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

成果是由能在煤矿井下巷道自主行走的轮式运载车加六履带四摆臂的探测机器人组成的两级煤矿救援机器人系统。井下发生事故后，运载车（第一级机器人）载着探测机器人（第二级机器人）利用其自身的自主导航功能沿井下巷道运行到所能到达的距事故地点最近处，且在行走过程中能够随机布放通信中继，快速搭建应急救援无线通信网络。当运载车被障碍物阻止或巷道地面受到严重破坏，不能继续前移时，运载车打开仓门，在安全区域的救援人员利用应急无线通信网络遥控探测机器人离开运载车，在一定范围内进行探测。两级机器人上均装有 CCD 摄像头、超声测距仪和瓦斯、一氧化碳、氧气、温度、湿度测试仪等传感器，能够随时检测周围的环境信息，并进行记录和处理。

本项目旨在推出一款于移动平台自主起降的无人机侦查救援系统，充分发挥无人机在安防救援领域的优势，改进传统救援系统救援时间长、需要大量人力物力、智能化程度低等问题。

在该套方案里，我公司综合应用了Untiy 3D 技术、数字孪生技术、动作捕捉技术以及混合现实技术，培训内容覆盖应急医疗救援的指挥部署培训、救援策略和战术、培训医护人员个人救治技能培训以及医护人员团队协作培训等，满足应急救援各环节的需求。

本实用新型实现了一种高速实时运动控制电路/芯片，包括CPU读写控制模块、FIFO(First In First Out)模块、FIFO读取控制模块、初始化模块、辅助控制模块、插补控制模块和输出控制模块；CPU读写控制模块的数据输入端接收外部控制数据，它的数据输出端连接FIFO模块的输入端；FIFO模块的输出端连接FIFO读取控制模块，FIFO读取控制模块的输出端连接初始化模块输入端，初始化模块输出端分别连接辅助控制模块和插补控制模块的输入端；辅助控制模块和插补控制模块的输出端分别连接输出控制模块的输入端，输出控制模块的输出端即为本电路/芯片的输出端；FIFO模块内还包括监测FIFO空/满状态的检测模块。

XM-F55高级分娩与母子急救模拟人   一、模型特点： ■ XM-F55高级分娩与母子急救模型是一个全面的教学系统，它将高级分娩与急救模拟人（母体）和新生儿模型（分娩用）结合起来，针对产科基本要求，完成完整的分娩与急救综合技能操作训练过程。 ■ 具有自动分娩系统、胎儿和胎盘娩出、进行产前宫颈检查和产后会阴切开缝合、产前孕妇和胎儿以及产后母体和新生儿的护理、产妇腹壁可移动、多种胎儿心音听诊以及产妇心肺复苏等多项功能，便于演示观察和徒手操作产妇分娩过程。 ■ 可以模仿训练正常分娩过程和难产分娩过程以及助产和会阴保护、切开缝合技术等综合技能训练。 ■ 模型为仿真皮肤，活动的关节，形象逼真，可移动更换的腹壁，外观与孕妇人体相似，具有视觉和触觉真实的感受。 ■ 适用于高等医学院校、护理学院、中专护士、助产士、卫生等专业学员、临床妇产科医护人员、基层卫生单位临床教学示教及学员实践操作训练，也是临床妇产科实习培训的理想教具之一。   二、模型组成： ■ 分娩与成人急救用母体 ■ 急救与护理用新生儿 ■ 分娩用胎儿 ■ 分娩过程及胎儿心音控制器 ■ 成人CPR电子显示器 ■ 模拟宫颈口 ■ 6个阶段产前宫颈变化与产道关系模块 ■ 产后48小时子宫 ■ 用于产后会阴切开缝合的模块 ■ 模拟胎盘/脐带 ■ 利奥波德练习提升”软垫” ■ 其他辅助用具   三、母体功能： ■ 机械传动装置配有两支机械适配器用于连接分娩用模拟胎儿，胎儿与适配器、适配器与适配器、适配器与传动装置间均有弹性紧固装置，传动装置上端和下端均有系统保护性行程开关。 ■ 分娩过程与胎儿心音控制器可暂停、初始化、开始、继续产程，可根据需要选择分娩速度，共1-4四档。 ■ 胎心音听诊：可设置胎儿心音频率和音量，心率为“80-180”区间可调。 ■ 可模拟头位产、臀位产、产道狭窄、脐带绕颈、胎盘前置等。 ■ 配有仿真宫颈。 ■ 配有利奥波德练习提升“软垫”，可进行利奥波德手法练习。 ■ 配有产前宫颈变化与产道关系变化模块可装配到母体上进行训练： · 阶段一：宫颈口没有扩张、宫颈管没有消失、胎头与坐骨棘平面位置关系为-5。 · 阶段二：宫颈口扩张2cm、宫颈管消失50%、胎头与坐骨棘平面位置关系为-4。 · 阶段三：宫颈口扩张4cm、宫颈管完全消失、胎头与坐骨棘平面位置关系为-3。 · 阶段四：宫颈口扩张5cm、宫颈管完全消失、胎头与坐骨棘平面位置关系为0。 · 阶段五：宫颈口扩张7cm、宫颈管完全消失、胎头与坐骨棘平面位置关系为+2。 · 阶段六：宫颈口扩张10cm、宫颈管完全消失、胎头与坐骨棘平面位置关系为+5。 ■ 可测量胎头的下降和宫口开大情况。 ■ 可模拟多种胎盘位置。 ■ 母亲手臂可建立静脉通络，用以给药和营养。 ■ 外阴缝合练习模块，分左下、正中、右下三个切口位置。 ■ 气管插管训练。 ■ CPR训练： · 高级分娩与母子急救模拟人可进行人工呼吸和心外按压、电子监测操作数据，并有错误的报警提示。 · 电子监测吹气量、吹气次数、吹气频率、按压部位、按压频率和按压深度。 ■ 手动模拟颈动脉搏动。   四、新生儿功能： ■ 静脉穿刺功能：可进行新生儿头皮静脉穿刺、手臂静脉穿刺，静脉穿刺时有落空感，穿刺成功时有回血产生。 ■ 护理功能：眼清洗滴药，进行新生儿清洗、包扎。 ■ 可经口鼻插管，进行婴儿吸痰、气管插管、洗胃。 ■ 可进行婴儿脐带护理、头皮静脉穿刺、手臂静脉穿刺，穿刺时有落空感，有回血产生。 ■ 可进行新生儿心肺复苏：支持口对口、口对鼻、简易呼吸器对口等多种通气方式。

高级分娩与母子急救模型的描述：功能特点：■ 孕妇和胎儿及产后母亲和新生儿的护理。 ■ 比例真实，关节灵活，母亲腹壁柔软可移动。 ■ 可进行气管插管操作，胸部模拟起伏状态。 ■ 自动分娩系统，可完全模拟真实的分娩过程。 ■ 可进行产科触诊检查。 ■ 可更换不同程序扩张的宫颈 ■ 宫颈检查模型：宫颈口扩张大小、宫颈口变化程度及胎头与坐骨棘平面位置关系，共有六个阶段模拟 ■ 第一产程扩张期的各部位变化：     · 阶段一：宫颈口没有扩张、宫颈管没有消失、胎头与坐骨棘平面位置关系为-5。     · 阶段二：宫颈口扩张2cm、宫颈管消失50%、胎头与坐骨棘平面位置关系为-4。     · 阶段三：宫颈口扩张4cm、宫颈管完全消失、胎头与坐骨棘平面位置关系为-3。     · 阶段四：宫颈口扩张5cm、宫颈管完全消失、胎头与坐骨棘平面位置关系为0。     · 阶段五：宫颈口扩张7cm、宫颈管完全消失、胎头与坐骨棘平面位置关系为+2。     · 阶段六：宫颈口扩张10cm、宫颈管完全消失、胎头与坐骨棘平面位置关系为+5。 ■ 可测量胎头的下降和宫口开大情况。 ■ 可模拟多种胎盘位置。 ■ 母亲手臂可建立静脉通络，用以给药和营养。 ■ 可练习产后会阴切开缝合。 ■ 模拟正常新生儿的大小。 ■ 可进行新生儿气管插管。 ■ 孕妇心肺复苏：可根据2005年国际心肺复苏指南标准设计，可进行人工呼吸和心外按压、电子监测气道开放、吹气次数、吹气量、吹气频率、按压部位、按压次数、按压频率、按压深度。■ 经脐带静脉给药。

层间转角在层状堆垛的二维材料体系中提供了一个全新的自由度来调控其结构与性质。近几年，相关方面的研究引起了广泛的关注。早在2012年，何林课题组就开始关注转角对双层石墨烯结构和电学性质的影响，测量了不同转角双层石墨烯的两个范霍夫峰的峰间距能量与转角大小的关系[1]，并预言该体系中的准粒子具有可调控的手征性[2]，研究了应变结构在该体系产生的赝磁场和赝朗道能级[3]。2015年，何林团队发现双层转角石墨烯体系费米速度随角度减小而迅速下降，证明在转角为1.1度(第一魔转角)附近时费米速度降为零[4]，并于2017年，在转角接近魔转角的双层石墨烯体系观察到强电子-电子相互作用[5]。2018年初MIT的Pablo课题组在魔角双层石墨烯观察到电子-电子相互作用导致的关联绝缘体态和超导态，魔角双层石墨烯物性研究迅速成为过去两年凝聚态物理研究的最大热点。 近期，何林课题组发展了一套方法，能够可控地制备利于扫描隧道显微镜系统（STM）研究的双层转角石墨烯，并利用STM研究了小角度双层石墨烯的性质，深入探索该体系由于电子-电子相互作用导致的平带简并度解除和新奇强关联量子物态的关联。例如，何林课题组与合作者发现当小转角体系的平带被部分填充时，电子-电子相互作用会解除平带的谷赝自旋简并度，在体系中产生很大的轨道磁矩（每个莫尔约10μ_B），由于轨道磁矩和磁场的耦合，谷极化态的劈裂能量会随着外加磁场线性增大[6]。同样的结果也在应变引起的平带中观察到了，当双层石墨烯的转角接近魔角时，体系中微小的应变结构可以使两个范霍夫峰之间出现一个新的零能量平带（赝朗道能级），何林课题组与合作者发现电子-电子相互作用会解除赝朗道能级的谷赝自旋简并度，产生轨道磁性态[7]。这些结果表明小转角石墨烯体系是研究二维轨道磁性态和量子反常霍尔效应的理想平台。在角度大于魔角的小转角双层石墨烯中，何林课题组与合作者证明电子-电子相互作用依然会起重要作用，并有可能产生完全不同于魔角双层石墨烯的新奇强关联量子物态。例如在1.49度的样品中，他们证明电子-电子相互作用解除了体系平带中的自旋和谷赝自旋的简并度，产生了一种全新的自旋和谷极化的金属态[8]，这一结果进一步拓宽了转角体系新奇强关联量子物态的研究范围。 除了电学性质受层间转角的调制，在双层转角石墨烯体系，由于层间堆垛能与层内晶格畸变引起的应变能的竞争，其原子结构也会随着角度发生改变。最近，何林课题组系统研究了双层转角石墨烯结构随着角度的演化，发现当转角大于魔角时，体系可以看作两个独立的刚性石墨烯层发生扭转，层内晶格畸变几乎可以忽略（定义为非重构结构）；当转角小于魔角时，由于莫尔条纹周期较大，层间堆垛能占主导，从而引起晶格畸变产生堆垛的畴界（domain wall）网格（定义为重构结构）。这种畴界的两边都是Bernal堆垛的双层石墨烯（分别为AB堆垛和BA堆垛），能传输谷极化的电流（图一）。我们利用STM证明非重构和重构的两种结构在魔角附近都能稳定存在。进一步，我们发现利用STM针尖脉冲可对魔角双层石墨烯的非重构和重构结构进行切换，从而开关其二维导电拓扑网格。同时，我们发现在强关联效应中起到重要作用的魔角双层石墨烯平带的带宽也能在这一过程中被调控[9]。相关成果近日刊发在物理学期刊《Physical Review Letters》上。何林教授课题组博士生刘亦文为第一作者，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的苏赢博士为文章的共同第一作者，何林教授为通讯作者。

层间转角在层状堆垛的二维材料体系中提供了一个全新的自由度来调控其结构与性质。近几年，相关方面的研究引起了广泛的关注。早在2012年，何林课题组就开始关注转角对双层石墨烯结构和电学性质的影响，测量了不同转角双层石墨烯的两个范霍夫峰的峰间距能量与转角大小的关系[1]，并预言该体系中的准粒子具有可调控的手征性[2]，研究了应变结构在该体系产生的赝磁场和赝朗道能级[3]。2015年，何林团队发现双层转角石墨烯体系费米速度随角度减小而迅速下降，证明在转角为1.1度(第一魔转角)附近时费米速度降为零[4]，并于2017年，在转角接近魔转角的双层石墨烯体系观察到强电子-电子相互作用[5]。2018年初MIT的Pablo课题组在魔角双层石墨烯观察到电子-电子相互作用导致的关联绝缘体态和超导态，魔角双层石墨烯物性研究迅速成为过去两年凝聚态物理研究的最大热点。 近期，何林课题组发展了一套方法，能够可控地制备利于扫描隧道显微镜系统（STM）研究的双层转角石墨烯，并利用STM研究了小角度双层石墨烯的性质，深入探索该体系由于电子-电子相互作用导致的平带简并度解除和新奇强关联量子物态的关联。例如，何林课题组与合作者发现当小转角体系的平带被部分填充时，电子-电子相互作用会解除平带的谷赝自旋简并度，在体系中产生很大的轨道磁矩（每个莫尔约10μ_B），由于轨道磁矩和磁场的耦合，谷极化态的劈裂能量会随着外加磁场线性增大[6]。同样的结果也在应变引起的平带中观察到了，当双层石墨烯的转角接近魔角时，体系中微小的应变结构可以使两个范霍夫峰之间出现一个新的零能量平带（赝朗道能级），何林课题组与合作者发现电子-电子相互作用会解除赝朗道能级的谷赝自旋简并度，产生轨道磁性态[7]。这些结果表明小转角石墨烯体系是研究二维轨道磁性态和量子反常霍尔效应的理想平台。在角度大于魔角的小转角双层石墨烯中，何林课题组与合作者证明电子-电子相互作用依然会起重要作用，并有可能产生完全不同于魔角双层石墨烯的新奇强关联量子物态。例如在1.49度的样品中，他们证明电子-电子相互作用解除了体系平带中的自旋和谷赝自旋的简并度，产生了一种全新的自旋和谷极化的金属态[8]，这一结果进一步拓宽了转角体系新奇强关联量子物态的研究范围。 除了电学性质受层间转角的调制，在双层转角石墨烯体系，由于层间堆垛能与层内晶格畸变引起的应变能的竞争，其原子结构也会随着角度发生改变。最近，何林课题组系统研究了双层转角石墨烯结构随着角度的演化，发现当转角大于魔角时，体系可以看作两个独立的刚性石墨烯层发生扭转，层内晶格畸变几乎可以忽略（定义为非重构结构）；当转角小于魔角时，由于莫尔条纹周期较大，层间堆垛能占主导，从而引起晶格畸变产生堆垛的畴界（domain wall）网格（定义为重构结构）。这种畴界的两边都是Bernal堆垛的双层石墨烯（分别为AB堆垛和BA堆垛），能传输谷极化的电流（图一）。我们利用STM证明非重构和重构的两种结构在魔角附近都能稳定存在。进一步，我们发现利用STM针尖脉冲可对魔角双层石墨烯的非重构和重构结构进行切换，从而开关其二维导电拓扑网格。同时，我们发现在强关联效应中起到重要作用的魔角双层石墨烯平带的带宽也能在这一过程中被调控[9]。相关成果近日刊发在物理学期刊《Physical Review Letters》上。何林教授课题组博士生刘亦文为第一作者，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的苏赢博士为文章的共同第一作者，何林教授为通讯作者。