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北京大学物理学院肖云峰教授与龚旗煌院士领导的研究团队在微腔非线性光学研究取得重要进展：首次实现有机分子修饰的二氧化硅光学微腔的高效三次谐波产生，比此前报道的二氧化硅微腔转换效率提高了四个量级，接近晶体微环腔三次谐波的最高转换效率。成果被《物理评论快报》以封面及编辑推荐形式亮点报道：Phys. Rev. Lett. 123, 173902 (2019)。论文题为“Microcavity Nonlinear Optics with an Organically Functionalized Surface” (https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.173902)。左图：二氧化硅微腔表面修饰有机共轭分子；右图：实验测得的激发光和三次谐波光谱图 三阶非线性光学效应是现代光学研究和应用中最重要的非线性光学过程之一，被广泛应用于实现光频梳、全光开关和量子光源等。二氧化硅回音壁微腔由于具有超高的品质因子和成熟的制备工艺，已经成为是现代光子学研究的重要器件。然而，由于材料的限制，二氧化硅三阶光学非线性响应较弱于多数晶体材料，这严重地制约了二氧化硅微腔器件的性能。另一方面，有机共轭小分子具有离域的电子系统，在光场激发下，离域电子表现出很强的非谐振动，从而具有很高的非线性响应系数。同时，回音壁微腔的表面倏逝场为微腔与外界物质相互作用提供天然的通道。因此，采用表面修饰技术，光学微腔和高非线性响应的有机分子形成连结；有机分子通过表面倏逝场作用，有效地调控微腔系统的非线性效应，从而提高微腔器件的性能甚至可能突破微腔材料的限制。 在该项工作中，研究团队通过采用两步反应法，实现了二氧化硅微腔表面均匀地修饰有机分子层，既有效增强了微腔表面三阶非线性系数，同时保持了腔的高品质因子特性。实验中，研究者采用最近发展的动态相位匹配技术，即基于腔克尔效应和热效应补偿非线性频率转换过程中本征的相位失配，实现泵浦光和谐波频率与热腔模频率的共振匹配，最终实验上观测到三次谐波转换效率达到1680%/W2，比之前报道的二氧化硅微腔的最高转换效率提高了四个量级，接近目前晶体微环腔转换效率的最高值。研究者进一步地在实验上揭示了三次谐波的增强来自表面修饰的有机分子：微腔三次谐波/合频转换效率显著依赖于泵浦光偏振，平均输出功率对比度达到50倍，这是由于有机分子偶极取向导致的偏振依赖响应。该工作采用的表面修饰技术和动态相位匹配方法可以普适地推广到其它微腔和光波导等体系中，在宽带可调谐非线频率转换和表面科学研究中发挥重要作用。

利用一氧化碳分子对针尖进行化学修饰，调控针尖的电荷分布，通过探测电四极矩针尖与强极性水分子之间的微弱高阶静电力，获得了弱键合的水分子团簇甚至亚稳结构的亚分子级分辨成像，并在原子尺度上确定了其氢键构型和氢原子的位置。

金属表面处理的研发、生产

项目1：基于超分子化工和纳米技术，将具有特定光学特性分子引入膨润土层状主体结构中，实现分子尺度的均一复合，得到具有发光效率高、亮度强、寿命长、稳定性好、色度纯正的光学功能纳米材料，并将其添加到高分子树脂中获得新型复合荧光油墨。该系列高性能材料的产业化在光致/电致发光。荧光传感器等领域有重要的应用前景。特别是可以作为新一代稀土替代型荧光防伪材料。防伪商标，防伪标签的使用者，从事各类产品包装及证件的公司和相关政府企业均可作为本项目产品的主要用户。预计 2015年，本产品国内年需求量将达1万吨，国内年消费额达6.5亿元，投资回收期约4.2年。 项目2：基于插层组装原理，将功能性聚合物在膨润土表面及层间进行插层改性，以实现膨润土相关物理化学特性（如亲水亲油性。热稳定性、力学强度等）的精细调控。将该类无机有机复合材料应用于高附加值化工助剂领域，如高分子聚合物（如橡胶、塑料。涤纶等）的增韧材料、阻燃材料、热稳定材料、抗冲击材料等，实现复合材料功能的一体化。

聚合物多孔材料在高技术领域有可观的应用前景，如作为有机合成催化剂载体、生物组织工程支架等。通过高内相乳液模板法（HIPEs）制备的聚合物多孔材料具有孔径和孔容积可调等优点，是极具工业价值的一种技术。但前人的工作都基于乳液经典理论：Bancroft规则即水包油型的乳液只能采用水溶性的乳化剂，油包水型的乳液只能采用油溶性的乳化剂，这严重限制了以高内相乳液为模板制成的聚合物多孔材料的直接应用，迫使其在使用前必须经由复杂的表面功能化；且传统方法在制备稳定高内相乳液时，乳化剂占有机相5-70 wt%，大大增加了高内相乳液制备成本，并造成环境污染。本项目以一步法制备功能化聚合物多孔材料及降低HIPEs制备过程乳化剂用量为技术特点，以仅占有机相0.8 wt% 的水溶性乳化剂为稳定剂，获得稳定的、水相体积分数达96.3vol% 的油包水型高内相乳液，并聚合得到功能化聚苯乙烯-二乙烯基苯基多孔材料。该多孔材料已成功地用作有机合成的微反应器和催化剂载体，避免了高毒性有机锡类催化剂的使用，为聚合物多孔材料在绿色化学工业中直接应用提供新的途径。

1）纳米复合材料的分散技术 特点：低剪切分散，设备简单，到达纳米级分布，改善力学性能，低逾渗导电2）低收缩率聚丙烯 特点：利用无机粒子填充作用和成核剂控制晶体结构，大幅降低聚丙烯成型收缩率3）高刚性低翘曲复合材料 特点：主要针对PET、PBT、PA体系，强度高，流动性好，成型翘曲变形小，适用于高精度电子产品

该项研究成果可有效解决水体悬浮固体动力学研究中悬浮固体浓度分布、粒径及形态等参数测量问题，为我国水体动力学研究、水利工程的精准设计以及进一步提升水资源控制能力提供技术支撑。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 目前，我国水利工程建设的数量、质量及安全要求日益提升。水体悬浮固体动力学研究对于水利工程设计、加强水资源控制具有重要意义。准确测量悬浮固体浓度分布、粒径及形态等参数，是泥沙动力学研究的前提。市场现有浊度仪存在结构复杂、体积大（~φ50×200 mm）、响应速度慢（~100s）及测量参数单一等问题，已成为该研究领域的主要障碍。 探头微型化多功能悬浮泥沙监测系统，基于光纤传像束可实现对悬浮泥沙超低介入的可视化多参数测量，很好地解决了上述问题。该系统具有免防水、结构简单、探头尺寸小（~φ12×10mm），多参数测量（>13m粒径分布）、测量精度高（±2‰）、量程大（0-100kg/m3）及响应速度快（50ms）等优点，可广泛用于河口海岸等水利工程设计与维护以及实验室水体动力学研究，目前已成功应用于天津大学“水利工程仿真与安全国家重点实验室”物理模型仿真中。

寡糖是功能性生物活性物质，不仅在功能性食品中充当功能因子，而且在农产品安全生产、食品质量和品质的提升方面有着极其广阔的开发前景。利用生物酶降解生物质多糖制备寡糖，是功能寡糖的总体发展趋势，需要大力发展与复杂来源生物多糖类底物相匹配的生物酶制备技术，并发展配套的高效预处理和多种方式联合的原料预处理技术，进而基于活性筛选与评价开发新型产品。项目系统开展了多种糖苷水解酶的高效筛选和发酵制备技术研究，已获得多样性来源的β-甘露聚糖酶、壳聚糖酶、褐藻胶裂解酶、海藻糖酶等多个品种。同时，引入联合降解以及清洁生产方式，形成多个品种寡糖的规模化制备技术体系。完成了壳寡糖、魔芋甘露寡糖、褐藻寡糖等在免疫调节、肠道菌群改善、降血糖、降血脂、抑菌、抗氧化等多方面活性评价，形成了寡糖及其配方产品等系列健康制品。申请国家技术发明专利 14 项，撰写和发表相关论文 22 篇，协助合作单位完成 5 项寡糖产品的标准制定，合作开发 7 个新产品，其中 2 个产品获批高新技术产品。

本发明公开了金雀异黄酮防治根尖周病的应用。本发明通过体内实验发现金雀异黄酮可显著抑制开 髓所导致的根尖周病变局部炎症细胞浸润和骨质破坏;并通过降低 RANKL 表达水平、促进 OPG 表达， 动态调节根尖周病灶局部 RANKL/OPG 比值，达到治疗根尖周病的作用。上述结果表明金雀异黄酮是一 种有效防治根尖周病的药物，金雀异黄酮可用于制备