前沿综述·编委专题

  • 铜基材料在水系锌离子电池锌金属负极中的应用研究

    孙路阳;于文博;孙广同;卢琼琼;岳鹏飞;张国赏;宋克兴;

    水系锌离子电池因其低成本和高安全性等优势,有望应用在大规模储能领域。然而,锌金属负极面临着枝晶与副反应等挑战,导致循环稳定性差及库仑效率低,从而限制其规模化应用。为了解决上述挑战,研究者们提出了锌负极表面改性、集流体设计及添加剂引入等策略。其中,铜基材料因其优异的亲锌特性、高电子导电性、良好的化学稳定性、丰富的结构可调性及低成本等优势,被广泛应用于水系锌离子电池负极的改性与构筑。本文首先阐释了水系锌离子电池负极的主要失效机理,然后综述了铜基材料在该领域的具体应用策略及其作用机制,最后分析了当前研究仍面临的关键挑战,并对其未来发展趋势进行了前瞻性展望。

    2025年10期 v.43;No.323 1405-1421页 [查看摘要][在线阅读][下载 1604K]
    [网刊下载次数:0 ] |[阅读次数:20 ] |[下载次数:107 ] |[引用频次:0 ]
  • 仿贝壳层状结构组装策略研究进展

    李豪;邹伟;王天通;张伟;张振华;徐红星;李龙辉;江浩庆;

    贝壳珍珠层独特的“砖-泥”微纳结构赋予其卓越的强韧组合特性,为高性能仿生材料设计提供了重要启示。人工精准构筑此类结构的关键在于组装策略的创新。本文系统综述了仿贝壳层状结构组装策略的最新研究进展,重点分析了层层组装(精密可控但效率受限)、冰模板法(适于复杂形状块体)、定向矿化生长(高度模拟天然成分与结构)、磁场取向(实现增强相定向排布)、超铺展组装(高效连续制备高取向薄膜)及拉伸约束组装(抑制褶皱提升取向度)等六类核心技术的原理、工艺特点、适用范围,及其对材料微结构(有序性、取向度)和界面特性的调控机制。这些策略在提升复合材料强度、韧性等力学性能方面取得了显著成效(部分材料性能超越天然贝壳)。最后探讨了当前面临的大规模制备、复杂结构成型、多功能集成等挑战,并展望了智能化、多尺度协同设计等未来发展方向,为仿贝壳层状结构材料的创新与应用提供参考。

    2025年10期 v.43;No.323 1422-1433页 [查看摘要][在线阅读][下载 1955K]
    [网刊下载次数:0 ] |[阅读次数:6 ] |[下载次数:83 ] |[引用频次:0 ]
  • 氮化镓基绿光谐振腔发光二极管研究进展

    杨帅;李宁;周德霞;刘亚;周子明;马乐;唐兆兵;贾思琪;

    绿光GaN基谐振腔发光二极管(RCLED)具有高发光强度、高光谱纯度、优异的光准直性等特点,在高速光通信、Micro-LED显示和精密光谱检测等领域具有广阔应用前景。在RCLED中,通常采用多层介质膜结构的分布式布拉格反射镜,与高导热金属反射镜结合,形成法布里-珀罗(Fabry-Perot)光学谐振腔,从而调控LED的发光特性。近年来,绿光RCLED得到了迅速发展,其光输出功率(LOP)最高已达180 mW,发光线宽窄至3 nm,展现出巨大的应用潜力。未来,随着材料生长、异质集成和光学调控技术的进一步提升,绿光RCLED性能有望实现新的突破,推动绿光光电技术的产业化发展。本文主要针对绿光RCLED发展情况进行概述和总结,分析RCLED面临的技术难题,并探讨未来的发展路径,为RCLED的性能提升提供参考。

    2025年10期 v.43;No.323 1434-1445页 [查看摘要][在线阅读][下载 1280K]
    [网刊下载次数:0 ] |[阅读次数:7 ] |[下载次数:46 ] |[引用频次:0 ]
  • 岩土多尺度孔隙结构测试与表征方法研究进展

    倪宏阳;

    多孔介质的孔隙结构在岩土工程、储层评价和环境地质等领域中具有重要的理论与实际意义。本文综述了岩土多孔介质多尺度孔隙表征的主要方法,并将其分为室内物理试验测试方法和数字图像技术两大类。室内物理试验方法涵盖了压汞法、气体吸附法、核磁共振法,数字图像技术部分包括薄片法、扫描电子显微镜和X射线计算机断层扫描。分别阐述了各自的原理、测量尺度及优缺点,并重点讨论了这些方法在不同孔径范围内的定量表征能力和局限性。每种方法能够获得的孔径范围有一定的交叉性,为了获得更全面的孔隙结构信息,应当有选择结合多种测量方法。后续的研究还需要在优化设备、开发新的数据处理算法、改进样本制备技术等方面开展。

    2025年10期 v.43;No.323 1446-1453页 [查看摘要][在线阅读][下载 1183K]
    [网刊下载次数:0 ] |[阅读次数:8 ] |[下载次数:74 ] |[引用频次:0 ]
  • 无损检测技术在新型陶瓷基复合材料检测中的应用进展

    段继森;赵欣欣;段峰;

    陶瓷基复合材料(CMCs)因其优异的力学性能与耐环境能力,广泛应用于航空航天、能源、汽车、电子及医疗等高端制造领域。本文概述了陶瓷基复合材料的关键性能优势及其在复杂服役环境下的应用需求,强调了无损检测技术在保障其质量控制与服役可靠性中的重要作用。重点介绍了当前主流的三类无损检测方法,包括超声检测、X射线计算机层析成像(CT)技术以及声发射检测技术,分别阐述其检测原理、适用范围及在陶瓷基复合材料内部缺陷识别中的实践效果。最后,探讨了无损检测技术在精度、分辨率及实时性等方面的最新发展,并展望其在高性能复合材料工程化应用中的发展趋势。相关研究表明,持续的技术革新将推动陶瓷基复合材料无损检测向智能化、集成化和多模态方向演进,助力未来材料设计与健康监测系统的深度融合。

    2025年10期 v.43;No.323 1454-1465页 [查看摘要][在线阅读][下载 1340K]
    [网刊下载次数:0 ] |[阅读次数:6 ] |[下载次数:114 ] |[引用频次:0 ]
  • 冻融环境下混凝土结构力学性能研究综述

    曹琛;郑山锁;胡卫兵;

    冻融循环作为寒区环境中最为常见且最具破坏性的外部侵蚀因素之一,会显著劣化混凝土材料的各项力学性能,进而影响工程结构的耐久性与安全性。为了梳理冻融循环对混凝土结构性能的影响规律,回顾并综述了近60年来国内外在冻融环境下混凝土研究的相关成果,归纳分析了混凝土冻融损伤的主要破坏机理及其影响因素,包括气孔结构、加载状态及外加掺合料等关键变量;重点探讨了冻融循环对混凝土材料、构件及整体结构在静载与动载作用下力学性能的劣化特征。最后,总结了当前冻融混凝土结构研究中存在的关键科学问题与工程挑战,并展望了未来在微观机制揭示、多尺度耦合建模及性能预测方法等方向的发展趋势,为寒区混凝土结构的设计与服役性能评估提供理论基础与技术支持。

    2025年10期 v.43;No.323 1466-1476页 [查看摘要][在线阅读][下载 1213K]
    [网刊下载次数:0 ] |[阅读次数:5 ] |[下载次数:130 ] |[引用频次:0 ]

综合研究·编委专题

  • 基于CERES资料的中国及周边地区地表太阳辐射时空分布特性研究

    黄春林;沈昊;徐红星;

    开展地表太阳辐射(SSI)时空分布特性研究是推动太阳能光伏产业进一步发展的有效途径。本文利用CERES提供的不同天空条件下地表辐射数据,对中国及周边地区SSI的时空分布、变化趋势、稳定性及影响因素进行了研究。结果显示,中国地区SSI呈“西北高、东南低”的空间格局,近二十年以年均0.021 W/m~2的趋势缓慢增长。气溶胶是SSI年际变化的主要影响因素,随着2013年大气污染防治政策的实施,中国中东部等人类活动密集地区的气溶胶辐射效应由2001—2012年期间的增长趋势(约1 W/(m~2·a)),转变为2013—2023年期间的下降趋势(约-2 W/(m~2·a)),驱动SSI实现“先降后增”的趋势反转。虽然云对SSI的衰减程度远高于气溶胶,但对其年际变化不具备主导作用,且2013—2023年云辐射效应逐步增大,阻碍了SSI上升。近二十年SSI变化趋势结果可为中国及周边地区太阳能资源评估、光伏场站选址优化与并网提供科学支撑,同时证实了实施大气污染防治政策有利于中国地区太阳能资源的进一步提升。

    2025年10期 v.43;No.323 1477-1483页 [查看摘要][在线阅读][下载 1154K]
    [网刊下载次数:0 ] |[阅读次数:5 ] |[下载次数:68 ] |[引用频次:0 ]
  • 基于数字岩心技术的煤岩渗透率分形模型

    薛康生;浦海;

    孔裂隙结构是煤岩储层中流体运移的主要空间,决定了煤层气的运移规律与抽采效率。然而,当前煤岩渗透率模型大多未考虑真实三维孔裂隙结构的特征参数,很大程度上限制了对煤样真实渗透率的认知与预测。本研究引入数字岩心技术,探究了煤样孔隙拓扑空间识别及参数量化表征,并且结合分形理论、Poiseuille流动定律以及达西定律,构建了考虑三维裂隙网络结构特征参数的渗透率分形模型,并从参数有效性及模型可行性两方面进行了验证。结果表明:高精度X-ray CT成像扫描实验能够实现煤样内部组分的三维可视化,煤样不同位置的孔裂隙结构差异显著,是造成煤样非均质性与各向异性的主要原因。此外,将建立的煤岩渗透率分形模型计算得到的渗透率与等效孔隙网络模拟开展的孔隙数值模拟计算得到的渗透率进行对比,验证了渗透率模型的有效性,并且将不同煤样渗透率实验数据与模型进行对比,证实了渗透率模型在不同煤样渗透率预测上的可行性。研究成果对于揭示煤层气在三维孔裂隙结构空间内的渗流机制以及评估煤层气抽采具有重要的理论意义与工程应用价值。

    2025年10期 v.43;No.323 1484-1492页 [查看摘要][在线阅读][下载 1357K]
    [网刊下载次数:0 ] |[阅读次数:6 ] |[下载次数:75 ] |[引用频次:0 ]
  • 基于深度学习的二维材料目标检测方法的研究与实现

    吕琼帅;张驰;崔梦琪;张帅;高敬礼;

    传统的基于规则的图像处理算法容易受实验条件变化的影响,从而导致光学图像中二维材料目标检测精度的下降。深度学习方法凭借其强大的高维特征表示与学习能力,克服了手动特征工程的局限性,为提升目标检测与分类任务的精度提供了可能。本文提出了一种识别光学图像中二维材料的目标检测方法,该方法在Mask R-CNN框架下,利用骨干网络作为二维材料特征提取的主要架构,通过区域建议网络实现稀疏目标的高效候选生成,结合感兴趣区域对齐方法保留了更多的空间信息,提升了二维材料目标检测和分割的准确性。本文提出的方法聚焦石墨烯(Graphene)、六方氮化硼(h-BN)、二硫化钼(MoS_2)和二碲化钨(WTe_2)等四种二维材料的目标识别及厚度检测。整个方法在Python、Keras和TensorFlow等语言和深度学习框架下完成了模型验证与界面设计。结果表明,该方法在光学显微镜图像中对二维材料的目标检测具有较好的性能,可以有效地检测出不同的二维材料及其厚度。

    2025年10期 v.43;No.323 1493-1500页 [查看摘要][在线阅读][下载 1251K]
    [网刊下载次数:0 ] |[阅读次数:3 ] |[下载次数:54 ] |[引用频次:0 ]
  • 植物源杀虫剂对蜂巢小甲虫的室内毒性测定与混配增效

    卢成莲;魏淼苗;李文峰;张祎;

    蜂巢小甲虫Aethina tumida是一种危害蜜蜂蜂巢的入侵害虫,通过啃食蜂蜡蜂蜜、破坏巢脾、污染蜂蜜,导致蜂群逃逸或崩溃。本研究采用浸渍法、滤纸接触法测定植物源杀虫剂对蜂巢小甲虫幼虫、蛹、成虫的毒性,筛选防治蜂巢小甲虫的绿色防控药物。结果表明,9种植物源杀虫剂中,高浓度的除虫菊素和印楝素对蜂巢小甲虫的致死率显著高于100 mg/L的高效氯氟氰菊酯。除虫菊素和印楝素处理144 h后幼虫的死亡率分别达100.00%和81.67%,其LC_(50)分别为311.1 mg/L和329.2 mg/L;120 h后,蛹的死亡率达80.00%和81.67%,LC_(50)分别为16.01 mg/L和32.6 mg/L;96 h后成虫的死亡率达78.33%和86.67%,其LC_(50)分别为380.2 mg/L和115.9 mg/L。利用共毒因子法和共毒系数法进行混配,测定除虫菊素与印楝素对幼虫的联合作用,结果表明,除虫菊素与印楝素以1∶1、2∶1、5∶1混配,共毒系数分别为169.21、160.08、141.00,具有显著的增效作用。本研究结果表明1.5%除虫菊素水乳剂和1%印楝素微乳剂对蜂巢小甲虫有明显的致死作用,两者混配具有增效作用,为开发蜂巢小甲虫的绿色防控技术提供参考。

    2025年10期 v.43;No.323 1501-1510页 [查看摘要][在线阅读][下载 1406K]
    [网刊下载次数:0 ] |[阅读次数:4 ] |[下载次数:50 ] |[引用频次:0 ]
  • 药食两用代用茶的开发及其抗氧化与降血糖活性

    刘雨晴;李宁洁;张静思;王乐;景炳年;魏磊;王伟;

    健康消费需求升级,兼具功能性与便捷性的代用茶成为高血糖、亚健康人群的日常选择,持续扩大的药食同源物质目录为代用茶开发提供合规的原料基础。以药食两用物质为原料,开发具有抗氧化、降血糖功能的代用茶具有重要的意义和广阔的市场前景。以六种药食两用中药材(桑葚、玫瑰、山药、茯苓、芡实和莲子)为原料,调配制作代用茶,以感官品质为评价依据,借助单因素试验与正交试验筛选出代用茶最优配方;将感官品质、黄酮含量以及总糖含量作为评价指标,确定了代用茶的最佳冲泡条件;采用标准曲线法分析了代用茶对DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和羟自由基的清除能力以及其对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的体外抑制活性,评价了其体外抗氧化和降血糖的活性。采用Lineweaver-Burk双倒数作图法研究了代用茶对α-淀粉酶的抑制动力学。结果表明,代用茶的最佳配方为:桑葚1.0 g、玫瑰0.2 g、莲子0.4 g、山药0.5 g、茯苓0.5 g、芡实0.5 g。代用茶的最佳冲泡条件为:冲水量140 mL、冲泡时间20 min、沸水冲泡。采用最佳配方调配的代用茶在最佳冲泡条件下冲泡后的感官评分达94.88分,黄酮和总糖的质量分数分别为0.45%和17.69%。代用茶对DPPH自由基的IC_(50)值低于1.38 mg/mL,对ABTS阳离子自由基和羟自由基的IC_(50)值分别为2.99 mg/mL和2.25 mg/mL,对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的IC_(50)值分别为123.04 mg/mL和78.13 mg/mL。代用茶对α-淀粉酶的抑制类型为可逆抑制中的竞争性抑制。综上所述,本研究以六种药食两用中药材为原料开发的代用茶具有良好的抗氧化和降血糖活性,具有作为天然抗氧化剂和降血糖功能食品的潜力。药食两用代用茶的开发应用,将为高血糖人群提供安全、便捷的辅助管理手段。

    2025年10期 v.43;No.323 1511-1521页 [查看摘要][在线阅读][下载 1263K]
    [网刊下载次数:0 ] |[阅读次数:5 ] |[下载次数:97 ] |[引用频次:0 ]
  • 数字化转型对企业融通创新的影响研究

    周雪峰;吴可盈;刘红云;

    企业融通创新作为实现资源融合互补、知识协同共享和价值共创的跨组织创新模式,是提升企业竞争力、破解关键核心技术瓶颈的重要路径。在这一过程中,数字化转型为企业开展融通创新提供了关键的技术支撑与组织基础。本文基于2010—2023年沪深A股上市公司数据,采用文本分析法测度企业数字化转型水平,并结合中介效应模型揭示数字化转型通过不同路径促进企业融通创新的作用机制。研究发现:底层技术运用通过提升内部控制质量,优化资源配置效率,显著促进企业融通创新;技术实践应用则通过增强企业敏捷响应能力,提高外部资源整合效率,对融通创新产生积极影响。异质性分析表明,数字化转型对企业融通创新的促进作用在金融科技水平较高、企业规模较大以及社会信任水平较高的地区更为显著。研究从技术分层视角揭示了数字化转型驱动企业融通创新的差异化作用机制,拓展了数字赋能与创新网络互动的理论边界,并为政策制定者在推动企业数字化转型和构建融通创新生态系统方面提供了实践启示。

    2025年10期 v.43;No.323 1522-1536页 [查看摘要][在线阅读][下载 1068K]
    [网刊下载次数:0 ] |[阅读次数:5 ] |[下载次数:77 ] |[引用频次:0 ]
  • 河南省A级旅游景区抖音网络关注度的空间格局及其影响因素

    魏宛青;王世鹏;丁志伟;张改素;

    基于抖音网络关注度数据,运用位序-规模法则、核密度估计、最邻近指数、空间回归等方法,对河南省A级旅游景区抖音网络关注度的空间格局及其影响因素进行分析。结果表明:(1)河南省A级旅游景区抖音网络关注度的位序-规模特征整体呈非均衡结构状态,其中高位序景区具有显著优势但数量较少且呈离散状,中、低位序景区的数量多但内部之间差异不大;(2)河南省A级旅游景区抖音网络关注度在空间上整体呈“两大高密度集聚区,多个次高密度集聚区”的分异特征,其中高关注度景区主要分布在郑汴洛黄金旅游带上;(3)河南省A级旅游景区的空间集聚程度随着其抖音网络关注度等级的降低而增强,即中等、较高、高关注度景区在空间上多呈离散分布状态,而低、较低关注度景区在空间上多呈集聚状态;(4)河南省A级旅游景区类型以“中等品质-低关注度”型和“高品质-低关注度”型为主;(5)对河南省A级旅游景区抖音网络关注度水平影响最大的为市场支撑和宣传平台建设这两个因素,地区基础实力次之,景区基础实力的影响相对较小。

    2025年10期 v.43;No.323 1537-1547页 [查看摘要][在线阅读][下载 1283K]
    [网刊下载次数:0 ] |[阅读次数:9 ] |[下载次数:100 ] |[引用频次:0 ]

科技创新与数字经济专题

  • 河南省新型研发机构推进新质生产力的传导机制与突破路径

    赵晓萌;邓明扬;杨继超;

    河南省深入实施创新驱动发展战略,将新型研发机构作为集聚创新资源,推动新质生产力发展的战略支点。目前,全省各类新型研发机构聚焦关键核心技术攻关,着力突破产业共性技术瓶颈,有效弥合了基础研究与产业应用之间的鸿沟,成为连接高校、科研院所与企业的重要枢纽。研究表明,河南省新型研发机构主要通过科技创新突破、体制机制创新、产学研用协同、人才集聚培育以及明星科学家效应等机制,推动新质生产力发展。政府通过财政资金引导、税收优惠减免等政策工具构建良好的创新生态,对上述路径发挥调节作用,形成“政策赋能—机构创新—生产力跃升”的良性循环,为河南省突破创新资源瓶颈约束、推动产业转型升级提供了有力支撑。

    2025年10期 v.43;No.323 1548-1557页 [查看摘要][在线阅读][下载 1032K]
    [网刊下载次数:0 ] |[阅读次数:6 ] |[下载次数:241 ] |[引用频次:0 ]
  • 河南省数字经济与实体经济融合度评价研究

    张鹭;

    为探究提升河南省经济高质量发展的路径,基于河南省2018—2022年17个地级市的面板数据,构建了河南省数字经济系统与实体经济系统的指标体系,利用熵值法定量测度了河南省数字经济发展与实体经济发展水平,进而建立了数字经济与实体经济融合度的指标体系,并通过耦合协调度模型测算分析了河南17个地级市的数字经济与实体经济融合情况。结果发现:(1)河南省17个地级市中,郑州的数字经济与实体经济耦合协调度为中度协调,洛阳、新乡、焦作、许昌和南阳处于低度协调,其余11个地级市为濒临失调。(2)河南省整体数字经济与实体经济融合度处于低度状态,但从趋势来看,河南省的数字经济与实体经济融合度在不断提升。在此基础上提出了加快河南省数字经济与实体经济融合的路径和对策。

    2025年10期 v.43;No.323 1558-1566页 [查看摘要][在线阅读][下载 1073K]
    [网刊下载次数:0 ] |[阅读次数:4 ] |[下载次数:331 ] |[引用频次:0 ]
  • 数字经济、劳动力资源错配与制造业转型升级

    刘姝婧;闫莹;

    利用2011—2022年我国30个省份的面板数据,实证分析数字经济发展对制造业转型升级的影响效应及作用机制。研究发现:(1)数字经济对制造业转型升级有着显著的促进作用,经过一系列稳健性检验后结论依然成立。(2)数字经济通过缓解劳动力资源错配情况,进一步突破制造业发展中的瓶颈,推动制造业结构合理化和高级化发展。(3)数字经济对北方地区制造业转型升级的促进作用更强,空间上呈现出“南快北慢”的格局。(4)数字经济对制造业结构高级化发展的影响存在以劳动力资源错配为门槛变量的双重门槛效应。

    2025年10期 v.43;No.323 1567-1576页 [查看摘要][在线阅读][下载 1065K]
    [网刊下载次数:0 ] |[阅读次数:6 ] |[下载次数:267 ] |[引用频次:0 ]

  • 《河南科学》征稿简则

    <正>《河南科学》是河南省科学院主办的自然科学综合性学术期刊(月刊),国内外公开发行.本刊为中国科技核心期刊,主要发表应用数学、物理学、化学、生命科学、地球科学、信息科学、建筑科学、能源科学和环境科学等方面具有一定理论水平和应用价值的学术性研究论文.欢迎广大科技工作者、高等院校教研人员和研究生投稿.省部级以上科研基金项目支持的优秀研究论文,本刊将优先发表.1来稿要求1.1文稿论点明确、数据可靠、文字精炼,具有创新性、科学性、应用性,遵守我国著作权法;作者署名实事求是,无署名争议,作者人数一般不超过5名.

    2025年10期 v.43;No.323 1577页 [查看摘要][在线阅读][下载 281K]
    [网刊下载次数:0 ] |[阅读次数:10 ] |[下载次数:4 ] |[引用频次:0 ]
  • 下载本期数据