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光明的黑暗面:人造光如何威胁自然界

研究发现夜晚光线正在对生态系统产生无处不在的长期压力在荷兰的微型生态系统中,研究人员正在测试人造光的影响。图片来源:Kamiel Spoelstra/NIOO-KNAW 夏夜,德国一个森林湖附近,一些怪异的事情正在发生。除了黑暗的湖水拍打着岸边,微弱的光芒从悬停在湖面上的光圈中散发出来。附近,正在摆动的手电筒发出的红光——可见光谱中干扰性最小的部分——“出卖了”呆在岸边的科学家。他们正在测试当海洋生物失去光时会发生什么情况。 这项在柏林附近开展的试验是正在进行的若干最具雄心的项目之一。这些项目在欧洲零散的乡村地区开展,旨在探究光污染正在对生态系统产生何种影响。研究人员正愈发担心该问题。尽管很多研究记录了人造光如何伤害单个物种,但对整个生态系统及其提供的服务(比如作物授粉)产生的影响还是不太清楚。若干野外调查希望通过监控植物和动物群落如何应对直接光线和夜晚天空更加分散的非自然照明,为此提供答案。 生态学家面临着诸如精确测......阅读全文

光学经典理论|光学色散详解

  什么是光的色散?在光学中,将复色光分解成单色光的过程,叫光的色散。  光的色散指的是复色光分解为单色光的现象;复色光通过棱镜分解成单色光的现象;光纤中由光源光谱成分中不同波长的不同群速度所引起的光脉冲展宽的现象。  色散也是对光纤的一个传播参数与波长关系的描述。牛顿在1666年最先利用三棱镜观察

植物所发表光系统II结构及光合作用水氧化机理研究综述

  在地球上生命进化的一大突破是具有放氧光合作用生物的产生,它能利用太阳能裂解水,放出氧气,将太阳能转变为生物可利用的化学能。光驱动的水裂解反应是放氧光合生物利用太阳能进行光合作用链式反应的第一步,发生于高等植物、藻类和放氧蓝藻等光合生物类囊体膜上的光系统II中。迄今为止,自然界只有光系统II可以在

巴鲁夫如何正确的理解光电传感器

  巴鲁夫如何正确的理解光电传感器   实际的生活当中,经常会遇到一些感应控制的装置,这些装置在电子电路的学科分类中是由各种各样的传感器组成的,这些传感器的基本原理都是通过其他类型的信号的变化经过量化之后转换为一定数量的电学物理值来实现的,因此我们可以知道,在这样的一种情况之下,我们生活中的很多感

研究鉴别出眼睛中能帮助大脑区分昼夜的特殊细胞!

  夜间的强光会打乱机体正常的昼夜节律(circadian rhythms),从而引发失眠;实际上,昼夜几率在机体健康上扮演着重要的角色,干扰昼夜节律常常会增加多种疾病的发病风险,比如癌症、心脏病、肥胖、抑郁症等,因此,理解人眼感知光线的机制或能帮助有效预防抑郁、促进夜间睡眠并保持机体健康的昼夜节律

我国科学家揭秘硅藻为啥善捕光

  被称为自然界“奇葩”光合物种的硅藻为什么特别擅长“捕光”?日前,中国科学院植物研究所沈建仁和匡廷云研究团队的一项最新研究发现揭示出了硅藻的“秘密”——它有高效地捕获和利用光能的独特结构。国际知名学术期刊《科学》以长文形式在线发表了这一成果。基于该研究,科学家未来有望设计出可以高效“捕光”的新型作

硅藻为啥擅长“捕光”?

  被称为自然界“奇葩”光合物种的硅藻为什么特别擅长“捕光”?日前,中国科学院植物研究所沈建仁和匡廷云研究团队一项最新研究发现揭示了硅藻的“秘密”——它有高效地捕获和利用光能的独特结构。国际知名学术期刊《科学》在线发表了这一成果。基于该研究,科学家未来有望设计出可以高效“捕光”的新型作物。  几十亿

研究揭示植物的光适应与捕光调节机制

  6月8日,《科学》(Science)期刊发表了中国科学院生物物理研究所常文瑞/李梅研究组、章新政研究组的合作研究成果,题为Structure of the maize photosystem I supercomplex with light-harvesting complexes I and

我国揭示植物适应多变光照条件光系统的捕光调节机制

  近日,Science期刊发表了题为“Structure of the maize photosystem I supercomplex with light-harvesting complexes I and II”。该项工作首次报道了玉米光系统I-捕光复合物I-捕光复合物II(PSI-LHC

这个团队在光合作用捕光复合物研究中取得进展!

  经过我们公众号iPlants的查阅,发现以中国科学院生物物理所常文瑞院士为学术带头人,柳振峰研究组、章新政研究组与常文瑞/李梅研究组合作的团队已经在光合作用的捕光复合物研究中取得一系列重大的进展,实属了不起!其中包括以下成果:  1.2004年3月18日,Nature以封面彩图的形式发表来自中国

化学所人工模拟光合作用水裂解催化中心研究获重要进展

  利用太阳能将水裂解获得电子和质子产生电能和氢能,被认为是解决人类社会面临的能源危机和环境污染问题的一个理想途径。自然界光合生物经过数十亿年的进化,形成的光系统II水裂解催化中心是目前人类所知唯一能够利用太阳能高效、安全将水裂解,释放出氧气,并获得电子和质子的生物催化剂。人工模拟这一生物水裂解中心

我国学者实现高效三线态能量转移

  电子与能量转移过程广泛存在于自然界、生命体系和光电器件中。自然界高效的捕光和能量转移过程启发人们不断进行仿生工作的探索。迄今为止,单线态能量转移研究已经获得了很大进展,然而三线态能量转移的效率和速率仍然较低。开发高效三线态能量转移体系对提高电致发光器件效率、磷光传感与成像、以及理解光合作用的三线

高分辨率冷冻电镜首次解析超级复合物结构

  在国家重点研发计划“蛋白质机器与生命过程调控”重点专项的支持下,“光合作用重要蛋白质机器的结构、功能与调控”和“蛋白质机器的高分辨率冷冻电镜前沿技术及应用”项目联合攻关,取得突破进展,发现了植物的光适应与捕光调节新机制。图片源自网络   光合作用为世界上几乎所有的生命体提供赖以生存的物质和能量,

理化所人工光合成制氢研究获系列进展

  借鉴自然界光合作用的机制和过程,通过人工光合成途径将太阳能转化为化学能,特别是氢能,为人类开发和利用太阳能并逐步解决当前的能源短缺和环境污染问题开辟了一条新道路。因此,设计并制备新型的人工光合成“部件”,构建来源广泛、成本低廉、性能卓越的光催化体系具有迫切的理论和现实意义。  近期,中国科学院理

人工模拟光合作用水裂解催化中心研究中取得进展

  光合作用水裂解催化中心(简称OEC)是自然界唯一能高效、安全将水裂解,获得电子、质子,并释放出氧气的生物催化剂。人工合成OEC,实现光驱动催化水裂解,是重要的科学前沿方向(National Science Review 2018, 5:444-445)。  生物OEC的结构最近已经被揭示,其核心

化学所人工模拟光合作用水裂解催化中心研究中取得进展

  光合作用水裂解催化中心(简称OEC)是自然界唯一能高效、安全将水裂解,获得电子、质子,并释放出氧气的生物催化剂。人工合成OEC,实现光驱动催化水裂解,是重要的科学前沿方向(National Science Review 2018, 5:444-445)。  生物OEC的结构最近已经被揭示,其核心

加研制出新一代纳米捕光“天线”

  据美国物理学家组织网7月10日报道,加拿大科学家从植物的光合作用装置——捕光天线中汲取灵感,研制出了新一代纳米捕光“天线”,它能控制和引导从光中吸收的能量。相关研究发表于7月10日出版的《自然·纳米技术》杂志上。   特殊的纳米材料“量子点”由美国耶鲁大学的物理学家提出,其往往

Nano Letters:半导体界面电荷传输规律

  第一作者:谢关才;通讯作者: 宫建茹  通讯单位 : 国家纳米科学中心  论文DOI:10.1021/acs.nanolett.8b04768  研究背景  向自然学习并力争超越是推动人类社会进步的一个永恒的主题。主要由于植物分子光吸收等原因的限制,自然界光合作用的效率较低。相比之下,半导体具有

温度照度记录仪分析入射光照度对斜生栅藻增殖的影响

在我国许多湖库中营养盐不成为限制因素,光照条件对藻类的生消演替产生着重要的影响。光照度在水体中随水深呈指数衰减分布,从而导致入射光照度与藻类实际 可获得光照度之间相距甚远。在研究中,我们常通过藻的细胞数、OD650值、水体pH值、磷酸盐浓度等在不同入射光照度下的变化情况来具体讨论斜生栅藻增 殖的情况

专家呼吁制定我国微纳光学发展路线图

  ——上海东方科技论坛研讨“微纳光学的若干重要研究方向”   在日前举行的主题为“微纳光学的若干重要研究方向”的130期东方科技论坛上,沈文庆、庄松林、金国藩、范滇元等院士和专家呼吁制定我国微纳光学的发展路线图,集中我国各大科研院所的优势,建立先进的微纳光学加工中心,力求在微纳光学器件开发、加工

须知丨危废中级知识大全(值得收藏)

  1.什么是危险废物?  危险废物是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的固体废物。  对危险废物的含义应当把握以下几点:  (1)危险废物是用名录来控制的,凡列入《国家危险废物名录》的废物种类都是危险废物,要有特殊的防治措施和管理办法。  (2)虽

荧光、磷光以及光散射的光物理基础及光谱分析

  百余年来,人们观察小到包括原子、分子的微观世界,大到包括宇宙天体在内的宏观世界,主要手段就是观察光,收集光子(人们认识外部自然界,获取对客观世界的知识,其中有83%的信息是通过“光”获得的,即靠人的眼睛认识世界获得的信息更多)。  导语  光谱学是光学的一个分支学科,它主要研究各种物质光谱产生的

荧光、磷光以及光散射的光物理基础及光谱分析

  百余年来,人们观察小到包括原子、分子的微观世界,大到包括宇宙天体在内的宏观世界,主要手段就是观察光,收集光子(人们认识外部自然界,获取对客观世界的知识,其中有83%的信息是通过“光”获得的,即靠人的眼睛认识世界获得的信息更多)。  导语  光谱学是光学的一个分支学科,它主要研究各种物质光谱产生的

我国学者研发出可捕集二氧化碳的新型吸附剂

  从南京工业大学了解到,该校刘晓勤、孙林兵教授课题组研发出一种智能吸附剂,实现了对二氧化碳的低能耗、可控式捕集,有望大幅降低工业过程中气体分离的能耗。相关成果近日发表在化学领域国际知名期刊《德国应用化学》上。  据论文第一作者、南工大博士生江耀介绍,在工业上的吸附分离操作中,传统吸附剂通常需要在变

太赫兹光波:你们不知道的“生命光线”

本文讲的太赫兹光波是非干涉波,而并非那种用于制作杀人武器的干涉波。非干涉波是那种包含在自然光波中的波。由于其是自然界的光波,故其不会产生丝毫副作用。  非干涉性太赫兹光波不会对人体造成丝毫伤害。非干涉性太赫兹光波来自于自然界,反过来说,要是这种光波真的有害的话,那人们为什么还要去晒太阳呢?  自然界

Science:光合作用新见解,类胡萝卜素参与能量转移

  光合作用是指植物、藻类和某些细菌通过光合色素,利用光能将二氧化碳(或硫化氢)和水转化为有机物,并释放出氧气(或氢气)的生化过程。光合色素包括叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素等。光合作用由一系列复杂的代谢反应组成,是地球生物赖以生存的基础。   植物和紫细菌中的类胡萝卜素不仅能辅助光吸收,还能够抵

中国科大拨开硅材料“光解水制氢”机制的迷雾

  众所周知,氢气是一种非常清洁且可储存运输的可再生能源,因此利用太阳能分解水制备氢气已成为一种备受关注的清洁新能源技术。半导体催化剂在光解水制氢过程中扮演着非常重要的角色,包括俘获光能、降低反应势垒、减少能耗、加快反应速度等。硅材料作为地球上丰度最高且应用最为广泛的半导体材料,早已有报道预言可用于

中国学科发展战略丨光化学

  光是生命起源和人类生存发展的物质基础之一。对光的研究派生了人类科学史上量子力学等许多重大科学领域。这其中,光化学是研究光与物质相互作用所引起的化学效应的化学分支学科,始于20 世纪初。  光化学早期主要是研究处于激发态的分子的结构及其理化性质的科学。经过上百年的发展,现代光化学的研究对象已经不再

妙!多孔材料增强可见光催化CO2高效转化!

  光催化CO2转化中催化剂的改性方法  利用可持续清洁能源太阳能、模拟自然界中的光合作用并通过光催化技术将“温室气体”CO2转变成化学燃料的策略引起了越来越多的关注。为了提高催化剂的光还原CO2性能,研究主要集中在优化半导体光催化剂的结构和构造表面缺陷,以此来提高对可见光的吸收量和电荷分离效率,其

米铱光谱共焦型探头详细介绍

米铱光谱共焦型探头众所周知,自然界的日光属白光一种,白光不是最纯洁的光,而是许多单色光组成的。光在不同介质中传播可能会有角度偏差的现象产生,而实际的白光照射下不同介质将有很多单线光的折射。光学材料(透镜)对于不同单色光的折射率是不同的,也就是折射角度不同波长愈短折射率愈大,波长愈长折射率愈小(这也是

我学者发明一种光调控基因表达系统

  我国科学家在合成生物学与光遗传学前沿领域获得重要突破,发明了一种简单实用的光调控基因表达系统,将可以广泛应用于基础研究领域,并可能用于光动力治疗。国际权威学术期刊《自然—方法学》2月12日在线发表了华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室、药学院杨弋课题组独立完成的这项研究成果。   据悉,这