研究成果在润扬大桥、苏通大桥和南京地铁工程、青海地区电力工程和江苏省市政工程等国家重大工程中应用，申请发明专利13项，共发表论文222篇，其中有100篇被SCI或EI收录，该项目研究成果在近五年的推广应用中，共制备高性能砼1500多万方，工业替废渣取代水泥203万吨，节约标准煤19.88万吨，减少二氧化碳排放量142万吨，工程使用寿命延长产生的经济效益更为可观，预计总的社会效益累计超过13亿元。并于2006年获得江苏省科技进步一等奖。

北京大学量子材料中心王健研究组与合作者在钛酸锶（SrTiO3）衬底上外延生长的单原胞层厚（0.55 nm）铁硒（FeSe）薄膜中观测到了具有磁激发迹象的玻色模式和强非磁性杂质诱导的准粒子束缚态。两项发现为超导机制备受争议的单原胞层铁硒薄膜提供了异号配对的重要实验证据，表明在该体系中尽管界面电–声耦合被认为可以增强超导特性，自旋涨落对于库珀对的配对有着不可忽略的作用，或对铁基高温超导机理的统一理解提供重要参考。 提升超导转变温度和理解库珀配对机制是超导领域两个最重要的研究方向。在以往的铁基超导研究中，基于电子–空穴费米口袋嵌套的s±波配对被广泛接受。然而对于AxFe2−ySe2 (A = K, Rb, Cs, Tl)、(Li1−xFex)OHFe1−ySe，尤其是单原胞层 FeSe/SrTiO3等一系列重电子掺杂铁硒化合物，重电子掺杂会导致费米能级上移，进而导致布里渊区中心Γ点的空穴费米口袋降至费米能级以下，使得电子–空穴费米口袋嵌套理论失效。因而，铁基超导中的s±配对图像受到严峻挑战。 钛酸锶衬底上外延生长的铁硒薄膜具有铁基超导家族最简单的分子结构和最高的超导转变温度（能隙闭合温度的典型值为65 K），自2012年被清华大学薛其坤团队发现以来在国际凝聚态物理领域掀起了研究热潮。前期，北京大学王健研究组与薛其坤研究组合作采用电输运和抗磁性测量首次报道了单层铁硒中高温超导的直接证据（Chin. Phys. Lett. 31, 017401 (2014)，被Science编辑选择文章Science 343, 230 (2014)报道）。然而，其中的超导配对机制，一直存在争议，始终悬而未决。 为了揭示单层铁硒中的超导配对机制，王健研究组开展了一系列系统的实验。实验中的单层铁硒超薄膜采用分子束外延技术生长于钛酸锶衬底。通过原位超高真空（~10−10 mbar）原位扫描隧道谱探测，研究组发现超导能隙外存在由电子–玻色子耦合导致的鼓包（hump）结构。系统的扫描隧道谱实验揭示以该鼓包为特征的玻色模式更接近磁激发信号（图1），极有可能是充当配对媒介、且连接布里渊区近邻角落（M点）电子费米口袋的(π,π)自旋涨落。超导序参量作为复数，其在费米面上的分布存在同相位（保号：sign-preserving）与反相位（异号：sign-reversing）两种情形。杂质散射作为一种相位敏感技术，已广泛应用于以往超导配对研究。其中非磁性杂质尤为特殊，其选择性地局域破坏s±波、d波等异号配对，实验上表现为诱导超导能隙内的束缚态，而对传统保号s波配对无明显效应，因此可用于区分异号和保号配对图像。王健研究组采用沉积于单层铁硒表面的强非磁性杂质铅（Pb）吸附原子作为散射中心，实验中发现相对于正常超导谱形，铅原子在超导带隙边界附近诱导出电子型谱权重增强，同时超导能隙减弱（图2）。该特征是‘隐’束缚态的典型信号。系统的势散射强度调节（图2(d)）等实验也印证了这一观点，有力地说明单层铁硒超导能隙函数存在异号。同时，基于异号配对图像，如扩展s±波（图2(e)），南京大学王强华教授与南京师范大学高绎教授理论上定性复现了非磁性杂质诱导的超导谱形重构。上述的玻色模式与非磁杂质散射两项研究成果一致支持单层铁硒中存在以自旋涨落为媒介的异号配对，为最终澄清单层铁硒的界面高温超导机制奠定了重要基础，同时也预示具有不同费米面构型的铁基高温超导体或存在统一解释。图1. 单原胞层 FeSe中具有磁激发迹象的玻色模式。(a) 单原胞层 FeSe的扫描隧穿谱，显示超导能隙外由电子–玻色子耦合导致的鼓包结构；(b) Ω/2Δ1与Δ1的统计负关联（Ω：玻色模式能量；Δ1：内超导能隙）。图2. 单原胞层 FeSe中强非磁性杂质诱导的准粒子束缚态。(a) Pb吸附原子的STM形貌图；(b) Pb吸附原子和正常单原胞层 FeSe的扫描隧穿谱，显示9.5 mV处存在‘隐’束缚态；(c) 跨Pb吸附原子的扫描隧穿线谱；(d) 101组Pb吸附原子扫描隧穿谱（黑实线下方）与无吸附原子时的扫描隧穿谱（黑实线上方）对比；(c) 扩展s±波图像下非磁性杂质的模拟局域态密度谱。 两项工作分别于2019年5月22日和2019年7月15日发表于Nano Letters（Nano Lett. 19, 3464−3472 (2019)）、Physical Review Letters（Phys. Rev. Lett. 123, 036801 (2019)）。论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b00144、https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.036801。 其中Nano Letters文章北京大学博士生刘超飞为第一作者，北京大学王健教授为通讯作者；Physical Review Letters文章，北京大学博士生刘超飞、王子乔和南京师范大学高绎教授为共同第一作者，北京大学王健教授和南京大学王强华教授为共同通讯作者。 以上工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、量子物质科学协同创新中心、中科院卓越创新中心、北京市自然科学基金、江苏省自然科学基金等经费的支持。王健特别感谢谢心澄、王垡、徐莉梅、任泽峰以及量子物质科学协同创新中心在北大超高真空分子束外延与低温扫描隧道显微镜实验室搭建过程中给予的支持。

高超音速飞行器是本世纪正在研发的前沿科技新项目，它又被称作“近空间高超音速飞行器（NSHV）”。从科技的角度分析，高超音速飞行器同时融合了航天和航空的诸多前沿技术，这些前沿技术与传统飞行器技术比较，主要有以下几方面特点：复杂的气动特性；使用超燃冲压发动机；飞行器机体与发动机一体化；飞行器机体与推进系统和飞行器结构动态之间耦合强；飞行器模型非线性度高；飞行器飞行高度、速度跨度大；飞行环境复杂，瞬息万变；气动特性和气热特性变化剧烈；控制精度高，末制导难度大。

随着能源危机和环境污染问题的日益严峻，太阳能等绿色可再生能源近年来得到了广泛关注。伴随着光电转换效率的提升和生产成本的下降，太阳能电池愈加凸显其广阔的应用前景。有机无机杂化铅卤钙钛矿太阳能电池，作为新型太阳能电池的后起之秀，在短短七年内，光电转换效率从3.8%迅速增长到22.1%。虽然钙钛矿太阳能电池在效率上已经取得重大突破，但人们对于钙钛矿材料本身的生长机理以及薄膜形貌的形成机制研究还需要进一步加强，而基于此的研究对钙钛矿材料的深入认知以及相应的光电器件的应用具有重大意义。

在过程控制中，若要使生产过程处于最佳运行工况、实现卡边控制，提高装置的经济效益，就必须要对生产过程的重要过程变量进行严格控制。然而对许多工业过程来说，一些重要的输出变量目前还很难通过传感器得到，即使可以测出也不一定具有代表性，不能总体的反映出设备的运行工况。为了解决这类变量的测量问题，出现了不少方法，目前应用较广泛的是软测量方法，目前软测量在流程工业中已得到广泛应用。

针对载流子表界面复合的问题，研究团队通过在氮化钽薄膜上下界面分别修饰p型的Mg:GaN层和n型的In:GaN层，一方面钝化氮化钽薄膜的界面缺陷，另一方面通过构建异质结提升界面载流子分离能力，实现了最高为3.46%的ABPE，这是目前基于氮化钽光阳极的最高效率值（图）。将体相和界面载流子管理策略相结合，有望进一步提升氮化钽光阳极的效率。

 通过解析蛋白脱底物及其与配体、DNA等一系列晶体结构（图a-c），该研究揭示了MsmUdgX独特的催化过程。研究发现，MsmUdgX首先对含U底物的 DNA发生尿嘧啶切除作用，然后其第109位的组氨酸与单链DNA底物AP位点的糖环形成一个共价键，因此可以耐受变性剂的作用；同时也由于酶无法再生，从而失去其固有的尿嘧啶酶切活性。该研究共解析了五套 MsmUdgX 的晶体结构，各自代表其催化途径中不同阶段酶所处的状态，提出了如图e所示的催化路径模型，可能经历一个称为“oxacarbenium”的中间体。该机制不但合理解释了MsmUdgX酶独特的生化性质，而且发现酶在反应中通过一种“自杀”的方式抑制其自身活性，在已知的UDG酶中尚属首例。此外，由于MsmUdgX只存在于细菌中，研究者的MsmUdgX-DNA共价复合物的结构可能为新型抗菌药物的设计提供新思路，具有潜在的应用前景。

针对高浓度难降解废液处理的难点问题，开发了绿色、高效、降解彻底的紫外催化湿式氧化工艺。现阶段，该技术已应用于高浓度危险有机废液、垃圾渗滤液、油墨废水、电镀废水、印染废水等有机废水的处理。

一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 冯畴境 化学化工学院环境工程 2019-2023 201931043101 李暄 化学化工学院环境工程 2019-2023 201931043116 罗雨欣 化学化工学院环境工程 2019-2023 201931043111 黄品杰 化学化工学院环境工程 2019-2023 201931043110 张一丹 化学化工学院环境工程 2019-2023 201931043105 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 周家斌 化学化工学院 教授 环境材料与污染控制 刘丹 化学化工学院 讲师 环境材料与污染控制 四、项目简介 工业生产当中产生大量的有机废水需要净化处理，对此问题，本课题准备采用光催化耦合基于硫酸根自由基的快速降解水中有机污染物。制备出磁性好、易回收且具有良好催化性能的Z型CuFe2O4/MnO2复合材料来活化PMS。PMS在复合催化材料表面会迅速反应生成硫酸根和羟基的自由基，同时在光照下实现电子空穴的有效分离。通过光催化和高级氧化产生的强氧化性的活性物种会争夺有机物的最外层电子来实现对有机废水的高效降解。 因为CuFe2O4具有磁性好、易回收、可重复使用、低毒、化学性质稳定、可见光催化活性等优点，可减少二次污染，且能够高效的活化PMS，此外，PMS可作为电子受体快速转移和消耗光生电子，实现电子和空穴的有效分离，提高其光催化活性。同时，通过掺杂MnO2颗粒进一步提高CuFe2O4催化剂比表面积，在反应体系中能够进一步活化PMS产生氧化自由基，从而有效地降解有机物。

2020年2月25日，中山大学的研究人员在预印本网站 medRxiv 上发布了一项研究成果，探讨了气温在新型冠状病毒（SARS-CoV-2）传播过程中的作用，并提出，二者之间可能存在非线性剂量-反应关系，当达到某一温度时，病毒传播率最高，随后温度的上升或将抑制病毒的传播。   研究人员收集了2020年1月20日至2月4日期间，我国34个省(包括直辖市、自治区)和26个海外国家共计429个城市的确诊病例数及每日气温，计算了1月份的平均气温、最低气温和最高气温的日平均值，并利用约束三次样条函数和广义线性混合模型分析了累计确诊病例数与温度之间的关系。模拟方程的计算结果显示，当平均气温为8.72℃，最低温度为6.70℃，最高温度为12.42℃时，累计确诊病例数达到峰值。此后，随着温度的上升，累计确诊病例数将下降。   全球COVID-19传输的最高温度与累计确诊病例数（lgN）的三次样条曲线根据以上温度拐点，研究人员将429个城市分为低温组和高温组，并采用广义线性回归模型进一步分析温度与累计病例数之间的关系。结果显示，低温组中，平均温度、最低温度和最高温度每升高1℃，累积病例指数分别增加0.83、0.82和0.83。在高温组中单因素模型中，最低温度每升高1℃，累积病例指数就会减少0.86。而当温度达到30℃时，累计病例指数将降至最低。这说明SARS-CoV-2对高温敏感，温度的提升能够阻止病毒扩散。此前已有研究表明，SARS-CoV和MERS-CoV等冠状病毒的传播与温度有关。在22-25℃，相对湿度为40-50%的环境中，SARS-CoV在光滑的表面上能保持至少5天的活性，而当温度升高到38℃，相对湿度为95%时，病毒很快就会出现失去了活力。同样，MERS-CoV在低温、低湿度环境下，无论是作为固体表面上的液滴还是作为气溶胶，都可以长期保持其活性。