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東南大學(xué)國(guó)際分子鐵電科學(xué)與應(yīng)用研究院暨江蘇省“分子鐵電科學(xué)與應(yīng)用”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了具有七個(gè)物理通道開(kāi)關(guān)的熱致變色鐵彈體。相關(guān)工作以題為“The First Chiral Thermochromic Ferroelastic with Seven Physical Channel Switches”的學(xué)術(shù)論文在化學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Angewandte Chemie International Edition》上發(fā)表。此外，該論文被選為VIP（Very Important Paper）。據(jù)悉，只有不到5%的已接收論文才能獲得如此積極的評(píng)價(jià)。 在信息化時(shí)代，電子智能設(shè)備的信號(hào)處理和加密顯得至關(guān)重要，具有多重物理通道雙穩(wěn)態(tài)開(kāi)關(guān)特性的多功能材料成為后起之秀。眾所周知，一把鑰匙對(duì)應(yīng)一個(gè)鎖，假如我們將財(cái)產(chǎn)放進(jìn)保險(xiǎn)柜中，我們就又多了一層防護(hù)。類似地，每增加一個(gè)物理通道，就是增加一層保障。基于此，我們報(bào)道了首例具有七個(gè)物理通道的手性化合物，可以對(duì)信息進(jìn)行七層加密處理，使信息安全更加可靠。 圖1. (a) 消旋晶體結(jié)構(gòu)中的無(wú)序的CTA陽(yáng)離子和手性有序的S-CTA和R-CTA陽(yáng)離子；(b) (R-CTA)2CuCl4和(c) (S-CTA)2CuCl4的晶體堆積圖。 早在1999年，Wataru Fujita等人在《Science》上就已經(jīng)報(bào)道了磁雙穩(wěn)態(tài)（Science1999, 286, 261–262）。在1,3,5-trithia-2,4,6-triazapentalenyl（TTTA）分子中觀測(cè)到一個(gè)明顯的磁雙穩(wěn)態(tài)回線發(fā)生在230 K到305 K溫度范圍內(nèi)。它的高溫相為順磁相，低溫相在二聚作用的影響下具有抗磁性。三年后，M. E. Itkis等人在《Science》上報(bào)道了在非那烯基中性自由基產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了電、光、磁三個(gè)物理通道的雙穩(wěn)態(tài)特性（Science2002, 296, 1443–1445）。直到2014年，熊仁根教授團(tuán)隊(duì)在《Advanced Materials》上報(bào)道了高碘酸咪唑（IPI）化合物具有介電、壓電、SHG和鐵電和機(jī)電耦合等五個(gè)物理通道的雙穩(wěn)態(tài)（Adv. Mater.2014, 26, 4515–4520）。由此可見(jiàn)，每增加一個(gè)物理通道都面臨著巨大的挑戰(zhàn)，在分子鐵電“似球-非球”原理和手性引入的指導(dǎo)下，我們利用手性配體進(jìn)行合成，將手性開(kāi)關(guān)引入其中，成功組裝得到了(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4(CTA = 3-Chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium) （圖1），這兩個(gè)化合物在介電、電導(dǎo)、二階非線性、壓電、鐵彈性，手性和熱致變色這七個(gè)物理通道上具有開(kāi)關(guān)特性。其中熱致變色特征尤為耀眼，區(qū)別于傳統(tǒng)的相變材料，這為雙穩(wěn)態(tài)開(kāi)關(guān)提供了光譜加密的新靈感。 圖2. (a) DSC曲線；(b) 介電，電導(dǎo)，壓電和二階非線性光學(xué)等多重雙穩(wěn)態(tài)示意圖。 (Rac-CTA)2CuCl4，(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4的相變點(diǎn)分別在361, 417 和420 K附近(圖2)，隨著溫度變化，相變溫度以下的低溫相和相變溫度以上的高溫相的介電常數(shù)、電導(dǎo)率、壓電系數(shù)、SHG信號(hào)強(qiáng)度均呈現(xiàn)出可切換的兩種穩(wěn)定的狀態(tài)。 圖3. (S-CTA)2CuCl4和(R-CTA)2CuCl4晶體在293 K下的鐵彈疇結(jié)構(gòu)。 此外，這對(duì)手性化合物還具有鐵彈性，鐵彈相變往往伴隨著鐵彈疇的演化。在正交偏振光下，不同取向的鐵彈疇具有不同的雙折射特性，從而呈現(xiàn)出明暗不同的結(jié)構(gòu)區(qū)域。(S-CTA)2CuCl4和(R-CTA)2CuCl4的晶態(tài)薄膜在室溫下呈現(xiàn)出清晰的三角形鐵彈性結(jié)構(gòu)。當(dāng)溫度高于相變點(diǎn)時(shí)，鐵彈疇迅速消失，呈現(xiàn)出立方對(duì)稱的消光特性。在隨后的冷卻中，規(guī)則的鐵彈疇又很快顯現(xiàn)，表現(xiàn)出明顯的開(kāi)關(guān)特性。 圖4.變溫固體紫外-可見(jiàn)吸收光譜。 除了鐵彈性外，這一對(duì)手性晶體還展示出可轉(zhuǎn)換的熱致變色的性質(zhì)。室溫下，(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4晶體對(duì)光的吸收均低于540 nm，與它們呈現(xiàn)的黃色外觀一致。隨著溫度的升高，電子吸收帶的吸收邊緣發(fā)生紅移。當(dāng)溫度超過(guò)相變點(diǎn)達(dá)到423 K時(shí)，吸收邊移動(dòng)到580 nm，這也與晶體受熱變成橙色一致。利用熱致變色特征對(duì)光譜加密和信號(hào)檢測(cè)進(jìn)行特定的處理，這為開(kāi)發(fā)新型加密技術(shù)帶來(lái)新的思路。 該工作由博士生陸思祺（第一作者）等人的共同努力下完成，東南大學(xué)為第一通訊單位。該成果得到“東南大學(xué)十大科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題”啟動(dòng)培育基金的資助。

質(zhì)子治療腫瘤已被全世界評(píng)估為療效最好、副作用最少的治療方法，質(zhì)子放射治療腫瘤需要質(zhì)子重離子治療設(shè)備，質(zhì)子重離子治療設(shè)備價(jià)格昂貴，目前國(guó)際上也只有少數(shù)的醫(yī)院具有，高昂的成本設(shè)備成本是質(zhì)子重離子治療推廣應(yīng)用的最主要瓶頸，質(zhì)子重離子治療設(shè)備要實(shí)現(xiàn)適形治療，需要高效地控制束流的橫向位置、縱向的能量分布，以精準(zhǔn)地匹配病灶的形狀，這就需要能夠360°旋轉(zhuǎn)、等中心點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)架，上海理工大學(xué)與其他單位利用在航天領(lǐng)域的合作成果和相關(guān)的自主技術(shù)，破解了質(zhì)子重離子束用于實(shí)體瘤的精準(zhǔn)治療的核心技術(shù)和工程難題，成功研發(fā)質(zhì)子重離子治療儀360°旋轉(zhuǎn)機(jī)架，位置精度達(dá)到了<1mm,為質(zhì)子重粒子治療設(shè)備小型化、降低成本、更普及推廣打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。質(zhì)子重離子治療儀360°旋轉(zhuǎn)機(jī)架是質(zhì)子重離子治療儀的重要組成部分，它能將粒子束按照最優(yōu)路徑準(zhǔn)確打到患者的腫瘤位置，減少對(duì)健康部位的損害，更有效的殺死癌細(xì)胞。

授權(quán)發(fā)明專利。本發(fā)明屬于法醫(yī)遺傳學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種用于法醫(yī)個(gè)體識(shí)別和親緣關(guān)系鑒定的基于Y染色體SNP遺傳標(biāo)記的法醫(yī)學(xué)復(fù)合檢測(cè)試劑盒。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)利用Y染色體SNP遺傳標(biāo)記對(duì)人類生物學(xué)檢材進(jìn)行法醫(yī)學(xué)親緣關(guān)系鑒定和個(gè)人識(shí)別。本發(fā)明解決該技術(shù)問(wèn)題的方案是提供一種基于Y染色體SNP遺傳標(biāo)記的法醫(yī)學(xué)復(fù)合檢測(cè)試劑盒，由分離包裝的復(fù)合擴(kuò)增引物混合物、多重單堿基延伸反應(yīng)引物混合物、等位基因分型標(biāo)準(zhǔn)物混合物、復(fù)合擴(kuò)增反應(yīng)混合液和單堿基延伸反應(yīng)混合液構(gòu)成。本發(fā)明試劑盒可用于法醫(yī)學(xué)常見(jiàn)的降解檢材的檢測(cè)。

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本項(xiàng)目屬于電子信息功能材料技術(shù)領(lǐng)域。 特色及先進(jìn)性：為了實(shí)現(xiàn)同一種單晶薄膜即可應(yīng)用于磁光器件，又可應(yīng)用于微波器件中，本項(xiàng)目提出了鉍镥鐵石榴石（BiLuIG）薄膜的設(shè)計(jì)體系，為了使其同時(shí)具有良好的磁光和微波特性，本項(xiàng)目很好的根據(jù)晶格匹配原則設(shè)計(jì)了材料配方，并選用無(wú)鉛液相外延技術(shù)，大大提高了薄膜的性能。本項(xiàng)目提出了在釓鎵石榴石（GGG）襯底上直接外延大口徑磁光BiLuIG單晶體的思路，解決我國(guó)無(wú)大晶格常數(shù)摻雜釓鎵石榴石（SGGG）晶圓片技術(shù)、無(wú)鉛液相外延大尺寸BiLuIG晶體圓片的不足，突破純GGG基片上外延超厚（1-20μm）磁光晶體這一難點(diǎn)科學(xué)問(wèn)題。研究?jī)?nèi)容包括：（1）BiLuIG薄膜材料的配方設(shè)計(jì)研究：基于四能級(jí)躍遷模型，并結(jié)合離子替代規(guī)律和多離子摻雜技術(shù)，尋找最佳配方；（2）液相外延單晶薄膜材料的工藝技術(shù)研究：包括薄膜均勻性、缺陷控制、無(wú)鉛配方、生長(zhǎng)速率和薄膜鏡面條件控制等；（3）材料在器件中的驗(yàn)證研究，設(shè)計(jì)制備平面波導(dǎo)型磁光開(kāi)關(guān)對(duì)材料磁光性能的驗(yàn)證。 技術(shù)指標(biāo)：（1）建成了我國(guó)第一條大尺寸磁光單晶薄膜液相外延的生產(chǎn)線，最大尺寸達(dá)到3英寸，單面薄膜厚度達(dá)到1μm－20μm。（2）單晶薄膜具體微波和磁光參數(shù)：4πMs=1500-1750Gs，△H=0.6-2.0Oe，Θf≥1.6-2.1度/μm＠633nm。（3） 掌握了進(jìn)行單晶薄膜材料在磁光和微波器件中的設(shè)計(jì)、制備和測(cè)試工作。 促進(jìn)科技進(jìn)步作用意義：本項(xiàng)目突破了我國(guó)在3英寸石榴石系列單晶體材料以及相關(guān)器件研究上的瓶頸技術(shù)，獲得了高法拉第效應(yīng)和低鐵磁共振線寬的大尺寸高質(zhì)量石榴石單晶薄膜材料。滿足了國(guó)內(nèi)在磁光、微波及毫米波集成器件方面對(duì)石榴石系晶體材料的需求，擺脫了完全依賴進(jìn)口、受制于人的不利局面。該項(xiàng)目研制的材料已提供給中電集團(tuán)41所、美國(guó)Delaware大學(xué)、天津大學(xué)、中國(guó)工程物理研究院、深圳市通能達(dá)電子科技有限公司（中電九所下屬）、陜西金山電器有限公司（4390廠）等單位使用，并為中電集團(tuán)9所、33所等單位提供批量樣品，用于制備磁光和微波器件，受到好評(píng)。

本項(xiàng)目提出了在釓鎵石榴石（GGG）襯底上直接外延大口徑磁光BiLuIG單晶體的思路，解決我國(guó)無(wú)大晶格常數(shù)摻雜釓鎵石榴石（SGGG）晶圓片技術(shù)、無(wú)鉛液相外延大尺寸BiLuIG晶體圓片的不足，突破純GGG基片上外延超厚（1-20μm）磁光晶體這一難點(diǎn)科學(xué)問(wèn)題。

本研究利用氧氣對(duì)非骨架摻雜選擇性刻蝕的效應(yīng)，首次在Cu襯底上實(shí)現(xiàn)了石墨烯的完美骨架摻雜生長(zhǎng)，氮摻雜后的石墨烯遷移率高達(dá)13000 cm2/Vs，比其他工藝制備的摻雜石墨烯要高出數(shù)個(gè)量級(jí)。同時(shí)，石墨烯的面電阻也降低到130 oh/sq，摻雜的穩(wěn)定性顯著提高。

先采用激光成型機(jī)加工出模具的預(yù)孔；然后用電火花線切割機(jī)床切割出模具的定徑區(qū)、壓縮區(qū)、倒錐區(qū)；最后用自主研發(fā)的臥式超聲研磨拋光機(jī)對(duì)模具的各個(gè)區(qū)域進(jìn)行研磨和拋光加工。采用該技術(shù)為美國(guó)、日本客戶開(kāi)發(fā)了許多新品拉絲模。下圖分別是美國(guó)客戶主持研發(fā)的大孔徑(f22.911mm)人造金剛石管材拉拔模具和自主研發(fā)大孔徑人造金剛石鋼管拉拔模具臥式超聲波加工機(jī)床。 直徑為f22.911mm的大孔徑人造金剛石管材拉拔模具自主研發(fā)大孔徑人造金剛石鋼管拉拔模具臥式超聲波加工機(jī)床 目前，大孔徑人造金剛石特殊鋼管材拉拔模具技術(shù)已經(jīng)成熟，并已經(jīng)小批量生產(chǎn)。 該項(xiàng)目實(shí)施后，可以大大縮短大孔徑人造金剛石拉拔模具的生產(chǎn)周期，為企業(yè)創(chuàng)造客觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。   應(yīng)用范圍： 該項(xiàng)目涉及的產(chǎn)品主要用于拉拔各種高精度特殊鋼鋼管，通過(guò)改變拉拔模具壓縮區(qū)角度的大小，亦可應(yīng)用于拉拔銅管和鋁管等有色金屬管，可以大大提高模具的使用壽命和品的精度。   市場(chǎng)前景： 目前國(guó)內(nèi)外使用的管材拉拔模具大都采用硬質(zhì)合金拉拔模，其原因是傳統(tǒng)的人造金剛石拉管模的加工方法成本高，加工周期長(zhǎng)，致使許多廠家望而卻步，本項(xiàng)目經(jīng)過(guò)技術(shù)研發(fā)后形成了一套低成本、效率高的制造工藝，大大縮短了產(chǎn)品的加工周期，降低了生產(chǎn)成本，市場(chǎng)前景十分廣闊。   預(yù)期效果： 10萬(wàn)噸/年的特殊鋼產(chǎn)量在國(guó)內(nèi)屬于中等規(guī)模的企業(yè)。按特殊鋼鋼管年產(chǎn)10萬(wàn)噸計(jì)算，假如鋼管的外徑為10mm，那么人造金剛石拉拔模的價(jià)格約為5000元，一般情況下，每只拉拔模具可以拉拔20噸特殊鋼鋼管，那么拉拔模具的產(chǎn)值將達(dá)到2500萬(wàn)元。因此，該項(xiàng)目的實(shí)施具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。