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化工原理研究进展论文

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化工原理研究进展论文

有色冶金化工原理分析论文

摘要 :本文对有色冶金化工的生产过程进行了概括分析,对其中的工艺原理做出归纳探讨,以期让相关理论更加浅显明晰,对实际生产产生增益作用。

关键词 :有色冶金;化工过程;工作原理

1有色金属冶金技术现状及原理

目前金属的化工冶炼方法主要包括三种方式:火法冶金、湿法冶金和电冶金。

火法冶金

火法冶金在冶金领域是非常传统的生产方式,在整个操作中并未加入水溶液,因此这种方法也叫做干法冶金,主要的原理是制造高温的条件,矿石就能经过化学、物理反应,让其中的金属与其他的成分分离,这样就能提炼出金属单质。实际操作流程的第一步是矿石准备,第二步是冶炼,第三步是精炼。第一步:矿石准备选择精矿后要加入适当的熔剂,对精矿进行加热,让其中的矿料可以在加热情况下形成块状,或者是加入一些粘合剂来制造成型,形成小球状后结成球团,然后放进鼓风炉里进行冶炼。第二步:冶炼这一过程主要是生成两个部分,分别是炉渣和金属液。金属液中也是有着少量的杂质,因此要进行进一步的精炼。这一过程是在鼓风炉中发生,其中加入了必要的材料以及熔剂,并加入焦炭来作为还原剂,主要是为了在铁矿中还原出生铁,在铜矿中还原出粗铜,还有对硫化铅矿进行冶炼,还原出粗铅。除了生成金属液以外,还有诸多杂质组成的炉渣。若是在氧化条件下反应,对生铁用转炉来精炼,在转炉中引入适当的氧气,用氧化的方式将铁水中的杂质去除,并炼出一定品质的钢水,可以将其铸成钢锭,这就是氧化吹炼的过程。造锍熔炼是对硫化铜或者硫化镍矿石进行处理,通常来说是在反射炉以及矿热电炉中进行反应,也可以是用鼓风炉来反应。在其中会加入一些石英石熔剂,便于形成炉渣,炉渣之下会留下熔锍。第三步:精炼。这个步骤是为了将金属液中依旧存在的一些少量杂质进一步去除掉,可以让金属的纯度得到提升。如在炼钢的时候,可以对生铁进行适当的精炼,这样就能在其中去除掉更多的非金属杂质,或者是进行更加深入地脱硫。精炼铜则是将粗铜放在反射炉里氧化,再用电解的.方式进行精炼。不同的金属有着不同的精炼方式,在设备以及原料上都是有所区别的。

湿法冶金

这种方法的另一个名字叫水法冶金,是借助各类熔剂,通过一系列的化学反应,实现对金属的提取以及分离,主要的步骤分为四步,其中第一步就是浸出。①浸出就是将矿物里的目标成分引入到溶液里,便于接下来的步骤逐渐展开。②通过过滤等方法,将浸出液与残渣分离,同时将夹带于残渣中的冶金溶剂和金属离子回收。③采用萃取法或离子交换法,将浸出液中目标组分富集,并和其他杂质离子分离。④从净化液中提取目标金属或化合物。湿法冶金在钴、镍、铝、铜、锌等工业中占有重要地位,世界上全部的氧化铝、大部分锌和部分铜都采用此法生产。湿法冶金对低品位矿和相似金属分离都具有很好的适用性,而且金属回收程度高,不会造成严重的环境污染,生产过程易实现连续化和自动化,利于提高生产效率[1]。

电冶金

电冶金是以电能为能源进行提取和处理金属的工艺,根据电能转化形式的不同分为电化冶金和电热冶金两类。电化冶金是利用电极反应而进行的冶炼方法,对电解质水溶液或熔盐等离子导体通以直流电,电解质便发生化学变化,在阳极上发生氧化反应,而在阴极上发生还原反应。电热冶金具有加热速度快、调温准确、温度高(可达2000℃),可以在各种气氛、压力或真空中作业,具有金属烧损少等优点,是冶炼稀有高熔点金属、半导体材料等的一种主要方法。例如,目前冶炼金属铝就属于电热冶金方式,首先从铝土矿中提取氧化铝,然后在氧化铝中加入冰晶石作为助熔剂,在高温下熔融电解。

2有色冶金化工生产的核心设备的工作原理

虽然冶金化工产品种类众多,冶炼方法一般各不相同,但诸多生产流程所应用原理却大致相同,核心设备上也有着一定的共同点[2],下面对几种主要设备介绍。高炉冶炼原理:高炉生产乃连续进行,在实际操作中,是从炉顶的位置加入各类原料以及添加剂,从下部的风口鼓入高温达到一千摄氏度以上的热风,同时喷入煤粉等燃料。铁矿石的成分主要是铁的氧化物,这样用高温的方式就可以用燃料在燃烧后形成的一氧化碳,用来进行还原反应,实现对铁矿石中氧化物的还原,就能得到单质铁。这种情况下形成的是高温铁水,从出铁口就可以放出。同时在铁矿石中有着诸多的其他物质,构成了炉渣,炉渣就要从出渣口的位置排出,经过除尘处理之后,这些还能作为一些工业的生产原料。

3结束语

理论对实践具有指导意义,通过对理论的研究解析,了解工艺、反应及设备的本质,使实际生产具有更高的经济效益和时间效益。本文浅析了冶金化工生产中的几种主流方法的原理和工艺流程,对部分设备进行了理论分析。当前我国冶金设备正在高速地革新,冶金设备提升的同时,冶金化工在不同领域也会有广泛的发展前景。面对当前的压力和未来的挑战,我们需要不断深入地研究原理,并与先进技术相结合优化现有设备与工艺,在实践中解决各类有色冶金化工问题。

参考文献

[1]中国工程院化工、冶金与材料工程第十一届学术会议——“‘化工、冶金、材料’前沿与创新”在宁波隆重举行[J].杭州化工,2016,46(04):44.

[2].济南冶金化工设备有限公司一流的煤化工及焦化设备专业制造商[J].燃料与化工,2016,47(01):2.

作者:胡睿康 单位:澧县第一中学

MATLAB在化学工程与工艺实验数据处理中的应用*摘要]本文对MATLAB在化学工程与工艺实验中的应用进行了初步的尝试,传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。借助MATLAB软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来。本文以“化工原理”实验为例,利用MATLAB软件编写一个数据处理程序:只需输入任意一组原始数据,就可以把实验结果,数据模型以及作图一起显示出来。[关键词]化学工程与工艺;专业实验;数据处理;Matlab一、引言化学工程与工艺专业实验是初步了解、学习和掌握化学工程与工艺科学实验研究方法的一个重要的实践性环节。专业实验不同于基础实验,其目的不仅仅是为了验证一个原理、观察一种现象或是寻求一个普遍适用的规律,而应当是为了有针对性地解决一个具有明确工业背景的化学工程与工艺问题。[1]化工实验的特点流程较长,规模较大,数据处理也较为复杂。因此依靠计算机处理数据会使繁琐的数据处理过程变得简单快捷,大大提高工作效率。数据处理是每一个化学工程实验必不可少的步骤,也是至关重要的一个步骤。通过实验可以建立过程模型、分析工艺技术的可行条件。但是化工实验数据的处理往往并不是那么简单,它需要通过复杂的数学计算,若仅仅依靠手工计算则需要花费大量的时间,而且化工实验数据的处理量很大、重现性很高,因此应用计算机来处理实验数据可以大大提高工作效率。化学工程与工艺专业是一个以实验为基础的专业学科。实验的目的是通过有限的实验点去寻找某一对象或某一过程中各参数之间的定量关系,从而揭示某化工过程所遵循的客观规律。由于人力、物力、时间等条件的限制,任何实验所能完成的实验点都是有限的,如何根据这些有限的实验点归纳出各参数之间的关系,便是实验数据的处理问题。由于化工过程的复杂性,实验过程中各参数之间的关系往往是非线性的,数据处理或数据拟合的工作量往往比较大,且计算过程也比较繁琐。若能利用计算机进行数据处理,不仅处理结果的准确度很高,而且还会省下很多不必浪费的人力和时间,大大提高了工作效率。Matlab是集数学计算、结果可视化和编程于一身,能够方便地进行科学计算和大量工程运算的工程软件。它具有简单易用、人机界面良好,能使繁琐的科学计算和编程变得日益简单和准确有效。[2]本文以两个化工原理实验为例,阐述利用Matlab软件处理化工实验数据与人工处理相比较带来的方便,而且数据的结果更精确,误差更小。Matlab软件是一种简单易学的编写语言。它具有支持多平台操作系统(Windows、Unix等)、编写效率高、用途广泛、功能超强、程序极容易维护等等优点。二、数据处理程序的设计(一)程序框图由于化工实验有很多,而且每一个实验数据的处理的步骤、公式都不一样,所以很难用一个程序来描述。但是,每一个实验都有类似之处,因此每一个程序都可以用如图2-1来描述。这样则可以利用Matlab中的polyfit()函数进行线性拟合,此即为本文编写数据处理程序的基本原理。3.基本数据库从文献中只能查出特殊温度下的物性数据。例如:10℃、20℃、30℃等。但是工业生产中的温度就不可能那么凑巧和文献符合,因此,需要我们进行计算。平时学习中遇到这样的问题,我们往往是选两个相近的数据近似认为它们是线性关系,然后采用内插或外推法计算出工作温度下的物性常数。本文中所编写的程序把温度与密度、温度与粘度进行多项式拟合,使它们之间有两两对应关系。即在程序运行后,只需输入工作温度,程序就可以得到该温度下所需的物性常数。(三)程序的调试与运行结果1.流体阻力原始数据输入三、结论在化学工程与工艺实验中用Matlab软件处理实验数据是很有必要的。以本文中的化工原理实验为例,每一次实验都有大量的数据要处理,我们只要处理自己的原始数据,但教师在批改时就要把我们所有的实验数据都要计算,这个工作量是很大的。有了数据处理程序,教师只需要输入原始数据,运行程序后,就可了解学生的实验是否做得好、实验数据处理结果是否准确,这就可以节省很多的时间。在实际工程中,需要处理的数据更多,计算公式更加复杂,有时为了导出计算公式,还需要建立复杂的数学模型,手工计算基本是不可能完成的。因此,把Matlab软件应用到化学工程与工艺实验中进行实验数据的处理是十分必要的。(责任编辑:张明德)参考文献:[1]房鼎业,乐清华,李福清主编.化学工程与工艺专业实验[M].北京:化学工业出版社,2000.[2]李丽,王振领编著.MATLAB工程计算机应用[M].北京:人民邮电出版社,2001.[3]黄华江编著.实用化工计算机模拟———MATLAB在化学工程中的应用[M].北京:化学工业出版社,2004.[4]姚玉瑛主编.化工原理(新版)(上册)[M].天津:天津大学出版社,2003.

热疗原理研究进展论文

热聊一般是理疗的一种,它可以促进局部的血液循环,促进身体的新陈代谢,从而更好地帮助,人体恢复

热疗(thermal therapy)是一种将人的组织加热以达到治疗的效果的治疗方式。热疗是一种物理治疗方式,可以对于一些软组织的伤害有治疗的效果。

热疗物理治疗的一类,以各种热源为介体,将热传递到机体,以达到治疗目的的疗法。既可利用介质通过传导、对流、辐射等传递方式将热源的热量传给机体,又可利用电磁原理,使机体吸收电磁场的能量,使之变成热能。一些光疗(如红外线治疗)的生理作用也是热作用。常用的热疗法可分三类,即高频透热疗法、辐射热疗法和传导热疗法。

用中药煎煮外治疾病的文字记载有:

《礼记》:头有疮则沐,身有疡则浴。

《黄帝内经》亦曰:其有邪者,渍形以为汗,邪可随汗解。

《五十二病方》随马王堆汉墓出土,明确提出用中药煎煮的热药蒸汽熏蒸治疗疾病,其中有熏蒸洗浴八方,如用骆阮熏治痔疮;用韭和酒煮沸熏治伤科病症等。

东汉医圣张仲景的《金匮要略》亦记述了用苦参扬熏洗治疗狐惑病蚀于妇人下部的药方与手法。

晋朝葛洪的《肘后备急方》记述了用煮黄柏、黄岑熏洗治疗创伤与疡痈症;

唐代医药大家孙思邈的《千金要方》则记述了用大剂黄芪防风汤熏蒸治疗柳太后中风不语使其苏醒的方药与手法;中药熏蒸疗法用于皇宫深院救治皇太后的中风重症,足可窥中药熏蒸疗法在当时的作用和影响之一斑。

清代的《急救广生论》和《理论骈文》是中药外治分支科学体系的成熟与完善;尤其是《理论骈文》宏论之精辟、之辨证、之颠扑不破更是将中药外治从实践到理论推向一个全新的高度;其中融会贯通了外治宗师吴师机"余学外治十余年、逮亲验数万人,其治愈不胜计"的艰辛实践。

是利用红外辐射进行治疗,有止痛、消肿和改善局部血循环的作用。常用方法有红外线治疗、光浴、频谱治疗等。所用辐射器并不接触人体。

是利用热源介体直接接触人体,将热传入人体的治疗方法。有改善局部循环,消肿、止痛和缓解粘连的作用。某些热源介体除有热效应外,尚对人体有机械压力和化学 *** 作用,常用方法有蜡疗、泥疗、中药熥敷、蒸气、热空气和坎离砂等。

热疗的禁忌

1.严重心脏病患者及带心脏搏器者禁用;

2.肿瘤部位有结核者禁用;

3.有出血倾向者禁用;

4.经期妇女禁下腹部热疗;

5.体内植有金属物体,如腹钢板、钢钉者接骨禁用;

6.孕妇;

7.颅内占位性病变禁用;

8.各种白血病患者禁用。

9.高热。

以下情况慎用热疗

1、 婴幼儿、老年人 因其对温度变化的耐受力差,敏感度也较差。

2、 孕妇腹部 用后可影响胎儿的生长。

3、 头部用热可使头部血管扩张,颅内压升高,可能产生头痛、眼花、甚至脑出血。

4、感觉功能及心智状态受损者。

肿瘤热疗的定义为:用各种方法提高全身或肿瘤组织(局部)的温度,利用热作用及其继发效应来治疗恶性肿瘤,是继手术、放疗、化疗和免疫疗法之后的第五大疗法,是一种绿色治疗手段。建立在现代科学基础上的肿瘤热疗学于20世纪60年代初开始活跃起来,并取得了许多突破性的进展。因为这个时期科学家们开始利用各种癌细胞和动物肿瘤实验模型来研究热疗治疗肿瘤的原理和方法,为现代肿瘤热疗建立细胞和分子生物学基础;同时通过动物和临床实验寻找最佳的治疗条件和治疗方案。大量体外实验和临床资料显示,肿瘤热疗虽然不能取代手术、化疗或放疗作为一种独立的肿瘤治疗方案,但它对于化疗、放疗和手术等肿瘤治疗手段具有明显增效和补充作用。正因为如此,肿瘤热疗近年来发展迅速,成为继手术、放疗、化疗和生物治疗之后又一重要的肿瘤治疗手段 。

"2019年全国热疗年会暨第五届中日医学科技交流协会热疗专业委员会热疗临床新进展学术研讨会曁肿瘤热疗技术与临床进展培训班"在湖南长沙隆重举行。针对热疗前沿及热点问题,国内享有盛誉的肿瘤热疗专家及肿瘤治疗临床一线300多名医务工作者现场讨论分享肿瘤热疗技术的最新进展。

通过对肿瘤热疗技术全面介绍及管理规范深入解读,积极探索现代医学模式下肿瘤防治事业发展的新思路、新方法,旨在为国内外肿瘤热疗界专家、学者搭建一个更为广阔的学术交流平台,共同分享肿瘤临床与基础研究的新理论、新成果,促进肿瘤热疗临床规范化治疗的实施,推动我国肿瘤热疗事业的发展。

中日医学科技交流协会热疗专业委员会委员、广州中医药大学金沙洲医院国际肿瘤医疗中心胡群峰教授在接受采访时指出 :热疗与放疗、化疗、中药治疗还能产生有机的互补,可增加患者对化疗、放疗、中药的敏感性,增加肿瘤治疗的疗效,提高病人的生存质量,延长病人生命,同时又能减轻放疗和化疗所产生的副作用,国际医学界称为"肿瘤绿色疗法"。

人们也从大量临床实践中观察到高温对恶性肿瘤的治疗作用。古代中医师曾用隔蒜灸治疗颈部肿物;西方古代文献也曾记载有人用烧红了的小烙铁治疗体表肿瘤。第一篇关于发热有助于治疗肿瘤的医学论文发表于1866年,论文作者是德国医生Bush。他报道了一名经病理学证实的面部肿瘤患者,因感染丹毒而发高烧,高烧后肿瘤消失了。1887年Bruns首先提出将热疗应用于肿瘤治疗的设想。用人为方法升高体温治疗肿瘤,最著名的是十九世纪末美国医生Coley,他给癌症患者接种细菌毒素(Coley毒素,Coley’s Toxin),诱发病人发热至42 ℃/24-36小时,使很多病人病情缓解。

进化心理学的研究进展论文

(一)论著《儿童心理理论解释模型的新范式——具身模仿论述评》获2009年浙江省高等学校科研成果二等奖。《经验的描述——意动心理学》(山东教育出版社,2010年5月,45万字,参撰10万字)(排名第三)。(二)项目主持江苏省科研基金项目、南京师范大学优秀博士论文培养项目各一项;参与教育部人文社会科学研究一般项目一项(排名第三)。(三)论文1.《社会认知是具身化的吗?》,《社会心理研究》,2010年第4期(译者)2.《寻找心智的生物学基础》,《科技导报》(中文核心,CSCD),2011年第2期(独立)3.《解释人类学习的新途径:进化教育心理学》,《中国社会科学报》,2011年1月11日-心理学版(第二作者)4.《进化认知神经科学:人类行为研究的新视域》,《自然辩证法通讯》(中文核心,CSSCI),2011年第2期(第一作者)5.《具身模仿论的回应:“模仿”需要“理论”吗?》,《哲学动态》(中文核心,CSSCI),2010年第8期(独立作者)6.《教育神经科学:检验与超越教学争论的科学途径》,《教育学报》(中文核心,CSSCI),2010年第5期(第一作者)7.《自闭症脑功能性关联障碍研究进展:来自fMRI的证据》,《中国特殊教育》(中文核心,CSSCI),2010年第6期(第一作者)8.《教室里的神经科学:一种从理论到实践的取向》,《外国教育研究》(中文核心,CSSCI),2010年第9期(第一作者)9.《关于儿童模仿能力的理论解释模型及其研究展望》,《学前教育研究》(中文核心,CSSCI扩展版),2010年第12期(独立作者)10.《从颅相学到认知神经科学——脑研究的百年演进》,《科技导报》(中文核心,CSCD),2010年第15期(独立作者)11.《第一代认知科学五十年:离身谬误与危机根源》,《山东师范大学学报》(人文社会科学版)(中文核心),2010年第4期(第一作者)12.《具身认知观:认知科学研究的身体主题回归》,《心理研究》,2010年第4期(第二作者)(人大复印资料《心理学》,2010年第11期全文转载)13.《共享身体表征:心智阅读起源的具身匹配论》,《科学技术哲学研究》(中文核心,CSSCI),2010年第5期(第一作者)14.《孤独症碎镜假说述评》,《心理科学进展》(中文核心,CSSCI,CSCD),2010年第2期(通讯作者)(人大复印资料《心理学》,2010年第6期全文转载)15.《重新发现屈尔佩:二重心理学思想的演进轨迹与启示》,《心理学探新》(CSSCI扩展版),2010年第6期(第一作者)16.《围绕符茨堡学派无意象思维实验的争论与启示——纪念符茨堡学派创立110周年》,《华中师范大学学报》(人文社会科学版)(中文核心,CSSCI),2010年第6期(第一作者)17.《神经现象学的系统动力学方法论纲》,《系统科学学报》(中文核心,CSSCI扩展版),2011年第4期(第一作者)18.《脑与行为的进化史观:整合心理科学的“战役式”设想》,《青岛大学师范学院学报》,2010年第2期(独立作者)19.《第三种文化在认知科学中的浮现》,《科技导报》(中文核心,CSCD),2010年第10期(独立作者)20.《镜观人猿揖别的里程碑——评丁峻教授的新著〈思维进化论〉》,《杭州师范大学学报》(社会科学版)(中文核心),2010年第1期(独立作者)21.《社会认知的双重机制:来自神经科学的证据》,《中南大学学报》(社会科学版)(CSSCI扩展版),2010年第1期(第二作者)22.《具身化的情绪理解研究:James-Lange错了吗?》,《心理研究》,2010年第1期(通讯作者)23.《Human mirror neuron system and its plasticity》,《Neural Regeneration Research》(SCI),2008年第3期(第一作者)24.《社会脑研究二十年:回顾与展望》,《西北师大学报》(社会科学版)(中文核心,CSSCI),2008年第6期(第一作者)(《新华文摘》,2009年第6期全文、人大复印资料《心理学》,2009年第4期全文转载,《高等学校文科学术文摘》2009年第2期论点摘编)25.《镜像神经元:从个体认知到社会行为》,《华东师范大学学报》(教育科学版)(中文核心,CSSCI),2009年第1期(第一作者)26.《具身认知之根:从镜像神经元到具身模仿论》,《华中师范大学学报》(人文社会科学版)(中文核心,CSSCI),2009年第1期(第二作者)(《高等学校文科学术文摘》2009年第2期全文转载)27.《建构抑或天赋——儿童心理理论研究的元理论困境与出路》,《学前教育研究》(中文核心,CSSCI扩展版),2009年第3期(第一作者)28.《儿童心理理论解释模型的新范式——具身模仿论述评》,《心理研究》,2008年第4期(第二作者)(人大复印资料《心理学》,2009年第1期全文转载)29.《心理理论研究三十年:回顾与反思》,《心理学探新》(CSSCI扩展版),2009年第1期(通讯作者)30.《孤独症谱系障碍的碎镜假说述评》,《中国特殊教育》(中文核心,CSSCI),2008年第11期(第二作者)31.《阐明心理理论机制的新途径:来自镜像神经元研究的证据》,《南京师大学报》(社会科学版)(中文核心,CSSCI),2009年第1期(第二作者)32.《Mirror neuron system as the joint from action to language》,《Neuroscience Bulletin》(CSCD,Springer数据库、PubMed数据库收录),2008年第4期(第一作者)33.《幼儿信念推理、抑制控制与意图理解能力的关系》,《中国临床心理学杂志》(CSSCI,CSCD),2009年第2期(第一作者)34.《情绪的具身观:基于第二代认知科学的视角》,《山东师范大学学报》(人文社会科学版)(中文核心),2009年第3期(第二作者)35.《从认知神经科学到基于脑的教育:回顾与展望》,《教育学术月刊》(中文核心),2009年第4期(第二作者)36.《心理理论解释模型的整合实验:一个“阶段-分类”的框架》,《心理研究》,2009年第3期(第一作者)37.《具身模仿:从神经元到现象体验》,《求是学刊》(中文核心,CSSCI),2008年第5期(译者)38.《自我与他人同一性的神经现象学进路》,《河北师范大学学报》(哲学社会科学版)(中文核心,CSSCI),2008年第4期(第一作者)39.《镜像神经元与主体间性现象学》,《世界哲学》(中文核心,CSSCI),2007年第6期(译者)40.《灵长类动作理解的镜像神经机制研究进展》,《人类学学报》(中文核心,CSCD),2008年第3期(第一作者)41.《镜像神经元系统解剖结构研究进展》,《神经解剖学杂志》(中文核心,CSCD),2008年第3期(第一作者)42.《心理科学的“DNA”:镜像神经元的发现及其意义》,《自然杂志》(中文核心),2008年第4期(第三作者)43.《镜像神经元系统与模仿行为研究进展》,《中国行为医学科学》(中文核心),2008年第2期(第一作者)44.《镜像神经元研究概况述评》,《生命科学》(中文核心),2007年第5期(第二作者)45.《后悔的心理学研究进展》,《中国临床心理学杂志》(CSSCI,CSCD),2007年第4期(第一作者)46.《自组织理论视野下的“新性善论”与德育观探赜——兼与檀传宝教授的商榷》,《教育学报》(中文核心,CSSCI),2006第3期(第一作者)47.《耗散结构视野下神经质症的发生机理与治疗———从森田疗法到新森田疗法的嬗变》,《医学与哲学》(中文核心),2006年第2期(第一作者)48.《感受性问题与当代心身关系功能主义的批判》,《徐州师范大学学报》(哲学社会科学版)(中文核心),2008年第2期(第一作者)49.《像神经元系统研究视阈下心脑复杂巨系统举要》,《复杂性系统与复杂性科学》(科技核心),2007年第2期(第一作者)50.《Mirror system based therapy for autism spectrum disorders》,《Frontiers of medicine in China》(Springer数据库收录),2008年第4期(第一作者)51.《功能主义对当代科学心理学研究的蒙蔽》,《南通大学学报》(教育科学版),2007年第2期(独立)52.《近十余年来国外进化心理学研究进展述评》,《社会心理研究》,2008年第3期(第二作者)

心理学有关情绪的论文

情绪管理是心理学和管理学的一个交叉研究,是对个体和群体情绪的感知、控制和调节的过程。本文浅谈进化心理学视角下的情绪管理,欢迎阅读了解。

摘 要 进化心理学做为心理学研究的一种新取向,探讨情绪从种族进化的角度在生存中获得的适应价值,表明消极情绪和积极情绪在进化过程中对个体起着不同的作用。进化心理学给情绪管理以新的启示:(1)调整认知,消极情绪是人类的一种自我保护行为;(2)大自然是我们最原始的母体,亲近大自然有利于放松身心;(3)从负面情绪寻找工作的突破口。

关键词 进化心理学 情绪管理 积极情绪 消极情绪

情绪是人对客观事物所持的态度体验,它作为个体一种重要的心理过程,对个体认知和行为的影响备受心理学家的重视。随着社会的进步与发展,个体必须面对越来越快的生活节奏,承受越来越大的工作压力,快节奏生活方式使个体容易产生紧张情绪。情绪失控对个体的伤害就像钉进木板的钉子,即使拔出来依然有个难以弥合的孔。因此情绪管理在改善个体的精神健康和提高企业效益方面有很大潜力。①

1 情绪管理的界定

丹尼尔戈尔曼最先提出情绪管理,他认为当我们对生活中的事件或矛盾引起的不良反应进行有效的自我掌控或调节,能以幽默、乐观的态度及时缓解自己的紧张心理状态时,就是有效的情绪管理。②

不同领域对情绪的研究均以否定消极情绪的作用为基点,认为个体应该回避和抵制消极情绪,从而使个体在认识上形成了排斥消极情绪,认为消极情绪只能破坏生活,而对个体没有任何帮助的片面性立场。根据普拉契克的观点,从种族进化的过程来看,情绪不仅是进化的产物,还是一种为了适应生存的心理工具。 情绪做为有机体的一种全身心心理活动,是有机体为了控制和应付生存环境,为了增强生存能力而出现的。③

2 情绪管理的进化视角

什么是进化心理学

进化心理学是近年在西方心理学中出现的一种新的研究取向。进化心理学的基本理念是:进化心理学是纵向研究,因此过去是理解有机体心理机制的关键;理解有机体心理机制的主要途径为功能分析;有机体的心理机制被假设为是模块性的整体组织;有机体是在解决问题的过程中慢慢演化来的一些特定的心理机制;心理机制与环境互动的共同作用导致有机体的行为。④

进化心理学对情绪的解读

普拉契克从进化心理学的视角指出,情绪在发生上处于心理活动前沿,是有机体及时的反应和信号;情绪的变化为个体提供了生理准备;情绪生成的表情外显行为便于个体之间的信息传递,直接构成社会化媒介;人类意识的形成和发展离不开个体对情绪的主观体验。因此普拉契克认为情绪是个体在进化过程中为生存斗争产生的适应手段,而非被动或偶然生成的心理副产品。⑤

3 进化心理学视角下的消极情绪和积极情绪

积极情绪是有机体的一种愉快感受,而消极情绪是有机体需要得不到满足时产生的不愉快感受。二者在进化过程中产生不同的生理反应,具有不同的适应意义。⑥

消极情绪

消极情绪对于个体都是唯恐避之不及的对象,如生气、厌恶、愤怒和恐惧等一直被个体所排斥,个体所关注的均是“如何克服消极情绪”。研究表明消极情绪会产生不利于人体的`激素,因此在已往的研究中,消极情绪毫不犹豫地标签为被打击对象。

进化心理学的研究结果为消极情绪洗刷了冤屈,进化心理学认为像厌恶、恐惧和愤怒等消极情绪是人类在进化过程中个体在抵御外来威胁时产生的适应行为,因此消极情绪是具有适应意义的产物。进化心理学解释,愤怒是个体为了增强生存能力,促使个体快速做出攻击行为而产生的;厌恶是为了使个体利益不受侵害,促使个体快速做出驱逐行为而产生的;而恐惧情绪是个体在面临威胁时为了生存所需,促使个体快速做出逃跑行为而产生的等等。

因此上述可以看出,当个体处于消极情绪时,其思维都集中在引起其产生消极情绪的情境中或事件上,使身心在最短时间内做好准备,以随时抗争消极情境,从而保护个体的生命在可能随时受到威胁的环境中获得生存。

积极情绪

从进化心理学的角度来讲,积极情绪不同于消极情绪,积极情绪是为了解决个体的成长与发展问题,而不是为了解决个体的生存问题。如快乐、满意、自豪、高兴以及爱等积极情绪,虽然表现形式略有不同,但其意义一致。积极情绪的共同效果是它们都能激发个体思维;增强个体智力、体力、心理调节能力与社会协调能力等使个体获得更多个人资源等等。

积极情绪拓展个体的认知、注意和思维等范围,便于个体快速获得信息,合理分析,从而进行更恰当的创造性行为活动。此外积极情绪还能产生积极连锁反应,如处于愉悦情境的个体往往其如智力、心理和社会适应等方面都表现出拓延能力。⑦

4 进化心理学对情绪管理的新启示

本文针对已往研究比较容易忽视的地方提出几点看法:

(1)调整认知,消极情绪是人类的一种自我保护行为。进化心理学认为,消极情绪是人类进化过程中具有适应意义的产物,是我们祖先在面对威胁时为增强有机体的生存能力而出现的适应行为。因此消极情绪并非总是无用,我们有必要重新认识消极情绪。如当自己的需求无法得到满足而产生挫败感时,换一种思维方式,寻找消极情绪的积极意义,使自己从不满、不安等消极心理状态中解脱出来,让自己少受伤害。

(2)放松身心,亲近大自然。亲近大自然有利于情绪管理。因为我们的祖先在这里孕育,大自然是我们最原始的母体。法国作家莫罗阿这样形容大自然对人的抚慰:“最广阔最仁慈的避难所是大自然。森林、崇山、大海之苍茫伟大,最能抚慰平复人的心灵创伤。”

(3)从负面情绪寻找工作的突破口。进化心理学将职员工作中的负面情绪解释为个体利益受到侵犯时的适应行为。企业应重视对员工的情绪管理,保护其既得利益。这样既能减少员工的情绪过激行为,也是寻找工作突破口的良好方法。

注释

① 刘朝阳.企业情绪管理现状及对策初探.企业技术开发,(4).

② Walden T A,Smith M C. Emotion regulation Motivation and Emotion[J].1997(2l):7-22.

③ Eisenberg N,Moore B S. Emotional regulation and development [J]. Motivation and Emotion,1997(21):1-6.

④ 许波,车文博.当代心理学发展的一种新取向――进化心理学.心理科学Psychological Science,(1):2-4.

⑤ 乔建中.情绪研究:理论与方法.:96-98.

⑥ 杨丽珠,董光恒,金欣俐.积极情绪和消极情绪的大脑反应差异研究综述.心理与行为研究,(3):224-228.

⑦ 孔凡俊.积极情绪在促进成人自我导向学习中的作用.河北大学成人教育学院学报,(3).

浅谈人类学差异和范畴差异论文

近几 十 年 来,社 会 生 物 学 (sociobiology)及 其 升 级 版 的 进 化 心 理 学 (evolutionarypsychology)正在改变我们对人心和人性的理解。人心不再被视为一块可由环境和教化任意型塑的白板(blank slate),它更像是一套被自然选择设计好的先天认知模块的集成。人性也随之从一个规范性概念转变成作为人类行为和社会文化背后固有的心理机制的描述性概念。我们于是被反复告知:你我的脑颅里装着石器时代的古老心灵,所谓文明不过是我们作为裸猿穿衣戴帽混迹于现代社会。人类所做的一切,卑贱或者高尚,无非是身体中携带的基因自我传播复制的无情手段。如果你对此感到惊诧,有人会这样安慰你:“得知这个结果,你无奈吗?你懊恼吗?你的道德感蠢蠢欲动吗?现在你所有的感觉也都是进化的产物。”①上述这幅理论图景当然不够精致,进化心理学的支持者也在批评质疑声中不断作出自我澄清和修正,②但是明眼人仍然担心,如果人类说到底只是基因和弥母(meme,“文化基因”)的载体,那么人之为人,或人类区别于动物的独特之处是什么?“人之异于禽兽者几希”,我们通常相信伦理现象是人类独有的表现。生活中有人慷慨有人自私,从基因的观点看,两种行为模式都是生存适应的策略,而“慷慨”、“自私”之类的道德语词本质上也是无实指的虚幻观念。这种说法引发的后果对进化心理学的挑战远比想象的要严重。它的致命困难在于:两个人面对同样的处境会采取不同的策略,是因为他们对人对事有着不同的“想法”,那些构成“想法”的信念、经验和理解只在作为独立个体的人的层面上才能予以描述和解释。一个人对这个世界的独特经验和理解构成了他的生存。③ 换言之,作为一门实证科学的进化心理学仅把人类当作一个自然类(natural kind)来研究,却遗忘了由之组成的具体鲜活的人类个体。用哲学语言来说,人类个体作为拥有自主性的理性能动者(autonomousrational agent)在进化心理学的框架中无法例示出来(instantiation)。

本文无意刻画和修补伦理学与进化论的理论张力,④也不打算把伦理现象作为人与动物的区分性特征进行考察。毕竟在现象层面上,可被当作“人之为人”的表现形态还有很多,语言、科学、艺术、宗教皆属其中。根据一种普遍认可的经典观念,唯有理性(rationality)才是“人禽之辨”的根本原则。然而在什么意义上理性使得人类区别于动物,则有两种截然对立的解释方式。自然主义者延续了进化心理学的进路,试图寻找理性能力背后的某种或多种认知机制。斯塔扎克(Tobias Starzak)把这套认知机制叫做“人类学差异”(Anthropological Difference),它们是人类额外拥有的、任何其他物种所不具备的。⑤ 哈佛大学的波义尔(Matthew Boyle)根据亚里士多德范畴学说及其形而上学思想,秉承了康德看待理性的态度,指出理性不是人类这种动物所具备的某种额外的特征,而是让我们具有心灵的特殊方式。换言之,理性能够转变我们一切已有的基本心理能力,因此使得人类的心灵在范畴上不同于无理性的动物。波义尔把理性称为范畴差异(Categorial Difference)。⑥ 本文任务有两项:一是分别阐述这两种关于理性的解释进路,凸显它们的差异;二是通过两者的对比指出,“人类学差异”不仅缺乏解释力度,也容易产生非充分决 定 的 情 况 (underdetermination),而 且 包 括 进 化 心 理 学 在 内 的 进 化 自 然 主 义(evolutionary naturalism)原 则 上 不 能 说 明 人 类 个 体 作 为 拥 有 自 治 能 力 的 理 性 能 动 者 何 以例示。

自然主义者侧重于把理性看作人类独有的认知技能,考虑到这种能力仅仅在最近的25万年随着智人的出现才产生,人类的心灵有很大一部分是与灵长类动物共有的,其研究目标旨在追问:是哪些因素使得人类在如此短的时间里超越其他动物,最终结出了以科学技术为代表的现代文明果实?由于这项研究的进路可以在理论起点、抽象程度、演变动态等维度上可以各有偏重,我们姑且简要择取托马塞洛(Michael Tomasello)和帕品纽(David Papineau)的方案来窥探“人类学差异”究竟如何实现。美国心理学家托马塞洛虽然没有对理性给出明确的界定,但事实上(de facto)现代人所显示出的各种令人惊异的认知技能,是人类以独有的方式进行文化传播的结果。⑦ 对于许多物种来说,困难不在于创造,而在于对以往的工具制造、符号交流和社会行为进行学习、改进和传播,从而产生文化累积的“棘轮效应”。这意味着人类具有一些认知能力使同物种的个体之间分享认知资源,而其他动物则不能做到。⑧ 这些认知能力包括:把他人理解为其自身拥有意图的个体,与其他人共享注意的联合注意能力(joint attention),以及模仿他人的能力。一旦发展出了这套认知技能,作为结果反过来构建了人类自身的社会—文化环境的生态位(niche),进而有效推动了文化传播的持续进行。⑨

在这个回路中,从调解因果性和意向性的力的角度来理解外部事物的能力,构成了“人类学差异”的关键要点。托马塞洛相信,一些灵长类动物可以初步理解外部事件的因果关系,但是,“对意向性和因果性的[完备]理解要求个体理解外部事件的调解力,这些调解力解释了‘为什么’某个具体的先后次序会如此发生,而这些调解力一般不容易被观察到。这种理解似乎为人类所独有,因此对于人类来说,坠落岩石的重量‘迫使’木材破裂;获取食物的目标‘迫使’生命体在木头下面寻找食物。重要的是,在这两例个案中,都可以存在其他一些先行的事件,只要有相同的调解‘力’参与,它们就能产生相同的结果。”瑏瑠炚庵秩现新技能使得个体能够预见和解释同类的行为,并且也被转移用来处理惰性物体的行为,于是我们能以创造性、灵活性和前瞻性的方式解决各种难题。尽管托马塞洛的研究焦点不是理性问题,但我们可以从中看出,对因果性和意向性的“调解力”是人类理性的必要条件。他继续指出:“显然,在无生命的因果性和生命体的意向性中,这些力发生作用的方式是非常不同的,但推理过程的总体结构具有相同的一般性本质:先行事件>调解力>结果事件。”瑏瑡灷如,在“先行事件”风吹、同类攀爬、自己操控与“结果事件”果实坠落之间,唯有人类可以理解是树枝摇动这个“物理力”联结了二者。同样地,在“先行事件”岩石坠落、捕食者出现、噪音与“结果事件”受试主体逃跑之间,我们知道是因为受试主体的恐惧这个“心理力”导致整个事件发生。然而,托马塞洛并没有进一步阐释“协调力”这个富有隐喻意味的概念,最多只是用发展心理学的证据去解释以“联合注意”为要点的社会认知如何在人类婴儿9个月的时候开始出现。另一方面,在托马塞洛的研究中,被解释项(explannanda)仅仅是人类的文化社会现象,但人类之所以能够超越其他动物,正是由于我们在面对各种问题时,能够以符合逻辑和概率演算的思维方式形成精确的判断和信念。换言之,托马塞洛的理论可以说明文化何以累积、传播和改进,却不能说明诸如发现DNA或发明人造卫星这样的科学技术为何能够出现。而帕品纽关于理性进化的研究目标,则是直指这个问题。

首先,帕品纽注意到了人类认知绝非在所有情况下都是以符合逻辑规则的方式把追求真信念作为目标的。甚至多数情况下,我们输出的信念和判断的方式与哺乳动物类似,都是迅捷的、自动的和无意识的(系统1),不过一旦时间充裕且事关重大,我们倒是能以稍许缓慢、可控的和有意识的方式输出真信念或符合事实的判断(系统2)。当代心理学家亦有大量实验研究表明,人脑有两套不同的系统在处理问题,这被称为心灵的双系统理论(dual—system theory)。瑏瑢 有鉴于此,帕品纽试图刻画出我们能够抑制系统1的干扰而由系统2执行形成信念和判断功能的认知机制。在他看来,理性(即以可靠的方式追求真信念)能力的出现,主要基于进化出了两项能力:第一,我们能够把(在一个信念符合一个事实的意义上)“真”作为目标加以识别(identify theend of truth);第二,我们能以一般性的“手段—目的推理”(general means—end reasoning)实现这个目标。

就第一项能力而言,没人指望我们的祖先早在石器时代就已进化出了“真”这个概念,倒是有大量的心理学证据提醒我们,“真”概念从属于读心(mind reading)的范畴,而读心能力几乎是公认的人类特有的认知适应器。所谓读心,指的是我们能将不同的心理状态归属给他人,并以此预测和解释他人行为的能力。瑏瑶 这一点在托马塞洛的“联合注意”理论中也有提及。帕品纽对第二项能力的论述稍微复杂,手段—目的推理大体上是说:在表征(represent)外部世界时,(唯有)人类能够表征一般性的、显性的(explicit)因果信息(general causal information),加工这类信息将会产生新的行为。“新”之所谓,是指人类个体及其祖先此前不曾受益于这些行为,因此这种意义上手段—目的推理与旧有的刺激—反应联接认知系统相对立,后者是遗传所赋予的固有的心理配置通过联想主义的条件化实现的。灛伂 通过对比可以发现,帕品纽对手段—目的推理能力的“一般性”和“显性”这两个特征的说明,实际上澄清了托马塞洛关于“调解力”的含混理解。强调一般信息旨在强调它与特定信息的区别,其表现形式有全称的析取/合取语句“所有As或者Bs”/“所有As和Bs”,或“所有As导致Bs”这样的类属因果信息。人类与简单动物的差别在于,我们的行动是通过对一般信息的使用来操控的,动物却只能使用与它们所处环境相关的特定信息,它们无法明晰地表征任何一般性的事实。具体而言,由于动物无法把握“物理力”或“心理力”,因此不能对某一因果类型下的诸多先行事件与相应的结果事件作出统一的综合判断。此外,一般性的信息表征能够以各种不同的'方式相互组合,进而输出新的一般信息,这就是“显性”信息的根本要求。瑏灛 人类个体能够从“大风吹过苹果树”和“苹果树在摇晃”输出“苹果落地”这个内容,动物则无法达到这个推理水平,它们也许具身地(embodied)获取了一般信息,但是不能产生新的一般信息。动物的行为倾向所能做的,最多只能把一个特定的信息项(“此刻大风吹过这棵苹果树”)与作为驱动力的需求(“要食物”)联系在一起,以此产生一个“守株待果”的特定行为。

帕品纽的理性进化学说本身并非完美无瑕,尤其是当他对进化心理学报以同情的态度,支持集成化的心理模块假说时,他便很难把手段—目的推理机制恰当地安置在整个心灵架构之中。瑏灛 读心模块似乎无甚争议,但是这里说的手段—目的推理能力是一个单独的心理模块还是由几个不同的心理模块所实现?它与语言模块有什么关系?它进化出来的促成动力是什么?作为系统2的构成部分它是怎样抑制了系统1的信息输出?这些疑问都尚未解决。然而,不管是帕品纽还是托马塞洛,对于任何可能的“人类学差异”解答,波义尔提出了一个更严峻的质疑。诚如进化自然主义者所言,人与动物都在“进化树”上各居其位,在生物学的意义上并无本体论上的区别———除非你是笛卡尔那样的二元论者。但问题在于,一旦接受“人是理性的动物”这个论题,他们就不得不承认,人与动物———哪怕是黑猩猩这样的灵长类动物———不仅是有认知技能或认知架构上的差异,这个区别更是在类型意义上(in kind)来谈论的,好比植物与动物在类型上是两种不同的存在者。因此进化自然主义即使给出了各种“人类学差异”的细致描绘,仍然亏欠我们一个理由:为什么这些差异能够被当作人类的心灵从根本上区别于动物心灵的原则?瑏瑨 波义尔把这种提问方式叫做“经典观点”,它由亚里士多德提出并被托马斯·阿奎那精心阐述。根据经典观点,“人是理性的动物”意味着:1)“理性动物”用以说明人类的本质(essence);2)“理性动物”刻画了我们的形式(form);3)“理性”这个概念指称了我们区分于“动物”这个类属的特征(genus)。瑏灛 波义尔相信,经典观点即不过时也绝非可有可无,它能为心灵哲学带来不少理论红利。

顺着亚里士多德的形而上学思想,波义尔认为,理性是人类的“本质”。就“本质”而言,只有那个刻画了一个事物作为某个特定“实体”的谓词,才能属于该事物的本质。一个事物作为某种实体,意思是说,如果某个事物存在,它根本上必须是这个事物(what it must be if it is to be atall)。我是中国人,但你不能用“中国人”这个概念作为我这个个体的谓词去解释我之所是(我的实体)。你可以对什么叫“中国人”给出说法,比如“中国人就是一个出生且生长在中国的人”。只要某个个体(individual)实现了“出生且生长在中国”这个属性,他就是中国人。但是你不能站在个体的角度上,以同样的方式去说明“人类”或“哺乳动物”。某个花园里有三只哺乳动物,但只有因为这三个个体都从属于具体的哺乳动物物种你才能这样说。在亚里士多德看来,任何一个人类个体都可以是“两足无毛”的动物,但由人类个体展现出来的两足无毛这个属性不能作为人类的本质。“人类”是我所是的那个类型的基本概念:我只有成为这个类型的东西才能存在。我作为个体,是一个中国人或者是一位学者,这些都得基于我是人类才得以可能,所以在经典观点看来,“人类”是一个不可还原的基础概念。承认这一点不是说我们就不能定义“人类”。说某个事物是人类,不是去描述那些使得一个个体被当作是人类的那些属性———这正是进化论自然主义所做的事,而是去刻画人类自身作为一个类别的实质。在给“人类”下定义时用到的那些谓词(例如“理性”),首先应用于人类这个整体而非具体的人类个体。

我们可以从正反两个方面展示亚里士多德本质学说的优势。设想在某个可能世界中,我不幸失去了双腿,从而不具有两足无毛这个属性。但我仍然属于人类,我有理性这个本质没有因此改变,只要是我作为人存在着,这个本质一直伴随着我。两足无毛的属性即便是人类独有的,不能充当人的本质。另一方面,正如自然主义者强调的那样,尽管多数人类个体在多数情况下或许是通过“方便快捷”的心灵系统1来思考和判断的,但他们本质上还是理性的存在者。我们也不会把一个缺乏基本推理能力的成人说成是一个普遍动物,只要他是人,实质上就拥有(潜在的)理性。无论如何,人类作为“理性”动物拥有一种本质形式,它使我们成为一种独特的存在类别。理性不仅仅是由于它碰巧涉及某些特征才把我们与动物区分开来,它牵涉到了我们以独特的方式拥有这些特征。

为了凸显人与动物在形式上的本质区分,波义尔举了植物与动物的例子来说明二者在什么意义上是不同的。大家承认植物不具有行动能力,至少不能在动物表现出行动能力的意义上说这话。但是,在某种层面上你也可以说一棵树是一个能动者(agent):一棵老树被伐倒了,到了春天它又长出新的枝叶,它的确是主动在“做”生长枝叶这件事,而不是说这件事被动地在它身上发生———虽然老树发新枝需要各种环境条件,但只有诉诸这棵树自身的性质才算真正解释这件事。我们甚至可以说,即使就一棵树而言,它也是具有目标导向的,但是这种目标导向的“行为”截然有别于动物。我们是在完全不同的意义上说动物是作为能动者拥有目标导向。这不仅仅意味着动物能够做一些植物所不能做的事,而是说,我们是以全新的方式来谈论动物的“做事”。你可以说植物的根系把石头缠住,但是更贴切的说法是,它的根系是以缠住石头的方式生长着。一块石头此刻出现在这里,并没有对植物的根系生长添入新的内容。但是动物的行为则与此时此刻的环境紧密关联,对当下环境的描述能够构成动物行为的内容。 同样地,无理性的动物和有理性的人类都是能动者和认知者,但动物却是在一种不完善的意义上作为能动者和认知者,我们是唯一能够按照意图(intentionally)去行动的物种,当我们在行动时,可以自主决定哪个目标值得追求以及如何追求,我们知道(knowingly)自己应该如何行事。因此,理性意味着“人类能力的全部配置”,这个配置决定了“我们的能力以一种极其不同方式去规导和展现”。这就是人类的理性作为区别于动物的“范畴差异”。

那么波义尔所说的理性的配置又是什么呢?这就需要引入康德的一个关键论题:“‘我思’必须能够伴随着我的一切表象。因为否则的话,某种完全不能被思考的东西就会在我这里被表征出来,而这就等于说,这表象要么就是不可能,要么至少对于我来说就是无(B。131)。”波义尔花了大量篇幅精心阐释了康德这段话的要义。根据他的理解,一个能够有意识地 (self—consciously)反思自己信念的生物(creature)在拥有一个信念p时,则能将其自身置于这个问题:“我为什么认为是p?”而他是否持续相信p,取决于他能否为自己辩护这个信念。唯有当这个生物个体可以觉知(aware)到这个“为什么”的问题时———也就是“我思”伴随着这个信念———才能为他的信念p作辩护。根据一种隐喻的说法,康德不仅要“驱使”感性和知性充当“证人”,理性作为“自我指定的法官”,不是坐在一边旁观现场发生的一切,它要站在“法庭”前面,对它所调查的现象积极提出原则性的解释。没有这种“我思”的自我意识———这种自我意识当然不同于“内在感知”———人类特有的知性能力、判断和理由就无从谈起。相比之下,动物当然可以感知到一个物体具有某些属性,可以根据自己的欲求和目的对这种感知做出恰当的反应,也可以把过去的感知保留在记忆中,甚至还能在某些情形下“表达”它的感知(例如被训练成会说话的鹦鹉),但是动物在表达自己的表象时并不伴随着理解性的断言(comprehending assertions),它们形成的表象不足以被称为“判断”(judging)。 因为判断一个命题p,就像陈述命题p那样,是一种特别的行动,这种行动是在批判性地反思自身信念的合法性,绝非简单地任由自身的信念得以形成或改变。瑑瑠 正如先前提到的动物与植物的本质区分一样,由于人类对自己的信念有着“我思”或自我意识的理性介入,我们可以“编织”(make up)自己心灵,因而我们是具有健全自治能力的理性动物。

行文至此,对比把理性作为人之为人的“人类学差异”和“范畴差异”,我们可以总结出三个结论。

第一,无论是托马塞洛说的“调解力”还是帕品纽说的读心机制外加手段—目的推理能力,人类学差异解释即使找到了人类拥有动物所缺乏的心理机制,但是这些只是理性的表现或“症状”(symptom),而范畴差异解释则刻画了“症状”背后的“病理”(pathology),后者的解释力度远非前者可比。

第二,人类学差异试图寻找和解释人比动物“多出来的”额外特征,范畴差异则要说明人类在本质、形式和类别上区别于动物的理由。前者始于对人类个体“理性表现”的经验观察,这种观察可以千差万别,得出的理论解释将是开放的(open—ended)。即使面对同一个经验证据,由于不同的研究者对人类的进化图景、大脑的发育过程、心灵的架构及其运行模式可以采纳多种不同的理论承诺,因此用科学哲学的术语讲,人类学差异解释必然导致不充分决定的情况出现(underdetermined)。范畴差异解释基于亚里士多德对“本质”和“形式”等关键概念的理解,自上而下地说明了理性何以能够承担起人类排他性的、判决性的本质。

最后,无论是社会生物学、进化心理学或是把认知科学奉为圭臬的哲学学说,这些进化自然主义阵营下的种种理论,都是在亚人(sub—person)的微观层面上解释理性的起源。这条进路无非是说,人类这个物种作为一个整体,是遗传物质、自然环境、社会文化情境、脑神经回路等内在外在要素协同作用的产物,所谓理性,仍然是这个结果名下的某种属性或特殊表现。如此一来,人类个体作为自治性的能动者在这个解释框架下就被彻底遗忘了。正如进化心理学号称是一门研究人性的科学,但最终实现抽象人性的个体的人(person)却消失了。“人是理性的动物”,根据进化自然主义的解读,人首先是动物然后因为有了独特的认知机制才表现出符合逻辑推理的理性能力。但在波义尔这样的康德主义者看来,恰恰是“‘我思’必须能够伴随着我的一切表象”的理性能力,把人类心灵配置中既有的、被动的、动物性的表征和行为模式,彻底转换成积极的、可反思的、可辩护的全新状态,人的能动性以及由之蕴含的人之为人的尊严和人生的意义据此得以保障。

二氧化碳还原催化剂研究进展论文

第一作者:Xianjin Shi

通讯作者:黄宇、熊宇杰、曹军骥

通讯单位:中科院地球环境研究所、中国科学技术大学、中科院大气物理研究所

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太阳光驱动的CO2与水甲烷化过程,是同时解决碳中和问题与生产燃料的重要途径。然而,由于竞争反应的存在,实现高选择性的CO2甲烷化仍然是一个挑战。尽管如此,催化剂设计的各个方面均可以调控,以对催化结果产生有意义的影响。在本文中,作者开发出一种聚合物氮化碳(CN)负载的单原子Pt光催化剂,并将其用于水蒸气存在条件下的高选择性CO2甲烷化过程。通过实验表征和理论模拟表明,采用作者合理设计出的合成策略,广泛开发的Pt CN催化剂可适用于选择性CO2甲烷化。该合成策略可以在CN中产生缺陷,并在配位铂原子近端形成羟基。在纯水条件下的光催化CO2还原过程中,该光催化剂表现出优异的CH4生成活性和碳选择性(99%)。该研究为选择性CO2甲烷化光催化剂的设计提供了原子尺度上的见解。

背景介绍

太阳光驱动CO2还原制备高附加值化学品,是一种既能应对温室气体排放挑战,又能生产燃料的极具前景的策略。为此,科研人员已开发出许多用于CO2光还原的催化剂,包括含金属材料(如金属氧化物、金属硫化物、金属有机框架)和无金属材料(如氧化石墨烯、氮化碳)。尽管生成CO的选择性相对较高,但水存在条件下的高选择性CO2甲烷化(即在没有牺牲剂的帮助下将CO2和H2O转化为CH4)仍然是光催化领域的一个挑战。众所周知,光催化CO2和H2O转化为CH4是一个典型的多电子还原过程。该过程为光催化剂的设计设定出高标准:i)活性位点应积累丰富的光生电子以促进转化过程;ii)H2O还原产生的氢原子应优先传输至活性位点,在活性位点处CO2被吸附和活化以形成C-H键,而不是析出H2。因此,活性位点的设计和半导体选择,是通过光催化实现高选择性CO2甲烷化的关键。

在半导体的选择方面,得益于可见光响应、高地球丰度和高稳定性,聚合物氮化碳(CN)是光催化CO2还原反应的一个极具前景的候选材料。然而,CO2光还原的主要限制源于C-N形成π-共轭平面,沿着该平面的电荷传输受到阻碍。因此,光生载流子的快速复合在动力学上限制了CO2在CN上的光还原效率。为了克服上述限制,科研人员付出巨大的努力如元素掺杂、构建异质结和纳米结构调节等,来调控电荷动力学。然而,这些策略无法将光生电子定位于CO2被吸附和活化的活性位点上。因此,在π-共轭平面上引入金属原子已被广泛研究。利用C-N单元的优势,金属原子可以很容易地与π-共轭平面进行配位,不仅作为活性位点以提高催化性能,还可以促进电荷分离和传输。在这些金属中,Pt是使光生电子局域化的最佳金属,并且可以合理地设计成与CN集成的单原子位点。单原子Pt已被证明是光催化反应以及C=N键重构的活性位点,为 探索 其在光催化CO2甲烷化中的潜力铺平道路。尽管这种Pt-CN催化剂组合可以满足电子局域化的要求,但光催化CO2甲烷化应用仍然受到竞争性析氢反应的影响;并且当使用H2O作为氢源时,竞争反应很容易在Pt位点处发生。当然,通过将H2O供应转变为气相,可以在一定程度上抑制析氢;然而,如果H原子是在Pt位点处形成的,那么H原子向H2的演化仍然无疑超过C-H键的形成。该情况引发一个根本性的问题,即这样一种被广泛研究的Pt-CN催化剂组合是否可以重新设计,使富电子的Pt位点优先用于CO2活化,而H原子的形成和供应发生在π-共轭平面的其它位点处。

在本文中,作者合理地开发出一种调控单原子Pt局域环境的合成策略,以改造Pt-CN催化剂组合。通过光辅助开尔文探针力学显微镜(KPFM)和时间分辨表面光电压谱(TR-SPV)可以证明,改造后结构中孤立分散的Pt单原子与CN配位以定位光生电子。更重要的是,该合成方法可以产生缺陷,并在与配位Pt原子相邻的CN中形成羟基。当Pt位点被指定用于CO2吸附和活化时,相邻的羟基可以使H原子优先在CN上形成,从而克服Pt-CN在光催化CO2还原过程中存在的局限性。原位傅里叶变换红外光谱(FTIR)和密度泛函理论(DFT)计算表明,Pt位点的局域电子可以选择性地活化吸附的CO2,进而与CN提供的H原子形成C-H键。同时,*CO反应中间体与Pt位点的结合可以得到显著增强,从而避免副产物的形成。因此,该Pt-CN催化剂在纯水系统中表现出高达99%的CH4产物碳基选择性。该研究为在原子尺度上设计光催化剂以调控多电子CO2光还原过程的反应路径提供了新见解。

图文解析

图1 . (a)Pt@Def-CN的合成过程示意图;P-CN, Def-CN和Pt@Def-CN的(b)XRD衍射和(c)FTIR光谱;(d,e)Pt@Def-CN的AC-HAADFSTEM图,图d和e中的比例尺分别为10 nm和2 nm;(e)Pt@Def-CN的EDS元素映射,比例尺为5 nm。

图2 . Pt@Def-CN, Pt箔和PtO2的(a)Pt L3-edgeXANES光谱,(b)k3加权傅里叶转换Pt L3-edgeEXAFS光谱;(c) Pt@Def-CN和Def-CN的N 1s XPS光谱;(d)Pt@Def-CN, Pt箔和PtO2的小波变换光谱;(e)Pt周围的局域原子结构,其中碳为棕色、氧为红色、氢为粉色、氮为灰色、铂为深灰色。

图3 . (a)在H2O体系中,P-CN, Def-CN, Pt@Def-CN和PtNPS@Def-CN的光催化CO2还原制CO, CH4和H2转化率和碳基选择性;(b)Pt@Def-CN在六次光催化循环中的稳定性;(c)Pt@Def-CN的光催化13CO2还原生成13CH4产物的GC-MS分析。

图4 . (a)Pt@Def-CN的AFM图;Pt@Def-CN在(b)黑暗条件和(c)光照条件下的KPFM图;(d)黑暗状态和光照状态下的CPD曲线;(e)P-CN, Def-CN和Pt@Def-CN的TS-SPV响应;(f)P-CN, Def-CN和Pt@Def-CN的稳态PL光谱。

图5 . (a)P-CN, Def-CN和Pt@Def-CN的CO2吸附结果;(b) Pt@Def-CN催化剂上CO2还原过程的原位FTIR光谱;(c)Pt@Def-CN和Def-CN催化剂上CO2还原制CH4的自由能图。

总结与展望

综上所述,本文通过在CN的缺陷位点引入单原子Pt并生成-OH基团,成功地在原子尺度上设计出一种光催化剂用于CO2与H2O甲烷化过程。在纯水系统中,该光催化剂表现出优异的CO2还原活性( µmol g 1 h 1CH4析出)和CH4选择性(99%)。得益于-OH基团的存在,大量的CO2在催化剂表面富集。随后,单原子Pt可以使光生电子局域化,从而活化吸附的CO2,并通过随后的加氢形成CH4。同时,CN中的光生空穴与H2O反应生成*H和O2以提供氢源。在此过程中,单原子Pt可以有效地降低限速步骤的能垒以加速反应,并增加*CO的脱附能以提高CH4的选择性。值得注意的是,鉴于-OH基团和吸附CO2所创造的独特环境,Pt位点对H2的析出不会起主要作用。此外,通过实验表征和理论计算证明单原子Pt位点、CN缺陷和-OH基团基于不同功能的协同作用机制。该研究为在原子尺度上设计光催化剂以增强CO2光还原制备CH4性能提供了新见解。

文献来源

Xianjin Shi, Yu Huang, Yanan Bo, Delong Duan, Zhenyu Wang, JunjiCao, Gangqiang Zhu, Wingkei Ho, Liqin Wang, Tingting Huang, Yujie Xiong. HighlySelective Photocatalytic CO2 Methanation with Water Vapor onSingle-Atom Platinum-Decorated Defective Carbon Nitride. Angew. . Ed. 2022. DOI: .

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背景介绍

在过去的十年中,电催化CO2还原反应 (CO2RR) 与H2O生成C2+化合物已成为热门研究领域。原因主要有三个:一是太阳能、风能等可再生能源发电,可再生电力成本不断降低。可再生电力和电催化CO2RR的结合将有助于建立碳中和过程。其次,对高能分子的电催化CO2RR能够以化学能的形式储存电能。第三,最近的研究表明,电催化CO2RR可以实现C2+烯烃和含氧化合物的高选择性。同样令人感兴趣的是,电催化的C-C偶联可能通过与热催化氢化不同的机制进行,这为控制C-C偶联和产物选择性提供了新的机会。

除了电催化CO2RR外,电催化CO还原反应 (CORR) 生成C2+化合物近年来也备受关注。这不仅是因为CO是一种丰富且廉价的碳原料,可以从各种资源中生产,例如天然气/页岩气、煤炭和生物质,而且还因为可以构建通过CO将CO2 转化为C2+化合物的间接途径。间接途径包括两个步骤,即技术上成熟的电催化 CO2RR到CO,然后是电催化CORR到C2+化合物。如果可以开发出具有高选择性、活性和稳定性的电催化CORR的高效催化剂,则间接途径将是有希望的。

已经发表了多篇关于直接电催化CO2RR的优秀评论文章。然而,到目前为止,关于电催化CORR的评论文章很少。由于CO通常被认为是电催化CO2RR到 C2+化合物的关键反应中间体,因此电催化CO2RR和CORR之间肯定存在相似之处。然而,CO2RR和CORR之间的差异也是已知的。例如,在电催化CO2RR 中,C2H4的选择性通常高于Cu催化剂中的C2+含氧物(主要是C2H5OH),而在许多文献中,C2+含氧物是电催化CORR中的主要C2+产物。

本文回顾重点介绍了在铜基催化剂上电催化CO2RR和CORR转化为C2+化合物(包括 C2H4、C2H5OH、CH3COO 和 n-C3H7OH)的异同。首先,我们将介绍CO2 和CO电催化还原的基本知识,包括阴极和阳极反应、电催化反应器和关键性能参数。接下来,将讨论反应机制,特别是C-C耦联机制。此外,将强调为这两条路线开发高效催化剂和系统的进展。我们将分析决定电催化CO2RR和CORR的选择性、活性和稳定性的关键因素(主要包括催化剂、反应器配置和反应条件)。最后,我们将重点介绍这个蓬勃发展的研究领域的机遇、挑战和可能的未来发展趋势。

图文解读

图1 CO2RR直接途径和间接途径

表1 电催化平衡电势

图2 三种反应器

图3 关键性能参数

图4 C-C耦联机制

图5 C-C耦联后生成C2H4和C2H5OH的机制

图6 双金属铜基催化剂原理

原文链接: Electrocatalytic reduction of CO2 and CO to multi-carbon compounds over Cu-based catalysts

胶原蛋白化妆品研究进展论文

口服胶原蛋白或胶原蛋白水解产物是否有助于提升皮肤中胶原蛋白的含量、进而改善皮肤的水分、弹性等一直颇受争议。本文综述了近年来国内外关于胶原蛋白(尤其是口服胶原蛋白)对皮肤的效果研究,结果表明口服胶原蛋白及其水解产物,可以部分为肽的方式被快速吸收,靶向性被皮肤利用,显著提升皮肤中胶原蛋白的含量、抑制皮肤胶原蛋白降解、减少皮肤损伤,并改善皮肤的含水量等指标,是一种有效的皮肤改善营养品。正文: 胶原蛋白广泛分布于人体骨骼、皮肤、血管、韧带、软骨等组织器官中,是结缔组织主要的结构蛋白,占动物总蛋白的25%~30%。迄今为止,共发现了20余种胶原蛋白,其中Ⅰ型胶原蛋白含量最高,约为90%。在皮肤中胶原蛋白分布于真皮层,含量约为70%,主要为I( 85% )、III和Ⅴ型[1]。 胶原蛋白被普遍认为真皮的支撑结构组成,其网状架构为皮肤提供了保护和弹性,在纤维之间则分布着大量的水分、细胞外基质和功能性细胞,是皮肤重要的生化反应场所,为表皮层提供水分和营养[2]。 真皮层胶原蛋白可被多种因素破坏:基质金属蛋白酶(MMP)可使其降解,自由基可使之变性,日光中的紫外线能够让胶原蛋白变性[3],美拉德反应则可以让糖类和胶原蛋白反应形成糖基化产物[4],发黄,并且失去弹性。在衰老皮肤中的胶原蛋白纤维明显比年轻的皮肤中纤维,而且纹路紊乱(降解后失去正常纹理)。真皮中胶原蛋白的含量随着年龄下降,在40岁以上和更年期妇女腹部皮肤中显著下降[5]。 真皮的胶原蛋白合成不足,或者被破坏过多,将会使皮肤弹性减弱,引发皱纹、缺水、光泽黯淡等多种衰老症状,因此保护和补充真皮中的胶原蛋白对于美容护肤有重要意义。补充维生素C等抗氧化剂、减少糖类食品的摄入、抑制MMP活性、避免紫外线,都有助于保护皮肤中的胶原蛋白免受损失,或者促进胶原蛋白的合成。 在中国传统上有食用驴皮(阿胶)、猪蹄、鸡爪美容抗皱的说法,这些食物的主要成分是胶原蛋白。同时市场上近年来流行服用胶原蛋白水解产物(CH)为主要功效成分制成的美容口服液或胶原蛋白粉。销售者相信其有提升皮肤胶原蛋白含量,并提升皮肤弹性、使皮肤变得更年轻、紧致的功效。但这一说法受到一些营养学家的驳斥,认为虽然胶原蛋白对皮肤有非常重要的意义,但这种传统上“吃什么补什么”的说法属于无稽之谈,没有可靠的研究证据证明口服胶原蛋白及其水解产物具有改善皮肤的功效,即使服用者认为有效,也多半是心理作用而已。反对的主要原因主要有: 口服的胶原蛋白并不一定能被人体吸收; 即使被消化,胶原蛋白也是被先分解成游离氨基酸再吸收,这与摄取其它食物中的氨基酸并无区别,并不能说明胶原蛋白比起其它蛋白质来源有什么优点; 即使胶原蛋白被消化后再吸收,也不能保证能够到达皮肤; 即使到达皮肤,也不能保证一定参与皮肤中胶原蛋白的合成。 本文综述了国内外近年来关于胶原蛋白的研究成果,就上述核心问题进行讨论。 1. 胶原蛋白的消化、吸收(吃了能被吸收吗?) 胶原蛋白是一种易于吸收的胶原蛋白,而且相当一部分是以多肽形式直接吸收入血的。冷向军等(2005),Steffen Oesser(1999)等研究表明胶原蛋白吸收率超过95%,甚至可达100%,其中相当一部分蛋白质大分子可被肠直接吸收[6-8],Mari Watanabe-Kamiyama, Muneshige Shimizu, Shin Kamiyama等(2010)通过14C标记,证明Winstar小鼠在摄入CH后3小时内,血浆中的胶原蛋白水解产物浓度就达到峰值[11],这些都表明胶原蛋白水解产物可以被良好地消化和吸收。 Koji Iwai, TakanoriHasegaw(2005)等研究了来自猪皮、鸡爪和软骨的胶原蛋白多肽在人体的吸收。口服后1-2小时,就能够大量被吸收入血,而且证实其中有相当一部分(1/3或更多)是直接以肽的形式吸收的,而不是单纯的游离氨基酸(FAA)[9]。Hiroki Ohara, HitoshiMatsumoto(2007)用鱼鳞、鱼皮、猪皮胶原蛋白进行了吸收研究,证实了前面的成果,并发现进入血液中最多的肽是Pro-Hyp结构,Mari Watanabe-Kamiyama等(2010)也发现小鼠摄取CH之后,其血浆中显著出现了胶原蛋白特征性的Gly-Pro-Hyp三肽序列[11]。 基于前人的研究与自己的试验,Steffen Oesser(1999)认为:蛋白质分子必须先水解成游离氨基酸才能吸收入血(Boullin et al. 1973, Mathews andLaster 1965)的说法可能需要修正,其后有许多实验已经证实蛋白质大分子可以被肠直接吸收,甚至保持其原有功能[8]。 2. 胶原蛋白吸收后的分布(能否到达皮肤?) 试验证实:胶原蛋白及其水解产物被吸收后,可以到达皮肤并被皮肝利用。 Mari Watanabe-Kamiyama等利用放射性同位素14C示踪研究了来自鸡爪的I型胶原蛋白CH吸收后在小鼠身体的分布情况。口服后2~6小时,被标记的Gly-Pro-Hyp三肽分布至全身各主要器官。14天后,仅在皮肤中还保持着70%的放射水平。将小鼠皮肤进行水解并分析,证实其皮肤中的Gly-Pro-Hyp三肽就是来自鸡爪的三肽[11]。 Oesser等人报道的大分子的胶原蛋白可以被直接吸收并且富集在肾、软骨[8],Mari Watanabe-Kamiyama等还发现,Gly-Pro-Hyp则特异性地沉淀在皮肤中。 上述试验表明I型胶原蛋白水解产物在被吸收后虽然初开始分布于全身,但可以靶向性地分布于富含胶原蛋白的组织中(包括皮肤)并且被特异性地利用34.讨论和展望. 口服胶原蛋白及CH对皮肤的作用 口服胶原蛋白及CH能够特异性使皮肤中胶原蛋白含量提升的机理 如前所述,现有试验证实口服胶原蛋白及CH/CP,有使皮肤中胶原蛋白含量提升,进而改善皮肤含水量、减少皮肤因UVB导致的损伤等多种好处。其机理可能是:为皮肤提供足够多的合成胶原蛋白所需的氨基酸作为原料,并且有相当一部分是以活性小肽的方式被直接、高效地吸收和利用,同时胶原蛋白肽能够抗氧化和抑制MMP2活性,从而保护皮肤中的胶原蛋白免于消耗、分解。 口服胶原蛋白及CH能够高效补充皮肤合成胶原蛋白所需要的氨基酸 胶原蛋白的氨基酸组成比例非常特殊,其中的甘氨酸、脯氨酸-羟脯氨酸含量达50%左右,一般的蛋白质食物中能够提供的这三种氨基酸数量远远不够。假设成人每天合成10g胶原蛋白,需要脯氨酸/羟脯氨酸约,假定食物的吸收率为100%,以鸡蛋提供的氨基酸为原料,则获得足够的脯氨酸/羟脯氨酸(脯氨酸在鸡蛋中的含量为[34]),共需要943g,大约19个鸡蛋。但若以胶原蛋白或CH供应这些氨基酸,只需10g就足够了。这说明口服胶原蛋白是高效的。 的确,甘氨酸、脯氨酸在传统上并不是人体必需氨基酸,可以通过其它氨基酸合成,但这引出两个问题: 1)酪氨酸、半胱氨酸、与谷氨酰胺、精氨酸,可有还有甘氨酸、脯氨酸一起被称为条件必需氨基酸,因为在特定的生理、病理条件下,它们的合成速度不能满足细胞需要[21]。在人体衰老时,由于自由基、内源性衰老因素、糖基化、光老化、MMP活跃等诸多因素,合成减慢而损失增多,合成胶原蛋白所需要的条件必需氨基酸很可能供应不足,因而需要特别补充。 2)即使必需氨酸摄入充分,可以转化成这些氨基酸,也必须获得其它氮源,这是一个耗能过程。试验证实,仅依靠必需氨基酸或高比例的必需氨基酸并不能使试验动物生长良好。1965年,FAO和WHO的专家组提出:“膳食中非必需氨基酸的比例,因而还有膳食中全部必需氨基酸与总氮的克数比,对必需氨基酸的需要有明显影响。”[21] 对机体来说,利用现有能够直接利用的氨基酸、多肽是耗能最低、速度最快的途径,这很可能是口服胶原蛋白对皮肤和其它富含胶原蛋白的结缔组织有高效作用的重要机制之一。 口服胶原蛋白及CH有高效的吸收途径与方式——多肽直接吸收 通常认为,蛋白质必须在小肠中被水解为游离氨基酸(FAA)才能够被吸收并被机体利用。这是有人认为口服摄入胶原蛋白与其它种类的蛋白质没有什么区别的根本原因。 然而事实并非如此。前述文献已经提到,来自于口服胶原蛋白和CH的肽结构在口服摄入2小时之后即在血浆中出现峰值,运输到达皮肤时仍然保持着原有的序列结构。 张伟、廖益平指出:因囿于Dogman的蛋白质必须被消化成FAA才能被吸收的观点,肽的研究一直处于停滞状态。Bachwell(1995)发现在肠刷状缘上有甘氨酰脯氨酸的寡肽转运系统。Grimble等(1986)研究表明,人体水解肽的能力很大,大量的小肽可穿过肠屏障,以小肽形式进入血液循环,对动物的研究得出,小肽被完整吸收后可以二肽、三肽的形式进入血液循环。肽的吸收不仅比游离FAA迅速,而且还有吸收率高的优势。In-fante(1992)和Boza(1995)证实,以寡肽形式为氮源时,整体蛋白质沉积高于相应AA日粮或完整蛋白质日粮。肽不仅是蛋白质代谢的底物,而且也是重要的生理活性调节物,它可以直接作为神经递质、间接刺激肠道受体激素或酶的分泌而发挥生理作用[22]。 在畜禽氨基酸需要量的研究工作中也发现,基础日粮选用的饲料来源不同,得到的氨基酸需要量结果有很大差异,原因是不同饲料中氨基酸利用率之间有差异(计成等,1984)。至于不同来源饲料的氨基酸利用率为什么存在差异,研究人员一直把它作为一个黑箱理论进行回避[23]。 研究已经证实,肽可以被直接吸收,有独立的转运机制,比FAA的吸收效率更高,应该能够解释这个黑箱理论,在口服胶原蛋白吸收上也是如此。 胶原蛋白肽可以被皮肤组织更高效地利用 传统上认为蛋白质的合成是从tRNA转运FAA至mRNA组装开始的。在mRNA上,FAA按照遗传密码依次排列组装形成肽链,之后再形成高级结构[36]。 Backwell(1994) 用同位素技术证实,组织本身有直接利用肽合成乳蛋白的能力。乐国伟等通过动物试验也发现,肽可以被组织直接利用,比起FAA,效率更高[22]。 已知在经典蛋白质合成过程中,每组装一个AA形成肽键,共需要消耗4个高能磷酸键[36]。但如果能够直接利用多肽,即是一个节能并且更快速的过程。不同的蛋白质来源可以水解出不同的肽[22],可以猜测口服胶原蛋白和CH可以提供更适合机体高效、节能地合成自身胶原蛋白的肽,从而比其它蛋白质来源、或FAA更有优势(即:具有蛋白特异性[12])。 CP提升皮肤胶原蛋白的其它作用机制(趋化性、信号传导、抗氧化,以及对MMP的抑制) 研究发现口服胶原蛋白和CH/CP后可特异性作用于胶原蛋白丰富的组织中,而且不同氨基酸序列的肽富集的部位不同:Gly-Pro-Hyp序列主要被皮肤利用[8,11]。这可能与成纤维细胞和胶原蛋白肽之间的趋化性有关。 体外细胞培养试验发现Pro-Hyp对成纤维细胞、外周血液嗜中性细胞、单核细胞具有趋化性[24,25]。Yasutaka Shigemura(2009)等的研究则重复证实了这一现象:Pro-Hyp可以显著加速成纤维细胞从皮肤中迁移至培养板,他们认为,Pro-Hyp可能是一个在正常和病理情况下都很重要的生理学角色。它可能在Pro-Hyp信号通路中担任信号肽角色,甚至被直接转运入成纤维细胞成为直接信号[15]。 口服胶原蛋白及CH对于皮肤组织中的胶原蛋白正面作用,还可能来自于其抗氧化作用、抑制MMPs的作用,使体内胶原蛋白避免被分解、破坏。 刘高梅(2012)的研究表明小分子胶原多肽具有显著的抗氧化作用[26]。 王洁昀(2009)发现高剂量骨胶原肽能显著提高模型小鼠血液及皮肤中总抗氧化能力及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化物酶活力(CAT)活力(P<),显著降低体内总自由基(ROS)水平及丙二醛(MDA)含量,效果略优于硫辛酸(LA)[27]。 MMPs活跃是导致胶原蛋白损失的主要原因之一。Vivian Zague的试验显示摄取CH显著降低了MMP2及其酶原的活性(P<),该MMP主要负责分解的I正是真皮的主要胶原蛋白——I型胶原蛋白。[18]。 未来展望 口服胶原蛋白和CH有良好的效果和安全性。这是它作为皮肤保养品最重要的基础之一。 临床研究显示CH具有良好的耐受性[28-30]。在小鼠经口服或皮肤急性毒性试验中未观察到副作用或毒性反应[12,31]。研究其对不同菌株的沙门氏菌、埃希氏大肠杆菌(E. coli)、骨髓细胞的作用,未显示出任何突变增加或者致癌性[32]。所有现有数据清晰显示短期和长期口服CH都是安全的。 作为一种食品,FDA将CH列入GRAS(gernerally recognized as safe,普遍认为安全),属最高安全级别[33]。德国联邦药物和医学器械研究所、消费者事务部(Ministry for Consumer Affaires)、WHO也确认CH是安全的,大量或者食用一般数量均没有安全风险。 余宙, 范青生(2010)对口服鱼皮胶原蛋白对人体的一般安全性影响进行了观察,显示鱼胶原蛋白对人体健康无明显损害,心电图、腹部B超、胸检查等结果均在正常范围内[19]。 胶原蛋白及CH的作用机制还未完全明了,对人的临床研究还不普遍,在这方面显然还有大量的工作需要开展。但现有研究已经清晰指明了方向和趋势。 ====2013年11月148日补充(以后会不定时根据最新研究进展补充证据,我不介意在有空时多贩点文献过来。我十分奇怪,研究不研究的,读不读文献的,都在那里发表意见,还一个比一个斩钉截铁,不知哪来的底气?难道就是高中教科书上那些过时了10年的知识么?)==== 一项前瞻性、随机、对照研究结果认为口服补充胶原蛋白肽可改善皮肤水分和弹性。试验时间12周,24名女性和8名男性,年龄30~48岁,正常健康人群。用计算机随机分组,每组8人[ 引用文献 :Choi S Y, Ko E J, Lee Y H, et al. Effects of collagen tripeptide supplement on skin properties: A prospective, randomized, controlled study[J]. Journal of Cosmetic and Laser Therapy, 2013 (0): 1-6.]。 口服胶原蛋白促进真皮胶原蛋白纤维合成、成纤维细胞(FB)增殖 Naoyamatsuda, Yoh-ichi Koyam等(2006)等研究了口服胶原蛋白对成纤维细胞和真皮细胞间质的作用。给猪喂食胶原蛋白多肽共62天,试验表明口服胶原蛋白可以提升成纤维细胞密度,并以特异性蛋白方式促进真皮胶原蛋白纤维的形成[12]。 Naoya matsuda, Yoh-ichiKoyam等还曾报告了喂给胶原蛋白水解产物提升兔子跟腱中胶原蛋白纤维直径和密度的实验。实验均提示口服吸收的胶原蛋白可特异性地作用于胶原蛋白含量丰富的组织中的胶原蛋白纤维,例如跟腱、真皮[12]。 口服胶原蛋白对皮肤的作用 Sumida(2004)等通过试验评估了日常摄取CH(10g)对皮肤的影响。试验组为20位健康的日本女性,对照组为19人,服用安慰剂。在试验的60天中,发现试验组女性的皮肤吸水能力逐渐上升,不过相对于对照组,统计学差异不够显著。值得强调的是两组都有服用400mg维生素C,因此胶原蛋白的合成效果可以考虑是维生素C带来的[13],但这是一个双因子试验,而且服用的Vc剂量很大,也并未否定胶原蛋白对皮肤的改善作用。 KoyamaYoichi等(2006)研究了日常摄食胶原蛋白多肽(CP)对人角质层含水能力的影响。试验组中健康的日本女性每人每天饮用含有10g CP的100ml饮料持续60天。试验组20位女性皮肤角质层吸水能力较对照组(服用安慰剂)高,未发现血检异常。提示口服CP可以提升角质层含水量而不会导致血液异常[14]。 Yasutaka Shigemura(2009)等研究了来自胶原蛋白的Pro-Hyp寡肽对小鼠皮肤中成纤维细胞迁移和生长的作用。试验结果提示Pro-Hyp可能刺激皮肤中成纤维细胞生长,并且增加从皮肤中迁移出的成纤维细胞数量[15]。 口服胶原蛋白可抑制UVB引起的皮肤损伤。Modori Tanaka等(2009)进行了为期6周的实验,试验组喂给小鼠喂食天的胶原蛋白多肽(CP),发现:口服CP能显著提升角质层含水量,防止角质层因UVB照射而增厚,并增加小鼠真皮层中I型胶原蛋白含量(比对照组高出近倍)。这可能是由于胶原蛋白多肽具有抗氧化作用,同时也可能是因为具有其它活性[16]。 Hiroki Ohara等人(2010)以培养的人皮肤成纤维细胞为材料,研究了多种CP对皮肤细胞外基质成分和细胞增殖的影响,发现浓度为200nmol/mL的Pro-Hyp提升了成纤维细胞增殖(倍)及透明质酸的合成(倍),作者认为CP可以刺激细胞有丝分裂和透明质酸合成[17]。 VivianZague等(2011)研究了日常摄取的胶原蛋白水解物(CH)对于皮肤细胞外基质蛋白的影响。试验组小鼠皮肤中I型胶原蛋白增加了4倍(±),投喂酪蛋白的对照组只有(±)。IV型胶原蛋白,试验组是(±) ,为对照组的3倍(±)。作者认为CH在营养学上并不被高看(氨基酸不完全),但能显著促进I型胶原蛋白的合成。但对于人的皮肤作用,还需要临床研究[18]。 余宙, 范青生等(2010)观察了鱼皮中提取的胶原蛋白对人体皮肤水分和一般安全性的影响,试验认为口服鱼胶原蛋白有显著提升皮肤水分的作用[19]。 周双琳,王海燕等(2011)观察了小分子鱼胶原蛋白粉对改善女性面部肤质的有效性和安全性。用问卷调查、Visia、皮肤水份测试仪等分析皮肤。问卷调查结果显示:口服小分子鱼胶原蛋白粉有改善睡眠及增强体力的作用,受试组健康评分较口服前有明显改善(P<)。仪器测试显示:受试组面部皮肤的细纹、毛孔、纹理 、紫质、水份、油脂改善明显(P<)(试服者的自我感受与仪器测试结果趋势一致)。受试前后志愿者无明显不良反应。结论认为口服小分子鱼胶原蛋白粉可一定程度地改善女性面部肤质,且无明显不良反应,具有较好的安全性和有效性[20]。

功能化妆品概要 功能化妆品的界定 在过去的10多年里,作为化妆品和制药工业革新,以及消费者对化妆品态度转变的结果,化妆品和药品的界线因为交叉而更加模糊不清,见Fig1-1, 由于这种交叉,化妆品和类似药物功效的新类别产品已经出现。比如,尽管美国食品药物管理局 (FDA)没有将功能化妆品(Cosmeceuticals)定义为独立类别,但是该术语已经被派生出来,并且被化妆品制造厂商者,迫不及待地用于描述化妆品和药品组合的一类产品。 每天都有越来越多的术语,用来描述我们正在称为功能化妆品这类日用品。这些包括: 美容增补剂;活性化妆品;效能化妆品;生物活性化妆品;植物化妆品;功效化妆品 皮肤治疗剂;皮肤药物;化妆品药物;疗效性化妆品。 当然,这些术语不都是一样的,在有些情况下,使用者正试图对一些产品类别进行正确地区分;在另一些情况下,使用者可能会简单地"将新酒装入旧瓶"。 美容增补剂基本上是天然营养保健类产品,通过口服产生美容效果,它们通常以胶囊形式使用,但有时以汤剂或甚至酊剂形式使用。 活性化妆品包括"活性"成分,可能不产生许多令人满意的健康益处,然而使用类似效能化妆品或功效化妆品的术语意味着:它们比一般化妆品表现出一些较有用的功效。 比如:皮肤治疗剂和皮肤药物只能简单地归为功能化妆品中的一小类,而化妆品药物被美国食品药物管理局定义为:化妆品和药物相组合的产品,这类产品包括含氟牙膏,抗头皮屑香波,也必须符合人体健康,化妆品卫生和安全法规。由于世界上现有的化妆品卫生和安全法规,和全球文化存在着不同的差异,造成对功能化妆品的许多不同解释;并且不同的国家正在使用上述多种短语和术语,来表达功能化妆品。 .2 功能化妆品历史 尽管功能化妆品这个术语,最初由美国皮肤学家阿尔伯特克利格曼医学博士,在20世纪70年代制造出来,但埃及人是有史以来,最早认识到化妆品能有保健的作用。考古学家已经发掘出一些古代化妆品罐,在其化妆品罐上所写的象形文字是说:"对视力有益"和"止血"。公元前1600年书写的医用莎草纸,经常涉及到许多功能化妆品。特别受人喜爱的是使用蜂蜜和牛奶的制剂,据说蜂蜜和牛奶有助于治疗皮肤疾病。而其他由乳香、植物油和石蜡按等比例制造的产品,声称能消除面部皱纹。 对于许多中世纪的阿拉伯医生和他们的欧洲同行来说,化妆品、香精和草药之间没有什么区别。他们所做的研究和试制工作,同时也覆盖了这些学科。化妆品和洗涤工业从医药领域中分离出来,是19世纪当现代制药工业开始发展,当第一个管制药物销售的政府法令实施以来,所出现的现象。 在近来的50多年里,有点讽刺性的是,医生和公众过分关注化妆品,引起的过敏反应。化妆品作为有效帮助治愈的作用被忽视,直到它在20世纪70年代末和80年代初,才被重视。 克利格曼通过开发能改善紫外损伤皮肤外表和抗皮肤皱纹的制剂,重新点燃人们对化妆品的兴趣。在此,他使用维甲酸作为活性成分。维甲酸已被证实:具有消除细小皱纹、减少衰老角质症,和促使胶原形成的能力。 克利格曼认为:新的化妆品技术"使得在皮肤护理品中,加入数量不受限制的活性物质成为可能,这些活性物质来自自然资源-来自植物、海洋、地球以及宇宙,包括那些由化学家合成的令人心动的物质名单。比如:维生素和抗氧化剂、抗炎、影响情绪的香味、胎盘、羊水血清和众多的激素,选择的范围十分广泛。" 功能化妆品类型 (1)按通常使用来划分,功能化妆品被分为下列各部分: 皮肤护理:包括防晒和其他皮肤护理品; 头发护理:包括洗发香波、护发剂和保护头皮健康的护发品; 身体护理:包括除臭剂和广泛范围的个人护理品; 化妆护理:包括护甲、护眼和彩妆美容产品。 大多数功能化妆品绝多数是皮肤护理品,特别强调防晒品类;其次第二大类是护发品。 (2)按性别化使用来划分,功能化妆品被分为: 在男性中,潜在功能化妆品使用的关键领域是: 头发再生、抗衰老、抗头皮屑、抗汗、抗皮炎、抗牙齿腐蚀、抗脚癣以及作为收敛剂; 在女性中,功能化妆品最多数用于: 抗皱纹、丰乳、苗条(抗脂肪团)、脱毛、口腔卫生、皮肤变棕色、皮肤美白、细胞再生复原、抗自由基、抗静脉曲张。 在这个世界人口老龄化的当今,人们心里将青春与美丽联系在一起,对于女性,不断使用抗衰老面霜和皮肤美白产品,将构成不断增长的化妆品消费大市场。最近几十年,最流行和最有争议的功能化妆品,有些含有果酸:α-羟基酸(AHA)和β-羟基酸(BHA),它们都是非常流行的"抗衰老物质"。 红血丝是另一个美容的疑难问题,在这个领域中,生物化妆品和植物化妆品正愈加流行。许多植物药材,特别是葡萄叶提取产品,已经被成功地开始应用,减缓红血丝的局部面霜,也正日益进入市场。(今后继续连载) -------------------------------------------------------------------------------- 功能美白成分解析 1、减少黑色素生成,概念跟“预防胜于治疗”相类似:利用防晒露,使皮肤因缺少黑色素生成的刺激而变白。通常这类美白产品配方里都添加有防晒因子。 2、加速已出现色素沉着的角质层细胞的新陈代谢:α羟基酸及A醇可促进皮肤的新陈代谢。它们可帮助消除已出现色素沉着的细胞,使肌肤外表更明亮,还可使不断更新的基层细胞加快其生长分裂速度。这样,黑色素细胞进入邻近细胞中的数量就会较少,肌肤就会显著变白。 3、减少新色素的生物合成:关于此类成分的作用过程,目前市面上出售产品的内含成分大多通过抑制酪氨酸酵素而起作用。通常此类衍生物不能兼备安全性和功效性。以对苯二酚为例,该活性成分因据称有毒而渐遭弃用。 于是,近年来,新一代功能性美白产品成分成为许多业内人士关注的焦点和开发重点——熊果素:其结构是对苯二酚的葡萄糖甙,通过抑制酪氨酸酵素而起作用;其刺激性及敏感性比苯二酚小很多。使用浓度介乎1%~10%之间,最好高于5%。易溶于水,需添加稳定剂以避免在最终配方中变色。 曲酸:其效用是在观察日本清酒酿造工人的手变白时发现的。它能有效抑制酪氨酸酵素,可溶于水,使用浓度介乎1%~3%之间,无毒,用后刺激性极小,在亚洲食品工业中被用作抗氧化剂。但在美白产品中应用,配方中存在稳定性问题,会令加入曲酸的产品变成黄褐色。基于这一原因,含有曲酸的美容化妆品中均添加抗氧化剂。 棕榈酸曲酸:由曲酸衍生而来的脂溶性成分,相对于防晒露及其配方中可能添加的防腐剂而言,其好处在于不影响它们的活性。尽管推测它能起抑制酪氨酸酵素的作用,但确切的作用过程仍未被业界人士彻底搞清楚。而通过人体试验显示其性质稳定,无刺激性。 维生素C衍生物:维生素C可有效抑制酪氨酸酵素,但不具相应比例的美白效果,因此业内人士推断是其抗氧化作用令黑色素减少进而分解,从而起到了美白作用。由于其性质倾向不稳定,故其配方中需添加其他成分保持其稳定性,但可能会因此而降低其功效。值得一提的是,维生素C磷酸镁盐是维生素C相对稳定的衍生物,可溶于水。作为皮肤美白成分使用时,浓度介乎5%~10%之间。具有令肌肤明亮及抗氧化作用,并能刺激胶原蛋白的合成,也常用于抗衰老保养品中。 壬二酸衍生物:该酸由引起花斑癣的皮屑芽胞菌酵母自然生成,通过该分子的作用会使皮肤出现淡斑。它是氧化酵素的有效抑制剂,因此也能抑制酪氨酸酵素。对光不敏感,与皮肤相容性好,但难以溶解,不便与乳液结合,近年来生产出的衍生物azelaoidiglycine,在其浓度含量为3%的口者喱中有显著的美白效果。 植物萃取物:许多植物萃取物具有美白肌肤的作用,而当前的问题是如何正确辨别它们内部的活性成分。譬如,中国植物蔷薇科属火棘(Pyracanthafortuneana)的衍生物,其美白作用与抑制酪氨酸酵素、抗组氨作用均同步进行,虽然目前仍不清楚这些作用是否来自萃取物中的同一成分,但肯定它包含多酚—— 一种洋甘草(Glycyrrhiza glabra)精油中供研究及散见于多种不同植物中、被确认为具美白功用的物质。 总之,美白配方的功效主要取决于所含成分的类型,人们可以通过试管及人体测试进行评估。不过有研究成果显示,数种活性成分结合产生的护理功效,可高于单一成分功效的总和。某些成分——如硫辛酸、山梨酸、萄糖氨、谷光甘肽及半胱氨酸等——各自的美白功效不大,但结合使用可提高其功效。

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