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南京大学地理学科最新成果： 全球陆地生态系统二氧化碳施肥效应时空变化格局
南京大学国际地球系统科学研究所和地理与海洋科学学院张永光教授、居为民教授和陈镜明院士团队在全球变化和陆地碳循环领域取得重要进展。未来全球变暖的速率及陆地生态系统对全球变暖的响应是《Science》杂志列出的未来25年需要解决的125个重大科学问题之一。工业革命以来，人类活动造成大气中二氧化碳（CO2）的浓度持续上升。CO2浓度的不断增加，在通过温室效应导致全球变暖的同时，也提高了植被的光合作用速率（即CO2施肥效应），增加陆地生态系统吸收大气CO2的能力（即碳汇能力），从而减缓全球变暖的速率。研究表明，大气CO2施肥效应是造成近几十年来全球陆地生态系统碳汇显著增加的决定性因素，也是全球变绿的主要驱动因子之一。因此，在全球尺度定量化评估CO2施肥效应，并分析其时空变化格局，有助于准确评估全球陆地生态系统的固碳能力以及其变化趋势、降低未来气候变化预测的不确定性十分重要。 尽管基于控制实验可以在叶片和冠层尺度对CO2施肥效应的机理进行了的研究，但控制实验的数量、空间分布和物种代表性有限，全球尺度CO2施肥效应的时空变化得定量评估尚不清楚。长时间序列遥感观测为全球CO2施肥效应研究提供了数据基础。因此，该研究首先基于系列卫星传感器的观测数据，研制了1982-2015年全球新型植被指数（NIRv）数据，验证其作为全球植被光合作用（总初级生产力，GPP）指示器的可行性；在此基础上，构建了准确评估全球CO2施肥效应的检测-归因模型，揭示了近四十年全球CO2施肥效应的时空变化特征，评价了结果的可能不确定性；最后，结合欧洲ICP Forests等机构提供的欧洲地区叶片氮磷观测和全球陆地水储量等遥感数据，揭示了全球CO2施肥效应时空变化的可能原因。 研究表明，全球CO2施肥效应在近四十年呈现显著的下降的趋势；2001-2015年的全球CO2施肥效应比1982-1996年显著降低。全球超过70-80%的陆地植被区域CO2施肥效应呈现下降的趋势，欧洲、西伯利亚、南美洲和非洲大部以及澳大利亚西部地区尤为明显；在少部分地区CO2施肥效应存在着上升的趋势，例如东南亚部分地区和澳大利亚东部地区。多个生态系统模型同样能够模拟出全球CO2施肥效应的下降趋势，但显著低于基于遥感数据的结果。
南京大学
2021-02-01
微纳尺度腔量子电动力学新原理
随着纳米技术的发展，光学腔的尺寸越来越小，甚至可以达到亚波长尺度或者纳米尺度，同时伴随着非常局域的电场。由于金属的损耗以及低的收集效率，单个表面等离激元纳腔和单个量子发射体的强耦合很少被报道。论文通过精心设计光学模式，将金属纳腔置于金属或者介质纳米线提供的一维的电磁真空背景中，通过一维电磁背景强局域效应，可极大地增强单个量子发射体和金属纳腔的相互作用。理论指出在疏逝的电磁背景下，纳米间隙中的耦合系数可以达到真空中的4.2倍，同时荧光收集效率可提高到47%。此外，这个体系辐射出的光子，还可以通过纳米线的一维倏逝波导入到集成芯片上。
北京大学
2021-04-11
一种有机功能介孔氧化硅的合成方法
本发明涉及一种有机功能介孔氧化硅的合成方法。该方法以三乙氧基硅烷与三烷氧基有机硅烷偶联剂作为硅源，以聚环氧乙烷?聚环氧丙烷?聚环氧乙烷三嵌段共聚物（Ｐ１２３）作为表面活性剂，在酸性条件下通过共聚法一步将有机功能基团耦合到有序介孔氧化硅中，得到了功能化程度远远大于传统共聚法接枝率的有机功能化介孔氧化硅。在反应过程中，通过控制有机硅烷偶联剂与三乙氧基硅烷的加入量比例可调控介孔氧化硅的功能化程度及孔道的有序度。
东南大学
2021-04-14
电子级磨料三氧化二铬
利用铬酐为原料，采用低温燃烧技术，制备纳米级的氧化铬粉体。工艺简单，易于工业生产，先将铬酐溶于含表面活性剂和助表面活性剂的水溶液中，低温干燥，也可采用工业上喷雾干燥方法。表面活性剂可有效防止铬酸在焙烧中形成大颗粒，助表面活性剂能有效地降低铬酸粘稠度，易于干燥且不会黏附在设备上；干燥后的铬酸在特定温度下焙烧，即得到蓬松的氧化铬的粉末。本制备方法的特点主要有：① 焙烧后产品粒径小，通过扫描电镜观察颗粒为小于100纳米的球形；② 并且可显著降低焙烧温度，有利于节约能源；③ 焙烧后的产品易于粉碎。
武汉工程大学
2021-04-11
甘油氧化合成二羟基丙酮
本发明公开了一种用于甘油氧化合成二羟基丙酮的固体催化剂，属于催化和精细有机化工技术领域。本发明采用铋盐、有机前驱体、氮源通过机械混合‑焙烧的方法制备出一种铋修饰多孔碳载体，再负载贵金属，得到固体催化剂，本发的优点在于，催化剂制备方法简便易于操作，生产成本低廉，甘油转化率(>90％)和甘油选择性高(>90％)，反应体系反应条件温和，且催化剂可回收和重复使用，可望成为极具竞争力的甘油转化合成二羟基丙酮的工业化生产路线。
江南大学
2021-04-13
氧化铝微晶陶瓷磨料磨具
本项目以溶胶凝胶技术为基础，辅以其他技术手段，在技术及产品质量指 标上完全达到了世界上最先进的诺顿（法国圣戈班）、3M 公司的水平，实现工 业化生产后，可以打破国外的技术封锁和产品垄断，并解决国内关键加工行业 受国外制约的困难，从而提升国内整体的机械加工水平。
山东大学
2021-04-13
实现混沌辅助的超宽谱微腔光频梳的研究
光学频率梳是具有确定梳齿频率间隔的光频标尺，在精密测量中发挥了极为重要的作用。近年来，一种基于光学微腔的新型芯片级光梳取得了突破性进展，其具备体积小、功耗低、精度高等优势，大大拓宽了传统桌面级精密光源的应用场景。目前，这种芯片级光梳已在超快激光雷达、光学频率合成、大容量相干光通信和精密光谱学等方向上展现了巨大潜力，因而对基础研究和产业应用都具有重要意义。然而，单个微腔光梳能够覆盖的光谱范围往往被色散以及收集效率限制，从而阻碍了其在光学原子钟、类地行星探寻、生物成像等重要领域的进一步应用。
北京大学
2021-04-11
一种基于氧化硅矩形光波导的集成光收发模块
本实用新型公开了一种基于氧化硅矩形光波导的集成光收发模块，包括至少一个具有四个45°抛光内端面的矩形氧化硅光波导、至少一个垂直腔面激光器和至少一个光子探测器，其制备方法为：利用45°刀头将矩形波导切割成三段，由划片机在芯片上切割出四个45°内端面；采用真空电子束热蒸发等对应工艺镀上布拉格反射膜、金属膜以及金属导线和焊点；再用折射率匹配胶将切割镀膜后的矩形波导粘合，同时在内端面狭缝上方一定区域涂上匹配胶；最后通过倒装焊接的方法，将垂直腔面激光器和光子探测器分别与对应的金属电极焊接，集成于内端面狭缝之上，本实用新型低成本，高速率，可实现多通道传输数据。
浙江大学
2021-04-13
全光纤二阶非线性光学效应研究
西北工业大学物理科学与技术学院赵建林教授研究团队在全光纤光波长转换方面取得重要进展。提出了一种二维材料辅助的全光纤波长转换方案，利用该方案制备的波长转换器，仅需百微瓦量级光功率（远小于一支普通激光笔的输出光功率）即可将近红外光稳定地转换为可见光。该技术在全光纤中实现光波长的高效转换，兼容现有成熟的光纤通信和传感系统，也为其他高性能全光纤非线性器件的实现开辟了新的途径。利用全光纤的二阶非线性效应不仅可以拓展光纤激光器的工作波段，还有望实现全光纤的线性电光调制器、缠绕光子对等，可极大拓展业已成熟的光纤通信、传感技术在信息处理与感知领域的应用范围。然而，石英光纤的中心反演对称性阻碍了其二阶非线性效应的产生和利用。目前，基于二阶非线性效应实现光波长转换，需要对光纤进行特殊掺杂、极化等复杂工艺处理，以及高功率脉冲激光泵浦等苛刻条件，因此如何降低光纤中波长转换的实现条件，成为困扰科学家们的一个难题。针对此问题，研究团队创新性地提出一种层状二维材料硒化镓辅助的全光纤波长转换器，利用微光纤导波模式的强烈倏逝波与硒化镓的相互作用，利用百微瓦级连续光即可实现倍频、和频等非线性参量转换过程，进而将近红外光稳定地转换为可见光。相关研究成果以“High-efficiency second-order nonlinear processes in an optical microfibre assisted by few-layer GaSe”为题，已在国际光学顶尖期刊《Light: Science & Applications》发表。论文第一作者为团队姜碧强副教授，通讯作者为甘雪涛教授和赵建林教授，西北工业大学为唯一作者单位。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41377-020-0304-1
西北工业大学
2021-04-11
基于光学捕捉的二维步态分析系统
本项目开发了一套基于光学运动捕捉的、具有高性价比与实用性的二维步态分析系统软件，以适合我国医院临床康复诊断与评价。该系统利用高速摄像机捕捉人体步行时腿部关节上各个关键点的影像数据，同时配合肌电测试，检测到人体步行过程中各种特征参数，开发了相应软件对上述参数进行集成分析计算，获取得各个关节的运动、肌肉群活动等参数，从而进一步对步态特征进行分析。本项目对患者的状况进行定量的康复诊断与评估。本系统将由一组高速摄像机，足底压力测试模块、表面肌电模块、图像处理与运动分析软件、康复评价软件、计算机等组成。主要特点：二维运动分析系统（可扩展至三维）；高性价比、使用简便、便携式；具有临床实用性。
上海理工大学
2021-04-13