北京大学物理学院量子材料中心江颖、徐莉梅与美国内布拉斯加大学林肯分校曽晓成以及北京大学/中国科学院王恩哥等合作，利用高分辨qPlus型原子力显微镜技术，首次在实验上证实了冰在二维极限下可以稳定存在，将其命名为：二维冰I相，并以原子级分辨率拍到了二维冰的形成过程，揭示了其独特的生长机制。该工作以“Atomic imaging of edge structure and growth of a two-dimensional hexagonal ice”为题，于1月2日发表在国际顶级学术期刊《自然》上。图1 （a）南极罗斯海上的厚冰层；（b）自然界最常见冰相（Ice Ih）的分子模型；（c）本工作发现的二维冰（实验结果的3D效果图） 冰是水的常见物态，由水分子规则排列形成，其结构与成核生长在材料科学、摩擦学、生物学、大气科学等众多领域具有至关重要的作用。早在20世纪20年代，英国著名物理学家、X射线发现者Bragg与其它几位科学家就分别利用X射线对冰晶体结构进行了表征，经过了近一百年的研究和探索，迄今人们已经发现了冰的18种晶相（三维冰相），其中自然界最常见的冰相为六角结构的Ice Ih相（图1a 和b）。然而，冰在二维极限下是否能独立稳定存在？这个问题有很大的争议。一般认为在单层极限下，二维冰具有相当数量的未饱和氢键，需要靠与衬底的相互作用来使得结构稳定。但如此一来，二维冰的结构就非常依赖于衬底的结构和对称性，并不是真正意义上的本征二维冰。2015年，石墨烯发现者Andre Geim带领的团队在双层石墨烯间发现了一种与表面结构无关的四方二维冰相（Nature 519, 443 (2015)），引起了学术界的强烈反响，但这种二维冰随后被质疑是NaCl的晶体结构（Nature 528, E1–E2 (2015)），二维冰存在与否一直悬而未决。图2 二维冰岛内部结构的亚分子级分辨成像。a、b图中从左至右，依次为由高至低不同针尖高度下的原子力显微镜实验图和模拟图；c为二维冰结构的模型示意图的俯视图和侧视图。图像尺寸：1.25 nm x 1.25 nm。在大针尖高度条件下，主要利用高阶静电力成像，可以分辨出平躺水分子（暗点）和竖直水分子（亮点）；在中间高度条件下，依靠高阶静电力与泡利排斥力的共同作用，可以分辨出图中红色短线所示的氢键指向信息。 在本工作中，研究人员通过精确控制温度和水压，成功在疏水的金衬底（Au(111)）上生长出了一种单晶二维冰结构，这种二维冰可以完全铺满衬底（图1c）。研究人员进一步利用基于一氧化碳针尖修饰的非侵扰式原子力显微镜成像技术（non-invasive AFM），借助高阶静电力，实现了二维冰的亚分子级分辨成像，并结合理论计算确定了其原子结构（图2）。结果表明，这种二维冰由两层六角冰无旋转堆垛而成，两层之间靠氢键连接，每个水分子与面内水分子形成三个氢键，与面外水分子形成一个氢键，因此所有的氢键都被饱和，结构非常稳定，与衬底相互作用很弱，是一种本征的二维冰结构。1997年，Koga和曽晓成等人利用分子动力学模拟首次预测了这种“互锁型”双层二维冰（PRL 79, 5262 (1997)，昵称：Nebraska Ice，美国Nebraska州的印第安语意：广阔浅平的河水），但一直缺乏确切的结构实验证据。因此，这也是第一种被实验所证实的二维冰结构，研究人员将它正式命名为：二维冰I相。图3 二维冰岛的锯齿状（a）边界和扶椅状（b）边界对应的“搭桥”（bridging）式和“播种”（seeding）式生长模式。生长由1至4依次循环进行，原子力显微镜中的红色箭头表示水分子加入，球棍模型图中的红色结构表示水分子加入形成的新结构。图像尺寸分别为：（a）3.2 nm x 1.9 nm和 （b）3.7 nm x 2.2 nm。 为了进一步揭示二维冰的形成机制，研究人员利用前面发展的非侵扰原子力成像技术对二维冰岛的边界进行高分辨成像，成功确定了二维冰的边界是由未重构的锯齿状（zigzag，图3a所示）边界和重构的扶椅状（armchair，图3b所示）边界构成。同时，研究人员还通过“速冻”技术，在边界上捕获了冰生长过程中的中间态结构，并基于这些中间态边界结构重现了二维冰的形成过程，结合理论计算和模拟提出了二维冰岛锯齿状边界的“搭桥”（bridging）式生长和扶椅状边界的“播种”（seeding）式生长机制。此外，根据理论计算和模拟的结果，研究者认为该生长机制具有一定的普适性，适用于其他疏水的衬底。 二维冰的发现改变了一百多年来人们对冰相的传统认识，开启了探究二维冰家族系列的大门，为冰在低维和受限条件下的形态和生长提供给了全新的图像。同时，二维冰在很多应用领域也有潜在意义。比如：表面上的二维冰可以促进或抑制三维冰的形成，这对于设计和研发防结冰材料具有潜在的应用价值；二维冰中水分子所有的氢键都被饱和，因此与表面的相互作用极小，可以起到超润滑作用，减小材料之间的摩擦；此外，二维冰本身也可以作为一种特殊的二维材料，为高温超导电性、深紫外探测、冷冻电镜成像等研究提供全新的平台。

【发 明人】马宏跃；段金廒；丁安伟；潘苏华；王珏；周婧；张启春；范林乾；李尧【技术领域】本实用新型设计了一种眼部医疗保健器，尤其涉及一种控温药物雾化浴眼仪。【摘    要】本实用新型公开了一种温控雾化浴眼仪，它包括依次连通的主机、支架和喷头：主机包括由输气管路依次相连的雾化室、冷凝室和加热室；雾化室设有加料盖和加药斗，可将物料送入储液槽中；储液槽底部设有导能片；涡轮风机和雾化室相通，可将雾化室内的雾化气体送入输气管路；冷凝室通过外加冰水，可将输气管路置于冰水浴中；加热室将输气管路缠绕在高温加热片上；输气管路通过出气口将气体从主机传输到支架中，再通过支架传送到喷头中，由喷头气栅喷出气体。本实用新型结合了药物雾化治疗和传统热蒸汽熏眼的医疗方式，集蒸汽加热、药物雾化治疗及其清凉降温功能于一身，在药物治疗同时，促进眼部血液循环，立刻缓解疲劳的作用，标本兼顾。

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XM-426眼球仪模型（眼球成像演示模型）   XM-426眼球仪模型由成人眼球、光源、校正镜片、活动成像显示屏及底座组成，通过眼球前后及在正中与水平成75°切面，示眼球壁三层被膜， 眼球内晶状体（可改变曲率），玻璃体和虹膜，由外向内三层被膜做成梯形切面，并示其各部结构，在眼球后部装一垂直眼球轴的剖面，以示视网膜成像，可调节晶状体，示远视、近视成像。   尺寸：放大3倍，45×14×27cm 材质：PVC材料   模型结构： 1、眼球成像演示模型由成人眼球、光源、校正镜片、活动成像显示屏及底座组成。 通过眼球前后极在正中与水平成75度切面，示眼球壁三层被膜，眼球内晶状体（可改变曲率），玻璃体和虹膜。由外向内三层被膜做成梯形切面，并示其各部结构。 2、在眼球后部装一垂直眼球轴的剖面，以示视网膜成像。 3、晶状体系有机玻璃制成，二张拉紧的透明橡胶薄膜，里面充满液体。 4、曲率通过改变波纹管的容积来改变薄膜的曲率。 5、光源：220V，15W-40W烛形灯泡作为光源，离眼睛恰好为明视距离。 6、校正镜片由不低于400度的近、远视镜片组成。

XM-433眼常见病模型   XM-433眼常见病模型包括20种常见眼病的形态，每套模型由20只组成，分装入箱内展示正常眼、正常睑结膜、沙眼、、眼睑内翻、溃疡性睑缘炎、眼睑外翻、霰粒肿、麦粒肿、慢性泪囊炎、翼状胬肉、流行性出血性角结膜炎、角膜溃疡、角膜粘连性白斑、急性虹膜睫状体炎、巩膜炎、急性青光眼、老年性白内障、结膜异物、眼睑湿疹形态。 尺寸：放大3倍，37.5×56.5×9cm 材质：PVC材料   20种常见眼病: 1、正常眼：显示上下眼睑、睑缘、泪点、球结膜、巩膜、角膜、虹膜和瞳孔。 2、正常睑结膜：显示上下眼睑睑结膜，表面光滑透明，血管分布清楚。 3、沙眼：显示沙眼第二期重度（Ⅱ++），上眼睑睑结膜炎症，超过1/3以上面积，并有疤痕形成。 4、沙眼性血管翳：显示角膜上部有血管进入角膜组织，占角膜面积1/4。 5、眼睑内翻：显示上眼睑睑缘向内侧翻转，睫毛触及眼球角膜，造成角膜上部沙眼性血管翳，球结膜充血。 6、溃疡性睑缘炎：显示睑缘充血肿胀，睑缘睫毛根部有小脓泡溃疡和脓痂。 7、眼睑外翻：显示下眼睑向外侧翻转，睑结膜色红，肥厚，少光泽，下眼睑睑结膜与球结膜粘连。 8、霰粒肿：显示上眼睑睑结膜上蚕豆大小紫红色隆起肿块，中央呈灰黄色。 9、麦粒肿：显示上眼睑皮肤红肿，近鼻侧有黄色脓头隆起 10、慢性泪囊炎：指压泪囊部，从泪点流出黏液脓性分泌物。 11、翼状胬肉：显示角膜鼻侧有三角形翼状膜，头部进入角膜组织，体部血管丰富，肥厚，隆起。 12、流行性出血性角结膜炎：球结膜充血、水肿，有片状出血，角膜内有灰白色浸润点，下眼睑红肿。 13、角膜溃疡：角膜周围有明显混合性充血，角膜上皮和基质脱落缺损，形成角膜溃疡，有黄白色脓性分泌物。 14、角膜粘连性白斑：瞳孔梨状，梨蒂有白斑，为角膜病变所造成。 15、急性虹膜睫状体炎：混合性充血，瞳孔缩小不正圆。 16、巩膜炎：球结膜水肿，其下方巩膜呈紫红色充血。 17、急性青光眼：眼睑水肿，混合性充血，瞳孔中等散大，呈绿色反光。 18、老年性白内障：显示晶状体混浊，呈灰白色。 19、结膜异物：显示上眼睑睑结膜上黑褐色（铁屑）异物，伴结膜充血。 20、眼睑湿疹：显示下眼睑湿疹，睑缘充血肿胀，滤泡透明呈圆形。

XM-431眼示教放大模型   XM-431眼示教放大模型置于透明有机玻璃盒内，为眼球正中切口后的半侧眼球，可观察眼球正中矢状切面和半侧眼球的外部结构，可显示眼球的解剖（包括眼球壁和内容物）、眼副器（包括眼睑、结膜、泪器和眼球外肌）、视网膜神经细胞的显微结构和检眼镜眼底检查视网膜图像等。 尺寸：放大 材质：PVC材料

3D微创手术因其治疗手段的先进已是发展趋势并在迅速普及， 3D腔镜、手术机器人、显微镜手术等都提供了3D影像数据。但目前 医生大多通过2D屏或佩戴3D偏光眼镜观看，给主治医生带来：3D 空间还原不准确影响手术安全和效率、手术屏画面昏暗不清晰、眼 镜易产生雾气遮挡视线、长时间观看眩晕等问题。 班度科技基于“周期像素复用”的实时两视点转多视点技术，自 主研发的「裸眼3D手术显示系统」解决了现有技术的困境，实现了 具有正确空间遮挡关系的3D成像，为医生提供精准、快速的判断决 策依据，可极大地降低手术风险和提升医生的诊疗效率，降低低年 资医生的学习曲线和规培成本，提升基层医疗水平。既能减轻医生 负担，又实现了3D手术场景的完整还原，提高了手术安全性和效 率，带来逼真、清晰、舒适的高性能体验。

物种逐步衰退以至走向濒危是环境和物种进化历史共同作用的结果。人类活动、栖息地破碎化和遗传多样性丧失是导致物种濒危的主要因素。目前，保护基因组学（Conservation Genomics）已成为探讨物种濒危机制的一种新手段，并在制定濒危物种的保护规划方面具有重要作用。 褐马鸡在历史上曾分布广且数量多，但后来种群持续下降，目前仅在河北、北京、山西和陕西的局部山地分布，形成了东部（河北、北京的太行山）、中部（山西吕梁山）、西部（陕西黄龙山）三个彼此隔离的地理种群。北京师范大学张正旺教授团队联合哈佛大学、中山大学、中国环境科学研究院、台湾师范大学等单位的研究人员，首次揭示了我国特有鸟类褐马鸡（Crossoptilon mantchuricum）濒危的遗传学机制。 在长期野外生态学研究的基础上，采用高通量测序技术对褐马鸡三个地理种群的40只个体及其近缘物种蓝马鸡的11只个体进行了种群基因组分析（图-2）。发现褐马鸡遗传多样性比朱鹮、白尾海雕等濒危物种更低的（图-3a）；各地理种群之间存在明显的遗传差异，彼此之间几乎不存在基因流。三个地理种群均存在较为严重的近交，积累了较多的有害突变。褐马鸡的有效种群大小在大约三万七千年前开始持续下降，并在近代明显加速，而与此同时我国汉族人口快速增多，表明褐马鸡的种群下降可能与人类活动的持续增加有密切关系（图-3b）。基于此提出人类活动干扰和栖息地破碎化是导致褐马鸡遗传多样性丧失的主要原因，呼吁应进一步减少保护区内的人类活动以促进其野生种群的复壮。另一方面，作者建议采用基因组学技术来挑选出含有较少有害突变的个体进行褐马鸡种群间的基因交流，在其历史分布区开展再引入工作，以逐步恢复褐马鸡的遗传多样性和种群大小。

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