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  物理--2011, 40 (09)   发布日期: 2011-09-20
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评述

宇宙演化与热寂说

俞允强
2011, 40(09): 561-565     全文: PDF (372 KB)   ( 下载: 1302 )
摘要
在已成熟的宇宙演化理论的基础上,文章作者重新讨论了Clausius提出的热寂问题.宇宙演化指其组分和宏观面貌的变化.主要是微观结团和宏观结团.从物理原理上讲,这些结团过程是力学的,而不是热力学的.力学过程一定程度上破坏了原有的热平衡,热力学则倾向于恢复热平衡.所有已知的物理规律,包括热力学在内,都在宇宙演化中起着它应起的作用.作为后果,宇宙的熵在演化中一直是增加的.克劳修斯把热力学第二定律用于宇宙是正确的.可是他认为宇宙的熵会极大化并不正确.这是因为在演化过程中会出现组分粒子的退耦.
国家纳米中心专题

功能纳米材料的可控制备及性能研究

韩 冰, 李 超, 唐智勇
2011, 40(09): 566-572     全文: PDF (12604 KB)   ( 下载: 1179 )
摘要
功能纳米材料以其独特的结构和优异的性能在催化、能源、传感等领域具有广泛的应用前景.通过控制其制备和组装过程,可以有效地调节其性能.文章介绍了作者所在实验室在新型纳米材料合成方面的研究进展,深入探索了纳米晶体、生物络合高分子和生物分子-无机杂化纳米结构的可控性制备过程,对金属-半胱氨酸生物络合高分子的自组装与超结构手性进行了系统的研究和探讨.另外,文章作者还发现了无机杂化纳米结构的可逆光开关荧光效应,该效应在光信息记录方面具有潜在的应用价值.

纳米结构电学性质的静电力显微镜研究方法

张冬冬, 王 锐, 蒋烨平, 戚桂村, 王 琛, 裘晓辉
2011, 40(09): 573-579     全文: PDF (8700 KB)   ( 下载: 1202 )
摘要
纳米尺度的材料具有许多不同于宏观体材料的奇特的物理和化学特性.了解纳米结构的物性随材料尺寸及形状的变化关系,对于设计和合成具有特定功能的纳米材料有重要的指导意义.静电力显微镜技术为研究微纳米尺度下材料的电学特性提供了强有力的工具.文章介绍了这种测量技术的基本原理,并列举了几种在静电力显微镜基础上发展起来的纳米材料电学性质的表征方法,包括探针特征电容的标定、表面电荷密度测量、薄膜材料中载流子密度测定等.这些实验方法扩展了静电力显微镜的应用领域,为深入研究纳米材料的性质和纳米器件的功能结构提供了丰富的技术手段.

氧化锌纳米材料及其在能源与环境中的应用

夏玉静, 秦洪春, 管自生, 李伟英, 贺 涛
2011, 40(09): 580-587     全文: PDF (3634 KB)   ( 下载: 1813 )
摘要
能源与环境问题是人类当前面临的主要问题之一,借助ZnO纳米材料的光电性能,探索其在能源与环境中的应用,对实现能源与环境的可持续协调发展具有重要意义.ZnO纳米材料的光电性能与其自身结构密切相关,因此,文章首先对ZnO的结构与制备进行了简单介绍,并讨论了ZnO纳米材料中存在的各种缺陷和掺杂的影响,然后在此基础上重点讨论了ZnO纳米材料在能源与环境中的应用,特别是其发光性质和在太阳能电池中的应用等.

用表面微纳米技术研究细胞水平的生物力学

王 栋, 张 伟, 蒋兴宇
2011, 40(09): 588-593     全文: PDF (13905 KB)   ( 下载: 1042 )
摘要
文章介绍了作者所在的实验小组近年来在用表面微纳米技术研究细胞生物学方面取得的进展.由于细胞的尺寸在数微米到数十微米之间,应用微纳米技术可以精细地调控细胞微观环境.作者所在的实验小组应用微流控系统以及表面化学修饰等方法,对细胞正常行为和病理行为进行了一系列研究.通过设计力学刺激装置,对细胞骨架的主要成分——肌动蛋白对细胞的形状以及粘附、迁移等行为的影响进行了系统研究,实现了对肌动蛋白拉伸过程的全程实时动态观察,发现一次拉伸刺激就可以导致肌动蛋白细胞骨架变短,并可以促进肌动蛋白纤维的重组过程.此外,作者所在的实验小组还构建了表面三维结构,以模拟生物体内的拓扑结构,并结合微流控、细胞图案化和多种细胞共培养技术,构建了体外细胞培养和相互作用研究模型,发现细胞形状可以影响其极性和迁移的方向,以及神经细胞突起可以感受表面层粘连蛋白的浓度梯度等一系列有趣的现象,并对其机理进行了探讨.

表面等离激元的聚焦与波导增强

方哲宇, 宇朱星
2011, 40(09): 594-600     全文: PDF (9679 KB)   ( 下载: 1501 )
摘要
近年来,表面等离激元学(plasmonics)已经形成一个新的学科热点.电子在金属与介质界面的集体振荡行为形成一种元激发——表面等离激元(surface plasomon polariton,SPP).由于其具有特殊的耦合与传播性质,与SPP相关的器件设计与应用成为目前纳米光子学领域的国际前沿研究方向.文章介绍了利用微纳加工技术制备的SPP纳米结构,以及利用近场光学表征手段对SPP聚焦、波导、共振增强现象研究的进展.

金纳米棒核/贵金属壳杂化纳米结构的可控制备和性质调控

张 珂, 刘建波, 胡晓娜, 向彦娟, 冯莉莉, 何伟伟, 侯 帅, 郭玉婷, 纪英露, 周维亚, 解思深, 吴晓春
2011, 40(09): 601-607     全文: PDF (6089 KB)   ( 下载: 1674 )
摘要
贵金属纳米颗粒由于其独特的光学及催化性能引起了人们的广泛关注,而这些性能与纳米颗粒的尺寸、形貌、结构组成等密切相关.目前如何有意识地控制晶体生长过程,以得到人们需要的纳米结构和组成,仍具有相当大的挑战性.文章重点介绍了利用具有特定形貌和晶面组成的金纳米棒(Au nanorods)作为种子,借助形成核/壳结构,诱导了Ag, Pd, Pt棒状纳米结构的形成,并实现了对杂化纳米结构光学和催化性能的调控,进一步扩展了贵金属纳米结构的应用范围.作者的研究结果表明,形成杂化纳米结构是性能调控的一种有效方式.
物理教育

远看物理之美—北京大学非物理学科物理教学体会

张 酣
2011, 40(09): 610-613     全文: PDF (2301 KB)   ( 下载: 1383 )
摘要
作者在北京大学讲授非物理学科学生的课程《今日物理》的6年中,慢慢体会到讲授的特点,那就是从高处和远处看物理.对学生讲清楚物理学的基本轮廓、基本要点和发展脉络.从重要物理事件的发展看科学家如何处理问题,从科学家的言行看如何做研究.通过这些,让学生明白什么才是科学上重要的东西,培养学生创造性思维的方式.作者谨以文中的这些浅见求教于国内各位同行.
Physics Today 攫英

开普勒拯救火星大“灾变”

韩 冀, 李立芳
2011, 40(09): 614-616     全文: PDF (963 KB)   ( 下载: 1293 )
摘要

短程自旋波:高温超导的潜在机理——该自旋波第一次被显示存在于超导铜氧化物完整的掺杂相图中

周克瑾
2011, 40(09): 623-623     全文: PDF (623 KB)   ( 下载: 1634 )
摘要
物理学咬文嚼字

如何是直?

曹则贤
2011, 40(09): 617-620     全文: PDF (2721 KB)   ( 下载: 1525 )
摘要
书评和书讯

一本值得推荐的专著——《脉冲激光沉积动力学原理》

陆培祥
2011, 40(09): 621-621     全文: PDF (233 KB)   ( 下载: 1288 )
摘要

中外物理学精品书系


2011, 40(09): 622-622     全文: PDF (2753 KB)   ( 下载: 1103 )
摘要

科学出版社物理类重点图书推荐


2011, 40(09): 624-624     全文: PDF (142 KB)   ( 下载: 1162 )
摘要

传承经典 展现前沿 引进精粹 走向世界


2011, 40(09): 625-625     全文: PDF (2612 KB)   ( 下载: 1019 )
摘要
重点实验室展示

重点实验室展示—国家纳米科学中心


2011, 40(09): 626-626     全文: PDF (523 KB)   ( 下载: 1278 )
摘要
读者和编者

轻松阅读享受物理——欢迎订阅2011年《物理》杂志


2011, 40(09): 627-627     全文: PDF (113 KB)   ( 下载: 962 )
摘要
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