北京大学量子材料科学中心的韩伟研究员和谢心澄院士，以及日本理化学研究所的Sadamichi Maekawa教授，受邀在国际著名刊物《自然-材料》（Nature Materials)上撰写综述文章，介绍“自旋流--新颖量子材料的灵敏探针”这一新兴领域的前沿进展。 自旋电子学起源于巨磁阻效应的发现，在当时而言，自旋流指的仅仅是电子自旋的传播。随着自旋电子学的蓬勃发展，与相关研究的不断深入，新的自旋流现象与机制不断被拓展，相关研究证明一系列的粒子或者准粒子携带的自旋都能够形成自旋流，比如磁性绝缘体中的磁振子、超导体中自旋三重态和准粒子、量子自旋液体中的自旋子、自旋超导态等。尤其是对于量子材料而言，由于其往往具有独特的自旋性质，基于自旋流探针的研究方法就成为了表征量子材料物性的有效手段。 量子材料都是凝聚态物理与材料科学领域的研究前沿之一，其量子性质起源于诸多量子效应，包括低维尺寸效应，量子限域效应，量子相干效应，量子阻挫效应，能带结构的拓扑性，自旋轨道耦合，对称性限制等等。量子材料包括石墨烯，高温超导体，拓扑绝缘体，外尔半金属，量子自旋液体，自旋超流体等等。量子材料可以表现出诸多与自旋相关的量子性质，如二维过渡金属硫族化合物中的自旋-谷耦合，以及拓扑绝缘体当中的自旋-动量锁定等。因为量子材料的自旋属性在下一代的量子信息存储和量子计算科学当中的应用潜力，所以研究量子材料的自旋相关性质得到了广泛关注。 为了研究量子材料的自旋性质，发展一种易于实现和操控的高效工具显得尤为迫切与关键。幸运的是，在实验物理学家和理论物理学家的不懈努力下，成功的证实了自旋流探针能够作为量子材料的有效探测手段。一系列激发和探测自旋流的方法被提出并得以实现，从而证实了基于自旋流探针的量子材料物性研究的广泛适用性。 迄今为止，相关实验已经证实自旋流能够以超导体系中的自旋三重态库珀对和超导准粒子、量子自旋液体中的自旋子、磁性绝缘体和自旋超流体中的磁振子为载体进行传播，相关物理图像被总结在表1中。本篇综述文章着重介绍了在五类主要的量子材料体系中的基于自旋流探针的物性研究。第一类是超导材料体系，自旋流探针可以被用来验证自旋三重态的存在以及自旋动力学的演化过程。第二类是量子自旋液体材料体系，自旋流探针可以被用来验证自旋子携带的自旋角动量的有效传播过程。第三类是磁性绝缘体体系，自旋流以磁振子的形式传播，描述了磁有序材料当中的集体激发行为。第四类是杂化量子激发体系，自旋流以磁振子-声子杂化模式（磁振子-极化子）或磁振子-光子杂化模式（磁振子-极化激元）为载体进行传播。第五类是自旋超流体系，自旋流以玻色爱因斯坦凝聚中的自旋量子数为1的玻色子为载体进行传播，这种玻色子可以为电子-空穴激子或者是磁振子。 这些重要的研究进展已经充分证实了基于自旋流探针的物性表征对于量子材料而言是一种行之有效的研究手段。因此，这一方法将会极大的推动新颖量子材料的发现和相关物理性质的研究。例如量子霍尔和量子自旋霍尔材料，量子铁磁体和反铁磁体，六角晶格体系中的量子手征声子，自旋和力耦合的量子系统，超导体中的自旋动力学和铁磁与超导界面的超导能隙，自旋三重态超导体中的超导对称性，强耦合自旋系统中的杂化激发，拓扑磁振子材料，量子自旋液体中的自旋子，自旋超流体约瑟夫森效应，以及其他任何作为自旋流载体的量子态。另外，这一领域的进展还将推动自旋成像技术的发展，如利用自旋极化扫描隧道显微镜和氮空位色心显微镜技术对量子材料体系中自旋流的原位探测。

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。

运用先进的相干共振X射线弹性散射，研究了经典的电荷密度波材料三碲化锆（ZrTe3 ）中的杂质效应。

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。

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。

组蛋白的翻译后修饰对于表观遗传调控及多种生物学过程具有重要意义。一系列新的赖氨酸化学修饰（如巴豆酰化、琥珀酰化等）展示出组蛋白修饰前所未有的多样性及动态变化特征。可遗传编码的光交联探针已经成为研究活细胞内蛋白-蛋白相互作用的重要工具，成功地将该技术拓展到组蛋白的化学修饰研究中，开发了可遗传编码的组蛋白光亲和标签，将会极大地推动组蛋白化学修饰的识别机制和功能研究。该技术的设计包括两个部分：a）一套带有翻译后修饰的赖氨酸遗传编码系统，可以在特定位点插入带修饰的赖氨酸。此外，在赖氨酸的主链上还带有光交联基团，可在UV光下与修饰相关的蛋白发生共价交联，可以用于研究该修饰特定的效应蛋白。b）一套带有保护基团的赖氨酸遗传编码系统，保护基团可以在大肠杆菌自身的还原性环境中发生脱除，将带有光交联基团的赖氨酸定点插入到组蛋白当中，用于证实交联到的效应蛋白的特异性。该团队以巴豆酰化修饰为代表，发展了该技术对应的赖氨酸巴豆酰化修饰的光交联探针（K*cr）和带有保护基团的光交联探针（PNBK*）两个探针，将这两种探针分别引入到组蛋白H3的56位和79位，并通过光交联基团捕捉到了H3上79位巴豆酰化的去乙酰化酶Sirt3。

研发阶段/n内容简介：本项目采用高速混合机以JM磷酸酯复合超分散剂和AS流变调节剂对纳米CaCO3进行包覆处理，再用高速涡轮式气流分级机对纳米CaCO3功能母料进行再分散和分级，控制其细度，获得高度分散的纳米CaCO3功能母料并填充改性PVC塑料，采用注塑法生产建筑用硬PVC阀门、给水管件。也可用挤出法生产窗框用硬PVC型材等产品。本技术为国内首创，用户反映良好。产品的力学性能如模量、冲击强度和外观光亮度有较大的提高，大大改善了产品的质量和档次。经湖北省产品质量监督检验所检验，纳米碳酸钙改性PVC-

研发阶段/nγ-氨基丁酸(GABA)是广泛存在于自然界的重要的抑制性神经递质，具有调节血压、促使精神安定等功效。另外，植物种子，如稻谷，在发芽之后GABA的含量也明显增加。因此，以发芽稻谷为原料，可以生产高GABA含量的保健食品。谷物醋，作为世界主要名醋之一，在我国有着非常长的生产历史。在长期的生产实践中发现谷醋有调节血压、健肝利肾、预防肥胖等功效。最近研究表明，谷物醋中含有为川芎嗪和组胺等生理活性成分。我们在研究中发现，谷物醋还含有一定量的GABA。本研究采用液固发酵工艺，在糖化过程中添加红曲作为