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新型微波超材料對空間波和表面等離激元波的自由調控或實時調控
成果介紹超材料(Metamaterial),或其二維形式—超表面(Metasurface)由具有亞波長尺寸的人工原子周期或者非周期地排列而成,其描述方式可分為等效媒質和空間編碼兩種形式。由等效媒質描述的超材料(或超表面)我們稱之為新型人工電磁媒質,由空間編碼描述的超材料(超表面)我們稱之為編碼超材料(超表面)和數字超材料(超表面)。對于新型人工電磁媒質,人們通過自由設計單元結構、單元排列方式、以及單元各向異性,可以根據意愿控制等效媒質的媒質參數,實現自然界中不存在或者很難實現的介電常數和/或磁導率,進而控制電磁波。本成果對于新型人工電磁媒質對電磁波的調控作用,例如隱身衣、電磁黑洞、雷達幻覺器件、遠場超分辨率成像透鏡、新型透鏡天線、隱身表面、極化轉換器、人工表面等離激元器件及混合集成電路等。技術創新點及參數對于編碼和數字超材料(超表面),我們提出基于空間編碼調控電磁波的新思路。其中,一比特編碼超材料選用相位差接近180度的兩種基本單元(記為0單元和1單元),按照一定規律排列0和1單元構成超材料,以實現所需的設計功能。當電磁編碼采用FPGA控制時,可實現現場可編程超材料,即單一的超材料在FPGA的實時控制下可實現多種功能(例如單波束、多波束、波束掃描、隱身功能等)。市場前景本成果獲得國家自然科學二等獎。該項目突破傳統模擬超材料的等效媒質表征方法，創造性地提出用 0 和 1 表征的數字超材料，建了數字編碼和現場可編程超材料新體系；在國際上率先從微波傳輸線的角度研究人工 SPP 超材料，提出一種性能優越的超薄、可共形 SPP 傳輸線，開辟了基于 SPP 模式的微波領域新分支，實現了超材料研究從跟跑、并跑變成走在世界前列的跨越。
東南大學
2021-04-11
在耗散弗洛凱系統的超冷原子中觀察到宇稱-時間對稱性破缺
利用周期性共振光脈沖序列導致的自旋依賴布居數耗散、射頻場耦合下的自旋拉比振蕩、以及Feshbach共振調制下的相互作用控制，在一個量子系統中同時實現了精密調控耗散、相干和相互作用三大要素，為實現宇稱-時間對稱的非厄米哈密頓量的量子模擬奠定了技術基礎。 實驗結果不僅精確地復現了在經典系統中已經觀測到的靜態哈密頓量的宇稱-時間對稱性破缺，還利用周期性耗散機制發現了在任意小耗散下的宇稱-時間對稱性破缺，觀察到系統的能量可以在極其微小的耗散下發生不可逆的發散。不同于以往靜態哈密頓量的單參數相變，周期性耗散驅動的宇稱-時間對稱性的相圖在頻率的參數空間實現延拓，在特定的頻率區間，宇稱-時間對稱性對于耗散有極其敏感的響應。這個現象之前只有理論預言，而羅樂教授小組首次在絕對零度之上500納開爾文的超冷費米氣體中首次觀測到。同時這項工作還發現了對稱性破缺點附近的慢衰變模式、類比于多光子躍遷的高階PT對稱性破缺等新穎有趣的物理現象。 目前，羅樂教授研究團隊正基于非厄米量子體系研究宇稱-時間對稱哈密頓量的拓撲量子態轉換、耗散下的量子相干態保持、以及高階奇異點附件的超靈敏能譜響應。這些研究將為基于開放量子系統的量子計算和量子精密測量開拓新的前沿。
中山大學
2021-04-13
中國科學技術大學揭示核量子效應在界面超快電荷轉移中的重要作用
近日，來自中國科學技術大學物理學院、合肥微尺度物質科學國家研究中心，國際功能材料量子設計中心(ICQD),合肥國家實驗室的趙瑾教授研究團隊與王兵、譚世倞教授、以及北京大學李新征教授合作，發現固體-分子界面的超快電荷轉移與質子的量子動力學有很強的耦合，揭示了電荷轉移過程中核量子效應的重要作用。
中國科學技術大學
2022-07-11
利用分子酶學、酶工程、基因工程和發酵工程開發新型酶制劑 及功能性食品
酶制劑產品包括角質酶、磷脂酶 A1、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、木聚糖酶、普魯蘭酶、異淀粉酶、生麥芽糖淀粉酶、β-淀粉酶等；功能性食品包括?-環糊精、β-環糊精、γ-環糊精、大元環糊精、2-O-D-吡 喃葡萄糖基抗壞血酸(AA-2G)、低聚半乳糖、D-阿洛酮糖、異麥芽酮糖、海藻糖、L-茶氨酸、L-瓜氨酸、γ-氨基丁酸、短鏈芳香酯、 -熊果苷、低聚異麥芽糖、低聚龍膽糖等。 功能性食品的作用： 增強免疫力，抗衰老；防癌、抗癌；降低血脂和血壓；保護肝臟；調節腸道菌群，改善腸道功能；促進維生素合成與吸收。
江南大學
2021-04-11
肖強研究員與國際著名科研團隊合作在沸石分子篩膜領域取得重要進展
近日，我校含氟新材料研究所肖強研究員與國際著名膜科學家、美國工程院院士M. Tsapatsis教授團隊合作，在國際頂級刊物《Nature Materials》上以全文（Article）形式發表了題為“One-dimensional intergrowths in two-dimensional zeolite nanosheets and their effect on ultraselective transport”的研究論文，并同刊得到了國際頂尖科學家J. Caro教授和J. Kärger教授的推薦點評。
工業中混合物的分離約占到整個世界總能耗的10~15%，發展低能耗的工業分離過程始終是科技界的重要使命。沸石分子篩膜以其多孔性、耐溶脹、分子篩分等特性，在溶劑除水和氣體分離方面展現了很好的分離效率，取得了重要應用。采用沸石分子篩膜對沸點相近的烴類（如二甲苯）異構體進行分離，有望在大幅降低能耗的基礎上實現高效分離，一直是科學界和產業界的研究熱點。MFI型沸石分子篩是一種廣泛應用的催化劑和吸附劑，其孔徑介于對二甲苯（PX）和鄰二甲苯（OX）之間，非常適合二甲苯異構體的分離。
對二甲苯（PX）是聚酯工業的重要原料，廣泛應用于纖維、膠片、薄膜、樹脂和飲料等食用品包裝的生產，是芳烴產業鏈的基礎化工原料。高性能MFI沸石膜的成功研發有望大幅降低二甲苯異構體混合物的分離能耗，對PX行業持續健康發展具有重要意義。
團隊前期研究結果表明，通過剝離多層MFI沸石（ML-MFI）可以制得開孔、可分散的二維（2D）MFI納米片，將其沉積在載體上直接制備了具有異構體分離性能的MFI沸石膜。研究團隊對2D MFI納米片做了進一步電子顯微學研究，首次在2D MFI納米片上發現了共生的一維（1D）MEL沸石，通過計算模擬表明2D MFI中的1D MEL具有更剛性的孔結構，能產生更高的選擇性。以此為指導，實驗上制備了MFI沸石膜，對非稀釋等摩爾的對/鄰二甲苯混合物分離顯示了前所未有的分離性能，在300℃下，PX通量達到0.5×10-3 mol m-2 s-1，分離因子為60，創造了新的世界記錄，極大地推動了MFI沸石膜的產業化進程。
浙江師范大學
2021-04-30
具有6.3T矯頑力的鈷-萘環氮氧自由基分子磁體材料及其制備方法
具有6.3T矯頑力的鈷?萘環氮氧自由基分子磁體材料及其制備方法，所述分子磁體化學式為[Co(hfac)2(EtONapNIT)]n，式中n為1到正無窮的自然數。其制備方法是將六氟乙酰丙酮鈷的正己烷懸浮液回流超過兩小時，降溫并加入EtONapNIT的二氯甲烷溶液反應，室溫揮發幾天后得到目標產物。所述分子磁體材料的制備方法簡單，反應條件溫和，產率高，具有很好的空氣穩定性。配合物在零場下展現出慢磁馳豫行為，2K時具有非常大的磁滯回環，矯頑場接近6.3T。這種具有大的矯頑場的分子磁體材料，可有效減少信息存儲器件在環境微擾下產生的信息丟失情況，因此在高密度信息存儲領域具有非常高的潛在應用價值。
南開大學
2021-04-10
生科院鐘伯堅研究組揭示南極嗜冷綠藻基因組水平適應極端環境的分子機制
我校生命科學學院鐘伯堅教授研究組聯合自然資源部第一海洋研究所等科研單位，對南極海冰生態系統特有的南極衣藻進行了基因組適應性進化研究，為理解南極植物適應極端環境的分子機制提供嶄新的思路。 該研究利用三代PacBio測序、二代Illumina測序、10× Genomics和高通量染色體構象捕獲技術（Hi-C）獲得了南極衣藻高質量的全基因組序列，其基因組總長度為541.86Mb（Scaffold N50達到19.23Mb）。南極衣藻基因組是目前已知最大的綠藻基因組，其基因數目也是綠藻基因組中最多的，共編碼19870個基因。基因組結構分析發現重復序列占其基因組序列的63.78%，重復序列含量為已發表綠藻基因組中最高。轉座元件（TE）是基因組重復序列的主要組成部分，占整個基因組序列的40.67%。分析表明南極衣藻的反轉錄轉座子發生了明顯的擴張，是造成其基因組增大的主要原因。 本研究估算了南極衣藻的分化時間大約為34個百萬年，與德雷克海峽開放導致南極極端低溫形成的時期一致，推測南極衣藻的起源與南極極端低溫的形成有關。研究發現南極衣藻通過水平基因轉移的方式獲得了冰結合蛋白，該蛋白可以與小的冰晶結合，具有抑制冰結晶和生長的功能。通過進一步的功能實驗證實了南極衣藻中的冰結合蛋白具有提高生物抗凍能力的作用。因此，推測冰結合蛋白的獲得對南極衣藻避免冰凍損傷和適應海冰中極端低溫的環境十分重要。
南京師范大學
2021-02-01
清華大學化學系羅三中團隊創新開發手性分子合成新方法
清華大學化學系羅三中課題組在手性分子合成途徑研究方面取得新突破，通過將有機小分子催化與光催化相結合，直接將手性分子從外消旋變為手性純。
清華大學
2022-02-25
結直腸癌篩查、早期診斷及預后預測的循環腫瘤DNA甲基化分子標記物
在該研究的訓練組和驗證組人群中，CRC診斷模型和預后預測模型均表現出了令人滿意的效果。在訓練組和驗證組的人群中，該診斷模型準確率均達到96%，并且在驗證組中該模型診斷敏感性達87.9%，特異性達89.6%，相對于目前臨床常用的結直腸癌血清標志物癌胚抗原CEA的準確率為67%，診斷準確度大幅度提高。在對患者預后預測的準確性方面，根據ctDNA甲基化標志物預后預測模型計算得到聯合預后評分指數（cp-score）對患者的預后預測的準確性要明顯高于臨床常用的預后指標，如腫瘤原發部位、TMN分期、CEA等。而將cp-score與這些常規預后指標結合以后，對患者預后預測的準確性還能夠得到進一步的提高，在訓練組患者中對預后預測的準確性達到82%，在驗證組患者中對預后預測的準確性達到87%。對預后的準確預測，可很好的指導醫生對不同的患者進行更為個體化的精準治療，例如對預后不佳者避免給予過度的治療，而對復發高危患者則給予更為積極的輔助治療等。? 研究團隊還在前瞻性隊列中驗證了單個ctDNA甲基化標志物在結直腸癌篩查中的價值。通過對1493例結直腸癌高危人群同時進行的腸鏡篩查和血漿ctDNA甲基化檢測結果進行比較，顯示ctDNA甲基化標志物可檢測出26例早期腸癌患者，26例進展期腺瘤（癌前病變），對腫瘤的檢出敏感性達89.7%，特異性達86.8%，對進展期腺瘤的檢出率敏感性達33.3%，敏感性和特異性均較現有的無創篩查方法有所提高。這一研究結果對于優化結直腸癌篩查，具有重要的意義，有非常廣闊的應用前景。 徐瑞華教授團隊的這項成果是我國科學家在腫瘤液體活檢領域又一項具有國際領先水平的重大突破，不僅為CRC的篩查提供了新的方法，也為CRC的精準診治提供了重要的參考。目前該團隊仍在積極開展ctDNA分子標志物在其他腫瘤篩查、診斷、預后預測、靶向藥物篩選等方面的基礎和轉化研究，為發現更多的早期腫瘤患者，進一步改善患者的療效和預后，提供更多、更有力的工具和手段。
中山大學
2021-04-13
針對肥胖型的 II 型糖尿病藥物 1.1 類化藥新藥分子 CP0269 的開發
本項目基于 II 型糖尿病熱門研究靶點 C-Jun NH2-Terminal Kinase （JNK）的蛋白活性口袋的結構為基礎，設計與合成了超過 60 個化 合物的類似物，通過細胞試驗篩選和 II 型糖尿病大鼠動物模型驗證， 篩選得到候選藥物分子 CP0269。該分子與模型對照組和陽性藥物二 甲雙胍給藥組相比，顯示出來良好的降血糖，降血脂，保護胰島 B 細 胞的藥效。通過成藥性評價預實驗顯示 CP0269 具有良好的成藥性： CP0269 合成與純化工藝簡單，能得到大量，質量可控的原料藥；藥 物灌胃口服，吸收與起效迅速，長期毒性預實驗顯示了該化合物具有 良好的安全性。 技術創新點： CP0269 是以 JNK 為靶點設計的抗 II 型糖尿病的藥物分子，一旦 開發成功，將成為首次以 JNK 為靶點的抗 II 性糖尿病的藥物分子。 屬于 First in Class。 市場應用前景： 在當今社會，II 型糖尿病的發病率依然在增長。飲食結構的變化 造成了肥胖人數的增加，肥胖可能導致機體炎癥，從而影響胰島 B 細 胞的存活于機體的胰島素抵抗。因此，肥胖已經慢慢成為 II 性糖尿病 的發生進展的主要因素之一。針對這種肥胖型 II 型糖尿病的藥物，臨床上一般采取聯合用藥的治療方案。CP0269 一旦開發成功，將會 針對這一日益增長的適應癥占據市場，表現出良好的開發前景。 合作方式： 可采用多種方式進行合作，既可與企業聯合研發后續工作，也可 通過技術轉讓方式進行合作，或是其他方式均可。 已獲得的知識產權： 一種化合物及其用于制備 II 型糖尿病治療藥物的應用（專利號： 201710941613.9）
南開大學
2021-04-13