 和 字 尾 例 如 染 料 还 原 蓝 BC, 还 原 是 冠 称, 指 染 料 的 应 用 类 别 还 原 染 料 ; 蓝 是 色 称, 表 示 蓝 色 ; BC 是 字 尾,B 表 示 染 料 带 蓝 光,C 表 示 染 料 的 性 能 耐 氯 漂 我 国 的 染 料 工 业 最 早 是 从 生 产 硫 化 染 料 开 始 的,1958 年, 也 就 是 英 国 I.C.I( 卜 内 门 ) 公 司 生 产 出 第 一 种 活 性 染 料 仅 仅 两 年 之 后, 我 国 就 开 始 生 产 活 性 染 料, 并 于 二 十 世 纪 六 十 年 代 初 开 始 出 口, 至 今 保 持 着 与 发 达 国 家 几 乎 同 步 的 发 展 在 建 国 后 的 五 十 多 年 里, 我 国 的 染 料 工 业 发 展 迅 速,1949 年 我 国 染 料 产 量 仅 为 0.52 万 吨,2004 年 产 量 达 到 了 83 万 吨 ( 国 家 统 计 局 公 布 数 字, 不 包 括 台 湾 省 ) 其 中 分 散 染 料 的 产 量 占 染 料 总 产 量 的 约 44%, 活 性 染 料 和 硫 化 染 料 分 别 占 15% 左 右 到 1998 年, 我 国 可 生 产 的 染 料 品 种 约 为 1200 种, 经 常 生 产 的 染 料 品 种 就 有 600 多 种, 分 散 染 料 活 性 染 料 和 酸 性 染 料 的 品 种 均 已 突 破 100 种 正 是 染 料 让 我 们 这 个 世 界 变 得 色 彩 斑 斓, 套 用 宋 代 苏 轼 的 一 句 诗 : 日 日 好 景 君 须 记, 皆 是 橙 黄 橘 绿 时 参 考 书 目 : [1] 郑 光 洪, 冯 西 宁. 染 料 化 学 [M]. 北 京 : 中 国 纺 织 出 版 社, 2001 [2] 康 娟 主 编. 身 边 的 化 学 [M]. 北 京 : 中 国 林 业 出 版 社,2002 [3] 杨 新 玮. 国 内 外 酸 性 染 料 的 进 展 [J]. 染 料 与 染 色.2006, 43(2):1-6. [4] 章 杰, 张 皆 怡. 我 国 染 料 工 业 的 现 状 与 发 展 [J]. 现 代 化 工.2000,20(1):2-5. [5] 杨 薇, 杨 新 玮. 直 接 染 料 的 进 展 概 况 [J]. 染 料 工 业.1999, 36(1): 科 普 天 地 / 化 学 通 讯

37 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 反 冲 小 车 孙 老 师 在 给 五 年 级 一 班 上 科 学 课 时 先 让 同 学 们 看 了 一 段 录 相 : 解 放 军 的 大 炮 对 着 敌 人 的 阵 地 发 出 震 天 怒 吼, 炮 弹 飞 出 后, 炮 车 明 显 地 向 后 抖 动 一 下, 空 弹 壳 落 了 下 来 敌 人 阵 地 被 大 炮 摧 毁 了 看 着 画 面 同 学 们 兴 奋 地 议 论 着, 大 炮 真 棒, 我 要 是 个 炮 兵 多 好 可 以 多 消 灭 敌 人! 听 着 同 学 们 的 议 论, 孙 老 师 笑 着 说, 同 学 们! 今 天 我 们 能 不 能 做 个 大 炮 模 型 呢? 同 学 们 齐 声 说 好! 孙 老 师 笑 着 又 说 但 要 求 炮 弹 飞 出 去 后 大 炮 能 安 全 转 移 大 家 先 想 一 想, 然 后 分 组 讨 论 同 学 们 七 嘴 八 舌 地 各 抒 己 见, 课 堂 气 氛 非 常 热 烈 十 分 钟 后, 孙 老 师 要 求 大 家 安 静, 让 各 组 代 表 发 言 有 的 说, 在 大 炮 模 型 上 拉 一 条 绳 子, 开 完 炮 后 马 上 拉 走 ; 还 有 的 说, 大 炮 模 型 安 个 轮 子, 开 完 炮 后 就 自 己 走 了 ; 三 组 的 小 明 说 做 一 个 炮 车, 开 完 炮 后 就 开 走 孙 老 师 说 大 家 看 谁 的 意 见 好? 同 学 们 说 : 小 明! 孙 老 师 说 小 明 组 的 意 见 大 家 同 意, 其 它 组 的 方 法 也 可 以 改 进 下 面 有 两 件 工 作 : 一 是 做 炮 车, 二 是 要 让 炮 车 开 炮 同 时 炮 车 转 移 大 家 边 做 边 思 考 同 学 们 纷 纷 开 始 准 备 在 教 室 里 有 一 个 材 料 站, 里 面 有 同 学 们 可 能 用 的 物 品 如, 泡 沫 塑 料 块 硬 纸 板 纸 盒 玩 具 车 及 车 轮 各 种 工 具 等 过 了 一 段 时 间, 他 们 有 用 桐 木 条 做 成 的 车 架 再 安 上 车 轮 就 是 小 车 有 把 泡 沫 塑 料 块 挖 成 车 厢 模 样 再 安 上 车 轮 的 车 还 有 用 装 牙 膏 的 纸 盒 做 成 车 厢 再 安 上 车 轮 的 车 等 等 ; 另 外 有 的 组 还 用 两 个 小 塑 料 瓶 粘 在 一 起 做 成 小 炮 舰 还 有 总 之 做 成 的 模 型 各 式 各 样 孙 老 师 提 醒 大 家 别 忘 了 安 装 大 炮 准 备 炮 弹! 同 学 们 又 忙 起 来 了 : 有 用 钢 笔 杆 做 成 炮 筒 棉 团 做 成 炮 弹 有 用 塑 料 管 做 成 炮 筒 海 棉 块 做 成 炮 弹 有 用 玻 璃 管 做 成 炮 筒 软 木 塞 做 成 炮 弹 等 等 孙 老 师 看 着 同 学 们 做 的 模 型, 说 同 学 们, 请 注 意 : 要 求 大 炮 既 能 开 炮 又 能 跑 看 一 看 你 们 做 成 的 大 炮 能 不 能 作 到? 同 学 们 面 面 相 觑, 看 着 老 师 渴 望 得 到 回 答 孙 老 师 笑 了, 说 同 学 们, 大 家 再 回 忆 一 下 刚 才 看 的 录 相, 有 什 么 感 想? 别 急, 好 好 想 想 同 学 们 又 凑 在 一 起 低 声 议 论 起 来 一 会 儿, 只 见 三 组 的 亮 亮 举 手, 老 师 示 意 让 他 发 言 亮 亮 站 起 来 说 我 看 见 炮 弹 飞 出 时 炮 车 往 后 动 了, 是 不 是 炮 弹 劲 儿 大 把 炮 车 振 的 动 了? 又 有 的 同 学 说 老 师, 开 炮 和 火 箭 上 天 是 不 是 一 回 事? 马 上 有 同 学 说 不 是! 可 又 有 同 学 说 就 是! 孙 老 师 示 意 大 家 安 静, 说 : 同 学 们 观 察 到 了 问 题 : 一 是 炮 弹 是 怎 么 飞 出 大 炮 的? 二 是 炮 弹 飞 出 时 炮 车 为 什 么 往 后 动? 下 面 我 简 单 说 一 下 : 第 一, 炮 弹 在 炮 筒 里 被 ( 炮 拴 ) 击 发 在 火 药 爆 炸 力 的 作 用 下 而 飞 出 炮 筒 ; 第 二, 炮 弹 飞 出 炮 筒 同 时 ( 由 于 反 冲 作 用 ) 对 炮 身 产 生 反 作 用 力 而 往 后 抖 动 一 下 也 就 是 炮 弹 靠 炸 药 飞 出 炮 筒, 大 炮 因 反 冲 作 用 向 后 移 动 同 学 们, 下 面 我 们 怎 么 做 哪? 同 学 们 围 绕 炮 弹 如 何 发 射 展 开 了 热 烈 地 讨 论 有 的 说, 用 橡 筋 把 炮 弹 弹 出 去 ; 有 的 说, 在 炮 筒 里 安 一 个 弹 簧, 利 用 弹 簧 的 弹 力 把 炮 弹 弹 出 去 ; 还 有 的 说, 把 玩 具 手 枪 改 装 一 下, 去 掉 枪 柄, 只 要 一 扣 动 板 机 炮 弹 就 会 飞 出 去 孙 老 师 说, 同 学 们 回 家 后 按 你 们 的 想 法 去 做 吧 两 天 后 的 科 学 课 上, 同 学 们 拿 着 自 己 做 的 各 式 各 样 的 炮 车 向 孙 老 师 汇 报 在 教 室 的 大 实 验 台 上, 同 学 们 依 次 展 示 着 自 己 的 作 品 : 明 明 做 成 山 炮 样 子 - 在 大 大 的 轱 轳 间 的 车 轴 上 架 一 个 用 小 圆 铁 筒 做 成 的 炮 筒 ( 底 部 装 有 弹 簧 ), 炮 筒 中 部 安 上 一 块 木 片 做 成 的 挡 板 他 用 一 根 比 炮 筒 略 小 的 圆 木 棍 压 入 炮 筒, 一 松 手 木 棍 飞 出 炮 筒, 小 炮 车 震 动 了 一 下 大 家 都 给 明 明 鼓 掌, 明 明 不 好 意 思 地 用 手 挠 挠 头 发 接 着 东 铭 李 文 丽 丽 张 晶 都 表 演 了 他 们 的 大 炮, 大 家 边 看 边 议 论 同 时 看 着 自 己 的 作 品, 做 着 比 较 该 亮 亮 上 场 了, 只 见 他 拿 出 一 个 用 桐 木 条 做 成 的 车 厢, 在 下 面 安 了 两 副 车 轱 轳 在 车 厢 内 口 朝 前 斜 放 着 一 个 小 玻 璃 试 管, 管 口 用 一 个 小 胶 塞 堵 着, 只 见 他 轻 轻 一 推 小 车, 小 炮 车 往 前 走 了 一 小 段 便 停 下 了, 同 学 们 中 有 人 的 说, 怎 么 不 开 炮 呀?, 只 是 个 模 型 吧? 小 声 议 论 起 来 亮 亮 笑 了 一 下, 把 小 玻 璃 试 管 取 下 来, 拔 下 胶 塞, 从 课 桌 上 取 出 两 个 小 瓶 和 一 个 小 塑 料 勺, 亮 亮 用 小 勺 从 瓶 壁 上 写 着 1 号 的 小 瓶 取 出 一 勺 白 色 粉 末, 轻 轻 倒 入 试 管, 然 后 由 从 课 桌 上 取 一 片 呈 半 透 明 的 纸, 用 手 团 一 下 接 着 用 一 只 铅 笔 把 纸 团 送 入 试 管 里 覆 盖 在 刚 刚 放 入 的 白 色 粉 末 上 亮 亮 又 用 小 勺 从 瓶 壁 上 写 着 2 号 的 小 瓶 取 出 一 勺 无 色 晶 体 放 入 试 管, 只 见 他 把 试 管 又 小 心 斜 放 上 小 车, 把 其 余 物 品 清 理 好 后, 取 一 个 滴 管 从 塑 料 水 瓶 中 取 一 滴 管 清 水, 小 心 地 挤 入 试 管, 然 后 马 上 塞 紧 胶 塞, 只 见 试 管 内 白 色 泡 沫 翻 腾, 过 了 一 会 儿 只 听 嘭! 的 一 声, 大 家 看 到 小 胶 塞 飞 出 了 试 管 很 远, 而 小 车 则 迅 速 地 向 胶 塞 飞 行 相 反 方 向 跑 了 起 来, 同 学 们 禁 不 住 欢 呼 起 来 : 真 棒! 这 才 是 大 炮! 孙 老 师 笑 着 对 亮 亮 说, 给 同 学 们 讲 讲 吧! 亮 亮 腼 腆 地 说, 是 我 爸 爸 帮 我 做 的 1 号 药 是 小 苏 打, 2 号 药 是 柠 檬 酸, 小 纸 团 是 糯 米 纸 当 小 苏 打 和 柠 檬 酸 相 遇 会 反 应 放 出 大 量 二 氧 化 碳 气, 这 个 气 体 一 膨 胀 就 把 胶 塞 弹 出 去 了, 同 时 小 车 借 反 冲 向 相 反 方 向 跑 我 爸 爸 是 搞 化 学 的, 他 说 这 个 方 法 没 有 危 险 又 向 着 孙 老 师 说, 老 师, 我 就 知 道 这 一 点 了 孙 老 师 说, 同 学 们, 首 先 我 要 说 亮 亮 是 个 诚 实 的 孩 子, 敢 于 说 明 这 个 方 法 有 他 爸 爸 的 参 与, 很 好! 其 次 是 这 个 方 法 中 的 科 学 内 容 是 化 学, 我 来 补 充 一 些 化 学 是 自 然 科 学 的 一 个 分 支, 化 学 是 研 究 物 质 物 质 的 变 化 物 质 变 化 所 拌 随 的 现 象 的 科 学 刚 才 同 学 们 所 看 到 的 现 象 就 是 一 个 典 型 的 化 学 反 应 其 实 生 活 中 的 化 学 现 象 非 常 多 如, 铁 生 锈 大 气 污 染 的 产 生 刚 削 的 苹 果 过 一 会 表 面 变 黑 等 等 亮 亮 的 实 验 就 是 作 为 碱 的 小 苏 打 和 与 做 为 酸 的 柠 檬 酸 发 生 酸 与 碱 的 反 应 生 成 了 二 氧 化 碳 气 接 下 来 的 现 象 则 是 物 理 过 程 - 二 氧 化 碳 气 不 断 产 生 压 力 不 断 加 大 终 于 大 科 普 天 地 / 化 学 通 讯 33

38 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 到 可 以 把 胶 塞 冲 出 试 管 同 时 小 车 借 反 冲 作 用 向 后 跑 这 个 小 炮 车 巧 妙 地 利 用 了 化 学 和 物 理 的 原 理, 大 家 看 好 不 好? 同 学 们 异 口 同 声 地 说, 好! 孙 老 师 说, 同 学 们 从 亮 亮 的 小 车 看 到 了 科 学 的 神 奇, 大 家 喜 不 喜 欢? 同 学 们 又 大 声 说, 好! 孙 老 师 说, 同 学 们 有 问 题 可 以 提, 然 后 再 改 进 自 己 的 小 车 大 家 有 的 围 着 孙 老 师 问 这 问 那, 有 的 在 亮 亮 的 小 车 旁 与 亮 亮 探 讨 着 一 些 问 题, 有 的 看 着 自 己 的 小 车 在 沉 思 北 京 市 协 作 胡 同 44 号 宋 天 乐 谁 能 千 杯 不 醉? 喝 酒 脸 红 的 人 不 仅 酒 量 不 大, 还 很 可 能 比 不 脸 红 的 人 更 容 易 患 食 道 癌 ; 酒 量 原 来 练 不 出 来, 如 果 老 爸 能 喝 一 斤, 儿 子 就 不 会 少 于 八 两 ; 酒 醉 无 解 药, 这 个 世 界 上 从 来 就 没 有 真 正 有 效 的 解 酒 方 法 喝 酒 脸 红 者 要 小 心 没 错! 科 学 常 识 告 诉 我 们 : 喝 酒 脸 红 反 而 是 不 能 喝 酒 的 表 现 很 多 人 都 认 为 的 脸 红 说 明 代 谢 快 酒 量 大, 并 无 多 少 依 据 具 体 缘 由, 得 从 酒 精 代 谢 说 起 人 们 饮 酒, 无 论 白 酒 啤 酒 葡 萄 酒, 饮 用 的 主 要 是 酒 精, 即 乙 醇 作 为 一 种 化 学 物 质, 酒 精 在 肝 脏 内 被 分 解 代 谢 首 先, 乙 醇 脱 氢 酶 将 它 撕 裂 为 乙 醛 ; 随 后, 乙 醛 脱 氢 酶 将 乙 醛 转 化 为 乙 酸 最 后, 乙 酸 被 转 化 为 二 氧 化 碳 水 和 脂 肪 脂 肪, 是 酒 精 代 谢 产 生 的 能 量 在 体 内 储 存 的 形 式, 这 也 正 是 喝 酒 引 起 啤 酒 肚 脂 肪 肝 的 原 因 脸 红 为 何 意 味 着 不 胜 酒 力 呢? 这 是 乙 醛 脱 氢 酶 出 了 纰 漏, 导 致 乙 醛 过 多 蓄 积 所 致 乙 醛 可 比 乙 醇 毒 辣 多 了, 一 丁 点 量 就 能 让 人 醉 态 连 连, 表 现 为 面 红 耳 赤 头 晕 目 眩 有 些 人 酒 量 大, 其 实 是 这 种 酶 相 对 够 用 而 已 而 酶 少 的 人, 酒 精 不 能 被 快 速 代 谢, 引 起 乙 醛 蓄 积 躲 猫 猫, 如 若 听 信 脸 红 说 明 酒 量 大 的 俗 话, 可 就 上 了 贼 船 了 研 究 发 现, 半 数 亚 洲 人 在 饮 酒 后 会 出 现 这 种 亚 洲 红 脸 ( 学 术 叫 法 为 酒 精 性 脸 红 反 应 ), 在 其 他 种 族 里 却 很 少 见 到 这 是 基 因 在 作 怪 : 亚 洲 人 乙 几 醛 脱 氢 酶 基 因 (ALDH2) 出 现 变 异, 导 致 体 内 不 足, 欧 美 人 士 却 极 少 出 现 换 句 话 说, 欧 洲 人 通 常 比 亚 洲 人 能 喝 对 此, 美 国 进 化 医 学 专 家 沙 伦 莫 勒 姆 在 病 者 生 存 中 这 样 解 释 道 : 早 期 欧 洲 人 采 用 把 水 发 酵 的 方 式 来 净 化 水, 而 早 期 的 亚 洲 人 则 采 用 煮 沸 或 泡 茶 的 方 式 来 净 化 水, 这 小 小 的 差 异 让 欧 洲 人 在 净 化 过 程 中, 承 受 力 更 多 的 酒 精 压 力 而 促 使 他 们 酒 量 大 增 研 究 表 明, 白 种 人 60% 较 能 喝 酒, 黄 种 人 60% 不 能 喝 酒, 黑 种 人 则 对 半 开 国 内 曾 有 调 查 表 明, 乙 醛 脱 氢 酶 缺 陷 型 者, 女 性 比 男 性 所 占 比 例 大, 南 方 人 比 北 方 人 占 的 比 例 大 这 也 是 男 性 比 女 性 能 喝, 北 方 人 比 南 方 人 酒 量 大 的 原 因 之 一 今 年 3 月, 美 国 国 家 酗 酒 与 酒 精 中 毒 研 究 所 在 科 学 公 共 图 书 馆 医 学 发 表 的 一 项 研 究, 更 是 给 喝 酒 脸 红 的 人 敲 响 了 一 记 警 钟 作 者 Philip J. Blooks 声 称, 东 亚 人 普 遍 的 酒 精 性 脸 红 反 应 是 因 为 ALDH2 的 遗 传 性 缺 乏 这 类 人 不 但 酒 量 不 行, 即 便 适 量 饮 酒 也 会 大 幅 增 加 食 道 癌 发 生 的 危 险 饮 酒 基 因 决 定 酒 量 一 直 以 来, 民 间 都 认 为 酒 量 是 练 出 来 的 去 年 12 月, 美 国 国 家 科 学 院 院 刊 的 一 项 研 究 表 明 : 酒 量 大 小 及 有 无 酒 瘾, 绝 非 后 天 锻 炼 养 成 的, 而 是 由 饮 酒 基 因 所 决 定 这 种 基 因 能 影 响 人 对 酒 精 的 反 应 度, 从 而 决 定 这 个 人 是 否 是 酒 鬼 首 先, 他 们 培 育 出 一 种 爱 酒 胜 过 喝 水 的 老 鼠, 证 明 了 喝 酒 习 惯 具 有 遗 传 性, 是 由 基 因 决 定 的 ; 接 着, 他 们 设 计 了 酒 精 挑 战 赛, 要 求 300 余 名 受 试 者 在 8 分 钟 内 喝 下 一 份 浓 度 为 20% 的 酒 精 溶 液 喝 完 后, 他 们 还 需 填 写 表 格, 记 录 自 己 的 感 觉 ; 一 种 特 殊 仪 器, 还 被 用 来 测 量 酒 后 身 体 晃 动 程 度, 说 明 受 试 者 醉 酒 程 度 研 究 者 Raymond L. White 发 现,15 号 染 色 体 上 部 分 基 因 与 喝 醉 程 度 紧 密 相 关 这 一 饮 酒 基 因 是 一 群 基 因 在 起 作 用, 经 过 复 杂 的 变 化 过 程 后, 影 响 人 对 酒 精 的 反 应 有 趣 的 是, 饮 酒 基 因 能 随 繁 殖 代 代 遗 传 换 言 之, 老 爸 能 喝 一 斤, 儿 子 肯 定 少 不 了 八 两 对 某 些 人 来 说, 这 无 疑 是 个 好 消 息 为 预 防 瘾 君 子 的 出 现, 提 供 了 可 能 或 许 在 将 来, 饮 酒 基 因 能 为 科 学 家 提 供 思 路, 藉 此 发 明 改 变 饮 酒 基 因 的 新 药, 帮 助 人 们 戒 酒 酒 醉 无 药 可 解? 医 学 上, 醉 酒 被 称 为 酒 精 性 中 毒 酩 町 大 醉 后, 很 多 人 都 言 之 凿 凿 地 告 诉 你 一 些 解 除 醉 酒 的 独 门 妙 计 : 喝 浓 茶 服 用 保 肝 药 吃 香 蕉 及 多 喝 水 很 不 幸, 没 有 科 学 证 据 表 明 这 些 方 法 有 用, 有 些 甚 至 是 有 损 健 康 的 今 年 年 初, 美 国 印 第 安 纳 大 学 医 学 院 的 雷 切 尔 弗 里 曼 等 在 英 国 医 学 杂 志 上 就 这 样 告 诉 人 们 早 在 2005 年, 英 国 荷 兰 就 通 过 实 验 验 证 过 常 见 解 酒 方 法 这 些 办 法 包 括 3 种 药 物 4 种 食 疗 法 以 及 果 糖 解 酒 法 结 果 显 示, 这 些 方 法 对 缓 解 醉 酒 后 某 些 症 状 ( 如 恶 心 头 痛 ) 有 一 定 作 用, 但 不 能 解 除 醉 酒 状 态 换 言 之, 对 于 酒 醉 没 有 什 么 好 方 法, 找 到 适 合 你 的 有 效 解 酒 方 法, 几 乎 是 不 可 能 的 目 前, 打 着 解 酒 名 号 的 药 物 有 很 多 结 婚 喜 宴 上 的 新 郎 夜 店 CLUB 的 常 客 都 可 能 使 用 过 恼 人 的 是, 医 学 上 并 没 真 正 意 义 的 解 酒 药 吹 得 神 乎 其 神 的 药 效, 其 实 是 给 饮 酒 者 心 理 暗 示 吃 了 解 酒 药 不 容 易 酒 醉, 即 便 多 喝 三 五 杯 也 会 感 觉 良 好 换 言 之, 解 酒 药 的 功 效 多 半 是 安 慰 剂 作 用 解 酒 药 的 成 分 多 为 氨 基 酸 维 生 素 和 各 种 酶 等, 顶 多 有 缓 解 头 痛 恶 心 的 作 用, 绝 不 会 酒 量 倍 增, 千 杯 不 醉 ( 南 都 周 刊 ) 34 科 普 天 地 / 化 学 通 讯

39 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 达 菲 是 怎 么 炼 成 的 一 场 新 型 流 感, 让 很 多 人 首 次 听 说 了 一 种 叫 达 菲 的 治 疗 流 感 的 药 物 有 些 人 可 能 觉 得 奇 怪, 市 场 上 不 是 一 直 有 感 冒 药 卖 吗, 达 菲 有 什 么 稀 奇 的? 市 场 上 随 便 买 得 到 的 感 冒 药, 都 是 镇 痛 退 烧 通 鼻 塞 等 缓 解 感 冒 症 状 的 药 物, 只 是 治 标 的, 而 达 菲 能 够 治 本 抗 击 流 感 病 毒 达 菲 不 是 第 一 种 抗 流 感 病 毒 的 药 物, 却 是 用 得 最 多 的 最 著 名 的 抗 流 感 病 毒 药 物 有 的 人 听 说 达 菲 的 生 产 原 料 是 八 角 茴 香, 便 以 为 那 是 中 药 或 是 受 中 药 的 启 发 研 发 的 其 实 达 菲 的 研 发 和 中 药 或 其 他 传 统 药 物 毫 无 关 系, 完 全 是 在 现 代 生 物 学 和 化 学 的 指 导 下 设 计 出 来 的 传 统 药 物 和 许 多 现 代 药 物 都 是 在 长 期 的 医 疗 实 践 中 碰 运 气 偶 然 发 现 的 人 类 一 直 有 个 梦 想, 希 望 有 一 天 能 够 针 对 疾 病 的 病 原, 理 性 地 设 计 出 新 的 药 物 这 个 梦 想 只 有 在 对 生 命 现 象 的 研 究 达 到 分 子 层 次 之 后 才 得 以 实 现 达 菲 的 研 发, 就 是 理 性 地 设 计 新 药 的 典 范 要 设 计 新 药, 首 先 要 能 够 在 细 胞 分 子 水 平 上 深 入 地 了 解 疾 病 发 生 的 机 理, 这 需 要 做 长 期 的 大 量 的 生 物 医 学 基 础 研 究 达 菲 的 设 计 可 以 一 直 追 溯 到 上 个 世 纪 40 年 代 当 时 纽 约 洛 克 菲 勒 研 究 所 的 科 学 家 发 现, 流 感 病 毒 在 低 温 条 件 下 能 让 红 细 胞 凝 聚 起 来 ; 但 是 加 热 到 37 摄 氏 度 时, 聚 集 的 红 细 胞 就 分 开 了, 病 毒 也 脱 离 了 红 细 胞 后 来 人 们 发 现, 让 红 细 胞 聚 集 起 来 的 是 流 感 病 毒 表 面 上 的 一 种 蛋 白 质, 这 种 蛋 白 质 就 被 叫 做 血 凝 素, 它 和 细 胞 表 面 上 一 种 叫 唾 液 酸 的 糖 分 子 结 合, 让 病 毒 能 够 混 进 细 胞 里 去 让 病 毒 脱 离 细 胞 的 是 病 毒 表 面 上 的 另 一 种 有 酶 的 活 性 的 蛋 白 质, 它 能 水 解 唾 液 酸 唾 液 酸 是 神 经 氨 酸 的 衍 生 物, 所 以 这 种 酶 就 叫 做 神 经 氨 酸 酶 神 经 氨 酸 酶 对 流 感 病 毒 的 繁 殖 至 关 重 要 流 感 病 毒 入 侵 细 胞, 制 造 出 许 多 新 病 毒 后, 新 病 毒 还 通 过 唾 液 酸 和 细 胞 连 接 在 一 起, 要 靠 神 经 氨 酸 酶 水 解 唾 液 酸, 切 断 新 病 毒 和 旧 细 胞 的 联 系, 新 病 毒 才 能 去 入 侵 其 他 细 胞 知 道 了 这 一 点, 就 不 难 想 到, 如 果 能 够 发 现 一 种 药 物 抑 制 住 神 经 氨 酸 酶 的 活 性, 病 毒 没 法 去 感 染 新 的 细 胞, 也 就 抑 制 住 了 病 毒 的 繁 殖 要 找 到 这 种 药 物, 还 得 知 道 神 经 氨 酸 酶 长 什 么 样 1983 年, 澳 大 利 亚 分 子 生 物 学 家 破 解 了 神 经 氨 酸 酶 分 子 的 立 体 结 构, 发 现 它 是 由 4 个 一 模 一 样 的 部 分 组 成 的, 形 状 就 像 一 个 田 字, 正 中 央 是 个 窟 窿, 那 就 是 和 唾 液 酸 结 合 将 它 水 解 的 地 方 如 果 我 们 能 找 到 一 种 化 合 物, 把 它 塞 进 这 个 窟 窿 里 头, 细 胞 上 的 唾 液 酸 被 堵 在 了 外 面, 神 经 氨 酸 酶 的 活 性 不 就 被 抑 制 住 了? 你 可 能 会 想 到, 用 唾 液 酸 不 就 成 了? 让 外 来 的 唾 液 酸 堵 死 了 神 经 氨 酸 酶, 细 胞 上 的 唾 液 酸 就 不 会 受 病 毒 的 骚 扰 了 没 错, 研 究 人 员 首 先 试 的 就 是 唾 液 酸, 但 是 发 现 唾 液 酸 不 是 一 种 很 好 的 抑 制 剂, 容 易 从 窟 窿 掉 出 来 我 们 需 要 对 唾 液 酸 做 一 些 改 造, 让 它 和 神 经 氨 酸 酶 结 合 得 更 牢 固 一 些 怎 么 改 造 呢? 还 得 再 仔 细 研 究 研 究 神 经 氨 酸 酶 的 分 子 结 构 它 的 窟 窿 有 一 个 地 方 是 带 负 电 的, 唾 液 酸 和 它 相 对 应 的 位 置 上 是 一 个 羟 基, 也 是 带 负 电 的, 同 性 相 斥, 影 响 了 结 合 于 是 澳 大 利 亚 研 究 人 员 尝 试 把 羟 基 换 成 带 正 电 的 基 团, 最 终 发 现 换 成 胍 基 最 有 效, 抑 制 效 果 是 唾 液 酸 的 1000 倍!1989 年, 研 究 人 员 合 成 了 这 种 带 胍 基 的 唾 液 酸 类 似 物, 取 名 扎 那 米 韦, 经 过 临 床 试 验 证 明 它 确 实 能 有 效 治 疗 流 感 后,1999 年 被 美 国 食 品 药 品 管 理 局 批 准 上 市, 商 品 名 叫 乐 感 清 但 是 乐 感 清 正 由 于 带 了 胍 基, 使 得 它 没 法 被 肠 道 吸 收, 不 能 口 服, 只 能 是 做 成 粉 末 喷 剂, 吸 入 到 肺 里 起 作 用 这 种 方 式 不 符 合 人 们 的 用 药 习 惯 人 们 还 是 希 望 能 有 一 种 类 似 的 口 服 药 物 1992 年, 美 国 研 究 人 员 找 到 了 新 的 设 计 思 路 他 们 发 现 唾 液 酸 分 子 上 有 一 个 位 置 和 神 经 氨 酸 酶 的 窟 窿 没 有 接 触, 窟 窿 具 有 疏 水 的 性 质, 如 果 在 唾 液 酸 分 子 的 这 个 位 置 添 加 一 个 疏 水 基 团, 不 就 和 窟 窿 结 合 得 更 紧 了 吗? 研 究 人 员 据 此 在 计 算 机 上 设 计 出 了 600 多 种 化 合 物, 交 给 化 学 家 合 成, 然 后 由 生 物 学 家 进 行 测 试 在 1995 年 底 发 现 其 中 代 号 GS4071 的 化 合 物 能 强 烈 地 抑 制 神 经 氨 酸 酶 的 活 性 但 是 GS4071 和 乐 感 清 一 样 没 法 被 肠 道 吸 收 研 究 人 员 对 它 再 做 改 造, 把 其 中 的 羟 基 变 成 乙 酯, 解 决 了 口 服 吸 收 的 问 题 这 种 新 的 化 合 物 取 名 奥 司 他 韦, 被 吸 收 进 体 内 后, 在 肝 脏 被 分 解 成 了 GS4071, 然 后 发 挥 药 效 经 过 临 床 试 验 后,1999 年 奥 司 他 韦 被 美 国 食 品 药 品 管 理 局 批 准 上 市, 商 品 名 叫 达 菲 达 菲 最 初 是 用 金 鸡 纳 树 皮 提 取 的 奎 尼 酸 做 为 原 料 合 成 的 这 种 原 料 过 于 短 缺, 无 法 大 规 模 生 产, 所 以 后 来 改 用 莽 草 酸 做 为 原 料 莽 草 酸 普 遍 存 在 于 植 物 中, 八 角 茴 香 中 的 含 量 最 高, 中 国 出 产 的 八 角 茴 香 就 成 了 生 产 原 料 目 前 八 角 茴 香 产 量 的 90% 都 被 用 来 生 产 达 菲 于 是 国 内 就 出 现 了 八 角 茴 香 炖 肉 可 以 预 防 流 感 的 谣 传 其 实 八 角 茴 香 中 的 莽 草 酸 要 经 过 十 几 步 复 杂 的 化 学 反 应 才 变 成 奥 司 他 韦 这 种 自 然 界 没 有 的 新 物 质, 整 个 反 应 过 程 历 时 6-8 个 月! ( 方 舟 子, 中 国 青 年 报 ) 科 普 天 地 / 化 学 通 讯 35

40 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 科 学 家 警 告, 热 带 地 区 是 甲 型 H1N1 流 感 变 异 的 热 点 地 区 科 学 家 警 告 说, 甲 型 H1N1 流 感 病 毒 突 变 或 重 组 变 成 一 个 更 致 命 的 病 毒 的 情 况 最 可 能 发 生 在 热 带 国 家 流 感 病 毒 全 年 在 热 带 地 区 传 播, 但 是 该 地 区 常 常 被 忽 视, 更 多 的 注 意 力 放 在 了 北 半 球 和 南 半 球 温 带 地 区 的 季 节 性 流 感 上 去 年 发 表 的 论 文 提 供 了 证 据 表 明 流 感 病 毒 在 热 带 地 区 混 合 与 突 变 特 别 是 非 洲 东 南 部 国 家 为 许 多 流 感 病 毒 提 供 了 避 风 港 一 位 退 休 的 中 国 和 东 南 亚 流 感 专 家 Ken Shortridge 说, 重 组 的 风 险 加 大 了, 因 为 在 贫 困 的 热 带 社 区, 人 类 常 常 与 牲 畜 生 活 得 很 接 近 所 有 令 人 感 兴 趣 的 东 西 出 现 在 这 些 热 带 储 存 宿 主 中, 而 北 半 球 和 南 半 球 温 带 的 流 行 是 前 者 造 成 的 英 国 牛 津 大 学 的 遗 传 学 家 Oliver Pybus 说 许 多 热 带 国 家 没 有 应 对 流 感 暴 发 的 资 源 这 不 可 避 免 地 意 味 着 当 这 种 高 度 传 染 性 的 病 毒 到 达 一 个 人 口 密 集 但 是 资 源 有 限 的 国 家 的 时 候, 它 将 迅 速 传 播 而 且 许 多 人 会 被 感 染 牛 津 大 学 越 南 临 床 研 究 组 的 负 责 人 Jeremy Farrar 说 Pybus 说, 尽 管 需 要 在 即 将 到 来 的 流 感 季 节 在 南 半 球 国 家 监 测 该 病, 更 重 要 的 是 在 热 带 地 区 监 测 该 病 (Published online 27 May 2009 Nature 459, (2009)) 气 候 变 化 到 2030 年 可 能 导 致 每 年 死 亡 50 万 人 疾, 其 余 的 死 亡 则 由 气 候 灾 难 引 起 报 告 估 计, 气 候 变 化 造 成 的 经 济 损 失 每 年 高 达 1250 亿 美 元, 这 比 每 年 给 予 发 展 中 国 家 的 援 助 款 要 高 得 多 到 2030 年, 这 个 数 字 将 达 到 3400 亿 美 元 而 全 球 最 贫 穷 的 50 个 国 家 的 温 室 气 体 排 放 量 却 只 占 总 数 的 1%, 他 们 不 应 该 替 发 达 的 工 业 化 国 家 遭 受 这 样 的 惩 罚 当 然, 发 达 国 家 也 会 受 影 响, 气 候 变 化 将 会 导 致 更 多 的 干 旱 森 林 大 火 以 及 水 灾 发 生 安 南 批 评 目 前 的 世 界 领 袖 在 气 候 变 化 问 题 上 行 动 太 弱, 他 强 调 说, 今 年 晚 些 时 候 在 哥 本 哈 根 召 开 会 议 讨 论 京 都 议 定 书 的 替 代 协 议 时, 世 界 领 导 人 应 该 做 得 更 好 他 强 调 说, 今 年 12 月 在 丹 麦 哥 本 哈 根 召 开 会 议 讨 论 京 都 议 定 书 的 替 代 协 议 时, 世 界 领 导 人 应 该 做 得 更 好 此 外,20 名 诺 贝 尔 奖 获 奖 科 学 家 经 济 学 家 和 作 家 在 一 份 备 忘 录 上 联 合 签 名, 要 求 各 国 政 府 在 哥 本 嗒 根 举 行 的 联 合 国 气 候 峰 会 上 达 成 一 项 协 议, 到 2050 年 前 将 温 室 气 体 排 放 减 少 一 半, 以 阻 据 英 国 新 科 学 家 报 道, 上 周 是 气 候 变 化 行 动 者 忙 碌 的 一 周 一 是 诺 贝 尔 奖 获 得 者 齐 聚 伦 敦, 呼 吁 世 界 政 府 采 取 紧 急 行 动, 以 应 对 灾 难 性 的 气 候 变 化 二 是 联 合 国 前 秘 书 长 安 南 领 导 的 全 球 人 道 主 义 论 坛 上 周 五 警 告 说, 气 候 变 化 正 在 严 重 影 响 着 人 类, 目 前 全 球 每 年 有 30 万 人 死 于 气 候 变 化 引 起 的 各 种 问 题 该 组 织 为 此 还 发 表 了 有 关 气 候 变 化 对 人 类 影 响 的 首 份 报 告 该 新 报 告 称,20 年 后, 气 候 变 化 将 会 影 响 6 亿 人 的 生 活, 约 占 地 球 人 口 的 10%, 主 要 是 非 洲 中 亚 南 亚 和 东 南 亚 的 发 展 中 国 家 以 及 一 些 小 的 岛 国 的 人 受 影 响 他 们 将 会 面 临 着 更 为 严 重 的 饥 饿 迁 移 疾 病 等 问 题 报 告 指 出, 气 候 变 化 每 年 造 成 30 多 万 人 死 亡,2030 年 可 能 超 过 50 万 人 死 亡 其 中 90% 的 死 亡 与 气 候 变 暖 引 起 的 环 境 退 化 有 关, 环 境 退 化 加 重 了 现 有 的 威 胁, 主 要 包 括 营 养 不 良 腹 泻 和 疟 止 全 球 气 温 上 升 幅 度 不 超 过 2 摄 氏 度 36 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

41 JCV: 甲 型 H1N1 流 感 病 毒 病 原 学 研 究 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 中 国 科 学 院 病 原 微 生 物 与 免 疫 学 重 点 实 验 室 多 年 来 一 直 从 事 流 感 病 毒 病 原 学 免 疫 学 及 跨 种 间 传 播 机 制 方 面 的 研 究, 近 期 在 猪 流 感 病 原 学 研 究 方 面 取 得 新 进 展 发 现 我 国 猪 群 没 有 H5N1 的 感 染, 但 H3N2,H1N1,H9N2 的 感 染 是 存 在 的, 而 且 近 年 来 人 流 感 病 毒 和 猪 流 感 病 毒 在 猪 体 中 的 重 排 现 象 有 所 增 加 结 果 分 别 发 表 在 人 兽 共 患 病 学 和 公 共 卫 生 (Zoonoses and Public Health) (2009,doi: /j x) 和 临 床 病 毒 学 期 刊 (Journal of Clinical Virology (2009,44: )) 猪 是 流 感 病 毒 跨 种 间 传 播 的 中 间 宿 主 20 世 纪 暴 发 的 3 次 人 类 大 流 感 都 与 猪 流 感 密 切 相 关, 其 流 行 株 都 经 过 猪 体 内 基 因 重 排 或 突 变 此 次 墨 西 哥 流 感 的 流 行 毒 株 是 由 猪 流 感 人 流 感 和 禽 流 感 三 种 流 感 病 毒 的 基 因 片 段 经 基 因 重 排 而 得 到 的 新 型 变 异 毒 株, 猪 在 此 变 异 毒 株 的 形 成 过 程 中 极 有 可 能 发 挥 了 重 要 的 中 间 宿 主 的 作 用 实 验 室 分 别 对 2004 年 和 2007 年 福 建 省 9 个 地 区 的 养 猪 场 进 行 了 血 清 学 监 测, 在 1407 份 血 清 中, 没 有 检 测 到 H5N1 亚 型 阳 性 抗 体, 说 明 H5N1 病 毒 并 没 有 在 猪 群 广 泛 传 播, 只 是 在 一 些 地 区 有 偶 然 感 染 事 件 发 生 福 建 地 区 猪 群 感 染 H1 和 H3 亚 型 流 感 病 毒 非 常 普 遍,H1 阳 性 率 为 47%,H3 阳 性 率 为 28%, 其 中 H1 占 绝 对 优 势, 连 续 两 年 的 阳 性 率 都 在 50% 左 右 此 外,H9 阳 性 率 虽 然 不 高, 但 考 虑 其 重 要 的 公 共 卫 生 意 义, 其 流 行 情 况 仍 值 得 关 注 H3N2 亚 型 流 感 病 毒 主 要 存 在 于 人 群 和 猪 群 中, 自 1968 年 以 来 在 全 世 界 范 围 内 广 泛 流 行 实 验 室 成 功 分 离 到 5 株 H3N2 亚 型 人 流 感 病 毒 和 4 株 H3N2 亚 型 猪 流 感 病 毒, 这 9 个 毒 株 均 于 2005 年 分 离 自 我 国 广 东 省 为 了 确 定 同 一 时 期 同 一 地 区 H3N2 亚 型 人 流 感 病 毒 和 猪 流 感 病 毒 的 遗 传 相 关 性, 将 这 些 毒 株 的 全 基 因 组 序 列 进 行 了 全 面 分 析 5 株 H3N2 亚 型 人 流 感 病 毒 的 各 基 因 片 段 均 来 源 于 同 期 的 H3N2 亚 型 人 流 感 病 毒, 而 4 株 H3N2 亚 型 猪 流 感 病 毒 除 个 别 毒 株 的 个 别 基 因 外, 均 来 源 于 前 期 的 H3N2 亚 型 人 流 感 病 毒 猪 体 中 未 分 离 到 同 期 的 H3 亚 型 人 流 感 毒 株 以 上 结 果 表 明 猪 流 感 病 毒 比 人 流 感 病 毒 进 化 要 慢 一 些, 这 可 能 是 因 为 猪 的 生 长 周 期 有 限, 其 所 受 的 免 疫 选 择 压 力 远 远 小 于 人 所 受 的 免 疫 选 择 压 力, 而 且 人 流 感 病 毒 在 猪 体 中 需 要 有 一 个 很 长 的 适 应 过 程 另 外,4 株 猪 流 感 病 毒 中 有 2 株 发 生 了 基 因 重 排, 表 明 近 年 来 流 感 病 毒 在 猪 体 中 的 重 排 现 象 有 所 增 加 其 中 1 株 猪 流 感 病 毒 的 M 和 NS 基 因 来 源 于 H1N1 亚 型 猪 流 感 病 毒,HA NA 及 其 他 基 因 均 来 源 于 前 期 的 H3N2 亚 型 人 流 感 病 毒 另 1 株 猪 流 感 病 毒 的 PA 基 因 来 源 于 H1N1 亚 型 猪 流 感 病 毒, 其 他 基 因 来 源 于 前 期 的 H3N2 亚 型 人 流 感 病 毒 表 明 人 和 猪 的 密 切 接 触 将 导 致 流 感 病 毒 的 跨 种 间 传 播 并 产 生 新 基 因 型 的 重 组 流 感 毒 株, 这 对 于 人 类 健 康 无 疑 是 一 个 很 大 的 威 胁 以 上 研 究 表 明 我 国 猪 群 中 猪 流 感 病 毒 日 趋 复 杂, 迫 切 需 要 建 立 长 期 有 效 的 病 原 学 监 测 体 系, 以 掌 握 猪 流 感 病 毒 的 流 行 和 遗 传 变 异 情 况 该 研 究 为 我 国 建 立 科 学 而 有 效 的 疾 病 预 警 体 系 奠 定 了 重 要 的 理 论 基 础 实 验 室 将 建 立 长 期 的 病 原 监 测 体 系, 并 建 立 我 国 人 群 和 猪 群 对 墨 西 哥 流 行 毒 株 易 感 性 的 免 疫 学 评 估 体 系 中 国 成 功 分 离 甲 流 病 毒 毒 株 测 定 全 基 因 组 序 列 军 事 医 学 科 学 院 微 生 物 流 行 病 研 究 所 病 原 微 生 物 生 物 安 全 国 家 重 点 实 验 室 的 科 研 人 员,5 月 30 日 从 一 例 甲 型 H1N1 流 感 患 者 的 咽 拭 子 样 本 中, 成 功 分 离 出 病 毒 毒 株 并 完 成 了 全 基 因 组 序 列 测 定 5 月 21 日, 解 放 军 302 医 院 收 治 了 一 例 从 加 拿 大 回 国 的 发 热 患 者 当 晚, 军 事 医 学 科 学 院 微 生 物 流 行 病 研 究 所 出 动 负 压 生 物 安 全 标 本 运 输 车, 采 集 了 患 者 的 咽 拭 子 标 本, 并 利 用 自 行 研 制 的 RT-PCR 核 酸 检 测 方 法 进 行 检 测, 确 诊 为 甲 型 H1N1 流 感 病 例 与 此 同 时, 科 研 人 员 展 开 了 对 其 病 原 体 的 分 离 与 鉴 定 工 作 经 过 8 昼 夜 的 连 续 奋 战, 成 功 分 离 出 甲 型 H1N1 流 感 病 毒 毒 株 对 病 毒 的 全 基 因 组 序 列 测 定 显 示, 这 种 毒 株 与 美 国 A/california/04/2009(H1N1) 株 同 源 性 达 99% 以 上, 他 们 将 其 命 名 为 A/beijing/501/2009(H1N1) 军 事 科 学 院 病 原 微 生 物 生 物 安 全 国 家 重 点 实 验 室 主 任 曹 务 春 介 绍 说, 成 功 分 离 出 甲 型 H1N1 流 感 病 毒 毒 株 并 完 成 全 基 因 组 序 列 测 定, 为 甲 型 H1N1 流 感 诊 断 试 剂 的 研 制 和 验 证 人 群 免 疫 保 护 水 平 调 查 流 感 病 毒 变 异 规 律 分 析 抗 病 毒 药 物 筛 选 及 耐 药 性 评 价 疫 苗 研 发 等 科 学 研 究 奠 定 了 基 础 ( 来 源 : 新 华 社 ) 科 学 动 态 / 化 学 通 讯 37

42 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter JMC: 卤 键 在 药 物 设 计 中 的 潜 在 应 用 近 日, 中 科 院 上 海 药 物 所 药 物 发 现 与 设 计 中 心 (DDDC) 朱 朱 维 良 课 题 组 博 士 后 卢 运 祥 等 详 细 统 计 了 蛋 白 质 结 构 数 据 库 维 良 课 题 组 在 最 近 一 期 的 美 国 药 物 化 学 杂 志 (Journal of (PDB) 中 的 卤 键 作 用 情 况, 采 用 QM/MM 方 法 研 究 了 一 些 代 表 性 的 Medicinal Chemistry,2009,52, ) 上 发 表 论 文, 首 次 阐 蛋 白 质 - 配 体 复 合 物 中 的 卤 键 性 质 结 果 表 明, 卤 键 普 遍 存 在 于 蛋 明 了 生 物 大 分 子 中 卤 键 的 特 征 及 其 在 药 物 设 计 中 的 潜 在 应 用 白 质 - 配 体 复 合 物 中, 强 度 与 传 统 氢 键 相 当, 这 种 作 用 对 活 性 位 点 近 年 来, 卤 键 在 晶 体 工 程 超 分 子 组 装 和 分 子 识 别 等 众 多 领 域 小 分 子 抑 制 剂 的 结 合 构 象 起 到 重 要 作 用, 但 生 物 体 系 中 的 卤 键 明 得 到 了 人 们 的 广 泛 关 注, 基 于 卤 键 设 计 的 液 晶 材 料 已 经 应 用 于 工 业 显 偏 离 了 无 机 体 系 中 的 直 线 作 用 形 式 文 章 的 审 稿 人 均 对 论 文 给 生 产 中, 但 国 内 外 关 于 生 物 体 系 中 卤 键 的 研 究 报 导 几 乎 为 空 白 因 予 了 高 度 评 价 文 章 发 表 后, 已 经 引 起 了 国 内 外 有 关 研 究 机 构 的 浓 此, 系 统 地 研 究 生 物 体 系 中 的 卤 键, 特 别 是 蛋 白 质 与 卤 代 配 体 间 可 厚 兴 趣 (J. Med. Chem., 2009, 52 (9), pp DOI: 能 的 卤 键, 阐 明 卤 键 在 配 体 识 别 过 程 中 的 作 用, 对 药 物 发 现 与 设 计 /jm ) 有 重 要 意 义 Nano Letters: 纳 米 孔 道 离 子 通 道 研 究 南 京 工 业 大 学 陆 小 华 教 授 最 新 的 一 项 研 究 成 果 被 国 际 物 理 化 学 和 纳 米 学 科 权 威 期 刊 纳 米 快 报 (Nano Letters)2009 年 第 9 卷 第 3 期 采 用 纳 米 快 报 认 为, 该 研 究 令 人 信 服 地 展 示 了 离 子 水 化 的 结 构 变 化 和 由 此 导 致 的 离 子 与 第 一 水 化 层 水 分 子 相 互 作 用 能 的 变 化, 突 破 了 传 统 所 认 为 的 在 直 径 1.0 纳 米 左 右 的 通 道 中 钠 离 子 和 钾 离 子 的 水 化 应 该 十 分 类 似 的 观 点 研 究 纳 米 通 道 内 流 体 行 为, 是 国 际 上 很 重 要 的 一 项 基 础 研 究 为 了 弄 清 楚 流 体 在 纳 米 孔 道 中 的 传 递 过 程, 陆 小 华 团 队 经 过 10 年 苦 心 钻 研, 以 纳 米 碳 管 为 介 孔 模 型, 通 过 分 子 模 拟, 对 在 受 限 环 境 下 水 等 典 型 流 体 分 子 结 构 和 传 递 行 为 研 究 后 发 现, 流 体 分 子 的 传 递 性 质 在 1 纳 米 左 右 介 孔 内 主 要 受 介 孔 尺 寸 和 界 面 化 学 性 质 影 响, 和 宏 观 条 件 下 受 温 度 压 力 影 响 的 情 况 完 全 不 同 他 们 利 用 分 子 动 力 学 模 拟 研 究 了 钠 离 子 和 钾 离 子 在 直 径 0.6 到 1.28 纳 米 的 碳 纳 米 管 中 水 化 的 结 构 和 能 量 变 化, 发 现 两 者 的 水 化 有 序 度 随 着 管 径 有 着 不 同 的 变 化, 从 而 导 致 了 在 大 尺 寸 的 碳 管 内 优 先 尺 寸 较 小 的 钠 离 子, 而 在 尺 寸 较 小 的 碳 管 内 则 尺 寸 较 大 的 钾 离 子 优 先 该 成 果 可 以 对 膜 分 离 吸 附 纳 米 催 化 等 涉 及 到 微 孔 结 构 的 过 程 进 行 计 算, 从 而 获 得 指 导 性 方 法, 并 为 新 型 化 工 材 料 的 设 计 制 备 与 应 用 提 供 理 论 指 导 据 悉, 生 物 膜 通 道 中 离 子 高 选 择 性 的 机 理 是 目 前 国 际 科 学 研 究 领 域 的 热 点 之 一 生 物 体 内 的 离 子 通 道 可 以 在 保 持 高 流 速 的 同 时 高 效 地 分 离 各 种 离 子, 是 目 前 人 工 所 制 备 的 材 料 无 法 企 及 的 陆 小 华 的 这 一 研 究 成 果 将 有 助 于 更 好 地 理 解 生 物 体 内 的 各 种 生 命 活 动, 更 好 地 掌 握 各 种 仿 生 分 离 膜 和 纳 米 元 器 件 制 备 及 应 用 过 程 中 的 一 些 影 响 因 素, 从 而 对 其 设 计 提 供 理 论 依 据 (Nano Lett., 2009, 9 (3), pp DOI: / nl803044k) Nature: 过 氧 化 氢 具 有 集 结 白 血 球 功 效 任 何 曾 在 擦 破 的 膝 盖 上 感 受 到 过 氧 化 氢 冒 泡 的 刺 痛 的 家 伙 都 会 对 这 种 化 合 物 的 消 毒 本 领 念 念 不 忘 然 而 美 国 科 学 家 的 最 新 一 条 小 斑 马 鱼 的 尾 部 在 被 割 破 后 3 分 钟 17 分 钟 和 61 分 钟 ( 由 上 至 下 ) 的 图 像, 从 中 可 以 看 到, 过 氧 化 氢 从 伤 口 释 放, 并 随 着 向 组 织 的 扩 散 而 不 断 褪 色 ( 图 片 提 供 :Philipp Niethammer) 研 究 表 明, 过 氧 化 氢 的 功 能 远 非 杀 死 微 生 物 般 简 单 它 还 有 要 求 增 援, 召 唤 抗 菌 细 胞 大 军 赶 赴 伤 口 的 功 效 被 刺 破 的 皮 肤 会 引 发 一 个 有 关 化 学 信 号 的 连 锁 反 应, 即 激 活 血 液 凝 结, 以 及 吸 引 一 批 免 疫 细 胞 来 防 御 微 生 物 的 入 侵 其 中 的 一 些 细 胞 ( 例 如 白 血 球 ) 通 过 发 起 一 种 呼 吸 暴 发 能 够 释 放 高 活 性 杀 菌 分 子, 包 括 由 身 体 自 身 产 生 的 过 氧 化 氢 来 杀 死 入 侵 者 美 国 波 士 顿 市 哈 佛 医 学 院 的 博 士 后 生 物 学 家 Philip p Niethammer 在 注 意 到 一 些 奇 怪 的 现 象 后, 决 定 尝 试 在 斑 马 鱼 受 伤 38 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

43 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 的 尾 部 诱 发 一 次 过 氧 化 氢 的 爆 发 Niethammer 说 : 我 在 伤 口 发 现 了 某 些 物 质 的 暴 发, 但 我 在 这 里 却 没 有 找 到 白 血 球 实 验 显 示, 这 种 暴 发 的 物 质 是 过 氧 化 氢 它 比 白 血 球 的 出 现 平 均 早 了 17 分 钟, 而 人 们 通 常 认 为, 过 氧 化 氢 正 是 由 白 血 球 所 形 成 的 就 Niethammer 看 来, 这 似 乎 更 像 是 在 说 白 血 球 是 被 过 氧 化 氢 带 到 伤 口 来 的, 而 非 是 由 白 血 球 释 放 了 过 氧 化 氢 为 了 证 明 这 一 假 设,Niethammer 和 他 的 同 事 用 一 种 已 知 能 够 抑 制 过 氧 化 氢 形 成 的 化 合 物 处 理 了 斑 马 鱼 的 幼 体 当 研 究 人 员 在 抑 制 剂 存 在 的 环 境 下 将 小 鱼 的 尾 部 割 破 后, 白 血 球 竟 然 迟 迟 不 来 : 与 正 常 状 态 下 的 4 条 到 6 条 鱼 相 比, 平 均 只 有 不 到 1 条 鱼 的 伤 口 能 够 在 42 分 钟 内 出 现 白 血 球 接 下 来, 研 究 人 员 利 用 遗 传 手 段 确 定 了 与 过 氧 化 氢 形 成 有 关 的 酶 这 种 名 为 duox 的 蛋 白 质 也 同 时 存 在 于 人 体 的 甲 状 腺 消 化 道 和 肺 脏 之 中 这 些 组 织 的 额 外 炎 症 会 导 致 哮 喘 和 其 他 疾 病, 因 此 duox 可 能 在 这 些 疾 病 的 发 病 过 程 中 扮 演 了 一 个 重 要 角 色 研 究 人 员 在 6 月 4 日 出 版 的 自 然 杂 志 上 报 告 了 这 一 研 究 成 果 英 国 布 里 斯 托 尔 大 学 的 细 胞 生 物 学 家 Paul Martin 认 为, 这 项 研 究 工 作 找 到 了 伤 口 愈 合 的 一 个 关 键 时 间 节 点 他 说 : 现 在 我 们 知 道 了 第 一 个 步 骤 那 么, 这 种 装 在 棕 色 药 瓶 中 的 过 氧 化 物 真 的 能 够 将 白 血 球 带 到 伤 口 来 吗?Niethammer 说, 这 是 一 个 尚 未 解 决 的 问 题 他 目 前 正 在 研 究 究 竟 是 白 血 球 直 接 发 现 了 过 氧 化 氢, 还 是 这 种 化 合 物 仅 仅 是 一 个 更 长 的 信 号 链 中 的 一 部 分 (Nature advance online publication 3 June 2009 doi: /nature08119) 电 纺 制 备 钯 纳 米 颗 粒 / 碳 纳 米 纤 维 复 合 材 料 及 催 化 性 能 研 究 获 新 成 果 的 产 物 中, 钯 纳 米 颗 粒 在 碳 纳 米 纤 维 表 面 具 有 良 好 的 分 散 性 和 稳 定 性 该 方 法 制 备 的 产 物 中 没 有 其 它 杂 志 的 存 在, 可 直 接 用 于 催 化 反 应 初 步 研 究 表 明, 该 复 合 材 料 对 过 氧 化 氢 和 还 原 型 烟 酰 胺 腺 嘌 呤 二 核 苷 酸 的 氧 化 还 原 反 应 具 有 很 高 的 电 催 化 活 性, 实 现 了 对 这 些 物 质 的 直 接 电 化 学 检 测 另 外, 通 过 电 纺 方 法 制 备 的 碳 纳 米 碳 纳 米 纤 维 具 有 和 碳 纳 米 管 相 似 的 机 械 强 度 热 稳 定 性 导 电 性 和 比 表 面 积, 二 者 均 可 作 为 良 好 的 金 属 纳 米 颗 粒 催 化 剂 载 体, 在 催 化 燃 料 电 池 和 高 灵 敏 的 化 学 / 生 物 传 感 领 域 具 有 广 阔 的 应 用 前 景 由 于 它 们 具 有 相 似 的 表 面 化 学 性 质, 可 以 用 相 似 的 方 法 对 它 们 进 行 共 价 和 非 共 价 修 饰 然 而, 在 催 化 气 相 沉 积 制 备 碳 纳 米 纤 维 和 碳 纳 米 管 的 过 程 中, 经 常 会 在 产 物 中 含 有 金 属 催 化 剂 石 墨 颗 粒 等 杂 质, 使 得 在 应 用 时 须 进 行 繁 琐 的 纯 化 过 程 ; 而 通 过 共 价 和 非 共 价 的 方 法 在 碳 纳 米 纤 维 和 碳 纳 米 管 表 面 修 饰 金 属 纳 米 颗 粒 则 会 影 响 载 体 材 料 结 构 的 完 整 性 以 及 其 导 电 性 所 以, 急 需 发 展 一 种 非 破 坏 性 高 效 的 金 属 纳 米 颗 粒 / 碳 纳 米 纤 维 或 碳 纳 米 管 复 合 材 料 的 制 备 方 法 中 科 院 长 春 应 化 所 电 分 析 化 学 国 家 重 点 实 验 室 由 天 艳 课 题 组 采 用 一 步 电 纺 技 术 成 功 地 制 备 了 钯 纳 米 颗 粒 / 碳 纳 米 纤 维 复 合 材 料, 并 研 究 了 该 复 合 材 料 的 电 催 化 性 能, 相 关 成 果 发 表 在 先 进 功 能 材 料 上 电 纺 是 一 种 利 用 聚 合 物 溶 液 在 强 电 场 中 进 行 喷 射 纺 丝 的 加 工 技 术, 所 制 备 的 纤 维 直 径 一 般 在 几 十 纳 米 到 几 微 米 之 间, 是 获 得 纳 米 尺 寸 长 纤 维 的 有 效 方 法 之 一 由 天 艳 研 究 小 组 通 过 将 聚 丙 烯 腈 和 醋 酸 钯 溶 于 二 甲 基 甲 酰 胺 中, 然 后 电 纺 制 备 复 合 纳 米 纤 维, 再 经 还 原 和 碳 化 处 理, 制 备 了 钯 纳 米 颗 粒 / 碳 纳 米 纤 维 复 合 材 料 制 备 纤 维 及 其 复 合 材 料 也 被 用 于 其 它 物 质 的 电 化 学 检 测, 显 示 了 良 好 的 电 催 化 活 性, 已 有 多 篇 文 章 发 表 在 Biosens. Bioelectron., Electrochem. Commun. 和 Electroanalysis 等 国 际 期 刊 上 该 研 究 工 作 发 展 了 一 种 简 单 有 效 的 制 备 钯 纳 米 颗 粒 / 碳 纳 米 纤 维 的 方 法, 产 物 中 没 有 其 它 杂 质 存 在, 在 应 用 时 不 需 要 繁 琐 的 纯 化 过 程 通 过 选 用 不 同 的 金 属 前 体, 该 方 法 还 可 扩 展 到 其 它 各 种 金 属 纳 米 颗 粒 / 碳 纳 米 纤 维 复 合 材 料 的 制 备 制 备 的 纳 米 复 合 材 料 可 用 于 电 化 学 生 物 传 感 器 的 制 备 和 燃 料 电 池 电 极 材 料, 并 有 望 用 作 有 机 合 成 反 应 的 催 化 剂 本 研 究 工 作 得 到 了 中 科 院 百 人 计 划 国 家 自 然 科 学 基 金 和 吉 林 省 杰 出 青 年 基 金 项 目 的 资 助 科 学 动 态 / 化 学 通 讯 39

44 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 化 学 元 素 家 族 又 添 新 丁 符 号 暂 定 Uub 德 国 重 离 子 研 究 中 心 10 日 宣 布, 由 该 中 心 人 工 合 成 的 第 112 号 化 学 元 素 已 得 到 国 际 纯 粹 与 应 用 化 学 联 合 会 的 正 式 承 认 大 约 半 年 之 后, 这 一 超 重 元 素 将 获 得 正 式 命 名 据 重 离 子 研 究 中 心 介 绍, 他 们 于 1996 年 在 粒 子 加 速 器 中 用 锌 离 子 轰 击 铅 靶 首 次 成 功 合 成 了 第 112 号 化 学 元 素 的 一 个 原 子,2002 年 重 复 相 同 的 实 验 又 制 造 出 一 个 第 112 号 化 学 元 素 的 原 子 此 后, 日 本 的 一 个 研 究 机 构 于 2004 年 也 合 成 了 这 种 元 素 的 两 个 原 子, 从 而 证 实 了 新 元 素 的 发 现 目 前 第 112 号 化 学 元 素 的 临 时 名 称 是 Ununbium, 相 应 的 元 素 符 号 是 Uub 这 一 名 称 必 需 获 得 国 际 纯 粹 与 应 用 化 学 联 合 会 的 审 核 通 过, 才 能 正 式 启 用 无 需 酶 帮 助 就 能 复 制 的 DNA 样 的 分 子 自 我 复 制 的 能 力 但 是, 在 细 胞 中, 这 一 复 制 的 过 程 需 要 多 种 复 杂 的 酶 的 帮 助, 而 人 们 假 设 这 些 酶 在 生 命 刚 开 始 的 时 候 是 不 存 在 的 Yasuyuki Ura 及 其 共 同 作 者 ( 包 括 提 出 RNA 世 界 假 设 之 父 的 已 故 Leslie Orgel) 完 成 了 一 个 人 们 长 期 以 来 希 望 达 到 的 目 标, 即 构 建 一 个 人 工 合 成 的 DNA 模 拟 物, 该 DNA 模 拟 物 在 溶 液 中 飘 浮 的 时 候 可 改 变 其 碱 基 的 序 列 真 的 DNA 分 子 股 的 主 要 成 分 是 由 糖 和 磷 酸 组 成 的, 但 这 种 分 组 的 主 要 成 分 是 由 氨 基 酸 组 成 的, 而 氨 基 酸 可 模 型 结 构 显 示 了 tpna 和 RNA 之 间 的 复 式 结 构 据 6 月 12 日 的 科 学 杂 志 报 道 说, 在 一 项 提 示 浸 泡 在 地 球 早 期 原 始 混 沌 之 中 的 第 一 个 DNA 或 其 前 体 可 能 是 如 何 复 制 的 研 究 中, 研 究 人 员 构 建 了 一 些 DNA 样 的 分 子 这 些 分 子 为 了 能 和 与 其 互 补 的 分 子 股 匹 配 而 能 调 适 其 本 身 的 序 列, 而 这 一 过 程 无 需 一 套 复 杂 的 酶 系 统 DNA 的 一 个 作 为 遗 传 蓝 图 的 定 义 性 特 征 之 一 就 是 它 的 能 够 能 在 生 命 起 源 的 时 候 已 经 存 在 于 环 境 之 中 而 且, 这 些 附 着 在 该 分 子 主 干 上 的 碱 基 比 那 些 附 着 在 真 的 DNA 上 的 碱 基 要 松 散 得 多 ( 就 像 是 Velcro 式 的 结 合 而 非 黏 胶 样 的 结 合 ), 这 可 解 释 为 什 么 这 些 碱 基 在 没 有 酶 的 帮 助 下 可 以 被 附 加 上 或 移 除 掉 这 些 人 工 合 成 的 分 子 股 可 同 与 其 互 补 的 真 正 的 DNA 进 行 配 对, 并 在 有 不 同 DNA 股 加 入 溶 液 中 的 时 候 调 换 其 分 子 中 的 一 个 碱 基 文 章 的 作 者 提 醒 道, 迄 今 为 止, 这 些 被 研 究 的 分 子 与 真 正 的 DNA 相 比 相 对 要 短 建 立 一 个 墨 镜 王 国 的 一 种 矿 物 质 据 6 月 12 日 的 科 学 杂 志 报 道 说, 科 学 家 们 现 在 已 经 揭 开 了 一 个 关 于 矿 物 质 碘 硫 酸 奎 宁 的 长 期 以 来 存 在 的 谜 团 这 种 矿 物 质 是 在 1852 年 作 为 第 一 种 偏 振 光 物 质 被 人 发 现 的, 此 后 人 们 用 它 建 立 了 Polaroid 王 国 尽 管 人 们 知 道 它 的 重 要 性, 但 人 们 在 此 之 前 对 该 矿 物 质 的 晶 体 结 构 ( 即 在 晶 格 中 原 子 的 精 确 布 局 ) 一 直 没 有 能 够 测 定 Bart Kahr 及 其 同 僚 在 本 期 的 Brevium 中 对 该 矿 物 质 的 结 构 进 行 了 描 述, 并 显 示 沿 着 三 碘 化 物 离 子 链 进 行 的 能 量 转 移 是 如 何 形 成 该 矿 物 质 的 不 同 寻 常 的 光 吸 收 性 质 的 Herapathite 也 被 称 作 碘 硫 酸 奎 宁, 它 是 由 毒 理 学 家 William Bird Herapath 在 检 查 一 种 针 状 结 晶 的 时 候 所 发 现 的 物 质, 它 是 当 碘 酒 被 滴 入 到 一 条 服 用 了 奎 宁 的 狗 的 尿 中 时 所 形 成 的 物 质 这 种 结 晶 是 透 明 的, 除 非 当 它 们 在 以 互 为 直 角 的 情 况 下 重 叠 时 则 变 得 黑 如 深 夜 Herapath 认 识 到, 这 些 重 叠 的 结 晶 物 在 沿 着 该 矿 物 质 的 某 一 特 别 的 轴 心 时 可 吸 收 偏 振 光, 使 它 们 看 上 去 呈 黑 色 75 年 之 后,Edwin Land 研 发 出 了 含 有 碘 硫 酸 奎 宁 的 多 聚 物, 人 们 用 这 种 多 聚 物 来 制 造 偏 振 光 塑 胶 片, 而 这 就 是 用 于 Polaroid 太 阳 镜 和 其 它 装 置 中 的 材 料 Herapathite 的 晶 体 结 构 40 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

45 中 科 院 发 布 我 国 面 向 2050 年 科 技 发 展 路 线 图 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 命 和 产 业 革 命 面 对 全 面 实 现 小 康 社 会 和 现 代 化 建 设 目 标 的 战 略 任 务, 面 对 可 能 发 生 的 新 科 技 革 命, 我 国 必 须 及 早 准 备 路 线 图 提 出, 必 须 构 建 以 科 技 创 新 为 支 撑 的 我 国 八 大 经 济 社 会 基 础 和 战 略 体 系, 即 可 持 续 能 源 与 资 源 体 系 先 进 材 料 与 智 能 绿 色 制 造 体 系 无 所 不 在 的 信 息 网 络 体 系 生 态 高 值 农 业 和 生 物 产 业 体 系 普 惠 健 康 保 障 体 系 生 态 与 环 境 保 育 发 展 体 系 空 天 海 洋 能 力 新 拓 展 体 系 国 家 与 公 共 安 全 体 系 路 线 图 同 时 提 出 必 须 着 力 解 决 影 响 我 国 现 代 化 进 程 的 22 个 战 略 性 科 技 问 题 包 括 高 品 质 基 础 原 材 料 的 绿 色 制 备 中 国 地 下 月 10 日, 中 国 科 学 院 在 京 举 办 创 新 2050: 科 技 革 命 与 中 国 的 未 来 中 国 科 学 院 战 略 研 究 系 列 报 告 新 闻 发 布 会 图 为 全 国 人 大 常 委 会 副 委 员 长 中 国 科 学 院 院 长 路 甬 祥 ( 左 一 ) 发 表 讲 话 新 华 网 俞 玮 摄 中 国 科 学 院 6 月 10 日 在 京 发 布 创 新 2050: 科 技 革 命 与 中 国 的 未 来 系 列 报 告, 为 我 国 描 绘 了 面 向 2050 年 科 技 发 展 路 线 图 这 份 300 多 名 专 家 经 过 一 年 多 研 究 形 成 的 路 线 图 认 为, 当 今 世 界 正 处 在 科 技 创 新 突 破 和 新 科 技 革 命 的 前 夜, 在 今 后 的 10 年 至 20 年, 很 有 可 能 发 生 一 场 以 绿 色 智 能 和 可 持 续 为 特 征 的 新 的 科 技 革 米 透 明 计 划 新 型 核 能 系 统 海 洋 能 力 拓 展 计 划 暗 物 质 与 暗 能 量 的 探 索 人 造 生 命 和 合 成 生 物 学 纳 米 科 技 空 间 科 学 探 测 及 卫 星 系 列 等 据 了 解, 中 科 院 面 向 2050 年 科 技 发 展 路 线 图 战 略 研 究 形 成 了 战 略 研 究 总 报 告 和 能 源 人 口 健 康 矿 产 资 源 空 间 与 海 洋 信 息 材 料 生 态 与 环 境 等 17 个 分 领 域 报 告, 将 以 中 英 文 形 式 陆 续 出 版 中 科 院 还 将 在 此 基 础 上 每 5 年 修 订 一 次 相 关 领 域 路 线 图, 为 国 家 宏 观 科 技 决 策 提 供 科 学 建 议 包 括 17 个 分 领 域 报 告 ; 将 在 此 基 础 上 每 5 年 修 订 一 次 历 史 资 料 : 中 国 科 学 院 于 2007 年 提 出 我 国 能 源 科 技 发 展 50 年 路 线 图 全 国 人 大 常 委 会 副 委 员 长 中 国 科 学 院 院 长 路 甬 祥 9 月 19 日 在 中 科 院 能 源 可 持 续 发 展 战 略 座 谈 会 上 表 示, 从 中 国 未 来 经 济 社 会 发 展 的 战 略 需 求 出 发, 前 瞻 世 界 能 源 科 技 发 展 前 沿, 制 定 中 国 能 源 科 技 发 展 的 战 略 路 线 图, 是 建 设 中 国 能 源 可 持 续 发 展 体 系 实 现 能 源 结 构 优 化 目 标 的 重 要 保 证 中 国 必 须 加 快 建 设 可 再 生 能 源 份 额 逐 步 增 大, 化 石 能 源 得 到 高 效 清 洁 利 用, 能 源 结 构 逐 步 优 化, 满 足 中 国 经 济 社 会 发 展 需 要 的 能 源 可 持 续 发 展 体 系, 并 作 出 30 至 50 年 战 略 规 划 路 甬 祥 说 这 一 路 线 图 包 括 近 期 ( 至 2020 年 ) 重 点 发 展 节 能 和 清 洁 能 源 技 术, 提 高 能 源 效 率, 力 争 突 破 新 一 代 零 排 放 多 联 产 整 体 煤 气 化 联 合 循 环 增 压 流 化 床 联 合 循 环 技 术 等, 解 决 CO 2 捕 捉 储 存 与 利 用 的 关 键 技 术 并 进 行 技 术 示 范, 推 进 煤 炭 高 效 液 化 技 术 煤 基 醇 醚 和 烯 烃 代 油 技 术 进 入 工 程 示 范 和 大 规 模 应 用 阶 段, 积 极 发 展 安 全 清 洁 核 能 技 术 和 非 水 能 的 可 再 生 能 源 技 术, 前 瞻 部 署 非 传 统 化 石 能 源 技 术 中 期 (2030 年 前 后 ) 重 点 推 动 核 能 和 可 再 生 能 源 向 主 力 能 源 发 展 突 破 快 中 子 堆 技 术 并 实 现 其 核 电 机 组 商 业 示 范 发 电, 核 乏 料 有 效 利 用 和 安 全 处 置 技 术 等 突 破 太 阳 能 高 效 转 化 技 术 及 太 阳 能 电 热 集 成 应 用 系 统, 突 破 光 合 作 用 机 理 并 筛 选 或 创 造 高 效 光 生 物 质 转 换 物 种, 实 现 农 业 废 弃 物 纤 维 素 半 纤 维 素 高 效 物 化 / 生 化 转 化 技 术 的 工 业 示 范 和 规 模 产 业 化, 突 破 智 能 能 源 网 格 和 发 展 氢 能 体 系 远 期 (2050 年 前 后 ) 建 成 中 国 可 持 续 能 源 体 系, 总 量 上 基 本 满 足 中 国 经 济 社 会 发 展 的 能 源 需 求, 结 构 上 对 化 石 能 源 的 依 赖 度 降 低 到 60% 以 下, 可 再 生 能 源 成 为 主 导 能 源 之 一 重 点 发 展 可 再 生 能 源 技 术 规 模 化 应 用 和 商 业 化, 力 争 突 破 核 聚 变 能 技 术 路 甬 祥 还 表 示, 要 采 取 切 实 措 施 促 进 中 国 能 源 可 持 续 发 展 体 系 建 设, 包 括 设 立 大 规 模 非 水 能 的 可 再 生 能 源 国 家 重 大 专 项 及 研 发 基 地, 设 立 以 快 中 子 堆 和 钍 资 源 利 用 为 重 点 的 先 进 核 能 系 统 与 核 燃 料 循 环 的 研 究 开 发 和 产 业 化 国 家 重 大 专 项 及 研 发 基 地 等, 以 保 障 2050 年 前 后 中 国 能 源 的 合 理 结 构 和 供 应 科 学 动 态 / 化 学 通 讯 41

46 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter JBC:Arx 蛋 白 质 在 细 胞 核 定 位 分 子 机 理 及 调 控 方 式 研 究 大 分 子 ( 蛋 白 质 和 核 酸 ) 在 细 胞 核 质 间 的 分 布 是 真 核 细 胞 中 最 发 育 和 功 能 密 切 相 关 厦 门 大 学 陶 涛 教 授 实 验 室 首 次 系 统 地 研 重 要 的 生 理 功 能 之 一, 它 在 信 号 传 递, 基 因 转 录 与 调 控, 信 使 RNA 的 究 了 Arx 通 过 不 同 入 核 途 径 在 细 胞 核 定 位 的 分 子 机 理 和 及 其 调 控 分 布 和 核 糖 体 的 组 装 及 分 布 等 生 理 过 程 中 起 关 键 的 调 控 作 用 方 式, 对 进 一 步 研 究 Arx 的 生 理 功 能 提 供 了 重 要 的 帮 助 (JBC, Arx 蛋 白 质 是 一 个 与 细 胞 分 化 和 组 织 发 育 中 至 关 重 要 的 含 published June 3, 2009 as doi: /jbc.m ) homeodomain 转 录 因 子, 它 的 功 能 正 常 与 否 与 脑, 胰 腺 和 睾 丸 的 PLoS 综 合 : 英 调 查 显 示 全 球 学 术 不 端 行 为 普 遍 近 几 年, 各 国 媒 体 不 断 曝 光 科 研 人 员 学 术 作 假 行 为 英 国 一 项 最 新 调 查 发 现, 科 研 学 术 不 端 行 为 可 能 远 比 人 们 想 像 得 严 重, 近 半 数 科 研 人 员 表 示 知 道 自 己 的 同 事 存 在 学 术 不 端 行 为 爱 丁 堡 大 学 丹 尼 尔 德 范 尼 利 等 人 在 新 一 期 网 络 期 刊 科 学 公 共 图 书 馆 综 合 上 介 绍 说, 他 们 对 1986 年 至 2005 年 间 进 行 的 21 项 学 术 不 端 行 为 调 查 进 行 了 统 计 分 析 结 果 发 现, 有 1/7 的 科 学 家 坦 言 他 们 知 道 同 事 有 严 重 违 反 学 术 规 范 的 行 为, 比 如 伪 造 科 研 成 果 等 大 约 46% 的 科 学 家 报 告 说, 自 己 某 些 同 事 在 学 术 研 究 中 的 行 为 值 得 质 疑, 比 如 有 选 择 性 地 报 告 研 究 数 据 迫 于 研 究 资 助 方 的 压 力 修 改 研 究 结 论 等 不 过, 接 受 调 查 的 科 学 家 谈 及 自 己 的 职 业 操 守 时, 只 有 2% 的 人 承 认 自 己 也 曾 不 同 程 度 伪 造 实 验 结 果 科 研 作 假 行 为 一 般 分 为 两 类 : 一 类 是 伪 造, 也 就 是 虚 构 研 究 数 据 ; 另 一 类 是 行 为 不 端, 诸 如 根 据 自 己 的 感 觉 调 整 研 究 数 据 和 隐 瞒 与 此 前 自 己 研 究 成 果 相 矛 盾 的 研 究 数 据 等 韩 国 著 名 干 细 胞 研 究 先 锋 人 物 黄 禹 锡 伪 造 实 验 数 据 的 丑 闻 曾 轰 动 科 学 界 范 尼 利 认 为, 像 黄 禹 锡 这 样 的 严 重 造 假 丑 闻 并 不 像 人 们 认 为 得 那 么 罕 见, 越 来 越 多 的 证 据 表 明, 已 知 的 科 学 欺 诈 行 为 仅 是 冰 山 一 角, 很 多 作 假 行 为 只 不 过 还 没 被 发 现 中 国 科 学 院 长 春 应 用 化 学 研 究 所 在 金 标 纳 米 粒 子 应 用 于 生 物 芯 片 研 究 方 面 取 得 新 进 展 近 来, 中 国 科 学 院 长 春 应 用 化 学 研 究 所 王 振 新 课 题 组, 在 金 标 纳 米 粒 子 的 生 物 芯 片 应 用 研 究 方 面 取 得 重 要 进 展, 相 关 成 果 发 表 在 美 国 分 析 化 学 和 荷 兰 生 物 传 感 器 和 生 物 电 子 上 生 物 芯 片 技 术 是 上 世 纪 90 年 代 以 来 发 展 起 来 的 一 种 高 通 量 分 析 技 术, 在 过 去 的 十 多 年 中 DNA 生 物 芯 片 获 得 了 空 前 的 发 展, 被 广 左 图 为 共 振 光 散 射 为 检 测 手 段 所 获 得 蛋 白 激 酶 A 对 多 肽 磷 酸 化 的 芯 片 图 ; 右 图 为 相 应 点 阵 点 的 表 面 增 强 拉 曼 光 谱 图 其 中, 列 1,2 为 多 肽 底 物 ; 列 3,4 对 照 多 肽 ; 多 肽 浓 度 均 为 10 微 克 / 毫 升 泛 应 用 到 基 因 组 学 研 究 中, 在 基 因 测 序 等 方 面 已 取 得 了 巨 大 成 功 相 对 于 人 类 基 因 组 工 程, 蛋 白 质 / 糖 组 学 的 研 究 更 具 有 挑 战 性, 因 此 发 展 以 生 物 芯 片 技 术 为 基 础 的 快 速 低 成 本 高 通 量 的 蛋 白 质 组 学 分 析 技 术 是 生 命 分 析 的 重 要 任 务 之 一 目 前 生 物 芯 片 主 要 以 荧 光 化 合 物 为 标 记 物 并 应 用 一 个 双 波 长 激 光 共 聚 焦 荧 光 扫 描 仪 作 为 检 测 设 备 由 于 荧 光 标 记 物 发 射 光 谱 较 宽 以 及 在 激 光 照 射 下 存 在 非 均 匀 光 漂 白 现 象, 使 检 测 结 果 存 在 一 定 误 差 并 影 响 其 重 现 性 同 时 因 试 剂 ( 荧 光 标 记 物 等 ) 价 格 昂 贵 等 原 因 芯 片 的 制 作 成 本 还 有 待 于 进 一 步 的 降 低 该 课 题 组 以 生 物 分 子 修 饰 的 金 纳 米 粒 子 为 生 物 芯 片 标 记 物, 应 用 表 面 增 强 拉 曼 光 谱 和 共 振 光 散 射 为 检 测 手 段 研 制 新 型 生 物 芯 片, 成 功 的 实 现 了 多 肽, 蛋 白 质, 糖 类 物 质 检 测 以 及 底 物 与 酶 和 蛋 白 质 与 抗 体 之 间 相 互 作 用 研 究 该 技 术 方 法 具 有 通 用 性, 灵 敏 度 高, 选 择 性 好 以 及 样 品 消 耗 量 少 等 特 点 其 中 对 基 底 表 面 固 定 蛋 白 质 检 测 限 达 到 10 飞 克, 对 于 溶 液 中 抗 体 的 检 测 可 达 到 1 皮 克 / 毫 升, 相 对 于 传 统 的 荧 光 标 记 法 均 提 高 3 个 数 量 级 相 关 糖 类 物 质 检 测 线 性 范 围 比 荧 光 法 宽 2 个 数 量 级 获 得 了 蛋 白 激 酶 A 与 其 底 物 不 同 种 抑 制 剂 之 间 的 选 择 性 抑 制 作 用 及 半 数 抑 制 浓 度 曲 线 这 一 成 果 将 被 进 一 步 应 用 于 细 菌 识 别, 细 粘 附, 酶 抑 制 剂 筛 选 等 研 究 中 本 研 究 得 到 国 家 自 然 科 学 基 金 中 科 院 " 百 人 " 计 划 中 科 院 知 识 创 新 工 程 重 要 方 向 项 目, 拜 耳 公 司 的 资 助 42 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

47 Nature Methods: 实 验 用 数 据 库 与 搜 索 引 擎 区 别 影 响 蛋 白 质 组 实 验 结 果 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 液 相 色 谱 - 串 联 质 谱 分 析 已 经 成 为 蛋 白 质 组 研 究 中 应 用 最 广 泛 的 技 术 策 略 但 是, 不 同 的 实 验 室 由 于 采 用 不 同 的 仪 器 不 同 的 搜 索 引 擎 和 不 同 的 数 据 库, 对 同 一 样 品 的 分 析 往 往 得 到 不 同 的 结 果 为 探 讨 这 一 问 题, 该 中 心 钱 小 红 研 究 员 贺 福 初 院 士 课 题 组 与 国 际 蛋 白 质 组 学 领 域 26 家 重 要 实 验 室, 共 同 参 与 国 际 人 类 蛋 白 质 组 组 织 (HUPO) 发 起 的 针 对 以 生 物 质 谱 为 基 础 的 蛋 白 质 组 学 研 究 共 性 技 术 问 题 的 系 统 分 析, 通 过 比 较 不 同 实 验 室 对 20 种 标 准 蛋 白 样 本 的 鉴 定 结 果, 发 现 即 使 采 用 高 度 纯 化 的 蛋 白 质 作 为 样 本, 大 部 分 实 验 室 还 是 不 能 提 供 完 全 正 确 的 鉴 定 结 果 通 过 对 原 始 数 据 的 进 一 步 分 析 表 明, 产 生 上 述 问 题 的 关 键 在 于 所 用 数 据 库 与 搜 索 引 擎 的 区 别 随 着 数 据 库 和 搜 索 引 擎 的 改 进, 蛋 白 质 组 分 析 结 果 的 可 靠 性 会 大 大 提 高 相 关 工 作 新 近 发 表 于 自 然 - 方 法 原 始 出 处 :Nature Methods 6, (2009)17 May 2009 doi: /nmeth.1333 MCP: 蛋 白 质 组 网 络 中 信 号 流 方 向 性 的 规 模 化 预 测 理 论 及 方 法 生 命 系 统 复 杂 性 最 重 要 的 特 征 不 仅 在 于 其 组 成 成 分 的 复 杂 性, 更 在 于 各 组 成 成 分 之 间 的 关 系, 而 在 所 有 的 这 些 关 系 中, 蛋 白 质 之 间 的 相 互 作 用 在 形 成 几 乎 所 有 生 命 系 统 调 控 各 种 生 理 / 病 理 进 程 中 发 挥 至 关 重 要 的 作 用 近 来, 人 们 发 展 了 许 多 高 通 量 的 实 验 方 法, 并 以 此 发 现 建 立 了 越 来 越 多 的 蛋 白 质 相 互 作 用 网 络 但 是, 现 有 的 蛋 白 质 相 互 作 用 网 络 只 能 反 映 蛋 白 质 之 间 存 在 连 接 关 系, 而 真 实 生 命 体 系 中 大 部 分 的 蛋 白 质 相 互 作 用 具 有 信 号 转 导 转 录 激 活 / 抑 制 等 明 显 的 信 号 流 方 向 性 准 确 高 效 大 规 模 预 测 蛋 白 质 相 互 作 用 网 络 中 相 互 作 用 的 信 号 流 方 向 发 现 潜 在 的 信 号 转 导 通 路, 为 众 多 领 域 的 生 物 科 学 工 作 者 所 期 待, 但 一 直 是 未 能 破 解 的 世 界 性 难 题 北 京 蛋 白 质 组 研 究 中 心 朱 云 平 研 究 员 贺 福 初 院 士 课 题 组 刘 伟 博 士 等 第 一 次 提 出 蛋 白 质 间 结 构 域 的 相 互 作 用 在 一 定 程 度 上 决 定 了 它 们 之 间 的 信 号 流 走 向 的 假 设 ; 进 而 基 于 这 个 假 设 发 展 了 一 种 新 的 理 论 方 法 来 预 测 蛋 白 质 组 网 络 中 信 号 流 的 方 向 性, 并 被 成 功 地 用 于 网 络 中 未 知 信 号 转 导 通 路 的 规 模 化 挖 掘 该 方 法 不 需 要 其 它 任 何 先 验 知 识, 仅 根 据 蛋 白 质 中 包 含 的 结 构 域 就 可 以 快 速 地 推 断 出 相 互 作 用 蛋 白 质 间 的 信 号 流 方 向 系 统 地 发 掘 出 蛋 白 质 组 网 络 中 潜 在 的 大 量 信 号 通 路 该 方 法 应 用 范 围 广 泛, 其 预 测 结 果 可 为 实 验 研 究 提 供 重 要 的 研 究 线 索 该 方 法 已 被 成 功 地 用 于 大 规 模 预 测 和 揭 示 人 类 蛋 白 质 组 成 员 间 相 互 作 用 的 信 号 流 方 向, 并 构 建 第 一 个 具 有 明 确 作 用 方 向 的 人 蛋 白 质 组 相 互 作 用 网 络, 揭 示 了 大 量 未 知 的 信 号 转 导 通 路 它 们 将 为 人 们 理 解 生 命 系 统 中 的 信 息 网 络 等 重 要 理 论 问 题 提 供 全 新 的 视 野 相 关 工 作 近 期 在 线 发 表 于 分 子 与 细 胞 蛋 白 质 组 学 原 始 出 处 :M ol. C ell. P r ote o m ics, Ju n 2009; doi: /mcp.m mcp200 长 春 应 用 化 学 研 究 所 首 创 两 相 热 法 制 备 磁 性 四 氧 化 三 锰 纳 米 晶 磁 性 四 氧 化 三 锰 在 高 密 度 磁 记 忆 存 储 媒 介 催 化 剂 离 子 交 换 分 子 吸 附 电 化 学 材 料 变 阻 器 和 太 阳 能 转 化 等 方 面 有 广 泛 应 用, 因 而 在 纳 米 材 料 研 究 中 倍 受 关 注 磁 性 材 料 的 性 能 通 常 对 其 尺 寸 形 貌 十 分 敏 感, 主 要 是 磁 学 上 的 各 向 异 性 带 来 的 影 响 因 而, 发 展 尺 寸 和 形 貌 可 控 的 磁 性 四 氧 化 三 锰 纳 米 晶 制 备 技 术 无 论 对 基 础 研 究 还 是 应 用 领 域 都 是 非 常 重 要 的 长 春 应 用 化 学 研 究 所 高 分 子 物 理 与 化 学 国 家 重 点 实 验 室 姬 相 玲 课 题 组 采 用 两 相 热 法 成 功 地 制 备 了 尺 寸 形 貌 可 控 的 四 氧 化 三 锰 纳 米 晶, 并 对 其 性 能 进 行 了 研 究, 相 关 工 作 发 表 在 德 国 微 尺 度 杂 志 上 (Small, 2008, 4, 77-81) 该 两 相 热 法 将 硬 脂 酸 锰 和 配 体 溶 解 在 甲 苯 中 作 为 油 相, 叔 丁 胺 溶 解 在 水 中 作 为 水 相, 反 应 在 高 压 釜 中 进 行, 利 用 油 - 水 之 间 的 科 学 动 态 / 化 学 通 讯 43

48 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 界 面 反 应 制 备 了 尺 寸 形 貌 可 控 的 四 氧 化 三 锰 纳 米 晶 通 过 调 节 反 应 时 间 和 反 应 温 度 能 够 得 到 尺 寸 和 形 貌 可 控 的 方 形 球 形 等 Mn3O4 纳 米 晶 ( 见 图 1) 所 制 备 的 Mn3O4 纳 米 晶 在 低 温 下 表 现 了 铁 磁 性, 而 在 室 温 下 为 顺 磁 性, 纳 米 晶 的 磁 学 性 能 与 其 尺 寸 和 形 貌 有 着 密 切 的 关 系 相 同 形 貌 的 小 尺 寸 纳 米 晶 的 居 里 温 度 TC 和 阻 塞 温 度 TB 值 较 低 ( 见 图 2), 而 方 形 的 纳 米 晶 较 同 尺 寸 的 球 形 或 扭 曲 形 纳 米 晶 有 更 高 的 TC 和 TB 值 该 研 究 工 作 发 展 了 一 种 简 单 有 效 地 制 备 磁 性 四 氧 化 三 锰 纳 米 晶 的 方 法, 并 且 该 方 法 还 可 以 制 备 II-VI 族 半 导 体 纳 米 晶 和 其 它 金 属 氧 化 物 纳 米 晶 图 1 不 同 反 应 温 度 下 Mn3O4 纳 米 晶 透 射 电 镜 及 高 分 辨 透 射 电 镜 照 片,(a b c)120oc (d e f)150oc (g h i)180oc 图 2 不 同 尺 寸 Mn3O4 纳 米 晶 对 应 的 磁 化 曲 线 5.0 nm ( 三 角 形 ), 9.7 nm ( 圆 点 ), 13.4 nm ( 五 角 星 形 ) 化 学 所 成 功 研 制 多 比 特 有 机 场 效 应 晶 体 管 存 储 器 件 在 国 家 自 然 科 学 基 金 委 科 技 部 中 科 院 的 大 力 支 持 下, 化 学 所 在 多 比 特 有 机 场 效 应 晶 体 管 存 储 器 件 研 究 方 面 取 得 进 展, 有 关 研 究 成 果 发 表 在 近 期 的 Adv. Mater. (2009, 21, ) 上 有 机 场 效 应 晶 体 管 存 储 器 件 研 究 是 有 机 存 储 器 件 重 要 的 研 究 方 向 之 一, 因 为 它 不 仅 具 有 晶 体 管 的 开 关 功 能 同 时 还 能 够 存 储 信 息 过 去 的 相 关 研 究 主 要 集 中 在 单 比 特 器 件 上, 很 少 涉 足 多 比 特 存 储 领 域 就 市 场 需 求, 如 何 进 一 步 降 低 成 本, 是 其 关 注 的 重 点 一 般 说 来 从 工 艺 上 有 两 个 途 径 : 增 加 器 件 在 单 位 面 积 内 的 集 成 密 度 或 增 加 单 个 器 件 的 信 息 存 储 量 由 于 光 刻 工 艺 的 限 制, 不 可 能 无 限 的 增 加 集 成 密 度, 因 此 人 们 越 来 越 倾 向 于 第 二 种 途 径 由 于 相 关 研 究 较 少, 如 何 来 实 现 有 机 场 效 应 晶 体 管 的 多 比 特 存 储 就 成 为 很 有 挑 战 性 的 研 究 工 作 最 近, 化 学 所 有 机 固 体 院 重 点 实 验 室 科 研 人 员 成 功 研 制 了 多 比 特 有 机 场 效 应 晶 体 管 器 件 他 们 巧 妙 地 将 光 辅 助 效 应 和 聚 合 物 修 饰 场 效 应 晶 体 管 结 构 相 结 合, 探 索 出 实 现 有 机 场 效 应 晶 体 管 的 多 比 特 存 储 的 光 电 工 艺 过 程 研 究 发 现, 该 工 艺 成 功 地 实 现 了 单 个 器 件 多 于 2 比 特 的 信 息 存 储, 同 时 存 储 时 间 在 250 小 时 以 上 该 研 究 成 功 将 多 比 特 存 储 概 念 引 入 有 机 场 效 应 晶 体 管 中, 并 得 以 实 现, 这 将 推 动 有 机 存 储 器 件 研 究 的 进 一 步 发 展 器 件 结 构 和 电 学 性 能 在 不 同 光 电 过 程 中 随 时 间 的 变 化 有 机 固 体 院 重 点 实 验 室 2009 年 6 月 16 日 44 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

49 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 Nature: 甲 型 H1N1 流 感 病 毒 外 形 为 杆 状 而 非 球 状 体 态 细 长 的 甲 型 H1N1 流 感 病 毒 日 本 东 京 大 学 医 科 研 究 所 野 田 岳 志 拍 摄 据 朝 日 新 闻 6 月 15 日 报 道, 日 本 东 京 大 学 医 科 研 究 所 的 河 冈 义 裕 教 授 及 其 同 事, 近 日 通 过 电 子 显 微 镜 拍 摄 出 甲 型 H1N1 流 感 病 毒 的 样 貌 照 片 显 示, 该 病 毒 形 状 为 细 长 型, 该 照 片 已 被 发 表 在 英 国 科 学 杂 志 自 然 网 络 版 上 而 在 此 次 流 感 刚 流 行 时, 美 国 疾 病 控 制 与 预 防 中 心 (CDC) 发 表 的 流 感 病 毒 形 态 为 圆 形 照 片, 被 证 明 是 该 流 感 病 毒 的 断 片 报 道 称, 此 断 片 是 因 为 CDC 在 拍 摄 前 使 用 了 离 心 分 离 机, 导 致 流 感 病 毒 的 部 分 身 体 与 杂 质 一 起 被 清 除 而 造 成 美 国 疾 病 控 制 与 预 防 中 心 (CDC) 发 表 的 圆 形 甲 型 H1N1 流 感 病 毒 形 态 的 电 子 显 微 镜 照 片 的 据 河 冈 义 裕 教 授 研 究 证 明, 与 其 他 形 态 的 病 毒 相 比, 细 长 的 甲 型 H1N1 流 感 病 毒 更 容 易 附 着 在 人 体 的 鼻 粘 膜 等 组 织 上, 从 而 侵 入 人 体 另 外 也 更 容 易 发 生 变 异 它 的 高 传 染 性 和 变 异 潜 力 应 当 受 到 科 学 界 医 学 界 更 高 的 关 注 ( 生 物 谷 ) 参 考 文 献 :Nature 21 May 2009 Nature doi: / news 科 学 家 制 备 出 光 能 纳 米 分 子 马 达 大 学 化 学 系 华 裔 科 学 家 谭 蔚 泓 教 授 领 导 的 一 个 研 究 小 组 完 成 谭 蔚 泓 在 大 洋 彼 岸 接 受 了 科 学 时 报 的 电 话 采 访 他 介 绍, 这 个 马 达 主 要 由 一 个 具 有 发 夹 结 构 的 DNA 分 子 组 成, 并 嵌 入 了 光 敏 性 的 偶 氮 苯 组 分 来 完 成 可 逆 的 光 控 转 换 操 作 在 紫 外 可 见 光 的 照 射 下, 这 个 单 分 子 纳 米 马 达 可 以 达 到 40%-50% 的 开 关 转 换 效 率 同 时, 在 常 温 常 压 条 件 下, 纳 米 马 达 就 可 以 表 现 出 良 好 的 规 整 的 可 控 性, 并 具 有 无 废 料 排 除 的 特 性. 与 其 他 多 组 分 的 DNA 纳 米 马 达 相 比, 近 日, 国 际 学 术 期 刊 纳 米 通 讯 在 线 报 道 了 一 种 新 型 的 由 光 子 驱 动 的 分 子 纳 米 马 达 这 种 单 分 子 马 达 将 光 能 高 效 地 转 变 成 机 械 力, 不 仅 能 将 光 能 的 利 用 率 从 过 去 的 10% 提 高 到 25% 以 上, 还 没 有 人 们 所 忧 虑 的 在 其 过 程 中 所 产 生 的 环 境 污 染 问 题 据 介 绍, 分 子 马 达 可 以 为 未 来 的 纳 米 器 件 提 供 一 种 能 量 源 泉. 如 果 要 实 现 纳 米 机 器 的 设 想, 提 供 能 量 的 动 力 系 统 是 个 关 键 部 分, 即 使 工 艺 再 精 致, 人 们 也 不 可 能 制 作 出 纳 米 数 量 级 的 机 械 动 力 系 统, 所 以 科 学 家 们 寄 希 望 于 分 子 马 达 可 以 为 纳 米 机 器 提 供 动 力. 这 项 研 究 由 美 国 佛 罗 里 达 这 种 单 分 子 马 达 由 于 其 单 组 分 特 性, 分 子 运 动 主 要 受 独 特 的 分 子 内 相 互 作 用 的 影 响, 从 而 可 以 减 少 分 子 间 作 用 力 的 干 涉, 并 表 现 为 浓 度 非 依 赖 性 他 主 持 的 这 项 研 究 由 美 国 科 学 基 金 会 和 卫 生 总 署 支 持 研 究 小 组 设 计 的 由 光 子 控 制 驱 动 的 单 分 子 纳 米 马 达, 由 一 个 分 子 吸 收 一 个 光 子 后, 可 产 生 大 约 的 牛 顿 力, 并 做 机 械 运 动 与 科 学 家 以 往 研 究 不 同 的 是 : 过 去 关 于 太 阳 能 的 研 究 主 要 是 光 热 转 换 或 光 电 转 换, 而 非 直 接 产 生 机 械 力 目 前, 他 们 设 计 的 单 分 子 马 达, 理 论 上 的 光 能 利 用 率 很 高, 目 前 实 验 实 现 的 利 用 率 为 科 学 动 态 / 化 学 通 讯 45

50 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 25% 他 们 设 计 的 单 个 纳 米 马 达 的 尺 寸 只 有 2-5 纳 米, 若 把 这 些 马 达 组 装 在 一 起, 尺 寸 可 达 到 纳 米 因 此, 若 把 这 种 马 达 用 来 吸 收 太 阳 能, 相 比 传 统 的 太 阳 能 电 池, 能 更 有 效 地 利 用 太 阳 能 然 而, 纳 米 马 达 产 生 的 动 力 与 其 尺 寸 有 关 纳 米 马 达 尺 寸 很 小, 目 前 这 项 技 术 离 实 用 还 有 很 远 的 距 离 如 果 要 用 这 种 马 达 来 驱 动 汽 车 或 其 他 大 型 设 备, 需 要 把 大 量 的 纳 米 马 达 装 配 在 一 起, 目 前 尚 有 困 难 谭 蔚 泓 说 : 主 要 的 困 难 在 于 如 何 把 这 些 马 达 由 阳 光 照 射 所 产 生 的 分 子 级 动 力 累 积 在 一 起, 输 出 可 用 的 动 力 目 前 我 们 已 开 始 制 造 这 类 装 置 的 原 型 机 他 还 介 绍, 研 究 小 组 中 的 博 士 研 究 生 康 怀 志 和 陈 燕 正 在 研 究 分 子 组 装 方 法, 把 单 个 的 分 子 马 达 有 序 地 结 合 起 来, 以 充 分 利 用 太 阳 提 供 的 光 能 这 种 分 子 组 装 方 法 可 将 大 量 的 分 子 集 合 起 来, 以 实 现 有 效 的 分 子 力 的 利 用 谭 蔚 泓 曾 先 后 就 读 于 湖 南 师 范 大 学 和 中 国 科 学 院 1993 年 获 美 国 密 执 安 大 学 博 士 学 位 目 前 为 佛 罗 里 达 大 学 化 学 系 教 授 纳 米 生 物 技 术 研 究 中 心 副 主 任, 并 在 该 校 癌 症 研 究 中 心 和 大 脑 研 究 所 担 任 研 究 员 自 然 社 论 : 动 物 源 性 疾 病 监 控 网 络 亟 需 加 强 6 月 18 日 出 版 的 自 然 杂 志 发 表 社 论 畜 牧 场 : 争 论 的 中 心 (Animal farm: pig in the middle), 对 当 下 的 流 感 疫 情 进 行 了 分 析 社 论 说,2009 年 的 流 感 大 流 行 凸 显 了 成 立 动 物 源 性 疾 病 独 立 国 际 研 究 机 构 的 必 要 性 以 下 为 社 论 主 要 内 容 : 当 确 认 2009 年 大 流 行 的 流 感 病 毒 是 来 自 猪 的 时 候, 动 物 保 健 学 家 发 现 自 己 处 于 一 个 尴 尬 的 境 地 当 公 共 卫 生 学 家 正 在 努 力 保 卫 68 亿 人 健 康 的 时 候, 动 物 保 健 学 家 则 要 去 跟 政 府 机 构 协 商 关 于 家 畜 与 肉 类 制 品 贸 易 的 问 题 这 里 涉 及 很 多 利 益 冲 突 当 今 年 的 流 感 在 墨 西 哥 和 美 国 刚 刚 爆 发 之 际, 世 界 动 物 卫 生 组 织 花 了 大 量 力 气 让 人 们 不 去 称 呼 猪 流 感 世 界 动 物 卫 生 组 织 担 心 这 样 会 影 响 各 国 政 府 采 取 不 必 要 的 措 施 去 限 制 生 猪 或 猪 肉 贸 易 然 而, 通 过 大 量 的 基 因 组 学 证 据 表 明, 猪 流 感 这 个 称 呼 是 适 当 的 该 病 毒 就 是 由 几 种 猪 流 感 病 毒 重 组 而 成 的 世 界 动 物 卫 生 组 织 尽 量 淡 化 2009 年 流 感 来 自 猪 的 可 能 性, 并 提 到 除 了 加 拿 大 一 家 农 场 外 还 没 有 猪 被 感 染, 但 是 并 没 有 人 去 花 力 气 作 全 面 的 调 查 官 方 没 必 要 去 公 布 这 样 的 消 息, 因 为 动 物 一 般 会 痊 愈 而 农 民 也 没 必 要 报 告 这 个, 否 则 很 可 能 召 来 不 必 要 的 麻 烦 还 有 就 是, 现 在 已 经 没 有 用 来 进 行 广 泛 流 感 监 控 的 资 助 了 但 公 共 卫 生 学 家 称, 如 果 病 毒 在 人 畜 之 间 反 复 感 染 的 话, 那 将 产 生 更 加 危 险 的 病 原 体 人 畜 共 患 疾 病 需 要 再 议, 世 界 动 物 卫 生 组 织 更 愿 意 让 一 个 独 立 的 机 构 来 研 究 世 界 动 物 卫 生 组 织 / 联 合 国 粮 农 组 织 动 物 流 感 专 家 网 络 (OFFLU) 坦 言 需 要 各 国 分 享 病 毒 样 本 和 基 因 序 列 以 作 研 究 之 用, 并 建 立 了 世 界 卫 生 组 织 和 其 他 公 共 卫 生 机 构 的 沟 通 渠 道 目 前 需 要 国 际 支 持 OFFLU 这 样 的 网 络 组 织, 以 便 使 他 们 有 足 够 经 费 进 行 研 究, 并 协 调 全 球 流 感 与 其 它 动 物 源 性 疾 病 的 监 控 世 界 卫 生 组 织 和 其 他 公 共 卫 生 机 构 需 要 作 为 主 要 的 网 络 机 构 2009 年 的 流 感 迫 使 科 学 家 要 面 对 动 物 源 性 疾 病, 而 其 监 控 在 19 世 纪 就 已 经 存 在, 但 一 直 存 在 资 金 不 足 动 物 卫 生 机 构 和 公 共 卫 生 机 构 必 须 加 强 资 助 该 领 域 的 联 合 和 创 新 ( 科 学 网 ) 德 国 科 学 家 证 实 : 饮 酒 6 分 钟 酒 精 可 上 头 喝 酒 的 人 常 把 酒 是 否 容 易 上 头 作 为 评 判 标 准 之 一 德 国 科 学 家 经 人 体 实 验 首 次 证 实, 在 饮 酒 6 分 钟 后, 脑 细 胞 即 出 现 变 化, 表 明 酒 到 达 大 脑 并 开 始 损 伤 脑 细 胞 人 体 实 验 以 往 的 酒 精 测 试 仅 在 动 物 身 上 进 行 德 国 海 德 堡 大 学 医 院 神 经 放 射 学 部 研 究 人 员 此 次 找 来 8 名 男 性 和 7 名 女 性 志 愿 者 接 受 测 试 实 验 对 象 被 要 求 接 受 核 磁 共 振 脑 部 扫 描, 同 时 通 过 一 根 90 厘 米 长 的 吸 管 喝 下 一 定 量 的 酒, 其 酒 精 含 量 相 当 于 三 杯 啤 酒 或 两 杯 葡 萄 酒 之 所 以 定 下 这 个 酒 精 摄 入 标 准, 是 因 为 它 可 以 使 人 体 血 液 中 的 酒 精 含 量 达 到 0.05% 至 0.06% 这 一 程 度 的 酒 精 含 量 使 人 无 法 正 常 驾 驶 车 辆, 但 不 至 于 出 现 严 重 醉 酒 现 象 核 磁 共 振 脑 部 扫 描 可 以 让 研 究 人 员 观 察 到 受 试 者 饮 酒 后 脑 细 胞 组 织 结 构 的 细 微 变 化 速 度 惊 人 扫 描 结 果 显 示, 仅 需 6 分 钟, 受 试 者 的 脑 细 胞 就 开 始 出 现 变 化 大 脑 开 始 使 用 酒 中 的 糖 分 为 运 转 提 供 能 量, 而 不 是 使 用 血 液 中 基 本 的 循 环 糖 葡 萄 糖 ( 单 糖 ) 这 意 味 着 此 时 脑 细 胞 已 受 到 损 害 负 责 实 验 的 海 德 堡 大 学 医 院 神 经 学 家 阿 明 比 勒 说, 研 究 显 示 出 随 酒 精 摄 入 的 能 量 来 源 更 替 46 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

51 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 随 着 血 液 中 酒 精 浓 度 升 高, 通 常 情 况 下 可 保 护 脑 细 胞 的 物 质, 如 能 量 代 谢 物 肌 酸 会 出 现 减 少 如 果 饮 酒 量 增 大, 脑 细 胞 其 他 成 分, 如 与 细 胞 膜 构 成 有 关 的 胆 碱 也 会 随 之 减 少 这 很 可 能 预 示 着, 酒 精 触 发 脑 细 胞 膜 构 成 的 改 变 研 究 报 告 发 表 于 最 新 一 期 英 国 脑 血 流 与 代 谢 杂 志 (Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism) 男 女 一 样 研 究 人 员 还 发 现, 饮 酒 后, 男 性 和 女 性 的 大 脑 对 酒 精 的 反 应 并 无 二 致 而 且, 尽 管 酒 对 脑 细 胞 的 损 害 可 能 只 是 短 期 存 在, 但 之 后 脑 细 胞 要 花 较 长 时 间 才 能 完 成 自 我 修 复 比 勒 说 : 实 验 次 日 的 跟 踪 研 究 显 示, 健 康 人 士 中 等 程 度 饮 酒 后, 其 脑 代 谢 物 的 变 化 完 全 可 逆 但 我 们 还 是 推 测, 大 脑 针 对 酒 精 损 伤 的 修 复 能 力 随 酒 精 摄 入 量 增 加 而 减 弱 或 消 失 先 前 研 究 显 示, 饮 酒 可 使 大 脑 萎 缩 美 国 研 究 人 员 发 现, 那 些 平 均 每 天 饮 酒 两 次 以 上 的 人, 其 脑 体 积 比 禁 酒 者 小 1.6% 而 人 体 衰 老 导 致 的 脑 细 胞 死 亡, 每 年 只 会 使 大 脑 萎 缩 0.19% 实 验 呈 现 出 的 饮 酒 后 大 脑 剧 烈 变 化 或 许 会 成 为 酒 精 造 成 永 久 脑 损 伤 的 基 础, 不 过 这 有 待 进 一 步 研 究, 他 说 ( 科 学 网 ) Nature Medicine: 发 现 癌 症 患 者 疼 痛 的 分 子 机 制 癌 症 患 者 常 遭 受 剧 烈 疼 痛 折 磨, 而 现 有 药 物 常 常 不 能 有 效 镇 痛 德 国 研 究 人 员 日 前 报 告 说 找 到 了 癌 症 产 生 剧 痛 的 原 因, 有 望 帮 助 癌 症 患 者 缓 解 疼 痛 德 国 海 德 堡 大 学 药 理 学 研 究 所 16 日 发 表 新 闻 公 报 说, 研 究 人 员 在 检 查 实 验 鼠 身 上 的 肿 瘤 释 放 哪 些 信 号 物 质 时, 发 现 了 两 种 特 殊 的 分 子 通 过 电 极 检 测, 发 现 癌 变 组 织 周 围 的 神 经 细 胞 与 这 些 分 子 接 触 后 变 得 对 压 力 特 别 敏 感 现 实 生 活 中, 癌 症 患 者 常 常 因 为 碰 到 肿 瘤 部 位 而 感 到 疼 痛 肿 瘤 生 长 本 身 也 会 产 生 压 力, 从 而 引 发 疼 痛 此 外, 癌 细 胞 似 乎 也 利 用 这 些 特 殊 分 子 来 促 进 自 己 的 生 长 在 进 一 步 的 动 物 实 验 中, 研 究 人 员 通 过 注 射 抗 体 蛋 白 质, 封 锁 了 神 经 细 胞 与 肿 瘤 释 放 的 信 号 物 质 的 接 触 点, 结 果 癌 变 组 织 周 边 神 经 细 胞 的 敏 感 性 和 肿 瘤 的 生 长 速 度 都 有 所 下 降 公 报 说, 下 一 步 研 究 人 员 将 验 证 在 人 体 肿 瘤 部 位 采 取 类 似 措 施 是 否 也 能 起 到 镇 痛 的 效 果 ( 生 物 谷 ) 参 考 文 献 : Nature Medicine 7 June 2009 doi: /nm.1976 中 国 在 国 际 学 术 杂 志 发 表 的 论 文 日 渐 增 加 一 项 研 究 发 现, 在 过 去 的 十 年 里, 中 国 在 主 要 国 际 学 术 杂 志 上 发 表 的 研 究 已 经 增 加 到 了 原 来 的 3 倍 由 自 然 中 国 上 个 月 (6 月 24 日 ) 发 表 的 这 项 研 究 回 顾 了 2000 年 到 2009 年 中 国 大 陆 发 表 在 5 份 主 要 的 国 际 学 术 杂 志 - 细 胞 柳 叶 刀 自 然 新 英 格 兰 医 学 杂 志 以 及 科 学 - 上 的 科 研 论 文 数 量 它 发 现 每 份 杂 志 上 发 表 的 中 国 大 陆 论 文 的 平 均 数 量 已 经 从 2000 年 的 7 篇 上 升 到 了 2009 年 前 半 年 的 25 篇 到 2009 年 6 月, 中 国 大 陆 的 科 学 家 已 经 在 自 然 杂 志 上 发 表 了 81 篇 论 文, 在 科 学 杂 志 上 发 表 了 59 篇 论 文 他 们 在 新 英 格 兰 医 学 杂 志 上 发 表 的 论 文 最 少, 总 计 只 有 5 篇 自 然 中 国 的 主 编 Felix Cheung 告 诉 本 网 站 说, 另 一 个 对 该 网 站 的 2007 和 2008 年 的 研 究 集 锦 ( 对 来 自 中 国 内 地 和 香 港 的 科 学 家 发 表 的 最 好 的 论 文 的 摘 要 ) 的 分 析 表 明, 发 表 的 论 文 大 多 来 自 化 学 和 材 料 科 学 领 域 2006 年 对 科 学 信 息 研 究 所 (ISI) 收 录 的 论 文 的 一 项 分 析 发 现, 中 国 的 高 引 用 率 论 文 的 37% 是 和 化 学 有 关 的 中 医 药 的 论 文 也 很 多, 它 排 在 了 自 然 中 国 的 研 究 集 锦 的 第 4 位 Cheung 告 诉 本 网 站 说, 他 认 为 中 医 药 论 文 的 流 行 是 因 为 西 方 社 会 正 在 越 来 越 多 地 对 自 然 医 学 和 另 类 疗 法 感 兴 趣 在 西 方 医 学 和 中 医 之 间 仍 然 有 很 大 的 鸿 沟, 而 研 究 将 帮 助 连 接 着 两 种 文 化, 他 说 由 汤 姆 森 - 路 透 集 团 今 年 早 些 时 候 发 表 的 一 项 研 究 显 示, 按 照 Web of Science( 这 是 一 个 提 供 对 全 世 界 主 要 引 文 数 据 库 访 问 的 来 源 ) 收 录 的 期 刊 上 发 表 的 论 文 数 量, 中 国 排 在 全 世 界 的 第 4 位, 从 的 占 全 世 界 总 数 的 1.5% 跃 升 到 了 的 6.2% Cheung 说, 科 学 家 认 识 到 了 中 国 科 学 的 最 大 弱 点 是 科 学 家 更 看 重 数 量 而 不 是 质 量 我 们 需 要 停 止 集 体 制 造 论 文, 而 把 重 点 放 在 创 新 观 念 和 世 界 影 响 力 上, 他 说 他 还 说, 考 虑 到 这 5 份 杂 志 每 年 发 表 在 原 始 研 究 论 文 的 总 数 大 约 是 3000 篇, 中 国 科 学 家 需 要 增 加 在 顶 级 国 际 杂 志 上 的 发 表 记 录 - 而 2009 年 中 国 在 这 些 杂 志 上 发 表 论 文 的 总 数 的 最 乐 观 估 计 是 大 约 50 Cheung 告 诉 本 网 站 说 : 在 化 学 之 外 的 领 域, 中 国 还 不 那 么 强 大 - 但 是 这 个 国 家 正 在 追 赶 上 来 科 学 动 态 / 化 学 通 讯 47

52 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 在 雪 貂 中 比 较 猪 流 感 和 季 节 性 流 感 7 月 3 日 的 科 学 杂 志 有 2 项 研 究 报 告 说, 与 季 节 性 流 感 相 比, 2009 年 的 A 型 (H1N1) 流 感 病 毒 在 雪 貂 模 型 中 会 引 起 略 微 严 重 的 病 症 这 些 发 现 可 帮 助 解 释 为 什 么 新 型 的 H1N1 大 流 行 的 症 状 中 包 括 某 些 普 通 流 感 所 通 常 没 有 的 症 状, 如 胃 肠 道 不 适 和 呕 吐 等 人 们 认 为 雪 貂 是 研 究 流 感 的 一 种 良 好 的 动 物 模 型, 因 为 它 们 受 流 感 病 毒 影 响 的 方 式 与 人 相 似 这 两 项 研 究 分 析 了 感 染 了 2009 年 A 型 (H1N1) 流 感 病 毒 的 雪 貂 的 情 况, 并 将 其 与 感 染 了 季 节 性 流 感 的 雪 貂 进 行 比 较 这 2 个 研 究 团 队 中 的 一 个 来 自 荷 兰, 另 一 个 来 自 美 国 它 们 都 发 现,2009 年 的 A 型 (H1N1) 流 感 病 毒 能 够 在 呼 吸 道 中 更 为 广 泛 地 复 制, 可 以 向 下 延 伸 至 肺 部, 而 季 节 性 流 感 病 毒 则 停 留 在 雪 貂 的 鼻 腔 之 中 美 国 的 研 究 团 队 还 发 现 雪 貂 的 肠 道 中 也 有 该 病 毒 当 这 两 队 的 研 究 人 员 在 检 测 该 病 毒 的 传 播 能 力 的 时 候, 他 们 所 获 得 的 结 果 则 是 混 杂 的 荷 兰 的 Vincent Munster 及 其 同 僚 报 告 说, 这 两 种 流 感 病 毒 在 通 过 呼 吸 道 飞 沫 传 播 时 对 新 感 染 的 人 具 有 同 样 强 的 感 染 能 力 相 反, 美 国 的 Taronna Maines 及 其 同 僚 发 现,2009 年 的 A 型 (H1N1) 病 毒 的 传 播 能 力 比 季 节 性 H1N1 病 毒 要 弱 文 字 说 明 : 传 染 笼 的 示 意 图 (A) 和 照 片 (B) 雪 貂 被 放 置 在 透 明 的 有 机 玻 璃 传 播 笼 里, 在 每 一 个 笼 子 里 单 独 放 置 着 一 只 接 种 病 毒 的 雪 貂 和 一 只 未 接 种 病 毒 的 接 种 病 毒 的 和 未 接 种 病 毒 的 一 对 雪 貂 的 两 个 笼 子 被 两 个 不 锈 钢 网 (1) 隔 离 开 隔 离 笼 里 的 负 压 被 用 于 让 适 量 的 经 过 高 效 空 气 过 滤 器 (HEPA) 的 空 气 (2) 从 已 接 种 病 毒 的 雪 貂 流 向 未 接 种 病 毒 的 出 口 (3) 的 空 气 流 使 用 了 高 效 空 气 过 滤 器 进 行 过 滤, 从 而 防 止 传 染 性 的 甲 型 流 感 病 毒 颗 粒 持 续 传 播, 并 防 止 了 放 在 同 一 个 隔 离 笼 里 的 其 他 传 染 笼 的 交 叉 污 染 箭 头 表 示 了 空 气 流 的 方 向 资 料 来 源 : 科 学 / 美 国 科 学 促 进 会 Angew. Chem. Int. Ed. 在 分 子 水 平 表 面 上 可 逆 控 制 细 胞 黏 附 的 方 法 成 都 生 物 研 究 所 邵 华 武 课 题 组 和 国 家 纳 米 科 学 中 心 蒋 兴 宇 实 验 室 运 用 含 有 偶 氮 苯 的 混 合 SAMs, 偶 氮 苯 的 末 端 连 接 GRGDS 肽, 混 合 SAMs 中 是 以 末 端 为 六 乙 二 醇 的 硫 醇 为 背 景, 该 SAMs 修 饰 而 成 的 表 面 能 够 黏 附 或 者 抗 拒 细 胞 黏 附, 其 表 面 黏 附 性 质 取 决 于 SAMs 中 偶 氮 苯 的 构 象 该 方 法 提 供 了 一 种 在 分 子 水 平 的 表 面 上 我 们 所 了 解 到 的 唯 一 能 可 逆 控 制 细 胞 黏 附 的 方 法 近 日, 该 研 究 成 果 在 Angew. Chem. Int. Ed. 杂 志 上 发 表, 论 文 发 表 后 被 Nature China 选 为 突 出 科 学 研 究 成 果 细 胞 黏 附 是 重 要 的 生 理 过 程, 几 乎 所 有 多 细 胞 生 命 体 的 细 胞 都 是 依 赖 于 在 表 面 的 黏 附 而 进 行 其 正 常 的 生 理 活 动 细 胞 生 物 学 研 究 的 一 个 重 要 方 向 是 动 态 地 控 制 细 胞 在 基 底 上 的 黏 附, 随 着 表 面 化 学 研 究 的 不 断 深 入, 尤 其 是 对 烷 基 硫 醇 在 金 基 底 上 形 成 自 组 装 单 层 膜 (self-assembled monolayers,sams) 这 一 体 系 的 研 究, 使 得 人 们 能 在 分 子 水 平 的 表 面 上 控 制 细 胞 黏 附 利 用 两 种 不 同 波 长 的 光 ( 紫 外 光 和 可 见 光 ) 照 射 偶 氮 苯, 偶 氮 苯 会 发 生 可 逆 的 光 致 异 构 变 化, 因 此, 偶 氮 苯 的 光 致 异 构 性 质 可 以 用 来 可 逆 地 控 制 细 胞 在 表 面 黏 附 原 始 出 处 : Angewandte Chemie International Edition 8 May 2009 DOI: /anie PNAS: 研 制 出 具 有 癌 症 检 测 功 能 电 子 鼻 目 前 科 学 家 正 在 打 造 一 种 化 学 鼻 子, 这 种 鼻 子 可 以 嗅 出 不 同 类 型 癌 症 细 胞, 发 现 任 何 不 正 常 的 细 胞 下 一 代 的 癌 症 诊 断 技 术 可 能 可 以 依 赖 这 种 新 发 明 6 月 23 日 美 国 国 家 科 学 院 院 刊 (Proceedings of the National Academy of Sciences) 的 一 份 公 报 上 介 绍 了 这 种 具 有 癌 症 检 测 功 能 的 电 动 鼻 子 它 可 以 对 细 胞 样 本 进 行 处 理, 并 嗅 出 对 人 体 有 害 的 细 胞, 就 像 人 的 鼻 子 用 气 味 感 受 器 来 检 测 某 些 气 味 一 样 目 前, 这 种 化 学 鼻 子 包 括 三 个 这 样 的 传 感 器, 研 究 人 员 准 备 添 加 数 百 种 传 感 器 到 这 款 鼻 子 中, 使 它 的 功 能 越 来 越 大 这 项 技 术 之 所 以 强 大, 就 在 于 它 具 有 很 强 的 适 应 能 力, 当 人 类 的 鼻 子 检 测 到 新 的 气 味 时, 大 脑 会 记 录 下 这 种 新 的 气 味, 并 对 以 前 记 录 下 的 气 味 进 行 回 忆 化 学 鼻 子 也 有 这 种 功 能, 它 可 以 对 癌 症 细 胞 进 行 标 记, 必 要 时 还 可 以 创 造 新 的 模 式, 储 存 在 记 忆 库 中, 在 实 践 中 再 检 测 出 来 因 此, 它 具 有 适 应 性 强 且 精 确 的 特 点, 可 以 检 测 出 不 同 类 型 的 癌 症 原 始 出 处 : PNAS June 23, 2009, doi: /pnas 科 学 动 态 / 化 学 通 讯

53 近 两 年 我 国 化 学 学 科 取 得 的 进 展 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 级 换 代 的 需 要 他 主 持 的 环 境 友 好 石 油 化 工 催 化 化 学 和 反 应 工 程 项 目 推 动 了 我 国 绿 色 化 学 研 究 的 广 泛 开 展, 非 晶 态 合 金 催 化 剂 和 磁 稳 定 床 反 应 工 艺 的 创 新 与 集 成 在 国 际 上 首 次 得 到 工 业 应 用 在 该 次 大 会 上, 获 得 2007 年 国 家 自 然 科 学 奖 二 等 奖 的 化 学 学 科 项 目 有, 中 国 科 学 院 化 学 研 究 所 朱 道 本 等 的 新 型 光 电 功 能 分 子 材 料 与 相 关 器 件 中 山 大 学 陈 小 明 等 的 配 合 物 控 制 合 成 与 晶 体 工 程 方 法 基 础 研 究 中 国 科 学 院 长 春 应 用 化 学 研 究 所 董 绍 俊 的 功 ( 一 ) 概 述 在 坚 决 贯 彻 坚 持 科 学 发 展 观 落 实 国 家 中 长 期 科 学 和 技 术 发 展 规 划 纲 要 ( ) 的 过 程 中, 近 两 年 来, 我 国 的 化 学 学 科 取 得 了 巨 大 发 展, 突 出 体 现 为 : 基 础 研 究 更 扎 实 深 入, 新 兴 学 科 发 展 迅 速, 传 统 学 科 不 断 涌 现 新 生 长 点, 面 向 国 家 社 会 重 大 需 求 和 面 向 实 际 应 用 的 成 果 数 量 与 质 量 显 著 提 高, 学 科 分 布 格 局 更 趋 于 与 发 展 要 求 相 适 应 与 国 际 趋 势 相 符 合 和 与 国 情 结 合 更 密 切, 研 究 重 点 更 注 重 可 持 续 发 展, 原 创 性 成 果 不 断 涌 现, 学 术 交 流 更 广 泛, 学 术 论 文 的 数 量 和 质 量 明 显 提 升 1. 一 批 科 研 成 果 获 得 国 内 国 际 奖 励 在 2008 年 1 月 8 日 举 行 的 国 家 科 学 技 术 奖 励 大 会 上, 胡 锦 涛 主 席 把 2007 年 国 家 最 高 科 学 技 术 奖 授 予 中 石 化 北 京 石 油 化 工 科 学 研 究 院 闵 恩 泽 院 士, 这 是 他 继 1985 年 获 国 家 科 技 进 步 奖 二 等 奖 2005 年 与 其 学 生 宗 保 宁 等 一 起 获 得 国 家 科 学 技 术 发 明 奖 一 等 奖 以 后, 再 次 获 得 国 家 科 学 技 术 的 最 高 奖 励 闵 院 士 主 要 从 事 石 油 炼 制 催 化 剂 制 造 技 术 领 域 的 研 究, 是 我 国 炼 油 催 化 应 用 科 学 的 奠 基 者, 石 油 化 工 技 术 自 主 创 新 的 先 行 者, 绿 色 化 学 的 开 拓 者, 在 国 内 外 石 油 化 工 界 享 有 崇 高 的 声 誉 上 世 纪 60 年 代 初, 他 参 加 并 指 导 完 成 了 移 动 床 催 化 裂 化 小 球 硅 铝 催 化 剂 流 化 床 催 化 裂 化 微 球 硅 铝 催 化 剂, 铂 重 整 催 化 剂 和 固 定 床 烯 烃 叠 合 磷 酸 硅 藻 土 催 化 剂 制 备 技 术 的 消 化 吸 收 再 创 新 和 产 业 化, 打 破 了 国 外 技 术 封 锁, 满 足 了 国 家 的 急 需, 为 我 国 炼 油 催 化 剂 制 造 技 术 奠 定 了 基 础 70 年 代, 他 指 导 开 发 成 功 了 Y-7 型 低 成 本 半 合 成 分 子 筛 催 化 剂, 还 开 发 成 功 了 渣 油 催 化 裂 化 催 化 剂 及 其 重 要 活 性 组 分 超 稳 Y 型 分 子 筛 稀 土 Y 型 分 子 筛 以 及 钼 镍 磷 加 氢 精 制 催 化 剂, 使 我 国 炼 油 催 化 剂 迎 头 赶 上 世 界 先 进 水 平, 并 在 多 套 工 业 装 置 推 广 应 用, 实 现 了 我 国 炼 油 催 化 剂 跨 越 式 发 展 80 年 代 以 来, 他 从 战 略 高 度 出 发, 重 视 基 础 研 究, 亲 自 组 织 指 导 了 多 项 催 化 新 材 料 新 反 应 工 程 和 新 反 应 的 导 向 性 基 础 研 究 工 作, 推 动 了 我 国 石 油 化 工 的 技 术 创 新 经 过 20 多 年 的 努 力, 在 一 些 领 域 已 取 得 了 重 大 突 破 其 中, 他 指 导 开 发 成 功 的 ZRP 分 子 筛 被 评 为 1995 年 中 国 十 大 科 技 成 就 之 一, 支 撑 了 重 油 裂 解 制 取 低 碳 烯 烃 新 工 艺 (DCC) 的 成 功 开 发, 满 足 了 我 国 炼 油 工 业 的 发 展 和 油 品 升 能 化 电 极 界 面 的 研 究 - 从 化 学 修 饰 到 自 组 装 南 京 大 学 陈 洪 渊 等 的 功 能 界 面 修 饰 与 电 化 学 分 析 方 法 研 究 中 国 科 学 院 化 学 研 究 所 万 立 骏 等 的 固 液 界 面 的 分 子 组 装 与 调 控 及 电 化 学 STM 研 究 中 国 科 学 院 上 海 有 机 化 学 研 究 所 马 大 为 等 的 一 些 氨 基 酸 衍 生 物 的 反 应 合 成 及 性 质 研 究 中 国 科 学 院 上 海 药 物 研 究 所 蒋 华 良 等 的 重 要 药 理 作 用 的 靶 标 动 力 学 行 为 与 功 能 关 系 研 究 及 其 药 物 设 计 和 华 东 理 工 大 学 田 禾 等 的 有 机 荧 光 功 能 材 料, 等 获 得 2007 年 国 家 科 学 技 术 发 明 奖 二 等 奖 的 有, 中 国 日 用 化 学 研 究 院 董 晋 湘 等 的 新 型 无 磷 助 洗 剂 Al-δ 层 状 硅 酸 钠 的 研 制 与 应 用 华 南 理 工 大 学 邱 学 青 等 的 木 质 素 磺 酸 盐 资 源 化 高 效 利 用 的 改 性 技 术 南 京 工 业 大 学 国 家 生 化 工 程 技 术 研 究 中 心 应 汉 杰 等 的 生 物 磷 酰 化 新 技 术 制 备 高 能 磷 酰 化 合 物 北 京 化 工 研 究 院 乔 金 梁 等 的 超 细 ( 可 达 纳 米 级 ) 橡 胶 颗 粒 材 料 的 制 备 和 应 用 技 术 中 国 海 洋 大 学 化 学 化 工 学 院 于 良 民 等 的 环 境 友 好 型 海 洋 防 污 涂 料 关 键 技 术 研 究 及 其 应 用 浙 江 工 业 大 学 苏 为 科 等 的 替 代 光 气 氯 化 亚 砜 等 有 毒 有 害 原 料 的 绿 色 化 学 技 术 开 发 及 推 广 应 用 南 开 大 学 李 正 名 等 的 对 环 境 友 好 的 超 高 效 除 草 剂 的 创 制 和 开 发 研 究 中 国 科 学 院 上 海 硅 酸 盐 研 究 所 严 东 生 等 的 大 尺 寸 掺 杂 钨 酸 铅 闪 烁 晶 体 及 其 制 备 技 术 南 京 大 学 环 境 学 院 张 全 兴 等 的 水 溶 性 难 降 解 有 机 污 染 物 治 理 与 资 源 化 新 技 术 和 哈 尔 滨 工 业 大 学 任 南 琪 等 的 乙 醇 型 发 酵 生 物 制 氢 技 术 等 多 项 另 外, 还 有 由 烟 台 万 华 聚 氨 酯 股 份 有 限 公 司 等 的 年 产 20 万 吨 大 规 模 MDI 生 产 技 术 开 发 及 产 业 化 等 多 项 获 得 了 国 家 科 技 进 步 奖 二 等 奖 在 2009 年 1 月 9 日 举 行 的 国 家 科 学 技 术 奖 励 大 会 上, 胡 锦 涛 主 席 把 2008 年 度 国 家 最 高 科 学 技 术 奖 授 予 我 国 著 名 的 化 学 家 和 教 育 家 徐 光 宪 院 士 ( 照 片 中 左 侧 ), 这 是 我 国 化 学 家 继 闵 恩 泽 院 士 获 得 2007 年 度 国 家 最 高 科 学 技 术 奖 之 后 又 一 次 获 此 殊 荣 徐 光 宪 院 士 始 终 坚 持 立 足 基 础 研 究, 面 向 国 家 目 标 的 研 究 理 念, 将 国 家 重 大 需 求 和 学 科 发 展 前 沿 紧 密 结 合, 在 稀 土 分 离 理 论 及 其 应 用 稀 土 理 论 和 配 位 化 学 核 燃 料 化 学 等 方 面 做 出 了 重 要 的 科 学 贡 献 他 发 现 了 稀 土 溶 剂 萃 取 体 系 具 有 恒 定 混 合 萃 取 比 的 规 律, 在 上 世 纪 70 年 代 建 立 了 具 有 普 适 性 的 串 级 萃 取 理 论, 在 我 国 稀 土 分 离 工 业 中 得 到 了 广 泛 应 用, 彻 底 改 变 了 稀 土 分 离 工 艺 从 研 制 到 应 用 的 试 验 放 大 化 学 学 科 发 展 报 告 / 化 学 通 讯 49

54 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 材 料 物 理 领 域 提 出 原 位 混 杂 复 合 材 料 概 念 发 现 流 变 混 杂 效 应 及 其 产 生 于 填 充 聚 合 物 熔 体 的 条 件, 获 得 了 国 际 POLYCHAR 委 员 会 授 予 的 以 高 分 子 领 域 诺 贝 尔 化 学 奖 获 得 者 弗 洛 利 命 名 的 弗 洛 利 聚 合 物 研 究 奖, 是 该 奖 项 2008 年 度 全 球 唯 一 获 奖 人 ;2008 年, 南 京 大 学 黎 书 华 由 于 其 发 展 电 子 相 关 体 系 有 效 计 算 方 法 的 贡 献, 获 得 了 亚 太 理 论 与 计 算 化 学 家 协 会 颁 发 的 年 度 Pople 奖 ;2008 年, 赵 东 元 院 士 获 得 国 际 介 观 结 构 材 料 协 会 荣 誉 奖, 这 是 每 2 年 颁 发 一 次 的 全 球 第 3 位 获 奖 科 学 家 ; 中 南 大 学 杜 勇 等 与 奥 地 利 维 也 纳 大 学 合 作 发 表 的 论 文 On the Constitution of the Ternary 模 式, 实 现 了 设 计 参 数 到 工 业 生 产 的 一 步 放 大, 引 导 了 我 国 稀 土 分 离 科 技 和 产 业 的 全 面 革 新, 使 我 国 实 现 了 从 稀 土 资 源 大 国 到 生 产 和 应 用 大 国 的 飞 跃, 大 大 地 提 高 了 我 国 稀 土 产 业 的 国 际 竞 争 力, 提 升 了 我 国 在 国 际 稀 土 分 离 科 技 和 产 业 竞 争 中 的 地 位, 被 国 际 稀 土 界 称 为 中 国 冲 击 (China Impact), 影 响 十 分 深 远 他 不 顾 年 老 体 弱, 亲 自 赴 内 蒙 古 白 云 鄂 博 和 四 川 攀 西 冕 宁 矿 区 考 察, 两 次 向 中 央 提 出 书 面 建 议, 为 我 国 稀 土 和 钍 资 源 的 优 化 利 用 环 境 安 全 和 社 会 可 持 续 发 展 提 供 了 原 则 性 指 导 意 见 他 作 为 一 名 化 学 教 育 家, 撰 写 了 物 质 结 构 和 量 子 化 学 基 本 原 理 和 从 头 计 算 法 等 重 要 教 材 其 中 物 质 结 构 自 1959 出 版 以 来, 已 修 订 再 版 印 刷 了 20 余 万 册, 迄 今 依 然 是 化 学 领 域 的 重 要 教 学 参 考 书, 教 育 和 培 养 了 我 国 几 代 化 学 工 作 者 该 书 1988 年 荣 获 全 国 高 等 学 校 优 秀 教 材 特 等 奖, 是 化 学 领 域 唯 一 获 此 殊 荣 的 教 材 几 十 年 来, 他 不 仅 培 养 了 博 士 生 和 硕 士 生 近 百 人, 还 为 我 国 稀 土 产 业 界 培 养 了 大 批 工 程 技 术 人 员 现 在 北 大 稀 土 国 家 重 点 实 验 室 工 作 的 他 的 学 生 中 就 有 院 士 和 长 江 学 者 特 聘 教 授 各 3 名 此 前, 他 先 后 4 次 获 得 国 家 自 然 科 学 奖 和 国 家 科 技 进 步 奖, 并 获 得 何 梁 何 利 基 金 科 技 成 就 奖 在 这 次 大 会 上, 清 华 大 学 李 亚 栋 等 的 功 能 纳 米 材 料 的 合 成 结 构 性 能 及 其 应 用 探 索 研 究 中 国 科 学 院 大 连 化 学 物 理 研 究 所 杨 学 明 等 的 化 学 反 应 过 渡 态 的 结 构 和 动 力 学 研 究 香 港 中 文 大 学 谢 作 伟 的 碳 硼 烷 及 其 金 属 碳 硼 烷 的 合 成 结 构 和 反 应 吉 林 大 学 裘 式 纶 等 的 新 型 规 则 纳 米 孔 材 料 的 分 子 工 程 北 京 大 学 刘 忠 范 等 的 用 于 纳 电 子 材 料 的 碳 纳 米 管 控 制 生 长 加 工 组 装 及 器 件 基 础 和 中 国 科 学 院 物 理 研 究 所 高 鸿 钧 等 的 原 子 分 子 操 纵 组 装 及 其 特 性 的 STM 研 究 等 荣 获 国 家 自 然 科 学 奖 二 等 奖 李 国 平 等 的 输 油 管 道 α- 烯 烃 系 列 减 阻 剂 开 发 及 其 制 备 工 艺 肖 长 发 等 的 新 型 功 能 中 空 纤 维 膜 制 备 技 术 及 其 产 业 化 应 用 谭 天 伟 等 的 以 脂 肪 酶 为 催 化 剂 的 绿 色 化 学 合 成 工 艺 谢 在 库 等 的 高 效 择 形 催 化 技 术 开 发 及 其 在 对 二 甲 苯 生 产 中 的 应 用 崔 福 斋 等 的 纳 米 晶 磷 酸 钙 胶 原 基 骨 修 复 材 料 徐 卫 林 等 的 优 质 天 然 高 分 子 材 料 超 细 粉 体 化 及 其 高 附 加 值 的 再 利 用 张 立 群 等 的 完 全 预 分 散 - 动 态 硫 化 制 备 热 塑 性 硫 化 橡 胶 的 成 套 工 业 化 技 术 等 多 项 荣 获 国 家 科 学 技 术 发 明 奖 二 等 奖 在 国 际 获 奖 方 面, 中 国 科 学 院 化 学 研 究 所 何 嘉 松 因 在 高 分 子 System Al-Ni-Ti 荣 获 2008 年 度 国 际 相 图 委 员 会 (APDIC) 最 佳 论 文 奖, 该 委 员 会 每 年 从 前 一 年 在 相 图 热 力 学 领 域 重 要 杂 志 发 表 的 近 500 篇 论 文 中 评 选 出 一 篇 作 为 最 佳 论 文, 是 材 料 学 相 图 热 力 学 研 究 领 域 中 的 重 要 奖 项 之 一 ;2007 年, 我 国 色 谱 学 科 开 拓 者 中 国 科 学 院 大 连 化 学 物 理 研 究 所 卢 佩 章 院 士 获 得 了 第 19 届 Golay 奖, 成 为 首 个 获 此 殊 荣 的 中 国 人 这 些 获 奖 项 目 是 近 年 来 我 国 在 功 能 材 料 纳 米 科 学 物 理 化 学 晶 体 工 程 绿 色 化 学 与 化 工 化 学 生 物 学 电 化 学 与 电 分 析 以 及 理 论 化 学 等 方 面 取 得 重 要 进 展 的 杰 出 代 表, 其 中 不 少 结 果 已 经 达 到 国 际 先 进 水 平, 有 的 还 是 具 有 原 创 性 的 研 究 成 果, 这 也 从 一 个 侧 面 反 映 了 我 国 化 学 家 们 及 时 跟 踪 国 际 上 学 科 发 展 趋 势 并 迎 头 赶 上 的 良 好 势 头, 也 充 分 展 示 了 他 们 在 党 和 国 家 强 调 增 强 自 主 创 新 能 力 建 设 创 新 型 国 家 的 战 略 部 署 指 导 下 不 懈 努 力 所 做 出 的 贡 献 2. 学 术 交 流 更 加 广 泛 深 入 学 术 交 流 是 促 进 学 科 发 展 的 巨 大 推 动 力, 学 术 团 体 应 是 组 织 和 推 动 学 术 交 流 的 主 体 中 国 化 学 会 对 此 有 非 常 清 晰 的 认 识 在 学 会 及 其 所 属 的 学 科 和 专 业 委 员 会 的 组 织 和 / 或 推 动 下,3 年 来 共 举 办 了 51 次 全 国 性 的 学 术 会 议, 参 加 的 人 数 达 人 次 特 别 值 得 一 提 的 是,2008 年 7 月 在 天 津 南 开 大 学 举 行 的 中 国 化 学 会 第 26 届 年 会, 与 会 代 表 超 过 2800 名, 提 交 的 论 文 近 3500 篇, 会 议 内 容 几 乎 覆 盖 了 当 今 化 学 科 学 的 所 有 分 支 与 热 点, 年 会 分 设 20 个 分 会 和 1 个 论 坛, 并 附 设 展 览 年 会 在 承 办 单 位 努 力 下 取 得 了 圆 满 成 功 这 是 继 学 会 2004 年 和 2006 年 组 织 的 大 规 模 综 合 性 学 术 年 会 以 来 的 又 一 次 大 型 学 术 活 动, 是 中 国 化 学 会 成 立 76 年 以 来 规 模 最 大 的 一 次 年 会, 学 术 质 量 也 较 前 有 了 很 大 提 高 尤 其 是, 中 国 化 学 会 的 学 术 年 会 已 经 引 起 了 国 际 化 学 界 的 巨 大 兴 趣 与 关 注, 与 会 的 国 外 代 表 逐 次 增 加, 美 英 德 日 等 国 的 化 学 会 都 派 学 会 领 导 或 代 表 与 会, 一 批 国 际 著 名 科 学 家 在 年 会 上 作 了 学 术 报 告, 与 国 内 化 学 家 们 展 开 了 相 当 认 真 深 入 的 研 讨, 还 有 不 少 国 外 化 学 家 在 闻 讯 后 主 动 要 求 报 名 参 会 中 国 化 学 会 将 在 认 真 总 结 举 办 年 会 的 经 验 和 不 足 的 基 础 上, 把 今 后 的 年 会 办 得 更 好, 以 充 分 发 挥 学 会 在 组 织 和 推 动 学 术 交 流 方 面 的 功 能, 更 好 为 广 大 化 学 工 作 者 服 务 3. 学 术 论 文 数 量 明 显 增 加 质 量 不 断 提 高 化 学 学 科 发 展 报 告 / 化 学 通 讯

55 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 学 术 交 流 的 另 一 个 而 且 是 更 重 要 的 平 台 是 学 术 论 文 的 发 表 近 年 来, 中 国 内 地 科 学 家 发 表 的 化 学 方 面 的 学 术 论 文 数 量 明 显 增 长 根 据 Essential Science IndicationSM 对 截 止 到 2008 年 4 月 底 的 统 计, 我 国 10 年 发 表 的 ( 所 有 学 科 的 ) 论 文 总 数 已 经 从 2007 年 6 月 底 统 计 的 第 6 位 升 至 世 界 第 5 位, 总 被 引 频 次 也 由 第 13 位 上 升 为 第 12 位, 在 2 次 统 计 的 10 个 月 期 间 的 增 幅 (2008 年 4 月 底 的 统 计 与 2007 年 6 月 底 统 计 之 差 ) 分 别 为 前 一 期 统 计 的 10 个 月 的 增 幅 (2007 年 6 月 底 的 统 计 与 2006 年 8 月 底 统 计 之 差 ) 的 1.88 倍 和 2.42 倍 正 是 由 于 总 被 引 频 次 的 增 幅 明 显 大 于 论 文 数 量 的 增 幅, 所 以 使 得 能 更 好 反 映 论 文 学 术 质 量 的 篇 均 被 引 频 次 的 国 际 排 名 也 从 117 位 提 高 了 1 位 变 为 116 位 ( 表 2) 就 化 学 学 科 来 说, 由 表 3 可 以 看 到, 在 2008 年 统 计 的 10 年 又 4 个 月 中 发 表 的 论 文 总 数 和 总 被 引 频 次 分 别 为 2007 年 统 计 的 10 年 又 6 个 月 的 1.18 倍 和 1.35 倍, 同 样 也 反 映 出 总 被 引 频 次 的 增 幅 明 显 大 于 论 文 数 量 的 增 幅, 也 就 是 说, 化 学 学 科 的 论 文 不 仅 数 量 增 加 较 快, 而 且 其 质 量 也 有 更 大 的 提 高 表 2 中 国 内 地 科 学 家 10 年 发 表 论 文 统 计 数 量 世 界 排 名 数 量 世 界 排 名 数 量 世 界 排 名 数 量 世 界 排 名 发 表 论 文 总 数 总 被 引 频 次 篇 均 被 引 频 次 表 3 中 国 在 化 学 与 部 分 相 关 学 科 领 域 发 表 的 论 文 统 计 总 论 文 数 总 被 引 频 次 篇 均 被 引 频 次 总 论 文 数 总 被 引 频 次 篇 均 被 引 频 次 数 量 % 数 量 % 数 量 数 量 % 数 量 % 数 量 所 有 学 科 总 数 化 学 物 理 材 料 科 学 工 程 学 生 物 与 生 化 分 子 生 物 学 与 基 因 工 程 环 境 与 生 态 药 理 学 与 毒 物 学 农 业 科 学 免 疫 学 交 叉 学 科 化 学 学 科 发 展 报 告 / 化 学 通 讯 51

56 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 图 期 间 中 国 发 表 的 论 文 的 学 科 分 布 图 1 中 国 内 地 发 表 的 各 领 域 论 文 的 总 被 引 频 次 增 长 明 显 快 于 次 增 长 6.42 和 个 百 分 点 作 为 比 较, 美 国 的 化 学 论 文 10 年 总 数 论 文 数 量 的 增 长 及 其 世 界 排 位 的 变 化 由 2006 年 3 月 统 计 的 篇 略 减 为 2007 年 9 月 统 计 的 篇, 日 就 化 学 学 科 发 表 的 论 文 来 说, 据 E sse ntia l S cie n c e 本 则 是 2006 年 3 月 与 2007 年 1 月 的 统 计 分 别 为 篇 和 篇, IndicationSM2006 年 3 月 发 表 的 化 学 学 科 世 界 被 引 频 次 最 多 的 20 国 变 化 稍 增 尽 管 由 于 上 述 数 据 的 统 计 时 间 有 所 先 后, 不 能 直 接 比 / 地 区 的 统 计 ( 表 4), 在 1995 年 初 至 2005 年 10 月 共 10 年 又 10 个 月 中, 中 较, 但 综 合 考 虑 近 年 各 国 发 表 的 论 文 数 量 的 增 加 速 度 ( 由 表 4 中 第 1 国 发 表 的 论 文 数 量 在 美 日 德 之 后 居 第 4 位 由 表 3 可 知,1996 年 初 列 的 2 个 数 字 的 比 较 推 测 ), 可 以 估 计, 目 前 中 国 在 化 学 学 科 发 表 论 至 2006 年 10 月 31 日 的 10 年 又 10 个 月 的 统 计 结 果 是, 中 国 共 发 表 化 学 文 总 数 已 经 超 过 德 国, 与 日 本 相 比, 也 应 是 已 经 基 本 持 平 ( 甚 至 已 论 文 篇 到 了 2008 年 8 月 1 日 发 表 的 报 告, 中 国 在 1997 年 初 至 经 超 过 ) 了 2007 年 6 月 30 日 的 10 年 又 6 个 月 中 共 发 表 论 文 篇 3 次 统 计 依 表 4 化 学 学 科 世 界 被 引 频 次 最 多 的 20 国 / 地 区 的 统 计 (10 年 又 10 个 月 ) 发 表 论 文 总 数 总 被 引 频 次 篇 均 被 引 频 次 数 量 排 位 数 量 排 位 数 量 排 位 中 国 * 89485(111776) * (467434) * 美 国 (223501) # ( ) 日 本 (119742) # ( ) # 德 国 96779(98087) # ( ) # 英 国 58002(58509) # (676234) # 法 国 64420(65691) # (647895) # 意 大 利 西 班 牙 加 拿 大 荷 兰 瑞 士 印 度 俄 罗 斯 瑞 典 澳 大 利 亚 韩 国 波 兰 比 利 时 以 色 列 中 国 台 湾 地 注 : 所 列 篇 均 被 引 频 次 排 位 是 指 在 所 列 20 国 / 地 区 中 的 排 位 ;* 中 国 包 括 港 澳 地 区, 括 号 内 为 的 10 年 又 4 个 月 统 计 ;# 括 号 内 为 的 11 年 统 计 化 学 学 科 发 展 报 告 / 化 学 通 讯

57 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 图 4 中 日 美 3 国 发 表 的 化 学 论 文 总 数 的 变 化 注 : 统 计 时 间 略 有 前 后, 见 正 文 论 文 的 学 术 质 量 是 衡 量 一 个 国 家 的 科 研 水 平 的 最 重 要 指 标 特 别 是 在 我 国 发 表 学 术 论 文 的 数 量 已 经 居 世 界 前 列 的 今 天, 对 于 论 文 的 质 量 无 疑 应 该 是 一 个 更 为 重 视 的 问 题 令 人 幸 喜 的 是, 近 年 来, 我 国 发 表 的 论 文 的 质 量 有 了 明 显 提 高, 最 突 出 的 体 现 就 是 发 表 在 高 影 响 因 子 期 刊 上 的 论 文 数 量 的 猛 增, 不 少 论 文 被 列 入 发 表 该 论 文 的 期 刊 的 十 佳 论 文 20 佳 论 文 热 点 论 文 研 究 亮 点 研 究 焦 点 等, 也 是 质 量 提 高 的 一 个 标 志 我 们 以 美 国 化 学 会 所 办 的 部 分 期 刊 ( 除 个 别 期 刊 外, 影 响 因 子 均 在 3 以 上 ) 为 例, 统 计 了 自 2006 年 1 月 至 2008 年 9 月 期 间 各 刊 所 发 表 的 由 中 国 内 地 科 学 工 作 者 所 撰 写 的 论 文 数 量, 结 果 列 于 表 5 我 们 之 所 以 选 择 美 国 化 学 会 主 办 的 期 刊, 一 是 这 些 期 刊 都 是 国 际 公 认 的 著 名 学 术 期 刊, 受 到 学 术 界 同 行 的 高 度 重 视, 在 它 上 面 发 表 论 文 容 易 被 同 行 看 到, 从 而 扩 散 其 学 术 影 响 ; 另 一 是 美 国 化 学 会 所 办 的 期 刊 基 本 上 都 是 各 相 应 学 科 的 带 头 期 刊 或 在 该 学 科 领 域 具 有 极 为 重 要 影 响 的 期 刊, 无 论 是 物 理 化 学 无 机 化 学 分 析 化 学 和 有 机 化 学 这 样 的 传 统 的 四 大 化 学, 还 是 高 分 子 分 子 生 物 学 这 些 越 来 越 重 要 的 学 科 领 域, 或 者 纳 米 材 料 这 样 的 新 兴 学 科, 美 国 化 学 会 都 有 专 业 性 的 学 术 期 刊 为 了 能 更 好 说 明 问 题, 表 5 中 我 们 还 统 计 了 目 前 综 合 化 学 和 材 料 化 学 方 面 影 响 因 子 最 高 的 2 本 欧 洲 期 刊 要 说 明 的 是, 被 统 计 列 入 的 论 文 是 指 该 论 文 ( 包 括 合 作 研 究 的 论 文 ) 的 第 1 作 者 或 通 讯 作 者 的 单 位 署 名 来 自 于 中 国 内 地, 也 就 是 说, 除 了 不 包 括 中 国 台 湾 地 区 作 者 的 论 文 之 外, 来 自 于 港 澳 地 区 的 作 者 作 为 第 一 作 者 或 通 讯 联 系 人 的 论 文 也 未 被 统 计 在 内 由 表 5 可 以 看 出, 在 26 种 期 刊 上 各 年 共 发 表 的 论 文 总 数 分 别 为 和 2147 篇,2007 年 比 2006 年 增 长 了 38.81%, 而 2008 年 前 9 个 月 又 比 2007 年 同 期 ( 即 2007 年 发 表 数 的 3/4) 增 长 了 19.48% 就 各 期 刊 分 别 比 较,2007 年 发 表 的 论 文 数 量 与 2006 年 相 比 以 及 2008 年 前 9 个 月 与 2007 年 同 期 相 比, 在 表 中 所 列 出 的 26 种 高 影 响 因 子 期 刊 中, 除 了 J.Phys.Chem. 因 其 原 来 的 A 和 B 两 分 册 从 2007 年 改 变 为 A B 和 C3 个 分 册 Mol.Pharm. 没 有 查 到 2006 年 的 统 计 数 据 导 致 无 法 直 接 比 较 之 外, 其 余 的 22 种 期 刊 中,16 种 期 刊 所 发 表 的 来 自 于 中 国 内 地 的 论 文 数 量 明 显 增 加,5(4) 种 期 刊 持 平 或 基 本 持 平, 仅 有 1(2) 种 期 刊 略 有 减 少 还 有, 以 Angew. 和 Adv.Mater. 为 例, 在 近 3 年 中 分 别 发 表 了 315 和 261 篇 来 自 于 中 国 内 地 作 者 的 论 文, 分 别 占 此 两 期 刊 1998 年 以 来 10 年 9 个 月 发 表 的 来 自 于 中 国 内 地 的 论 文 总 数 744 和 671 篇 的 4 成 这 个 例 子 也 是 非 常 能 够 说 明 问 题 的 图 期 间 中 国 内 地 学 者 在 26 种 高 端 化 学 期 刊 中 发 表 论 文 总 数 必 须 指 出, 这 些 年 被 列 入 ISI 统 计 的 我 国 发 表 的 论 文 数 量 明 显 增 加, 特 别 是 在 高 影 响 因 子 期 刊 上 发 表 的 论 文 数 量 的 增 幅 更 大, 这 标 志 着 我 国 发 表 的 学 术 论 文 的 质 量 也 得 到 了 很 大 提 高 但 是, 总 体 来 说, 与 发 达 国 家 相 比, 我 国 发 表 的 高 质 量 论 文 的 数 量 还 是 不 多 的, 在 表 5 所 列 26 种 期 刊 中 我 国 内 地 作 者 发 表 的 论 文 超 过 该 刊 当 年 发 表 的 论 文 总 数 的 5% 的 期 刊 数 还 不 到 一 半 这 与 美 日 德 英 法 等 相 比, 都 有 不 小 的 差 距 至 于 从 被 引 频 次 来 比 较, 虽 然 我 国 发 表 的 化 学 论 文 的 总 被 引 频 次 在 2006 年 已 经 上 升 为 20 强 中 的 第 9 位, 但 是, 就 最 能 反 映 所 发 表 的 论 文 的 被 关 注 度 的 指 标 篇 均 被 引 频 次 来 说, 我 国 与 国 际 先 进 水 平 的 差 距 就 十 分 明 显 了 据 统 计, 我 国 在 所 有 学 科 领 域 发 表 的 论 文 的 篇 均 被 引 频 次 为 4.34, 化 学 论 文 为 4.76, 尽 管 这 比 2006 年 的 统 计 已 经 有 了 很 大 提 高, 但 它 远 低 于 美 (2007 年 9 月 统 计, 所 有 学 科 论 文 为 13.43, 化 学 论 文 为 14.21) 日 (2007 年 1 月 统 计, 所 有 学 科 论 文 为 8.31, 化 学 论 文 为 8.66) 欧 洲 (2006 年 3 月 统 计, 化 学 论 文 德 国 为 9.70, 英 国 为 10.57, 法 国 为 9.01) 等 发 达 国 家, 甚 至 比 亚 洲 近 邻 韩 国 (2006 年 3 月 统 计, 化 学 论 文 为 5.32) 还 低, 也 不 及 中 国 台 湾 地 区 的 化 学 论 文 篇 均 被 引 频 次 5.75, 仅 列 化 学 20 强 中 的 倒 数 第 2 位 这 种 情 况 的 出 现, 显 然 是 我 们 发 表 的 具 有 重 要 意 义 的 原 创 性 结 果 还 不 多 的 反 映, 也 就 是 说, 我 国 的 化 学 学 科 研 究 还 只 是 处 于 数 量 大 国 质 量 弱 国 的 地 位 我 们 在 统 计 中 发 现, 我 国 所 发 表 的 多 数 论 文 是 较 短 的 简 报 通 讯, 系 统 深 入 的 全 文 很 少, 以 Angew. 为 例, 期 间 发 表 的 论 文 中 简 报 类 论 文 占 了 90% 以 上, 这 与 被 引 多 少 是 否 有 关, 值 得 探 讨 另 外, 据 Thomson Scientific 公 司 统 计 确 定 的 年 间 世 界 科 学 研 究 前 沿 共 有 5538 项, 然 而 在 这 些 前 沿 领 域 中 至 少 有 1 篇 中 国 文 献 的 前 沿 仅 为 494 项, 只 占 8.92%, 被 引 频 次 少 是 否 与 我 们 的 选 题 和 国 际 热 点 领 域 关 系 不 很 紧 密 这 种 情 况 有 关, 也 值 得 考 虑 通 过 对 上 述 列 举 数 据 的 分 析, 我 们 可 以 得 出 以 下 结 论 : 我 国 发 表 的 科 技 论 文 总 量 已 经 位 居 世 界 最 前 列, 化 学 学 科 发 表 的 论 文 总 数 在 美 国 之 后 而 与 日 本 基 本 持 平, 在 国 内 各 学 科 中 已 经 多 年 居 首 位 ; 我 国 发 表 的 化 学 方 面 的 论 文 的 质 量 有 了 明 显 提 高, 具 体 表 现 一 是 论 文 的 总 被 引 频 次 大 幅 增 长, 另 一 是 在 高 影 响 因 子 的 国 际 期 刊 上 发 表 的 论 文 数 量 大 幅 增 长, 两 种 增 长 的 幅 度 与 速 度 都 远 远 超 过 论 文 数 量 的 化 学 学 科 发 展 报 告 / 化 学 通 讯 53

58 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter 图 期 间 中 国 内 地 学 者 在 26 种 高 端 化 学 期 刊 中 发 表 论 文 总 数 表 5 部 分 高 影 响 因 子 国 际 著 名 期 刊 上 发 表 的 来 自 于 中 国 的 论 文 统 计 期 刊 名 称 备 注 影 响 因 子 发 表 数 % a 影 响 因 子 发 表 数 % a 发 表 数 Chem.Rev Acc.Chem.Res JACS Anal.Chem Chem.Mater Inorg.Chem J.Org.Chem J.Phys.Chem.A J.Phys.Chem.B J.Phys.Chem.C 年 起 分 卷 作 了 内 容 Langmuir Macromolecules Nano.Lett Org.Lett Organometallic Biochem Biocojugate Chem Biomacromolecules Crystal Growth & J.Med.Chem Environ. Sci. & Angew.Chem.Int.Ed Adv.Mater Mol.Pharm J.Chem.Theory J.Proteome Res 小 计 注 : 来 自 于 中 国 的 论 文 指 该 论 文 ( 包 括 合 作 论 文 ) 的 第 一 作 者 或 通 讯 作 者 的 单 位 署 名 明 确 表 明 为 中 国 内 地 的 论 文, 来 自 于 港 澳 台 地 区 的 论 文 未 被 计 入, 其 具 体 数 目 系 从 美 国 化 学 会 和 InterWiely 期 刊 网 的 高 级 检 索 结 果 逐 个 点 算 而 得 a 占 ISI 公 布 的 当 年 该 刊 发 表 的 论 文 总 数 的 百 分 比 化 学 学 科 发 展 报 告 / 化 学 通 讯

59 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 增 幅 但 是, 应 该 清 醒 认 识 的 是, 发 表 的 论 文 的 质 量 还 亟 待 进 一 步 提 高, 目 前 的 篇 均 被 引 频 次 还 相 当 低, 表 明 属 于 原 创 性 的 和 国 际 前 沿 热 点 领 域 的 论 文 还 不 多 对 此, 需 要 科 研 人 员 进 一 步 解 放 思 想, 从 跟 踪 积 累 和 扩 展 研 究 向 源 头 创 新 推 进 4. 国 际 学 术 影 响 扩 大 我 国 化 学 科 学 研 究 的 迅 速 发 展, 引 起 了 国 际 化 学 界 的 高 度 重 视, 明 显 扩 大 了 我 国 在 国 际 化 学 界 的 学 术 影 响, 提 升 了 学 术 地 位 近 2 年 来 有 下 述 重 要 事 件 可 以 佐 证 这 一 点 1) 中 国 化 学 会 作 为 发 起 单 位 参 与 筹 办 亚 洲 化 学 杂 志 (Chemistry-An Asian Journal) 随 着 中 国 改 革 开 放 的 深 入, 科 技 水 平 的 提 高, 中 国 向 国 际 期 刊 的 投 稿 量 骤 增, 结 合 韩 印 等 国 的 发 展, 不 少 期 刊 出 版 商 清 楚 意 识 到 一 个 重 要 机 遇 的 来 临 2005 年 初, 德 国 Wiely-VCH 出 版 公 司 和 时 任 Angew. 主 编 的 Peter Gölich 在 获 悉 中 国 化 学 会 有 为 其 所 主 管 的 期 刊 寻 求 国 际 合 作 的 意 向 之 后, 主 动 与 中 国 化 学 会 联 系, 邀 请 我 们 与 日 本 化 学 会 一 起 作 为 发 起 单 位 来 筹 办 一 份 以 亚 州 的 化 学 亚 洲 人 的 化 学 和 化 学 在 亚 洲 为 宗 旨 的 期 刊, 经 过 大 半 年 的 筹 备, 该 刊 终 于 在 2005 年 11 月 宣 告 创 刊, 并 于 2006 年 7 月 正 式 面 世, 中 国 化 学 会 作 为 发 起 单 位 担 任 了 该 刊 主 办 机 构 亚 洲 化 学 编 辑 学 会 (ACES) 的 首 任 主 席 该 刊 一 开 始 就 十 分 重 视 稿 件 的 质 量, 目 前 已 经 进 入 出 版 的 第 3 年 头,2008 年 7 月 的 影 响 因 子 达 到 2.341, 特 别 是 即 年 影 响 因 子 1.007, 已 与 该 出 版 公 司 出 版 的 欧 洲 化 学 杂 志 (Chemistry-An Europan Journal) ( 影 响 因 子 即 年 影 响 因 子 1.033) 接 近, 展 示 了 亚 洲 化 学 杂 志 的 良 好 前 景 中 国 化 学 会 在 参 与 筹 办 过 程 中, 对 于 如 何 办 好 一 份 期 刊 有 了 更 为 具 体 直 观 的 体 会, 对 于 今 后 工 作 提 供 了 一 定 的 借 鉴 意 义 2) 由 中 美 英 德 日 五 国 化 学 会 共 同 发 起 化 学 科 学 与 社 会 研 讨 会 ( 简 称 CS3), 其 目 的 是 由 全 球 5 个 重 要 国 家 的 化 学 会 组 织 化 学 家 通 过 化 学 途 径 为 解 决 全 球 共 同 关 注 的 问 题, 如 水 资 源 能 源 污 染 全 球 变 暖 食 品 健 康 等, 提 供 解 决 问 题 的 路 线 图 会 议 将 采 取 圆 桌 会 议 的 形 式 由 发 起 国 轮 流 主 办 每 次 会 议 将 向 各 国 政 府 和 资 助 结 构 提 出 一 份 书 面 报 告, 而 且 该 报 告 也 将 公 开 发 表, 以 引 起 公 众 的 重 视 和 扩 大 化 学 在 社 会 中 的 影 响 举 办 这 样 的 研 讨 会 的 另 一 重 要 目 的 就 是 把 基 础 研 究 与 社 会 需 求 在 国 际 合 作 的 框 架 下 紧 密 结 合 起 来 中 国 化 学 会 在 国 家 自 然 科 学 基 金 委 员 会 有 关 部 门 支 持 下, 积 极 参 与 了 此 项 活 动 的 发 起 工 作 首 次 CS3 圆 桌 会 议 将 与 2009 年 7 月 在 德 国 举 行 3) 美 国 化 学 会 主 办 的 顶 级 期 刊 Acc.Chem.Res. 编 委 会 在 中 国 天 津 举 行 当 该 刊 主 编 获 知 中 国 化 学 会 将 在 2008 年 7 月 举 行 学 术 年 会 的 消 息 后, 他 表 示 希 望 能 借 此 机 会 召 开 他 们 刊 物 的 编 委 会 ( 目 前 该 刊 有 程 津 培 院 士 吴 云 东 院 士 万 立 骏 研 究 员 等 4 位 华 人 化 学 家 编 委 ), 在 年 会 组 委 会 大 力 支 持 下, 编 委 会 得 以 圆 满 举 行 这 是 该 刊 自 创 刊 以 来, 第 一 次 在 美 国 以 外 的 地 点 举 行 编 委 会, 足 见 该 刊 对 中 国 的 重 视 4) 创 刊 于 1876 年, 主 要 刊 登 分 析 化 学 领 域 内 具 有 原 创 性 的 理 论 应 用 及 成 果 的 分 析 化 学 研 究 领 域 最 权 威 的 学 术 刊 物 之 一 英 国 皇 家 化 学 会 分 析 学 家 (The Analyst) 杂 志 2008 年 133 卷 第 9 期 出 版 了 一 期 中 国 专 刊, 发 表 了 来 自 中 国 18 所 高 校 及 科 研 机 构 的 23 个 研 究 小 组 在 分 析 化 学 与 检 测 科 学 方 面 的 最 新 研 究 成 果, 其 中 包 括 生 物 分 析 纳 米 分 析 蛋 白 组 与 代 谢 组 技 术 生 物 芯 片 等 这 是 该 学 术 期 刊 首 次 为 一 个 国 家 或 地 区 的 科 研 成 果 出 版 学 术 专 刊 5)2008 年 8 月 德 国 Adv.Mater. 以 专 刊 的 形 式 提 供 整 期 版 面 来 介 绍 中 国 科 学 院 化 学 研 究 所 的 研 究 进 展, 这 是 该 学 术 期 刊 首 次 为 中 国 的 一 个 科 研 机 构 出 版 学 术 专 刊, 全 期 共 刊 登 了 该 研 究 所 的 18 篇 论 文 6)2008 年 11 月 10 日 华 南 理 工 大 学 曹 镛 院 士 和 中 国 科 学 院 上 海 有 机 化 学 研 究 所 麻 生 明 院 士 在 墨 西 哥 市 当 选 为 发 展 中 国 家 科 学 院 ( 原 称 第 三 世 界 科 学 院,TWAS) 院 士 中 国 科 学 院 大 连 化 学 物 理 研 究 所 李 灿 院 士 继 2005 年 当 选 TWAS 院 士 之 后 又 在 2008 年 5 月 当 选 欧 洲 人 文 和 自 然 科 学 院 外 藉 院 士 欧 洲 欧 洲 人 文 和 自 然 科 学 院 是 由 英 国 皇 家 学 会 等 多 个 欧 洲 国 家 的 科 学 院 共 同 成 立 的 包 括 东 西 欧 国 家 的 涵 盖 人 文 社 会 自 然 科 学 与 技 术 的 国 际 科 学 组 织 ; 清 华 大 学 帅 志 刚 教 授 在 2008 年 当 选 国 际 量 子 分 子 科 学 院 院 士, 成 为 继 唐 敖 庆 院 士 1981 年 当 选 之 后 该 院 的 第 二 位 中 国 院 士 中 国 科 学 院 院 士 白 春 礼 获 得 英 国 皇 家 化 学 会 荣 誉 会 士 (Honorary Fellow) 称 号, 该 称 号 主 要 颁 发 给 对 化 学 领 域 产 生 重 大 影 响 的 科 学 家 或 杰 出 人 士 英 国 皇 家 宪 章 规 定 在 全 球 范 围 内 颁 发 的 荣 誉 会 士 总 数 不 得 超 过 120 人, 从 1841 年 到 现 在, 全 球 仅 有 88 位 杰 出 人 士 获 此 殊 荣, 其 中 仅 有 3 人 来 自 亚 洲, 白 春 礼 院 士 则 是 获 此 殊 荣 的 第 一 位 中 国 科 学 家 另 外, 还 有 52 位 中 国 化 学 家 荣 获 英 国 皇 家 化 学 会 会 士 (Fellow) 称 号, 这 是 皇 家 化 学 会 会 员 制 的 最 高 级 别, 获 得 者 需 对 化 学 或 相 关 专 业 有 杰 出 贡 化 学 学 科 发 展 报 告 / 化 学 通 讯 55

60 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 献, 它 是 通 过 Leadership in the Field 程 序 产 生, 该 程 序 包 括 提 名 考 核 评 审 等 多 个 严 格 步 骤, 只 有 非 常 少 数 的 杰 出 化 学 家, 才 能 通 过 此 程 序 被 授 予 Fellow 称 号 此 外,2006 年 以 来, 中 国 化 学 会 的 国 际 交 流 活 动 空 前 频 繁, 许 多 国 家 的 化 学 会 主 动 与 中 国 化 学 会 联 系, 希 望 加 强 合 作 中 国 化 学 家 积 极 参 与 国 际 组 织 举 办 的 学 术 活 动, 我 会 成 员 先 后 在 这 些 组 织 中 担 任 重 要 职 位, 如 : 国 际 催 化 协 会 理 事 会 国 际 电 化 学 学 会 国 际 热 分 析 及 量 热 学 联 合 会 太 平 洋 地 区 高 分 子 联 合 会 及 亚 洲 化 学 联 合 会 等 ; 白 春 礼 院 士 为 国 际 纯 粹 与 应 用 化 学 联 合 会 (IUPAC) 执 委, 李 灿 院 士 为 国 际 催 化 协 会 理 事 会 副 主 席, 韩 布 兴 研 究 员 在 2008 年 6 月 IUPAC 绿 色 化 学 分 会 上 被 推 选 为 该 分 会 主 席 ;2006 年 在 环 境 科 学 研 究 领 域 影 响 最 大 的 美 国 化 学 会 期 刊 Environ. Sci. Tech. 编 辑 部 在 北 京 设 立 亚 洲 分 部, 江 桂 斌 研 究 员 任 该 刊 副 主 编 兼 亚 洲 分 部 主 任, 等 目 前 中 国 化 学 家 在 IUPAC 担 任 国 家 代 表 (NR) 以 上 职 务 的 共 有 30 人 和 IUPAC 组 织 机 构 资 深 委 员 30 人 2006 年 10 月 英 国 皇 家 化 学 会 与 中 国 化 学 会 签 订 了 友 好 合 作 协 议, 并 在 中 国 设 立 了 代 表 处, 建 立 了 联 合 会 员 制 度 2007 年 中 国 化 学 会 主 办 了 5 个 国 际 会 议 : 第 35 届 国 际 光 谱 会 议 第 17 届 国 际 磷 化 学 大 会 第 1 届 大 连 国 际 色 谱 学 术 报 告 会 第 15 届 国 际 分 子 筛 大 会 和 第 9 届 中 日 有 机 固 体 中 的 电 导 光 导 以 及 相 关 现 象 学 术 研 讨 会, 参 加 会 议 人 数 共 计 超 过 2500 人, 其 中 有 56 个 国 家 和 地 区 的 1500 余 名 外 国 科 学 家 与 会 ; 会 议 发 表 论 文 2700 余 篇, 其 中 外 方 1600 余 篇 国 际 分 子 筛 大 会 每 三 年 举 行 一 届, 这 次 是 首 次 由 我 国 承 办, 会 议 的 论 文 集 由 Elsevier 出 版 集 团 出 版 2007 年, 中 国 化 学 会 与 国 外 大 出 版 机 构 的 联 系 日 益 频 繁,Elsevier Wiley Springe 美 国 化 学 会 出 版 机 构 等 负 责 人 分 别 来 访, 赞 誉 近 几 年 中 国 化 学 论 文 无 论 数 量 和 质 量 的 飞 快 发 展, 表 达 了 强 烈 的 合 作 愿 望, 从 另 一 个 侧 面 反 映 出 中 国 化 学 界 在 国 际 上 地 位 的 上 升 2008 年, 我 国 又 举 办 了 第 13 届 IUPAC 国 际 生 物 工 程 会 议 第 4 届 上 海 国 际 分 析 化 学 研 讨 会 第 2 届 中 德 青 年 化 学 家 前 沿 论 坛 第 5 届 国 际 高 技 术 高 分 子 材 料 学 术 会 议 第 5 届 东 亚 高 分 子 学 术 会 议 2008 年 两 岸 三 地 高 分 子 液 晶 态 与 超 分 子 有 序 结 构 学 术 研 讨 会 等 化 学 学 科 发 展 报 告 / 化 学 通 讯 56

61 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 牛 顿 定 律 的 人 文 启 示 摘 要 : 本 文 以 自 然 科 学 中 的 牛 顿 定 律 为 例, 从 哲 学 社 会 和 人 生 的 角 度 探 讨 了 其 对 我 们 的 人 文 启 示 发 现 自 然 科 学 与 人 文 科 学 并 非 是 割 裂 的, 二 者 虽 隔 行, 但 不 隔 理, 相 互 依 存 科 学 精 神 中 蕴 含 着 人 文 精 神, 做 科 学 的 本 质 也 是 做 人 人 们 只 要 留 心 自 己 的 科 学 研 究, 完 全 可 以 从 自 然 科 学 中 得 到 人 文 启 示, 从 而 使 自 己 的 科 学 与 人 文 精 神 同 时 得 到 发 展 关 键 词 : 牛 顿 定 律 启 示 引 言 进 入 21 世 纪 以 来, 全 球 化 趋 势 日 益 增 强, 各 国 为 了 获 得 更 多 的 资 源 能 源 等 经 济 利 益, 在 科 技 领 域 展 开 了 激 烈 的 竞 争 作 为 向 社 会 输 送 人 才 的 高 等 院 校 也 在 科 技 领 域 中 不 断 的 创 新 和 进 步 大 学 生 和 研 究 生 通 过 高 强 度 的 学 习 和 研 究, 使 他 们 的 科 学 观 得 以 强 化 但 由 于 当 今 社 会 处 在 知 识 爆 炸 的 时 代, 各 种 信 息 剧 增, 人 们 在 有 限 的 时 间 内, 很 难 兼 顾 科 技 与 人 文 两 方 面 的 知 识 学 科 专 业 化 造 成 的 交 流 隔 阂, 导 致 了 科 学 精 神 与 人 文 精 神 的 分 离, 文 科 学 生 缺 乏 理 科 知 识, 理 科 学 生 缺 少 人 文 精 神 这 样 他 们 的 人 生 观 价 值 观 和 社 会 观 受 到 影 响, 从 而 引 发 了 一 些 社 会 问 题 对 于 科 研 工 作 者 而 言, 科 技 本 身 博 大 精 深, 学 无 止 境 这 条 路 有 无 尽 的 探 索, 如 果 分 散 精 力 一 边 做 科 学 一 边 做 人 文, 可 能 会 影 响 科 学 方 面 的 成 就 尤 其 在 化 学 物 理 等 具 体 的 学 科 和 团 队 建 设 人 才 培 养 中, 如 何 边 科 研 边 修 养, 不 断 丰 富 补 充 和 提 高 我 们 的 人 文 精 神, 这 已 经 成 为 科 研 和 教 育 界 所 关 注 的 问 题 所 以 有 必 要 在 进 行 科 学 研 究 中, 寻 找 探 索 能 同 时 强 化 科 学 与 人 文 精 神 的 方 法 如 何 挖 掘 自 然 科 学 的 新 功 能, 将 科 学 精 神 演 化 成 人 文 精 神, 使 科 学 与 人 文 有 机 地 联 系 起 来 是 很 必 要 的, 这 有 利 于 实 现 人 们 在 自 然 科 学 研 究 和 学 习 的 同 时, 净 化 其 思 想, 启 迪 其 人 生 十 七 世 纪 最 伟 大 的 科 学 巨 匠 牛 顿 不 但 创 立 了 微 积 分, 发 现 了 万 有 引 力 定 律, 特 别 是 他 阐 明 了 力 学 的 基 本 规 律, 奠 定 了 经 典 物 理 学 的 基 础 即 牛 顿 三 定 律, 具 有 划 时 代 的 意 义 我 们 对 牛 顿 定 律 进 行 了 超 越 其 物 理 学 意 义 的 人 文 思 考 与 联 想, 将 其 蕴 含 的 科 学 精 神 与 人 文 精 神 结 合 起 来, 发 现 自 然 科 学 与 哲 学 社 会 和 人 生 是 相 互 联 系 的 本 文 将 从 哲 学 社 会 和 人 生 等 方 面 来 分 别 谈 谈 牛 顿 三 定 律 给 我 们 的 人 文 启 示 1. 牛 顿 第 一 定 律 的 启 示 牛 顿 第 一 定 律 : 物 体 不 受 外 力 作 用 时, 将 保 持 静 止 或 匀 速 直 线 运 动 状 态 不 变 哲 学 启 示 : 物 质 观 牛 顿 第 一 定 律 ( 惯 性 定 律 ) 告 诉 我 们 : 惯 性 是 物 质 的 惯 性, 没 有 物 质 何 谈 惯 性, 没 有 了 物 质, 牛 顿 定 律 也 就 没 有 了 意 义 这 就 是 世 界 是 物 质 的, 物 质 第 一 性, 即 哲 学 上 讲 的 物 质 观 社 会 启 示 : 开 放 观 牛 顿 第 一 定 律 告 诉 我 们 : 物 体 如 果 不 受 到 外 力 作 用, 它 的 运 动 状 态 是 不 会 改 变 的 这 启 示 我 们 : 一 个 人 一 个 单 位 或 一 个 国 家 如 果 不 受 到 外 力 的 影 响, 就 会 保 持 静 止 或 不 变 的 状 态, 也 就 无 法 进 步 静 止 体 系 是 封 闭 体 系, 封 闭 体 系 是 死 亡 体 系 不 开 放 就 受 不 到 外 界 的 压 力, 没 有 压 力, 也 就 没 有 发 展 的 动 力 清 王 朝 闭 关 锁 国, 盲 目 自 大, 排 斥 西 方 工 业 文 明 成 果, 其 结 果 只 能 是 走 向 灭 亡 而 与 清 王 朝 同 时 代 的 许 多 欧 洲 国 家 却 是 早 早 地 开 放 国 门, 学 习 他 国 先 进 文 明 成 果 而 成 为 世 界 强 国 所 以, 一 个 国 家 只 有 开 放 才 能 得 到 世 界 各 国 的 经 验 教 训 和 影 响, 才 能 分 享 和 吸 收 人 类 共 同 的 文 明 成 果, 才 能 生 存 和 发 展 国 家 如 此, 企 业 也 是 这 样 企 业 只 有 开 放, 才 能 不 断 地 受 到 外 界 的 影 响, 不 断 地 寻 求 改 进 美 国 著 名 的 IBM(International Business Machine) 公 司 便 是 很 好 的 例 证 IBM 的 成 功 有 很 多 因 素, 其 中 非 常 重 要 的 一 点 就 是 不 断 开 放 和 交 流 的 企 业 法 则 在 IBM 公 司 没 有 围 墙, 没 有 保 安, 非 常 欢 迎 社 会 各 界 人 士 参 观 每 位 来 访 者 只 需 办 简 单 的 手 续 即 可 参 观 公 司, 期 间 有 专 人 负 责 讲 解 和 征 求 建 议 等, 这 样 让 每 位 到 IBM 参 观 的 人 都 会 感 受 到 其 独 特 的 企 业 文 化 作 为 世 界 顶 级 企 业,IBM 公 司 不 是 封 闭 自 守, 而 是 不 断 地 开 放, 不 断 地 与 外 界 交 流 由 此 可 见, 封 闭 只 会 走 向 无 知 和 死 亡, 唯 有 开 放 才 会 进 步, 开 放 就 是 社 会 发 展 不 懈 的 动 力 源 泉 人 生 启 示 : 人 生 观 牛 顿 第 一 定 律 表 明 : 物 体 如 果 不 受 外 力 作 用, 将 保 持 静 止 或 运 动 状 态 不 变 物 体 如 此, 人 生 亦 如 此 人 生 就 如 同 斜 坡 上 的 球 体, 必 须 有 一 个 力 作 用 才 能 上 行 那 个 力 就 是 理 想, 就 是 追 求, 人 生 如 果 没 有 理 想 就 很 难 进 步 想 当 冠 军 的 运 动 员 不 一 定 能 当 上, 但 不 想 当 冠 军 的 运 动 员 一 定 当 不 上 由 此 可 知, 人 有 理 想, 方 能 成 功, 没 有 理 想, 必 将 一 事 无 成 诺 贝 尔 一 生 致 力 于 炸 药 的 研 究, 最 终 在 硝 化 甘 油 的 研 究 方 面 取 得 了 重 大 成 就 居 里 夫 人 一 生 专 注 于 镭 和 钋 两 种 天 然 放 射 性 元 素 的 研 究, 从 而 两 度 获 得 诺 贝 尔 奖 这 启 示 我 们, 理 想 就 是 人 类 的 指 路 明 灯, 理 想 就 是 人 类 前 进 的 力 量, 不 懈 的 追 求 理 想 与 真 理 就 是 我 们 应 该 树 立 的 正 确 人 生 观 2. 牛 顿 第 二 定 律 的 启 示 牛 顿 第 二 定 律 : 物 体 受 到 外 力 作 用 时 将 产 生 加 速 度 a, 加 速 度 a 大 小 与 物 体 所 受 到 的 外 力 F 成 正 比 与 其 质 量 m 成 反 比, 即 F = m a 哲 学 启 示 : 运 动 观 牛 顿 第 二 定 律 ( 加 速 度 定 律 ) 告 诉 我 们 : 一 个 物 体 受 到 外 力 作 用 时, 将 会 产 生 运 动 的 变 化 这 就 是 哲 学 上 讲 的 运 动 观, 即 世 界 是 物 质 的, 物 质 是 运 动 的 社 会 启 示 : 改 革 观 牛 顿 第 二 定 律 启 示 我 们 : 一 个 单 位 或 一 个 国 家 的 发 展 加 速 度 董 川 开 讲 / 化 学 通 讯 57

62 Chemical 化 学 通 讯 Newsletter (a) 与 其 投 入 (F) 成 正 比, 与 其 规 模 (m) 成 反 比 当 投 入 (F) 一 定 时, 发 展 加 速 度 与 规 模 成 反 比, 规 模 (m) 越 大, 发 展 加 速 度 (a) 就 越 小 只 有 规 模 (m) 降 下 来, 投 入 的 财 力 物 力 人 力 (F) 才 能 最 大 转 化 为 发 展 的 加 速 度 (a) 由 此 可 知, 要 想 在 某 一 方 面 取 得 突 破 和 发 展, 就 必 须 控 制 规 模, 精 兵 简 政, 即 只 有 改 革, 社 会 才 能 快 速 发 展 例 如, 改 革 开 放 以 来, 中 国 部 分 高 校 在 投 入 (F) 不 大 的 情 况 下, 盲 目 地 扩 大 办 学 规 模 (m), 影 响 了 学 校 教 学 和 科 研 水 平 发 展 加 速 度 (a) 的 提 高 所 以, 一 个 单 位 或 一 个 国 家 要 想 发 展, 就 必 须 不 断 改 革, 精 兵 简 政, 加 大 投 入 人 生 启 示 : 价 值 观 牛 顿 第 二 定 律 表 明 : 物 体 产 生 的 加 速 度 与 其 受 到 的 外 力 成 正 比, 与 其 质 量 成 反 比, 即 a=f/m 这 启 示 我 们 : 一 个 人 的 事 业 发 展 加 速 度 (a) 与 其 投 入 (F) 成 正 比, 与 其 所 从 事 的 事 务 数 量 (m) 成 反 比 当 投 入 (F) 一 定 时, 其 事 业 发 展 加 速 度 便 与 其 所 从 事 的 事 务 数 量 成 反 比 科 研 和 学 习 也 是 如 此, 如 果 对 什 么 事 情 都 感 兴 趣, 盲 目 贪 大, 不 凝 练 学 科 方 向, 不 在 一 点 上 下 功 夫 将 很 难 做 出 大 的 成 就 当 一 个 人 所 从 事 的 事 务 数 量 (m) 一 定 时, 其 事 业 发 展 加 速 度 便 与 其 投 入 成 正 比, 天 道 酬 勤, 大 投 入, 大 发 展 ; 小 投 入, 小 发 展 ; 不 投 入, 不 发 展 人 生 亦 如 此, 没 有 投 入, 就 没 有 收 获, 天 上 不 会 掉 馅 饼, 梅 花 香 自 苦 寒 来 在 人 生 的 投 入 一 定 时, 我 们 所 从 事 的 事 务 越 多, 就 越 容 易 分 散 精 力 而 最 终 无 法 实 现 人 生 的 事 业 目 标 和 价 值 总 而 言 之, 要 想 人 生 发 展 快 (a 大 ), 就 得 有 大 的 财 力 物 力 人 力 投 入 (F 大 ), 还 得 专 注 于 某 一 事 物 (m 小 ) 爱 因 斯 坦 曾 说 过, 一 个 人 只 有 以 他 全 部 的 力 量 和 精 力 致 力 于 某 一 事 业 时, 才 能 成 为 真 正 的 大 师 人 生 要 想 实 现 自 己 的 事 业 目 标 和 价 值, 就 必 须 辛 勤 耕 耘, 努 力 投 入, 而 且 还 要 集 中 力 量 办 大 事 3. 牛 顿 第 三 定 律 的 启 示 定 律 第 三 定 律 : 一 个 物 体 对 另 一 个 物 体 作 用 时, 它 必 然 会 受 到 另 一 个 物 体 的 反 作 用, 作 用 力 与 反 作 用 力 大 小 相 等, 方 向 相 反, 即 F = -F 哲 学 启 示 : 联 系 观 牛 顿 第 三 定 律 告 诉 我 们 : 一 个 事 物 如 果 影 响 其 它 事 物, 反 过 来 也 会 受 到 其 它 事 物 的 影 响 这 种 作 用 与 反 作 用, 影 响 与 被 影 响 的 观 点 就 是 哲 学 上 讲 的 联 系 观 社 会 启 示 : 稳 定 观 牛 顿 第 三 定 律 告 诉 我 们 : 你 怎 么 对 待 人 民, 人 民 就 怎 么 对 待 你 这 种 观 点 早 在 2000 年 前 的 孟 子 时 代 就 已 经 被 阐 述 得 很 透 彻 了 孟 子 梁 惠 王 下 说 : 乐 民 之 乐 者, 民 亦 乐 其 乐 忧 民 之 忧 者, 民 亦 忧 其 忧 乐 以 天 下, 忧 以 天 下, 然 而 不 王 者, 未 之 有 也 孟 子 在 这 里 阐 述 了 一 种 君 王 与 人 民 相 互 作 用 相 互 影 响 的 关 系, 即 君 王 若 善 待 人 民, 人 民 就 会 拥 戴 他, 国 家 就 会 稳 定 发 展 纵 观 我 中 华 文 明 史, 盛 世 时 代 无 不 具 有 这 种 治 国 理 念, 水 可 载 舟 亦 可 覆 舟 同 样, 以 人 为 本 观 点 的 提 出, 也 符 合 这 一 定 律 只 有 善 待 人 民, 想 人 民 所 想, 急 人 民 所 急, 人 民 才 会 尊 重 你 爱 戴 你, 这 样 才 能 保 证 国 家 的 长 治 久 安, 维 护 国 家 的 团 结 稳 定 同 样 的 道 理, 在 人 与 自 然 的 关 系 中, 也 体 现 着 作 用 与 反 作 用 的 思 想 人 类 如 何 对 待 自 然, 自 然 就 同 样 反 作 用 于 人 类 人 类 破 坏 自 然, 自 然 就 会 报 复 人 类 恩 格 斯 在 自 然 辩 证 法 一 书 中 告 诫 我 们 : 不 要 过 分 陶 醉 于 我 们 对 自 然 界 的 胜 利 对 于 每 一 次 这 样 的 胜 利, 自 然 界 都 报 复 了 我 们 近 年 来, 在 世 界 范 围 内 出 现 的 很 多 灾 害 性 天 气 就 是 人 类 破 坏 自 然, 自 然 报 复 人 类 的 例 证 与 其 先 破 坏 后 治 理, 不 如 与 自 然 和 谐 共 处 这 样 人 与 自 然 便 达 到 一 种 和 谐 稳 定 的 状 态 牛 顿 第 三 定 律 告 诉 我 们, 社 会 要 想 和 谐 稳 定 发 展, 就 必 须 处 理 好 人 与 人, 人 与 社 会, 人 与 自 然 的 关 系 人 生 启 示 : 社 会 观 牛 顿 第 三 定 律 启 示 我 们 : 一 个 组 织 或 一 个 人 怎 样 对 待 另 一 个 组 织 或 另 一 个 人, 则 必 然 会 受 到 另 一 个 组 织 或 另 一 个 人 的 反 作 用 世 界 是 互 动 的, 你 给 世 界 几 分 爱, 世 界 就 会 回 你 几 分 爱 你 以 什 么 样 的 心 态 说 话, 社 会 或 环 境 就 会 以 什 么 样 的 语 气 给 你 回 音 爱 出 者 爱 返, 福 往 者 福 来 你 热 爱 别 人, 别 人 也 会 热 爱 你 ; 你 帮 助 别 人, 别 人 也 会 帮 助 你 如 果 一 个 人 总 是 愤 世 嫉 俗, 对 世 界 社 会 和 环 境 不 满 意, 那 么 世 界 社 会 与 环 境 同 样 也 会 反 作 用 于 他 孔 子 曰, 夫 仁 者, 己 欲 立 而 立 人, 己 欲 达 而 达 人 孟 子 也 说, 老 吾 老 以 及 人 之 老, 幼 吾 幼 以 及 人 之 幼 这 告 诉 我 们 在 生 活 中 要 善 待 别 人, 自 己 事 业 的 成 功 与 善 待 他 人 是 分 不 开 的 在 人 的 一 生 中, 无 论 作 为 领 导 还 是 学 科 带 头 人, 都 必 须 以 身 作 则, 善 待 群 众, 善 待 团 队 的 每 一 位 成 员 特 别 是 作 为 教 师, 作 为 科 技 工 作 者 一 定 要 善 待 学 生, 因 为 他 们 是 我 们 的 希 望, 他 们 是 我 们 的 未 来, 他 们 的 发 展 就 是 我 们 事 业 的 延 伸, 其 本 质 也 是 我 们 的 发 展 其 实, 任 何 事 物 都 是 相 互 关 联 相 互 影 响 的, 人 类 社 会 要 想 和 谐 可 持 续 发 展, 就 必 须 以 人 为 本, 宽 以 待 人 上 述 牛 顿 定 律 引 发 了 我 们 很 多 思 考, 牛 顿 定 律 虽 然 是 自 然 科 学 的 一 个 简 单 规 律, 但 大 道 通 天, 它 将 超 越 其 自 然 科 学 的 范 畴, 对 我 们 的 哲 学 社 会 人 生 三 个 方 面 都 有 很 大 的 启 示 现 将 启 示 要 点 汇 总, 列 于 下 表 : 58 董 川 开 讲 / 化 学 通 讯

63 Newsletter Chemical 化 学 通 讯 启 示 牛 顿 定 律 牛 顿 定 律 启 示 表 惯 性 定 律 F = m a F = - F 哲 学 启 示 物 质 观 世 界 是 物 质 的 运 动 观 发 展 观 物 质 是 运 动 的 联 系 观 运 动 是 联 系 的 社 会 启 示 开 放 开 放 乃 改 革 改 革 是 动 力 改 革 发 展 改 革 是 手 段 发 展 是 目 的 稳 定 为 人 民 服 务 稳 定 是 前 提 人 生 启 示 人 生 观 为 社 会 为 理 想 奋 斗 静 止 将 死 亡 价 值 观 发 展, 强 大, 作 为 集 中 力 量 办 大 事 社 会 观 和 谐 共 处 可 持 续 发 展 4. 牛 顿 定 律 的 人 文 拓 展 哲 学 上 讲 物 质 决 定 意 识, 即 精 神 是 建 立 在 物 质 基 础 之 上 的 物 质 与 意 识 之 间 的 相 互 联 系 性, 让 我 们 体 会 到, 适 用 于 自 然 界 的 牛 顿 定 律 是 描 述 和 反 映 物 质 运 动 规 律 的 总 结, 它 对 我 们 的 社 会 领 域 必 然 也 会 有 一 定 的 精 神 启 示 和 人 文 指 导 作 用 牛 顿 第 一 定 律 的 人 文 拓 展 : 惯 性 定 律 ( 自 然 界 ): 任 何 物 体 不 受 外 力 作 用, 将 保 持 静 止 或 匀 速 直 线 运 动 状 态 不 变 守 旧 定 律 ( 社 会 界 ): 任 何 组 织 或 个 人 若 不 受 外 力 作 用, 将 保 持 原 有 生 活 状 态 不 变 总 之, 任 何 事 物 都 有 维 持 原 有 状 态 不 变 的 性 质 要 想 改 变 现 状, 必 须 受 到 外 界 作 用, 而 受 外 界 作 用 就 必 须 开 放 开 放 是 我 们 发 展 不 懈 的 动 力 源 泉 牛 顿 第 二 定 律 的 人 文 拓 展 : 加 速 度 定 律 ( 自 然 界 ): 物 体 受 到 外 力 作 用 时, 将 产 生 加 速 度, 加 速 度 的 大 小 与 物 体 所 受 到 的 外 力 成 正 比, 与 其 质 量 成 反 比, 即 F = m a 发 展 定 律 ( 社 会 界 ): 任 何 组 织 或 个 人 发 展 的 加 速 度 与 其 所 受 到 的 作 用 成 正 比, 与 其 体 系 的 规 模 成 反 比 总 之, 任 何 事 物 受 到 外 界 作 用 都 会 发 展, 发 展 的 快 慢 与 其 所 受 到 外 界 作 用 成 正 比, 与 其 规 模 成 反 比 要 想 发 展 快, 就 必 须 优 化 即 改 革 牛 顿 第 三 定 律 的 人 文 拓 展 : 作 用 与 反 作 用 定 律 ( 自 然 界 ): 一 物 体 对 另 一 物 体 作 用 时, 必 然 会 受 到 另 一 物 体 的 反 作 用, 作 用 力 与 反 作 用 力 大 小 相 等, 方 向 相 反, 即 F=-F 和 谐 定 律 ( 社 会 界 ): 一 个 组 织 或 个 人 怎 样 对 待 另 一 个 组 织 或 个 人, 则 必 然 会 受 到 另 一 个 组 织 或 个 人 同 样 的 作 用 总 之, 任 何 事 物 都 是 相 互 关 联 相 互 影 响 的, 人 类 社 会 要 想 和 谐 就 必 须 以 人 为 本, 宽 以 待 人, 为 人 民 服 务 综 上 所 述, 牛 顿 定 律 中 也 蕴 含 着 人 文 精 神 的 朴 素 思 想, 即 自 然 科 学 与 人 文 科 学 并 非 是 割 裂 的, 二 者 隔 行 不 隔 理, 相 互 依 存, 相 互 启 迪 科 学 精 神 中 蕴 含 着 人 文 精 神, 做 科 学 的 本 质 也 是 做 人 人 们 只 要 留 心 自 己 的 科 学 研 究, 同 时 仔 细 地 观 察 社 会, 体 验 生 活, 完 全 可 以 从 自 然 科 学 中 得 到 哲 学 社 会 和 人 生 的 启 示, 从 而 使 自 己 的 科 学 与 人 文 精 神 同 时 得 到 发 展 希 望 本 文 能 够 在 这 方 面 起 到 抛 砖 引 玉 的 作 用 作 者 : 张 月 霞 ( 山 西 大 学 环 境 科 学 与 工 程 研 究 中 心, 太 原 ), 杨 振 华, 董 川 ( 博 导 教 授, [email protected]) 董 川 开 讲 / 化 学 通 讯 59

64 2008 年 度 SCI 国 内 期 刊 影 响 因 子 排 序 ( 大 陆 地 区 ) 40 CHINESE J ANAL CHEM CHEM J CHINESE U J COMPUT SCI TECHNOL CHINESE J CHEM ENG ACTA POLYM SIN J ZHEJIANG UNIV-SC A X ACTA MECH SOLIDA SIN SCI CHINA SER B > ACTA MATH SIN PROG NAT SCI CHINESE J INORG CHEM J RARE EARTH PROG CHEM X SCI CHINA SER E CHINESE CHEM LETT J UNIV SCI TECHNOL B ACTA METALL SIN CHINESE J CHEM PHYS CHINESE ANN MATH B ACTA OCEANOL SIN X CHINA OCEAN ENG J WUHAN UNIV TECHNOL CHEM RES CHINESE U SCI CHINA SER A PLASMA SCI TECHNOL J INORG MATER X J GENET GENOMICS RARE METALS APPL MATH MECH-ENGL ACTA PHYTOTAXON SIN > T NONFERR METAL SOC J CENT SOUTH UNIV T HIGH ENERG PHYS NUC ALGEBR COLLOQ ACTA MATH SCI PROG BIOCHEM BIOPHYS J IRON STEEL RES INT X RARE METAL MAT ENG X J CHINA UNIV GEOSCI CHINESE J ELECTRON CHINESE PHYS B CHINESE PHYS C J SYST EVOL PARTICUOLOGY