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SARS-CoV-2与SARSr-CoV存在趋同进化的研究
2020年3月5日，东北师范大学在bioRxiv上上传了一篇Strong evolutionary convergence of receptor-binding protein spike between COVID-19 and SARS-related coronaviruses的研究，该研究发现SARS-CoV-2和SARS-CoV存在远缘关系，但两者都能够通过同一受体ACE2感染人类宿主，并引起相似的临床和病理特征，表明S蛋白可能存在趋同进化。然而，其趋同的分子基础仍不得而知。本研究中使用最近开发的分子植物生态学方法来研究趋同的分子基础。分析表明，S蛋白在SARS-CoV-2和SARS-CoV相关分支沿线经历了大量有意义的达尔文选择。进一步研究显示，SARS-CoV-2和SARSr-CoV类之间S蛋白的受体结合域（RBD）中趋同进化的氨基酸位点比例异常高，导致RBD序列在系统发生上的联合。除了S蛋白，作者还发现其伙伴蛋白ORF3a的趋同进化。结果表明，SARS-CoV-2与SARSr-CoV之间具有很强的适应性趋同进化，可能促进它们对类似或相同受体的适应性。最后，作者指出，许多观察到的蝙蝠SARS-like-CoVs与SARS-CoV-2和SARS-CoV的S蛋白的RBD序列存在趋同进化，可能预先适应人类宿主受体ACE2，因此将是潜在的新的冠状病毒来源。
东北师范大学
2021-04-11
“石墨烯体系中的阳离子-π相互作用”的研究成果
近日，清华大学材料学院朱宏伟教授团队在《先进材料》（Advanced Materials）上在线发表了题为“石墨烯体系中的阳离子-π相互作用”（Cation-π Interactions in Graphene Containing Systems for Water Treatment and Beyond）的长篇综述论文，系统总结了石墨烯体系中的阳离子-π相互作用在水处理（膜分离、吸附）、新材料合成、纳米发电、能量存储及溶液/复合材料分散等应用中所发挥的关键作用，分析了阳离子-π相互作用的影响机理，综述了现阶段相关理论工作进展，讨论了石墨烯体系中的阳离子-π相互作用研究中存在的问题，展望了未来潜在的研究方向。阳离子-π相互作用是一种非共价相互作用，在自然界，尤其是生命体中普遍存在，在诸多生命反应进程中必不可少。近年来，阳离子-π相互作用在生物学、化学、物理学中的重要性被广泛关注。石墨烯是碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，可被视为一种独特的芳香族大分子。阳离子和石墨烯中离域π电子之间的相互作用会引起阳离子在石墨烯表面的富集、溶液中离子及石墨烯结构中电子的重新分布，进而影响石墨烯材料的本征性质及基于石墨烯的器件的性能。深入理解石墨烯体系中的阳离子-π相互作用，对于石墨烯特性的调控、器件的优化设计具有重要意义。石墨烯体系中的阳离子-π相互作用及其应用近年来，朱宏伟教授团队在石墨烯等新型二维材料的可控制备、结构设计及其在能源（太阳能电池、光电探测、光电催化）、环境（水处理、空气净化、土壤治理）、柔性传感器件等领域开展了大量研究工作，取得了一系列重要进展。该综述论文以石墨烯体系中的阳离子-π相互作用为切入点，对相关研究报道进行了梳理和讨论，并对其发展趋势和前景进行了展望。本文通讯作者为朱宏伟教授，第一作者为清华大学材料学院2016级博士生赵国珂。本研究得到国家自然科学基金委基础科学中心项目和面上项目资助。论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201905756
清华大学
2021-04-11
有关微腔中的自发对称性破缺机制的研究
自发对称性破缺是指物理系统保持原本的对称性，而其却选择了另一种不具备对称性的状态，它是很多相变过程和非互易系统的基本原理，例如，弱相互作用的宇称不守恒和希格斯机制均是自发对称性破缺的著名例子。回音壁模式光学微腔由于其固有的旋转对称性，可以支持一对简并的沿顺时针和逆时针传播的行波模式；同时，它具有超高的品质因子和很小的模式体积，可以极大地增强光和物质的相互作用，是研究对称性物理和非线性光学的理想平台。研究团队利用光学克尔效应，使微腔中相向传播、相等强度的行波光场之间发生交叉相位调制，从而产生了非线性耦合。因此，通过控制输入光强可以将这对行波场之间的等效耦合强度调制为零，使得系统中原本的对称状态不再稳定，自发地分裂为两个非对称的状态，实现了光场的自发对称性破缺。采用具有相同强度和偏振的双向输入光，来激发芯片上圆形微腔中的超高品质因子回音壁模式。当输入光功率很小时，系统状态保持原本的对称性，表现为顺时针和逆时针行波场的强度相等；随着输入光功率的增强，由交叉克尔效应引起的非线性耦合强度随之变大，当功率达到一定阈值（百微瓦量级）之后，系统会随机地进入一个顺时针倾向或逆时针倾向的状态，表现为自发对称性破缺。实验上，每个破缺状态中行波强度之比超过了20:1，实验数据与严格理论解析结果吻合。
北京大学
2021-04-11
揭示单层MoS2能谷直接-间接带隙转变的研究
利用大面积高质量的单层MoS2薄膜，对其施加了流体静压力并进行光谱测量。结果表明单层MoS2在压应力的作用下，其荧光峰先以49.4 meV/GPa的压力蓝移，后以15.3 meV/GPa的压力红移，这对应着直接-间接能带结构的转变，转变点压力为1.9 GPa。
北京大学
2021-04-11
共轭聚合物的多级组装及其电子学器件的研究
共轭聚合物因其柔性、可溶液加工、低成本等优点，在柔性显示、电子皮肤和生物传感等功能器件中有潜在的应用价值。高均匀性的大面积加工是共轭聚合物作为有机半导体材料向实际应用转化的重要一步，但具有很强的挑战性。由于共轭聚合物的分子间强相互作用和复杂的链缠结，溶液加工过程中往往产生结晶与无定形区域、排列缺陷、厚度变化等非均匀性现象，限制了共轭聚合物的大面积加工。即使在稀溶液中，共轭聚合物分子之间仍具有一定程度的聚集。因此，如何通过调控聚合物从溶液到固相薄膜的聚集行为和组装过程，从而实现共轭聚合物的大面积加工，并进一步实现“从下而上”器件加工方式，成为了很有挑战性的科学问题。本研究实现了聚合物单分子薄膜大面积加工，并获得了优异的电子传输性能，有望应用于加工制备大面积、高性能的有机场效应晶体管。 共轭聚合物由于分子之间的π−π相互作用和链段缠结，在溶液中形成了特征的1D蠕虫状组装结构，组装体在溶液加工过程中进一步的生长，形成了网络状组装结构，最终通过沉积方法可以在基底上形成2D聚合物单分子层网络（图1）。研究人员首先通过混合溶剂策略调控氟代苯并二呋喃二酮（F4BDOPV）片段与联二噻吩（2T）片段形成的共轭聚合物（F4BDOPV-2T）在溶液中组装行为，并通过垂直提拉法表征了沉积薄膜的形貌。原子力显微镜（AFM）高度图表明在氯仿溶液中沉积得到的薄膜具有特征的网络状形貌，且厚度在很大的实验加工窗口内均保持聚合物单分子层量级（约4 nm）。薄膜吸收光谱、AFM高度以及掠入射X射线散射证明了聚合物单分子层的厚度，且表明单分子层的形成具有宽的加工窗口。聚合物单分子层的形成与基底的性质关系较小，在具有不同接触角的基底均可以沉积得到聚合物单分子层网络。宽的加工窗口和弱的基底相关性非常有利于加工大面积和高均匀性的聚合物薄膜。
北京大学
2021-04-11
大跨径钢箱梁桥温度效应及其新技术研究
该项目深人研究了跨海河水中架桥的高程测量技术，提出了全站仪中间法监测复杂地形桥梁沉降的方案，效果显著。研究和探讨了桥梁结构主体倾斜监测及水平位移监测技术，重点研究了时空内插模型对于跨河桥梁的线形控制具有重要意义。该项目首次利用盲孔法试验测试了大跨径连续钢箱梁顶板焊缝的焊接残余应力，有效控制了焊接残余应力和残余变形，为钢结构桥梁的焊接精确施工提供了重要理论依据；通过研究钢箱梁桥桥面铺装层模量，发现铺装层模量与铺装层应变呈非线性关系的规律，在一定范围内提高铺装层沥青混凝土模量可以有效降低桥面铺装层应变水
天津城建大学
2021-01-12
津秦客运专线特殊桥梁结构关键施工新技术研究
该项目以津秦客运专线工程为依托，在特殊桥梁建设、特殊桥梁拆除和施工实验新装置研发三方面开展研究，形成 4 个子课题：“铁路转体斜拉桥双向非对称拆除技术研究”“戴河大桥施工综合技术研究”“津秦客运专线框架桥关键施工技术研究及配套装置研发”和“津秦客运转线配套新装置研发”。其主要发明及创新点：利用结构自身特性，首次提出双向非对称拆除斜拉桥的方法、非爆破拆除桥墩使桥梁落地的施工方法、拆除斜拉桥预应力刚性斜拉杆的施工方法。首次提出采用浅埋深拉森钢板桩作为防护围堰的基坑施工方法及用于控制大体积混凝土结构上出现
天津城建大学
2021-01-12
实时智能监测与故障诊断专家系统的研究开发
项目是国家科技攻关计划“先进控制与优化软件及综合自动化软件平台产业化关键技术”子课题，项目在PCS层（过程控制层）与实时信息集成系统的基础上，实时智能监测与故障诊断专家系统充分利用网络技术、计算机技术、控制技术、通讯技术以及人工智能技术将分散的PCS层信息进行集成，实现信息管理的智能化。系统实现从已有的PCS层通讯网络获得数据，进行高一层次的综合和处理，进行安全监督、故障诊断和预报，而不改变使用人员已经熟悉的操作程序和规则，因而可达到更好的安全监控与管理的效果。
南京工业大学
2021-01-12
在风洞试验平台上开展的一系列模拟研究
在风洞试验平台上开展了一系列模拟研究，成果为城市建筑规划、交通污染控制、风力发电等提供支撑
上海理工大学
2021-01-12
中药及复方制剂的化学物质基础及作用机制研究
白钢教授领导的“复方药物与系统生物学实验室”主要从事中药 及复方制剂的化学物质基础及作用机制等方面的研究。以中药复方的 系统生物学和化学生物学为研究主线，在基于靶点的药效成分的筛选、 活性指导的分离鉴定、天然产物的蛋白靶点确证、以及方剂配伍关系 和中药质量控制研究等方面开展工作。实验室的研究成果服务于多家 药品企业，为新产品的开发和上市产品的二次开发提供技术支持，同 时多项授权专利成功转让，开发的多项生物医药制品实现了产业化。 已开展的服务项目： 1. 复方中药的网络药理学及作用机制研究：已服务的品种有：速 效救心丸、清肺消炎丸、治咳川贝枇杷滴丸、舒脑欣滴丸等； 2. 中药复方的物质基础及活性成分研究：已服务的品种有：益气 复脉注射液粉末、血必净注射液、速效救心丸、清肺消炎丸、舒脑欣 滴丸等； 3. 药材品质分析：已建立了贝母、金银花、菊花、莲子心等多种 常用中药材的分析鉴别系统，特别是建立了近红外的快速分析方法， 为药材的选购和生产过程中的实时监控提供技术支持； 4. 药材与复方制剂的指标成分筛选和指纹图谱的制定，为药物 质量标准的制订提供理论参考。
南开大学
2021-04-13