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本报讯 英国科学家的一项最新研究，首次对碳纳米管进入人类细胞全过程进行了直接观测。研究人员发现，碳纳米管是否会造成细胞死亡取决于剂量和接触时间。这一成果为最终确定碳纳米管的毒性开辟了道路。相关论文发表于11月的《自然—纳米技术》上。

    自从纳米技术兴起后，关于纳米材料毒性的争论就从未停止过。一些研究发现，纳米管有剧毒，而另一些研究则并未得到明显的结论。由于科学家从未直接观测过碳纳米管进入细胞(很大的原因是碳纳米管在碳含量丰富的细胞中不易识别)，因此一直没有确凿的结论。

    领导最新研究的是英国剑桥大学的Alexandra Porter，他和英国Daresbury实验室同事进行的研究确切地证明，碳纳米管能够进入细胞质、特定的细胞器和细胞核。在研究中，Porter等人利用两种类型的显微设备——透射电子显微镜(TEM)和共聚焦显微镜，对单壁碳纳米管入侵人类巨噬细胞的过程进行了直接成像观测。

    之所以选择巨噬细胞(一种人体免疫细胞)，是由于它们是人体许多组织(尤其是肺部)抵御外来物质入侵的第一道防线。人们吸入的纳米颗粒会被巨噬细胞截留下来，防止对血液和淋巴等身体系统的进一步入侵。

    研究人员将巨噬细胞浸入不同浓度的碳纳米管溶液中，从零到每毫升10微克。结果发现，两天后，单壁碳纳米管进入了细胞的溶酶体，4天后，碳纳米管会熔合到一起，其中一些进入了细胞质甚至细胞核。

    除直接观测外，通过图像反映的细胞结构改变以及额外的化学实验，研究人员还检测了巨噬细胞在有碳纳米管条件下的生存活力，并与正常细胞进行了对比。结果表明，即使是浸入最高碳纳米管浓度溶液中的巨噬细胞，在两天后依然比较健康，与未处理的正常巨噬细胞相差无几。不过在4天后，研究人员发现，即使是浸入浓度较低溶液中的巨噬细胞，生存能力和活性也会显著降低。

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近日，英国《自然》杂志、美国《科学》杂志和《美国国家科学院院刊》分别以专题报道、专访和评论文章的形式纷纷对中国科学院动物研究所研究员张知彬和挪威奥斯陆大学教授Nils Stenseth的一项合作成果进行了报道和评价。

    事情缘起今年9月份张知彬研究员和Nils Stenseth教授在《美国国家科学院院刊》上发表的一篇论文。论文阐述了中国千年历史上蝗灾发生程度与气候冷暖变化密切有关：蝗灾在冷期的发生量要显著地大于暖期，与过去的观点刚好相反。该成果的科学意义在于气候因子高频(短周期)和低频(长周期)信号可能具有不同，甚至相反的生态效应；气候变暖未必对所有的生物灾害发生都是有利的。文章发表后，随即引起了国际科技界和新闻媒体的高度关注和评价。

    此后，《自然》编辑Heidi Ledford对论文作者及有关科学家进行了专题采访和报道，Ledford说，尽管传统的观点认为温度的短期效应对蝗虫是有利的，但这项合作成果说明温度的长期效应对蝗虫是不利的。美国加州大学的数学生物学家George Sugihara在接受《自然》记者采访时说，中国的历史记录为分析气候变化与动物种群动态的关系提供了非常好的机会，有这样长的历史数据的是十分难得的。此外，Scidev、挪威广播电台等媒体进行了专题采访和报道。

    智利的一位资深动物种群生态学家Mauricio Lima后来也在《美国国家科学院院刊》上发表了题目为“蝗灾，气候变化和自然的节律”的评述文章，高度评价了这项研究成果。Lima说，人类对气候变化的长期生态效应的认识还很欠缺，这项研究成果的意义和启迪是气候变化的长期生态效应可能完全不同于其短期生态效应，特别是目前种群生态学中广泛关注的年际变化规律研究。当前，种群生态学家虽然意识到不同频率气候信号的重要性，但研究的例证十分缺乏。这项基于千年蝗灾资料的研究结果说明基于低频气候信号来预测动物种群长期变动是值得考虑的。

    英国资深动物学家Robert A. Cheke日前在《科学》杂志“观点”栏目中也发表了一篇题为“要长远考虑”的文章，高度评述了这项研究成果。Cheke评价说，这项工作发现旱涝因素与温度交互作用影响了蝗灾的发生，特别是揭示了低频气候信号的生态效应；气候变暖不利于蝗灾的发生。这一规律在研究气候变暖如何扰乱其他生态现象时也应引起注意。2007年发表的另一项研究也认为近期的气候变暖可能是欧洲落叶松毛虫的大发生减弱的原因。基于此，长期而系统观测研究对于生态学研究来说是特别重要的。

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近日，中国科学院物理研究所凝聚态理论与材料计算实验室方忠研究员小组、表面物理国家重点实验室郭建东研究员与美国科学家合作，首次实现了由纯电子关联驱动的Mott-MIT。相关结果发表在2007年10月26日的SCIENCE Vol. 318，615(2007)上。

    物理所方忠研究员小组、郭建东研究员和美国Florida International大学的Jian-Di Zhang教授研究组、美国Tennessee大学及橡树岭国家实验室的E. W. Plummer教授研究组、RongYing Jin教授研究组合作，通过实验与理论相结合的研究发现在Ca1.9Sr0.1RuO4的表面，由于表面的特殊环境及其势能作用，使其发生电子结构的MIT转变时并没有相应的结构畸变出现，从而首次实现了纯电子驱动的Mott－MIT。该研究成果对于人们认识电子－电子关联效应引起的Mott转变具有非常重要的意义。该研究工作得到中国科学院、国家自然科学基金和科技部项目的支持。

    Mott金属－绝缘体相变(MIT)是凝聚态物理中的一个非常基本的概念。它描述了在非全充满的电子能带(金属电子态)中，随着电子－电子间相互作用的增强，系统会发生电子结构相变，转变到一个具有能隙的绝缘态。一直以来Mott－MIT的概念被广泛应用于凝聚态物理的许多领域，特别是用于描述强关联系统的电子结构。然而遗憾的是，虽然理论上这是一种纯粹的电子学相变，但是完全由电子关联驱动的Mott－MIT一直没有被观察到。这主要是由于在真实的强关联电子材料中存在电荷、自旋与晶格自由度的强烈耦合，当发生电子结构金属-绝缘体相变时，总是伴随有晶格结构的变化；反之亦然，晶格畸变也会导致能隙的打开。因此，科学家们一直感兴趣的一个重要问题是，是否存在着完全由于电子之间的强关联效应导致的Mott－MIT。

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【新闻网讯 记者冯振洲】据“中国科技论文结果发布会”上消息称，2006年我国科技工作者发表的国际科技论文总数居世界第两位，较2005年的第四位上升了两位。

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一种结构新颖、体积小、成本低、稳定性强、使用寿命长、检测范围广、灵敏度高、具有自主知识产权的新型氧传感器及测氧仪，由中科院长春应用化学研究所研发成功，日前通过了吉林省科技厅组织的专家鉴定。专家认为，该新型氧传感器及测氧仪在检测氧度范围和灵敏度方面达国内领先水平。

    据了解,随着科学的进步,氧的分析测定广泛应用于医学、生物学、工业能源、环保等许多领域。氧气传感器的用量也很大，各行业对电化学氧气传感器的需求量基本接近其他各类气体传感器的总和。同时，随着近年来人们健康意识的增强以及各国对有毒气体排放和污染物排放方面的严格立法，各种新型检测机理的气态氧或溶解氧监测装置得到越来越广泛的应用。与此相适应，新机理、新结构的氧传感器及检测仪器也迅速成为国内外传感器领域的研发热点。

    目前,我国电化学氧传感器还存在检测范围窄、灵敏度达不到检测指标、受环境制约较大等瓶颈问题，每年不得不花大量外汇引进国外产品。针对这一现状，中科院长春应化所的科技人员以国家需求和提升氧传感器的核心竞争力为己任，在吉林省科技厅的大力支持下同长春大学合作，于2003年承担了吉林省科技发展计划项目“新型氧传感器及测氧仪的研究和开发”。在4年的艰苦拼搏、协力攻关中，他们注重发挥长期从事电化学气体传感器研究的技术、人才优势，坚持把应用基础研究和研制开发紧密结合起来，从实际应用与解决关键技术入手，创新性地突破了催化剂、分流控制气体扩散等技术难题。其中，传感器采用电化学三电极半固态设计，结构新颖、无消耗性物质、使用寿命长；采用半固态及纳米级催化剂，有效地提高了传感器的灵敏度，并使检测下限达到PPM级水平，进一步扩大了氧传感器的检测范围，解决了气体环境中检测PPM级氧气检测的难题；采用扩散垒分流控制气体扩散技术，拓宽了检测上限，使检测上限达100%；采用Pt-Fe合金技术，不仅改变了催化层结构，而且大幅提高了催化剂活性，提高了传感器的灵敏度，使之更适合实际检测的要求。经吉林省计量产商品质量检验站检测,其量程在500×10-6mol/L的低浓度型、25%的普通浓度型和100%的高浓度型3类氧传感器，其示值误差、重复性、响应时间、零点漂移、跨度漂移等主要技术指标，均达到或优于标准要求。

    另据介绍,该传感器和测氧仪具有体积小、操作简单、反应灵敏、响应迅速、性能稳定、回零时间短等优点。经长春市工业锅炉厂、吉林省电力系统环境检测中心站等用户使用后一致反映，其符合工业和环境等领域的检测需求。同时,它的研制成功改变了传统意义的氧气气体传感器的设计理念，为氧气的检测提供了一种新型的技术手段，也为其他多种气体检测提供了全新的思路。

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