天文化學(xué)作為天文學(xué)、化學(xué)與生命科學(xué)交叉融合的重要領(lǐng)域, 旨在揭示分子在宇宙極端環(huán)境下的形成、演化與消亡機(jī)制, 并探索生命化學(xué)起源這一根本問題. 自分子射電天文學(xué)興起以來, 人類對(duì)星際分子的認(rèn)識(shí)不斷拓展,從簡(jiǎn)單分子走向復(fù)雜有機(jī)分子, 研究的深度和廣度持續(xù)提升. 隨著大口徑望遠(yuǎn)鏡與多波段觀測(cè)的發(fā)展, 結(jié)合實(shí)驗(yàn)室高精度模擬與理論建模, 天文化學(xué)已進(jìn)入多尺度、多手段相互支撐的新階段. “中國(guó)天文化學(xué)發(fā)展”專題匯集我國(guó)學(xué)者在若干前沿方向的最新進(jìn)展: 從氘化分子反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的拓展, 到恒星形成區(qū)復(fù)雜分子的觀測(cè); 從原行星盤化學(xué)過程的探討, 到水分子光化學(xué)與塵埃表面相互作用的研究; 再到人工智能在譜線識(shí)別與反應(yīng)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用, 均展現(xiàn)了觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)與模型的深度交匯.面向未來, 天文化學(xué)將在觀測(cè)手段的不斷突破、實(shí)驗(yàn)方法的持續(xù)完善與智能化工具的加速融入下, 進(jìn)一步拓展科學(xué)邊界, 為揭示宇宙演化規(guī)律和生命起源奧秘作出新的貢獻(xiàn). 封面圖片展示了以觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)和理論多維驅(qū)動(dòng)天文化學(xué)研究的概念. 詳見本期專題.

悅讀科學(xué)

界面超導(dǎo)新進(jìn)展: BaAs/FeAs基異質(zhì)結(jié)中的全能隙超導(dǎo)

程強(qiáng)軍, 任明強(qiáng), 宋燦立, 馬旭村, 薛其坤

湍流驅(qū)動(dòng)超細(xì)卷曲纖維的“超羽絨”材料制備及高效隔熱

程澤堃, 黃浮嘉, 崔智文, 趙善宇, 趙立豪, 伍暉

鄧樂全, 劉宏, 陳皓

仿生MOF功能膜的界面組裝構(gòu)建人工細(xì)胞和人工組織

喬燕

王淼垚鑫, 王佐仁

傅伯杰, 武旭同

科技前沿

肺臟與呼吸道黏膜區(qū)域免疫十大科學(xué)問題

第778次香山科學(xué)會(huì)議專家組

觀點(diǎn)

地球系統(tǒng)科學(xué)向何處去?——地球春秋之一

汪品先

中國(guó)天文化學(xué)發(fā)展專題

編者按

觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)與模型交匯, 多維探索天文化學(xué)

全冬暉, 勾茜, 李娟

進(jìn)展

包含氘化分子的天體化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)

沙浩, 常強(qiáng), 宋子文, 陳龍飛, 盧楊

本文對(duì)氘化分子的化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了介紹, 闡述了氘化反應(yīng)的主要途徑及計(jì)算各類反應(yīng)的反應(yīng)速率系數(shù)所用到的公式. 在KIDA數(shù)據(jù)庫(kù)所提供的氣相化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上, 加入了塵埃表面吸附、解吸、合成等反應(yīng)過程, 為氘化分子的天體化學(xué)模擬提供了理論支持. 本文還展示了在典型冷分子云條件下的初步模擬結(jié)果, 為后續(xù)氘化分子研究奠定了基礎(chǔ).

銀河系內(nèi)恒星形成區(qū)中含硫和含氮分子觀測(cè)研究進(jìn)展

羅睿, 徐雅霓, 王均智

天體化學(xué)結(jié)合天文觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)室化學(xué)與理論模型, 解析星際介質(zhì)分子輻射及吸收特性. 本文介紹如何以含硫與含氮的相對(duì)簡(jiǎn)單的分子作為切入點(diǎn)研究天體化學(xué), 總結(jié)了含硫和含氮分子在恒星形成區(qū)的觀測(cè)現(xiàn)狀和理論研究進(jìn)展, 指出需要高空間分辨率觀測(cè)以深入理解天體化學(xué)過程.

人馬座B2化學(xué)性質(zhì)的觀測(cè)研究

李娟, 鄭思琪, 王均智

人馬座B2是位于銀心的巨分子云復(fù)合體, 與銀盤上的分子云相比, 它的物理環(huán)境非常特殊, 化學(xué)組成也異常豐富.本文回顧了我們?cè)谌笋R座B2的復(fù)雜有機(jī)分子和前生命分子搜尋方面所做的工作, 并結(jié)合國(guó)際上的相關(guān)工作對(duì)未來研究進(jìn)行了簡(jiǎn)要展望.

評(píng)述

天體化學(xué)中的氣相分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

宋凱勝, 李俊龍, 李軍

天體化學(xué)研究星際物質(zhì)的化學(xué)成分、形成與演化, 分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)在其中發(fā)揮重要作用. 本文綜述了天體化學(xué)中的氣相反應(yīng)類型、動(dòng)力學(xué)理論處理方法和應(yīng)用及相關(guān)數(shù)據(jù)集, 以期分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)為天體化學(xué)的深入研究提供幫助.

原行星狀星云中盤的化學(xué)簡(jiǎn)述

孫浩民, 張泳

中小質(zhì)量恒星瀕死時(shí)拋出的物質(zhì)會(huì)經(jīng)歷一個(gè)短暫的原行星狀星云階段, 其形態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉乔驅(qū)ΨQ, 盤狀結(jié)構(gòu)開始顯現(xiàn). 原行星狀星云盤是理解天文環(huán)境中分子增豐的關(guān)鍵. 本文全面回顧了原行星狀星云盤的觀測(cè)成果、形成機(jī)制、化學(xué)特性, 以及其區(qū)別于原行星盤之處.

機(jī)器學(xué)習(xí)在天體化學(xué)中的應(yīng)用

李廣平, 王均智, 王昭

本文綜述了近年來機(jī)器學(xué)習(xí)方法在天體化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展, 重點(diǎn)探討了其在星際分子預(yù)測(cè)、化學(xué)模型優(yōu)化、分子光譜分析以及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)建模等方面的突破. 隨著觀測(cè)技術(shù)的不斷提升, 機(jī)器學(xué)習(xí)不僅大幅提高了數(shù)據(jù)處理效率, 還為揭示星際化學(xué)過程的復(fù)雜性提供了新的視角. 本文分析了這些技術(shù)如何推動(dòng)天體化學(xué)研究的進(jìn)程, 并展望了它們?cè)谖磥硌芯恐械臐摿兔媾R的挑戰(zhàn).

分子云天體化學(xué)模型的進(jìn)展

葛繼興, 蔡文仲, 張霞, 李芳芳, 王晶晶

分子云為研究恒星形成的初始條件提供了場(chǎng)所. 通過射電波段的分子譜線觀測(cè), 分子云的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)被詳細(xì)地刻畫出來. 天體化學(xué)結(jié)合了射電觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)室測(cè)量和數(shù)值模擬等方面的前沿技術(shù)手段, 在近30年來取得了令人矚目的成就. 本文主要闡述分子云天體化學(xué)模型方面的研究成果和進(jìn)展, 并結(jié)合典型的分子觀測(cè)數(shù)據(jù), 展望未來的研究方向.

星際水分子光化學(xué)研究進(jìn)展

楊帥康, 王興安, 袁開軍, 楊學(xué)明

分子光化學(xué)是研究化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的基礎(chǔ)學(xué)科, 尤其對(duì)星際化學(xué)和理論化學(xué)具有重要意義. 宇宙早期, 小分子的光化學(xué)反應(yīng)對(duì)理解分子演化和生命起源至關(guān)重要. 大連相干光源的建成為極紫外光化學(xué)研究提供了新機(jī)遇. 本文重點(diǎn)探討該光源在星際水分子光化學(xué)中的應(yīng)用, 及其對(duì)宇宙分子演化的潛在影響.

星際塵埃表面分子脫附能的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量與模擬

何佼

脫附能是星際化學(xué)模型中的關(guān)鍵參數(shù), 它決定了分子從星際塵埃表面的固態(tài)升華為氣態(tài)的溫度. 星際塵埃表面復(fù)雜, 脫附過程需要依靠實(shí)驗(yàn)室測(cè)量來確定. 本文介紹了測(cè)量脫附能的實(shí)驗(yàn)流程及技術(shù)細(xì)節(jié), 分析了現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)的不足并提出了改進(jìn)建議, 闡述了如何通過速率方程模型描述脫附過程, 從而獲取脫附能的數(shù)值.

星際生命前分子的回顧與展望

盧楊, 全冬暉

近年來,星際分子研究取得重大突破,已探測(cè)到327種分子, 其中生命前分子(如氨基乙腈、羥胺)為DNA/RNA合成提供關(guān)鍵中間體. 然而, 超大規(guī)模巡天時(shí)代下, 未辨識(shí)譜線遠(yuǎn)超已認(rèn)證譜線, 傳統(tǒng)方法難以應(yīng)對(duì). 人工智能為譜線認(rèn)證與理論建模提供了新方向, 但生命前分子的生成及消耗機(jī)制仍缺乏系統(tǒng)性研究. 本文綜述觀測(cè)與建模進(jìn)展, 分析挑戰(zhàn)并展望未來發(fā)展方向.

自然科學(xué)基金項(xiàng)目進(jìn)展專欄

評(píng)述/地球與環(huán)境科學(xué)

地理信息服務(wù)研究進(jìn)展與技術(shù)實(shí)踐

樂鵬, 王凱旋, 吳浩儒, 劉瑞祥

如何有效提供地理信息服務(wù), 促進(jìn)全球地理信息互聯(lián)與標(biāo)準(zhǔn)制定, 是地理信息研究的重要內(nèi)容. 本文總結(jié)了地理信息服務(wù)的若干發(fā)展階段, 提出了地理信息服務(wù)研究的9個(gè)核心議題, 介紹了地理信息服務(wù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐, 展示了基于開放地球引擎OGE的新型基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)模式.

評(píng)述

地球與環(huán)境科學(xué)

污水中微納米塑料的去除技術(shù)及其機(jī)理研究進(jìn)展

劉慕涵, 劉霞, 王儲(chǔ), 杜可欣, 趙子怡, 張樹棟, 林媛, 竇連玉, 趙建

污水處理廠是天然水環(huán)境中微納米塑料(MNPs)的重要來源, 明晰污水處理廠中MNPs的去除機(jī)理對(duì)于提高污水中MNPs的去除效率至關(guān)重要. 本文總結(jié)了污水處理廠污水中MNPs的去除方法及其優(yōu)缺點(diǎn), 重點(diǎn)闡述了每種去除方法的去除機(jī)理, 以期為污水中MNPs的有效去除提供技術(shù)參考.

論文

地球與環(huán)境科學(xué)

中國(guó)喀斯特生態(tài)系統(tǒng)碳匯對(duì)氣候變化和人類活動(dòng)的響應(yīng)

李明會(huì), 譚秋, 羅光杰, 冉晨, 張思蕊, 熊練, 廖晶晶, 杜朝超, 羅青, 張小蕓, 楊姝, 沈曉倩, 謝元?dú)g, 白曉永

聚焦中國(guó)喀斯特地區(qū)碳匯潛力, 采用多種數(shù)據(jù)結(jié)合熱力學(xué)溶蝕模型與偏導(dǎo)數(shù)分析等方法, 明確了該地區(qū)碳匯的時(shí)空變化特征, 并深入探討了氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)其碳匯功能的影響機(jī)制, 為喀斯特生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究提供了新見解, 助力全球變化研究.

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