《地质地球所研发出一种新的Ar定年法》

  • 来源专题:中国科学院亮点监测
  • 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn
  • 发布时间:2019-04-06
  • 由于样品照射产生的问题,40Ar/39Ar法难以测定黏土类细粒矿物(伊利石、蒙脱石、绿帘石、氧化物、地外行星物质、卤水矿物等)、高铁类矿物(黄铁矿、磁铁矿等),严重制约了40Ar/39Ar法在沉积地层、金属成矿、油气成藏、风化历史、卤水成矿、洋底锰结核、月球样品、活断层历史等领域的年代学研究;而大样量分析的传统K-Ar法难以应用等时线技术,从而不能判断年龄的可靠性,不能从事细微化样品分析。

      针对以上问题,中国科学院地质与地球物理研究所40Ar/39Ar年代学实验室研究员王非等,与法国科研中心合作,研发出一种新的Ar定年法——激光无稀释剂K-Ar法,并首次提出了K-Ar反等时线概念。

      新方法克服了40Ar/39Ar和传统K-Ar法的缺陷:不用中子照射、不用稀释剂、激光微量样品分析、使用反等时线技术,可以高精度准确测定上述矿物的年龄,进行相关领域的年代学研究。该方法在其他准确定年方面(如火山岩定年),也可以有效替代40Ar/39Ar法,同时给出高精度表面年龄和反等时线年龄

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  • 《西班牙研究团队研发出一种利用血清实验检测结核病抗体的方法》

    • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
    • 编译者:梁晓贺
    • 发布时间:2017-11-28
    • 结核病是一种由结核分枝杆菌引起的动物传染病,可感染多种动物,包括人类。尤其是野生动物感染结核病已成为欧洲畜牧业的一个新问题,被认为是造成众多牛类疾病根除项目失败的主要原因。在西班牙,野猪是结核病的主要野生动物宿主。西班牙国立食品与农业技术研究所动物卫生研究中心(IRTA-CReSA)的研究人员和巴塞罗那自治大学野生动物生态保护中心的研究人员通过长期对感染结核病的野猪群进行研究,联合研发了一种血清试验方法,可用于检测结核病抗体 。该成果发表在新一期《越界传播与新现疾病》(Transboundary and Emerging Diseases)上。 研究人员通过对塔拉戈纳省坨坨萨-贝赛特(Tortosa-Beseit)自然公园埃尔斯港(Tarragona)地区的一个长期与感染结核病的牛群接触的野猪群进行了长达7年的结核病研究,成功地研发了一种血清试验方法,可对从各种动物(包括野猪)身上提取的血清样本进行结核病抗体检测。研究人员首先对173头野猪采样血清进行血清试验,结果显示野猪的结核病发病率很高,有超过1/3的样品呈阳性(总共58例)。进一步通过尸检确诊了大部分病例,且在野猪的多个器官上都发现了结核病造成的损伤。而在对感染结核病的牛进行防疫屠宰之后,结核病检测呈阳性的野猪数量有所下降。该研究凸显出了工具研发在野生动物结核病监测方面的优势,为了解野生动物与家畜之间的疾病交叉传染做出了贡献。 (编译 梁晓贺)
  • 《深圳先进院等研发出可在室温下稳定工作的新型钙离子电池》

    • 来源专题:中国科学院亮点监测
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2018-07-30
    •         近日,中国科学院深圳先进技术研究院功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳及其研究团队联合清华-伯克利深圳学院、中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心研究员成会明研发出一种高性能的钙离子电池。他们通过对电池结构的创新,使钙离子电池具有全新的电化学反应机理,并实现了室温下稳定的充放电反应。相关研究结果以Reversible calcium alloying enables a practical room-temperature rechargeable calcium-ion battery with a high discharge voltage(《基于钙-锡合金化反应的室温下稳定运行的高电压钙离子电池》)为题在线发表于《自然》子刊《自然-化学》(Nature Chemistry,doi:10.1038/s41557-018-0045-4)上,并申请了中国发明专利(201710184368.1)和PCT专利(PCT/CN2017/078203)。   在碱土金属元素中,钙具有极化低、标准电极电势与锂接近(Ca2+/Ca:−2.868 V vs. SHE,仅比锂高170 mV)、离子为+2价(带电荷数目为锂离子的两倍)、储量丰富、成本较低的优点,因此,钙离子电池具有成为高效低成本储能电池的潜力。然而,1991年Aurbach等人发现在传统有机电解液中钙离子很难穿透钙金属负极表面的钝化膜,导致钙离子无法像锂离子那样发生可逆的氧化还原反应(J. Electrochem. Soc. 1991, 138, 3536),此后钙离子电池的研究进展缓慢。直到2016年,MIT的Sadoway等人采用熔融态的CaCl2和LiCl作为电解质,同时利用熔融的Ca-Mg合金和Bi金属分别作为负极和正极材料,研发出了一种新型钙离子液态电池,其工作电压虽然不高(<1V),但在高温下(550-700°C)表现出良好的循环稳定性(Nat. Commun. 2016, 7, 10999)。而西班牙科学家Palacin等人虽然在室温下未发现钙离子的可逆氧化还原反应,但在75-100°C温度下发现钙离子在碳酸酯类电解液中能在钙负极表面发生可逆沉积反应,并且在100°C 下能循环30周以上(Nat. Mater. 2016, 15, 169)。虽然高温下的可逆充放电现象的发现为钙离子电池的发展带来了希望,但要想使钙离子电池具有实用价值,其工作温度还须降低到室温附近,需要找到能实现可逆钙离子嵌入/脱出的正负极材料并提高其电化学性能,包括室温循环特性、倍率特性和工作电压(目前<2V)。   该团队通过研究二元相图后发现钙与钠、锌、锡等多种金属能形成合金相,进一步对多种金属负极在含有Ca(PF6)2的碳酸酯类电解液中的充放电特性进行了研究,发现锡在钙离子电解液中具有较好的可逆反应和比容量,在首次充电过程中电解液中的钙离子和锡负极发生合金化反应形成Ca7Sn6合金,放电时Ca7Sn6发生去合金化反应。理论模拟计算与原位电化学应力测试表明,钙和锡在Ca7Sn6合金相中的四种成键情形都具有较低的结合能,而且钙离子嵌入锡负极时的电化学应力为压应力,这种压应力不仅有助于维持材料的结构稳定而且在钙离子嵌入/脱出过程中有良好的可逆性。   基于上述发现,该团队提出了一种新型的钙离子电池:以锡箔作为负极与钙离子发生可逆合金化反应,同时采用活性材料与集流体的一体化设计;以石墨作为正极实现阴离子(PF6−)的可逆插层/脱嵌反应;以溶有六氟磷酸钙、具有5V耐高压特性的碳酸酯类溶剂为电解液。该钙离子电池具有优异的电化学性能,平均放电中压高达4.45V,在室温下循环350圈后的容量保持率大于95%。   该工作拓展了钙离子电池体系,丰富了钙离子电池体系中正极、负极、电解液等关键材料的选择范围,对基于多价态离子的新型储能器件的研究与开发具有重要借鉴意义。