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1.
Alpha-synuclein (α-Syn) localizes at presynaptic terminal and modulates synaptic functions. Increasing evidence demonstrate that α-Syn oligomers, forming at the early of aggregation, are cytotoxic and is thus related to brain neurodegenerative diseases. Herein, we find that vitamin D (VD) can reduce neurocytotoxicity. The reduced neurocytotoxicity might be attributed to the less amount of large-sized α-Syn oligomers inhibited by VD, measured by electrochemical collision at single particle level, which are not observable with traditionally ensembled method. Single-cell amperometry (SCA) results show that VD can recover the amount of neurotransmitter release during exocytosis induced by α-Syn oligomers, further verifying the neuroprotection of VD. Our study reveals the neuroprotective role of VD through inhibiting α-Syn aggregation, which is envisioned to be of great importance in treatment and prevention of the neurodegenerative diseases.  相似文献   
2.
The detection of cancer biomarkers is of great significance for the early screening of cancer. Detecting the content of sarcosine in blood or urine has been considered to provide a basis for the diagnosis of prostate cancer. However, it still lacks simple, high-precision and wide-ranging sarcosine detection methods. In this work, a Ti3C2TX/Pt–Pd nanocomposite with high stability and excellent electrochemical performance has been synthesized by a facile one-step alcohol reduction and then used on a glassy carbon electrode (GCE) with sarcosine oxidase (SOx) to form a sarcosine biosensor (GCE/Ti3C2TX/Pt–Pd/SOx). The prominent electrocatalytic activity and biocompatibility of Ti3C2TX/Pt–Pd enable the SOx to be highly active and sensitive to sarcosine. Under the optimized conditions, the prepared biosensor has a wide linear detection range to sarcosine from 1 to 1000 µM with a low limit of detection of 0.16 µM (S/N = 3) and a sensitivity of 84.1 µA/mM cm2. Besides, the reliable response in serum samples shows its potential in the early diagnosis of prostate cancer. More importantly, the successful construction and application of the amperometric biosensor based on Ti3C2TX/Pt–Pd will provide a meaningful reference for detecting other cancer biomarkers.  相似文献   
3.
We determine the proton affinity (PA) and gas-phase basicity (GB) of amino acid α-alanine at a chemically accurate level by performing explicitly-correlated CCSD(T)-F12b/aug-cc-pVDZ geometry optimizations and normal mode vibrational frequency calculations as well as CCSD(T)-F12b/aug-cc-pVTZ energy computations at the possible neutral and protonated geometries. Temperature effects at 298.15 K considering translational, rotational, and vibrational enthalpy and entropy corrections are obtained via standard statistical mechanics utilizing the molecular geometries and the harmonic vibrational energy levels. Both the amino nitrogen (N) and the carbonyl oxygen (O) atoms are proven to be potential protonation sites and a systematic conformational search reveals 3 N- and 9 O-protonated conformers in the 0.00–7.88 and 25.43–30.43 kcal/mol energy ranges at 0 K, respectively. The final computed PA and GB values at (0)298.15 K in case of N-protonation are (214.47)216.80 and 207.07 kcal/mol, respectively, whereas the corresponding values for O-protonation are (189.04)190.63 and 182.31 kcal/mol. The results of the benchmark high-level coupled-cluster computations are utilized to assess the accuracy of several lower-level cost-effective methods such as MP2 and density functional theory with various functionals (SOGGA11-X, M06-2X, PBE0, B3LYP, M06, TPSS).  相似文献   
4.
ZSM-5分子筛具有极其均匀的孔道结构、 良好的形状选择性和催化活性及耐水热稳定性, 是一种高效、 绿色的固体催化剂, 被广泛应用于石油催化裂化、 精细化工和环境保护等领域. 但其单一的微孔结构大大降低了客体分子的流通扩散性, 导致由大分子参与的芳烃烷基化反应受到极大限制. 本文采用NaOH/四丙基氢氧化铵(TPAOH)混合碱处理微孔ZSM-5, 制备了具备高结晶度、 高比表面积的等级孔微孔-介孔ZSM-5中空分子筛材料, 该材料在保持微孔孔道良好水热稳定性和大量活性中心的同时, 还通过介孔的引入进一步促进反应物及产物的扩散, 使间三甲苯苄基化反应的转化率提高了3.8倍. 通过在等级孔微孔-介孔ZSM-5中空材料上负载Fe, 开发出了具有双功能的等级孔微孔-介孔Fe2O3/ZSM-5中空催化剂, 该催化剂在苯的苄基化反应中表现出优异的催化性能, 当Fe负载量(质量分数)为6.67%, 反应温度为75 ℃, 反应时间为15 min时, 转化率高达98.3%, 选择性为81.6%, 最终收率达到80.2%.  相似文献   
5.
采用UωB97X-D/6-311+G**方法, 研究了气相、 甲苯和水中OH自由基(·OH)引发CH3SSCH3自由基阳离子(CH3SSCH3?+, DMDS?+)裂解的反应机理, 并讨论了溶剂效应对反应的影响. 结果表明, ·OH和DMDS·+首先形成自由基耦合产物CH3S(OH)SCH3+(R1)和氢提取产物复合物[CH2=SSCH3+H2O]+(R2); 随后R1裂解直接发生 S—S键断裂协同质子转移, 而R2裂解依次发生构象变化、 C=S键亲碳加成和S—S键断裂协同质子转移. 去质子化的裂解产物为CH3SOH, CH2=S和HSCH2OH. 甲苯略微降低了裂解反应速控步骤的自由能垒. 水溶剂有利于R1裂解, 但不利于R2裂解, 尤其是单个水分子参与反应. 在气相、 甲苯和水中, 以·OH和DMDS·+为初始反应物, 虽然速控步骤的自由能垒为167.6~202.8 kJ/mol, 但裂解反应均是放热反应(?154.3~?31.4 kJ/mol).  相似文献   
6.
烃类是最基础的有机分子之一,具有品种丰富、来源广泛、价格低廉等优势,其多样性、选择性转化一直备受合成化学家关注.然而,这些化合物中通常存在多个键能高、极性低、相互间差异性小的C(sp3)-H键,因此,实现高效、选择性C-H官能化极具挑战性.近年来,可见光催化广泛应用于有机合成中,与氢转移催化相结合所发展的可见光氢转移光催化策略在C(sp3)-H官能化反应中展现了较大的潜力,特别是为化学、位点、立体选择性等问题的解决带来了新机遇.尽管如此,能在激发态有效切断烷烃、环烷烃等中未活化的C(sp3)-H键,被用于直接氢转移光催化的催化剂种类很少,主要局限于十钨酸盐、芳香酮衍生物等,因此,发展新型氢转移光催化剂和新反应具有重要意义.近期人们发现,一种共轭多元醌分子(5,7,12,14-并五苯四酮,PT)具有较好的光物理性质、电化学性能及溶解性,可被用作直接氢转移光催化剂.为了深入研究其催化活性及在惰性烃类化合物转化中的应用,本文利用PT与铜盐协同作用,开发了一种高效、高选择性的C(sp3)-H砜基化反应,以无机亚磺酸盐作为砜基化试剂,将一系列甲苯衍生物、环烷烃、药物类似物等转化为具有潜在生物活性和重要合成应用的砜类产物.该反应条件温和、操作简单,不需要使用贵金属催化剂和配体,反应原料均已商品化且价格较便宜.通过自由基淬灭与捕获、自由基钟、控制实验、荧光淬灭等机理实验,证明了反应的自由基历程和铜介导的金属有机过程.X射线光电子能谱证明过程中伴随着零价铜的产生,反应仅需要1.2当量的二价铜盐作为氧化剂,为多样性C?H官能化反应提出了新的策略和路径.此外,该方法还成功应用于药物类似物的后期官能化,展现了良好的官能团兼容性和位点选择性,进一步证明了其应用价值.综上所述,本文以一种商品化的共轭多元醌作为直接氢转移光催化剂,铜盐为氧化剂,无机亚磺酸盐为砜基化试剂,开发了一种经济低毒、温和易操作的甲苯衍生物、环烷烃C(sp3)-H官能化新方法,为砜类化合物的合成与开发利用提供了高效、高选择性的途径,也为药物分子后期官能化提供了有效的手段.  相似文献   
7.
由于石墨相氮化碳(g-C3N4)的独特结构和性质,特别是其具有合适的能带结构位置及可调控的晶体结构,被广泛应用于光催化产氢反应中.然而,纯相氮化碳具有较快的光生电荷复合速率,这使其光催化产氢活性较低.目前,利用非金属或过渡金属原子掺杂可有效提升电荷分离速度,从而提高光催化产氢活性.相比于非金属掺杂,g-C3N4的三嗪环中的吡啶氮可提供丰富的孤电子对,可将过渡金属离子留在框架结构中以形成金属-N键,在催化反应中充当活性位点.本文采用简单的热聚合方法将过渡金属原子(M=Fe,Co和Ni)掺杂在g-C3N4中,从而实现了g-C3N4的原子级结构的调控.结合X射线衍射仪技术、傅里叶变换红外吸收光谱仪、X射线光电子能谱分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析,结果表明,金属原子被成功引入g-C3N4中,且不破坏其原有结构,掺杂后的g-C3N4仍呈现片状形貌.结合XPS和DFT计算结果发现,掺杂的过渡金属原子会进入三嗪环中与周围N配位形成金属-N键;活性H原子会优先吸附于金属-N键上来参与水分解反应,证实了金属-N键为光催化产氢反应中的活性位点,并且过渡金属原子的掺杂有利于光催化反应进行.g-C3N4中的过渡金属原子掺杂导致活性H原子吸附能降低,使得光催化产氢反应更容易进行.此外,对光电流、阻抗、瞬态荧光光谱、固体紫外可见光谱和电子顺磁共振等测试结果表明,光生电子可沿着金属-N键迁移,从而加速了光生载流子的分离;过渡金属原子掺杂可减小g-C3N4的带隙并提升导带位置,从而促进了对光的吸收,提高还原能力.与纯相的g-C3N4相比,掺杂过渡金属原子的g-C3N4表现出更高的光催化产氢活性,其中,Co掺杂的样品呈现出最高的产氢活性.综上,本文研究结果表明过渡金属原子的掺杂可增强g-C3N4的光催化产氢性能,从而有助于开发出高效的光催化剂.  相似文献   
8.
随着全球环境问题日益严重以及能源需求的不断增长,人们对高效环境修复与能源转换技术的需求日益增强.以半导体材料为光催化剂,可将可再生的太阳能转化为化学能,有望成为解决人类面临的能源和环境问题的有效途径.其中,开发高效稳定的光催化剂是该技术得以实际应用的关键.近几十年,研究人员开发出多种半导体材料并应用于光催化研究.其中,具有可见光响应的有机非金属光催化剂石墨相氮化碳(g-C3N4)因其稳定的分子结构,较小的禁带宽度(~2.7 e V)以及合适的能带结构而备受关注.然而,与大多数半导体光催化剂相似,由于传统g-C3N4上的光生电子和空穴极易复合,表面催化活性位点较少,可见光响应范围较窄,使得其催化效率不高.基于g-C3N4独特的有机分子结构,通过引入功能化的特定基团以优化g-C3N4的电子能带结构,促进载流子传输,拓展可见光响应范围,是提高其光催化效率的有效途径.已有研究表明,在各种功能化官能团中,具有强电负性的含氧基团对g-C3N4的Melon单元优化是非常有效的.因此,本文通过g-C3N4与氨基磺酸间的简单固相热反应成功合成了磺酸基功能化的g-C3N4纳米片(SACN),并实现了同步增强的相互作用.根据固体强酸特性,氨基磺酸可以在热处理的辅助下对g-C3N4进行酸刻蚀,从而增加其比表面积以及表面催化活性位点.更重要的是,理论计算与实验表征结果表明,磺酸基团的吸电子诱导效应所产生的电荷驱动力可极大改善g-C3N4的电荷转移动力学,有效抑制了它们的再结合.此外,吸电子诱导效应还可促进g-C3N4的局域电子再分布,进而降低g-C3N4的导带电位,增强光诱导电子的还原能力.光催化性能测试结果表明,SACN-400样品(前驱体中氨基磺酸加入量为400 mg)在光催化分解水制备氢气以及光降解传统污染物领域展现出较好的性能,其在入射光波长为420±15 nm时的产氢表观量子效率为11.03%.综上,本文为设计合成具有较高产氢性能以及污染物降解效率的石墨相氮化碳基光催化剂提供了一种简便有效的策略.  相似文献   
9.
Producing chemical fuels from sunlight enables a sustainable way for energy consumption.Among various solar fuel generation approaches,photocatalytic CO2 reduction has the advantages of simple structure,mild reaction condition,directly reducing carbon emissions,etc.However,most of the current photocatalytic systems can only absorb the UV-visible spectrum of solar light.Therefore,finding a way to utilize infrared light in the photocatalytic system has attracted more and more attention.Here,a Z-scheme In2S3-TiO2 was constructed for CO2 reduction under concentrated natural sunlight.The infrared light was used to create a high-temperature environment for photocatalytic reactions.The evolution rates of H2,CO,and C2H5OH reached 262.2,73.9,and 27.56μmol?h-1?g-1,respectively,with an overall solar to fuels efficiency of 0.002%.This work provides a composite photocatalyst towards the utilization of full solar light spectrum,and could promote the research on photocatalytic CO2 reduction.  相似文献   
10.
近红外光谱技术在安防监控、食品检测、生物成像、农业等领域具有重要应用价值, 而开发出紧凑高效的近红外光源是其大规模商业应用的前提. 荧光粉转换型近红外发光二极管(light emitting diodes, LED)光源具有结构紧凑、成本低、使用寿命长、发射光谱可调等优点, 因此近些年受到广泛关注, 其关键就在于开发出能被蓝光有效激发的高性能近红外荧光粉. 本工作利用高温固相法制备了一种新型宽带近红外荧光粉In2BP3O12:Cr3+, 在480 nm激发下, 荧光粉发射峰值位于950 nm, 光谱覆盖了750~1350 nm范围, 半峰宽达到210 nm. 采用该荧光粉与商用蓝光InGaN LED芯片封装, 获得了具有宽带发射的近红外LED光源, 在60 mA的驱动电流下, 近红外光辐射功率为5 mW. 当采用该光源照射人的手掌, 用近红外电感耦合器(charge coupled device, CCD)相机能够对手掌中的血管进行清晰的成像. 上述结果表明该近红外荧光粉可用于制备基于蓝光芯片的宽带近红外LED光源, 并在生物医学等领域具有潜在应用前景.  相似文献   
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