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          4月10日,国际天体物理学杂志TheAstrophysicalJournal在线发表了中国科学院云南天文台博士研究生李振威与合作者的研究成果。该研究通过分析银河系内含有极低质量氦核白矮星(ExtremelyLow-MassWhiteDwarf;ELMWD)的双白矮星系统产生的引力波信号,得到了这类双星中可以被未来空间引力波探测器(例如LISA;LaserInterferometerSpaceAntenna)观测到的数目。  ELMWD是一种氦核白矮星,质量通常小于0.3个太阳质量。相比于更大质量的白矮星,例如碳氧白矮星,ELMWD拥有更厚的富氢包层。这个性质使得ELMWD可以在高光度态停留更长的时间,而更易于被望远镜探测。  最近ELM巡天观测中陆续发现了一批含有ELMWD的双白矮星,这类双星系统的轨道周期非常短,其中一部分系统是未来空间引力波探测器在毫赫兹(mHz)波段重要的目标源。因此,含有ELMWD的双简并星有望同时被电磁望远镜及引力波探测器证认。  该研究借助双星星族合成方法,模拟得到了银河系内含有ELMWD的双简并星的分布,并计算了这些双星产生的引力波信号。结果发现银河系内大约有6000个源可以被LISA探测,其中大约2000个含有啁啾信号的源(可探测到引力波频率变化的源)。结合电磁与引力波观测,研究发现大约100个LISA源可被空间望远镜Gaia探测。这些引力波源在银河系内的空间分布如图1所示。  研究人员发现南天区存在着许多未被观测证实的ELMWD,未来有望被空间望远镜或其它地基望远镜证认。  该研究成果受到国家自然科学基金等的资助。  论文链接图1 LISA可探测源空间位置分布

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          香槐类植物是豆科蝶形花亚科的基部类群之一,包括景观树种翅荚香槐(Cladrastisplatycarpa)、香槐(Cladrastiswilsonii)以及北半球广泛栽培的绿化树种—槐(又称国槐;Styphnolobiumjaponicum)。目前,香槐类植物族间、属间与种间的分类关系均不明了,并且有若干存疑种待处理。  中国科学院华南植物园博士段磊及副研究员AJHarris等在研究员陈红锋与美国SmithsonianInstitution研究员文军(JunWen)的指导下,以分子系统发育重建为主,以主成分分析和生态位建模(图1)结果为辅,对该族的分类学问题进行了探讨,并基于香槐类成立了香槐族(Cladrastideae)。在族内,翅荚香槐被分离出香槐属(Cladrastis),并据此恢复了翅荚槐属(Platyosprion),该族至此包含4属:翅荚槐属、香槐属、刺枝槐属(Pickeringia)与肉果槐属(Styphnolobium)。存疑种秦氏香槐、小叶香槐、藤香槐、永椿香槐与利川香槐被归并。另外,发现肉果槐属在系统发育关系上与狭义槐属并不相近,隶属于前者的国槐不应再被划归槐属。  香槐族的分布符合著名的东亚-北美植物间断模式,并且有1个种延伸至南美洲西北部。根据详实的化石记录考证、分化时间推测(图2)、祖先分布区重建以及性状进化分析,研究人员推测香槐族起源于早始新世的中纬度北美洲,其祖先为落叶乔木,果实形态为具翅扁平荚果(类似翅荚槐属)。在中始新世,具有无翅荚果的类群也从上述祖先类型中分化出来(类似香槐属)。荚果具翅与无翅类群在中始新世至晚始新世均通过白令陆桥迁移至亚洲东北部。随后,在始新世与渐新世的过渡时期,全球气温骤降,这可能导致了翅荚槐属在北美的灭绝,也引起了北美西部旱生灌丛(chaparral)植被类型的出现。植被的改变导致了旱生常绿灌木类群刺枝槐属与中生落叶乔木类群肉果槐属的分化,其中前者的荚果扁平,而后者的果实呈念珠状,并具有肉质中果皮。肉果槐属在随后的渐新世传播至中美洲,并在中中新世迁移至亚洲,国槐即为该属在亚洲的唯一现生种类。  该研究得到国家自然科学基金青年基金和中科院战略性先导科技专项等资助。研究结果已分别发表在Taxon (《分类单元》)与MolecularPhylogeneticsandEvolution (《系统发育与进化》)上。  论文链接:12图1.利用生态位建模法辅助确定香槐属与翅荚槐属的种数,并明确肉果槐属内组的划分图2.香槐族的分化时间、起源地与传播路径

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          近日,中国科学院武汉植物园与中国科学院昆明植物研究所科研人员合作,正式命名发表了蜘蛛抱蛋属植物又一新种——西畴蜘蛛抱蛋(AspidistraxichouensisLeiCai,Z.L.Dao&G.W.Hu)。连同2016年发表的辐射蜘蛛抱蛋(AspidistraradiataG.W.Hu&Q.F.Wang)和2018年发表的滇南蜘蛛抱蛋(AspidistraaustroyunnanensisG.W.Hu,LeiCai&Q.F.Wang),武汉植物园已发表了3种蜘蛛抱蛋属植物新种,并珍藏了它们的模式标本。  蜘蛛抱蛋属植物的花大多贴近地面生长,许多种类辐射对称的花被裂片像蜘蛛腿,包围着像蛋一样的圆形花筒或庞大的柱头,开花时像一只只抱着蛋的蜘蛛,因而得名“蜘蛛抱蛋”。在APGⅣ分类系统中,本属被置于天门冬科(Asparagaceae)。蜘蛛抱蛋属为亚洲特有属,现已记录约200种,主要分布于东南亚地区,我国拥有一半以上的种类。本属植物种类繁多,花部结构多样性极高,由于其花贴近地面生长,极其隐蔽而不易被发现,故历史上标本采集很不充分,制约了该属植物的分类学研究。近十几年来,随着植物资源调查不断深入,大量蜘蛛抱蛋属植物新种被发现和发表,使本属的种类不断增加。  2013年6月,武汉植物园东非植物区系与分类学科组研究员胡光万在云南省西畴县采集到一种叶长而窄,花相对较小的蜘蛛抱蛋属植物。当时已过花期,但是从枯萎的花可看出其花被筒坛状,先端4裂,雄蕊着生于花被筒近中部,这些特征明显不同于已记载的相似种类。由于当时未见盛开的花,因而没能作出科学的鉴定,于是移栽了一些植株至武汉植物园,由于武汉与原产地气候差异较大,栽培于武汉的植株一直未见开花。后来,部分植株被移栽至桂林植物园,并于2018年开始观察到开花。2019年3月,昆明植物所博士研究生蔡磊在西畴县的同一个区域进行野外考察时,也采集到处于盛花期的同一种蜘蛛抱蛋,与胡光万讨论并仔细查阅相关文献和标本后,发现其与现已记载的蜘蛛抱蛋属植物均不同,确定其为新种。因其模式标本产地位于西畴县,所以将此新种命名为西畴蜘蛛抱蛋(AspidistraxichouensisLeiCai,Z.L.Dao&G.W.Hu)。新种描述和命名相关文章以Aspidistraxichouensis(Asparagaceae),anewspeciesfromthekarstregioninsoutheasternYunnan,China为题发表在国际植物分类学期刊Phytotaxa上。  该新种在叶片形状、花的大小和结构上与产于中国南部的小花蜘蛛抱蛋(AspidistraminutifloraStapf)和产于越南的AspidistragraminifoliaAver.&Tillich和AspidistracylindricaVislobokov&Nuraliev相似,但是本新种叶的叶柄明显,长达20cm;总花梗竖直;花直立,花被裂片常只有4个,雄蕊着生于花被筒的近中部,与其他三种不同而很容易区分开来。  文章链接图:西畴蜘蛛抱蛋(AspidistraxichouensisLeiCai,Z.L.Dao&G.W.Hu)

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          在常温常压下,汞是唯一能以气态形式存在大气中的金属元素。然而,汞和汞的化合物多为剧毒物质,可通过食物链、呼吸作用、皮肤接触等途径进入人体,对肾脏、肝脏、生殖系统、神经系统均具有毒害作用,影响机体的正常生理功能,威胁人体健康。研究表明,大气元素汞具有远距离输送的特征,污染来源受本地源和外来输送源共同影响。在传输过程中可与大气中其他物质发生化学反应,影响大气汞的归趋。以往大量的研究聚焦在元素汞的污染特征和来源解析上,而忽略了气团输送对元素汞污染成因的重要性。  基于以上背景,中国科学院城市环境研究所肖航团队在宁波市沿海地区开展了元素汞的观测研究。研究结果表明,海陆气团的交替变化是导致元素汞浓度发生波动的主要原因,大陆性气团可明显提高元素汞的污染水平。在污染过程中元素汞与SO2和PM2.5具有同步变化趋势,煤炭燃烧、工业排放等人为来源是造成元素汞污染的主要来源。来源于江西、安徽和湖北地区的远距离输送对长三角元素汞污染具有显著影响?;谠毓钠糯淅丛捶治鼋沂玖嗽毓奈廴咎卣骱捅浠媛?,可为大气汞的管理策略提供重要支撑。  研究结果以Temporalvariationandlong–rangetransportofgaseouselementalmercury(GEM)overacoastalsiteofEastChina为题,发表于AtmosphericResearch上。该研究得到国家自然科学基金等的资助。  论文链接污染过程分析(a)12月21日至12月24日污染过程中GEM、PM2.5、SO2、风速和风向浓度变化;(c)12月22日大陆性气团和12月25日海洋性气团条件下污染物浓度的对比权重浓度轨迹分析揭示出长三角地区元素汞的潜在来源区域论文摘要图

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          中国科学技术大学教授马骋课题组在锂电池固态电解质的离子传输机理研究中取得新进展。研究者用球差校正透射电镜直接观测到了一种奇特的非周期性结构。该结构尽管只有一个原子层厚,但却能对锂离子的传输产生显著影响,从而成为除了晶界、点缺陷以外的又一类需要受到固态锂电池研究者密切关注的非周期性结构。该研究成果近日以Single-atom-layertrapsinasolidelectrolyteforlithiumbatteries为题发表在国际学术期刊《自然-通讯》(NatureCommunications)上。  全固态锂电池因兼具安全性和高能量密度成为当前电池研究的热点,而成功构筑这一电池的关键在于找到合适的固态电解质。为了有针对性地设计具备高离子电导率的固态电解质,研究者必须先充分理解其中锂离子的传输机理。对固态电解质而言,扰动理想晶体结构的“非周期性结构”可以对离子电导率带来数量级的改变,因此它们对于理解离子传输机理至关重要。以往的研究中,受到普遍关注的非周期性结构主要包括晶界和点缺陷这两大类,而上述工作则发现了一类新的可以剧烈影响离子传输的非周期性结构。通过球差校正透射电镜对经典固态电解质Li0.33La0.56TiO3的观测,研究者发现了大量单原子层缺陷,并且这些缺陷相互之间会形成闭合回路。显微学和理论计算的综合分析表明,尽管这些缺陷只有一个原子层厚,它的特殊原子构型却可以彻底阻止锂离子穿过。当这些缺陷相互结合形成闭环时,被封闭体积中的锂离子将无法逃离,而其外部的锂离子也无法进入,从而使得这部分材料实质上无法参与离子传输。电镜观测已证实该现象在样品中大量存在,而且Li0.33La0.56TiO3的离子电导率将因此下降约1-2个数量级。研究者把这种独特的非周期性结构命名为“单壁锂阱”(single-atom-layertrap,SALT)。在未来的研究中,如果能减少甚至避免单壁锂阱的形成,离子电导率将获显著提升。研究者正在往这个方向进行进一步探索。这一发现为离子传输机理的研究和材料的设计优化都提出了新方向。NatureCommunications的审稿人对该工作给予高度肯定,认为“这篇文章读起来激动人心,报道了一个非常新奇的观测结果”,并且认为“它将在固态电解质/固态电池领域,甚至更普遍的在材料科学和电子显微学共同体中激起广泛讨论?!?emsp; 该论文的第一单位为中国科大,共同第一作者依次为中国科大博士生朱峰、美国马里兰大学博士生MdShafiqulIslam、美国AmesLaboratory的LinZhou博士,共同通讯作者依次为美国马里兰大学教授莫一非和中国科大教授马骋。该工作得到科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科大创新团队培育基金等的资助。  论文链接

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          非苯型的共轭分子骨架与相应的苯类化合物相比具有不同的电子和结构特征。因此,含五元环或七元环的共轭分子受到了越来越多的关注并被合成和研究。然而,这些含五元环或七元环的共轭分子大多是非平面构型,对载流子传输不利,限制了其在半导体领域的应用。同时将五元环和七元环(形式上的薁单元)引入共轭分子,可以通过五元环和七元环之间的“互补效应”,构造出具有平面结构的二维共轭材料。  在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下,中科院化学研究所有机固体实验室研究员张德清课题组最近成功开发了一类新型的非苯型二维有机共轭分子:含有两个五元环和两个七元环(薁单元)的二环庚三烯并玉红?。―HR)。它可以看作是二苯并晕苯中的萘环被薁环取代的同分异构体(图1)。从简单的原料开始,只需要两步反应就可以以76%的总产率高效合成目标分子。该方法可以克级宏量制备目标分子,并且不需要柱层析分离。单晶结构表明该共轭分子几乎完全平面,其中六元环具有较强芳香性,五元环具有弱的芳香性,而七元环具有弱的反芳香性。该分子的薄膜和晶体表现出p-型半导体性能,其空穴迁移率达到0.082cm2v-1s-1。另外,该分子还具有反常的反-Kasha吸收和发射,在多波长发光材料的调制方面具有潜在的应用前景。  研究成果发表于近期出版的《德国应用化学》(Angew.Chem.Int.Ed.2020,59(9),3529-3533)上,通讯作者是张德清,第一作者是张西沙和黄雁鹰。两个五元环和两个七元环的新型二维共轭分子

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