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关于超高通量分离膜的研究成果
纳米孔道的离子输运现象是材料科学和生物物理等领域研究的热点。当纳米孔道的尺度达到纳米即接近分子大小时，将会出现许多奇异的输运现象。研究这些输运现象对于了解细胞膜离子通道机制，制备新型高效分离设备淡化海水、处理污水，探索新型DNA测序方法等都有重要意义。基于核径迹高分子膜制备的纳米孔具有结构坚韧富有柔性并且可以高效大规模制备的优点，但是由于已沿用六十多年的传统化学蚀刻制备法不便可靠控制蚀刻速率，无法达到亚纳米尺度。刘峰和王宇钢课题组基于多年来核径迹纳米孔研究工作的基础（JACS，2008,2009；AFM, 2010,2011; EES, 2011等），首次通过高能重离子轰击高分子膜并进行充分紫外线照射，不进行蚀刻而成功制备亚纳米尺度的核孔膜 （Qi Wen, et al., Advanced Functional Materials，2016, Cover Highlights)。该膜具有超高离子选择性，比如阴阳离子选择性高达108，但导通量离实际应用尚有一定距离。事实上，选择性和通量对于所有离子分离膜都是一对难以调和的矛盾。2017年《Science》专门就此发表题为“Maximizing the right stuff: The trade-off between membrane permeability and selectivity”的长篇评述文章，指出分离膜研究的正确方向是要同时具有高选择性和高通量。通过优选高分子膜并利用新的制备工艺，刘峰、王宇钢课题组所获得的新型纳米尺度核孔膜，在保持碱金属离子与重金属离子高选择性的同时，将离子的输运率提高了3个数量级 （图A）。 这种纳米核孔膜的优异分离性能突破了传统的分离膜和氧化石墨烯等新型分离膜的局限 （图B）。与此同时，他们还建立了高分子纳米孔模型并通过分子动力学模拟揭示，一方面由于孔的半径在0.5纳米左右极大减少了脱水势垒的阻碍从而极大提高了输运量，同时由于部分脱水的离子和表面吸附的电荷之间的相互作用而保持了高选择性 （图C）。 这项研究揭示了纳米孔道的离子输运新机制，并且为突破高选择性和高输运率的矛盾提供了新的思路。通过该方法所制备的高分子膜在过滤重金属元素的水净化，制备新型电池等方面也有重要应用价值。
北京大学
2021-04-11
关于自发对称破缺微腔激光的研究
高性能的相干光源是基础光物理研究和集成光子学应用的关键前提之一。近年来，具有超高品质因子的回音壁模式光学微腔已经成为研究各种新型高效光源的重要平台，实验上已经获得了包括宇称-时间反演对称激光、轨道角动量激光和微腔光学频率梳等。然而，回音壁微腔模式存在的固有手征对称性导致腔中激光场通常是等强度相向传输的，严重阻碍了诸多光子学器件应用的发展，例如单向光发射、全光寄存器和非互易光传输等。迄今，要获得具有单向性的回音壁微腔手征激光，通常需要直接打破光学谐振腔的几何手征对称性。这种方法得到的激光方向性是固定的，难以动态调控其出射性质，且对谐振腔的形状设计和工艺制备要求较高。
北京大学
2021-04-11
关于氮化物半导体掺杂研究的进展
采用红外光谱和拉曼光谱技术，克服了GaN中强烈的剩余射线带相关反射区导致的测量难题，实验中观察到半绝缘GaN中与C有关的两个局域振动模，并结合第一性原理计算，给出了C杂质在GaN中替代N位的直接证据，解决了这一长期存在的争议问题。该成果对于理解和认识C杂质在AlN、BN、ZnO等其他六方对称化合物半导体材料中的掺杂行为亦具有重要的参考价值。
北京大学
2021-04-11
全球变暖下极端降雨响应的区域特征研究
极端降雨天气常导致洪涝和泥石流等重大气象灾害，给人身安全、社会经济和生态环境带来极大影响。近年来在全球暖化的气候背景下，全球范围内很多区域的强降雨等极端天气的发生概率或强度也显著增加，对社会的灾害应对能力提出了严峻的挑战。极端降雨的气候响应有着很强的区域特征（图1），理解这些区域特征至关重要。 研究使用一种新颖的分析方法将极端降雨气候响应分解为干动力学部分（大尺度扰动强迫）和湿动力学部分（小尺度对流的潜热反馈），并且通过一个理论模型将干/湿动力学耦合起来。对多模式模拟结果的集成诊断分析发现：干动力部分在低纬度地区显著减弱、在中高纬度地区增强；湿动力部分则是低纬度增强，随着纬度的增加增幅减小。研究进一步为湿动力学部分构建了一个理论模型，使用一个简单的方程揭示了潜热反馈和大气水汽之间强的非线性关系。此理论模型很好的解释了全球增暖下大气水汽的增多和静力稳定度的变化导致的极端降雨中对流潜热反馈的变化（图2）。研究结果为极端降雨气候响应的区域特征提供了定量直观的解释，系统阐明了造成极端降雨气候响应分布特征的机制，有助于改进极端降雨的气候预测。
北京大学
2021-04-11
罗非鱼的品质评价与加工技术研究
已有样品/n罗非鱼的品质评价与加工技术研究。 成果简介：本成果分析与评价湖北、广东两地区罗非鱼的营养、挥发性成分的差异，研究暂养阶段的营养、成分的变化及干燥条件下的营养、感官特性；在营养、质地、风味的理论基础上，利用现代先进的食品加工技术开发出营养、安全、方便的即食食品—风味罗非鱼片，实现罗非鱼加工与高效利用的目标。 应用前景：本成果丰富了罗非鱼的产品形式，满足人们对健康食品的要求，改善罗非鱼的贸易结构、开拓国内市场，促进罗非鱼产业的发展都具有重要的意义。可以全国范围内推广应用。
华中农业大学
2021-01-12
关于纳米尺度单颗粒光学检测的研究
围绕回音壁模式微腔和光子晶体微腔，总结了光学微腔传感的两种传感机制：色散性和耗散型传感，并比较了通过透射谱和反射谱两种测量方法所带来的噪声影响；接着介绍了在国际学术界微腔传感的最新进展中，如何通过压制实验噪声，制作增益腔，提高光谱分辨率，从而检测到更小的纳米尺度颗粒；以及如何通过微腔锁模和振铃现象提高测量的时间分辨率。
北京大学
2021-04-11
高储能电介质电容器的研究
中国科学技术大学李晓光团队联合清华大学沈洋教授课题组在高储能密度柔性电容器领域取得重要进展。研究者成功找到了一种可以大幅度提高聚合物基复合材料击穿电场强度和介电储能密度的方法，该方法可推广至不同的柔性聚合物电介质材料，为今后高储能电容器的设计提供了一种可行的方案。该成果在线发表在《先进材料》杂志上。
中国科学技术大学
2021-01-12
固相离子迁移的原位可视化研究
近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队与上海交通大学邬剑波教授以及中科大工程学院倪勇教授等开展多方合作，提出并设计了一种利用原位ChemTEM方法定量研究共组装纳米线之间的固相离子迁移过程的新策略（图1）。相关成果发表在《美国化学会志》杂志上。
中国科学技术大学
2021-01-12
我国水生、耐盐中药资源的合理利用研究
【项目来源】科技部公益性行业专项资助项目。 【项目简介】通过对我国沿海地区重点品种，水生、耐盐药用等代表性区域中药资源普查，基本查清了代表性区域中药资源本底情况。对传统知识调查的范围、对象和内容进行研究，通过对代表性区域传统知识的调查，研究确立传统知识保护利用方式。建立特殊类型中药资源动态监测站，并入全国监测网络系统。建立代表性区域中药资源数据库和普查成果共享服务平台。研究总结各代表性区域中药资源普查的组织管理经验，特殊生态区和中药资源的调查技术经验，修订和完善全国中药资源普查工作方案、实施方案、技术规范的相关内容，编制了“我国水生、耐盐中药资源普查培训教材”。编制沿海六省区域的水生、耐盐中药资源管理、保护及开发利用的发展规划。 【技术指标】 1. 开展我国沿海区域6省109个县重点调查品种的资源普查，水生，耐盐中药品种的资源调查和传统知识调查与标（样）本等信息采集。 2. 开展中药资源动态监测站建设，建立监测机制和监测网络系统。 3. 制定资源区化与生产布局规划。 4. 建立资源中只保存与种质资源库。 5. 研究编制我国水生，耐盐中药资源普查培训教材；研究制定我国沿海六省区域水生，耐盐中药资源保护利用发展规划。 【推广应用前景】中药资源是国家战略资源，是中医药事业发展的物质基础，是中药产业链中基础关键环节。当前，由于中药资源普查长期中断，药用生物物种资源家底不清，尤其是水生、耐盐药用生物资源家底不清，中药资源无序利用现象严重，成为制约中药资源可持续利用的瓶颈。水生、耐盐药用植物是一类特殊环境下的中药资源，在我国分布广泛，蕴藏量大，区系种类多且复杂，药用价值高，开发潜力大，生态价值高，环境效益显著，具有重要的生态价值和经济价值。我国沿海六省的水生、耐盐类中药资源较为丰富，特别是水生植物类药材，野生品种丰富，栽培品种和规模逐渐扩大；耐盐类植物资源分布较广泛，资源蕴藏量丰富，具有独特的开发利用方式。
南京中医药大学
2021-04-13
钢管混凝土桥墩的静力和抗震性能研究
南京工程学院
2021-04-13