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新型微波超材料对空间波和表面等离激元波的自由调控或实时调控
成果介绍超材料(Metamaterial),或其二维形式—超表面(Metasurface)由具有亚波长尺寸的人工原子周期或者非周期地排列而成,其描述方式可分为等效媒质和空间编码两种形式。由等效媒质描述的超材料(或超表面)我们称之为新型人工电磁媒质,由空间编码描述的超材料(超表面)我们称之为编码超材料(超表面)和数字超材料(超表面)。对于新型人工电磁媒质,人们通过自由设计单元结构、单元排列方式、以及单元各向异性,可以根据意愿控制等效媒质的媒质参数,实现自然界中不存在或者很难实现的介电常数和/或磁导率,进而控制电磁波。本成果对于新型人工电磁媒质对电磁波的调控作用,例如隐身衣、电磁黑洞、雷达幻觉器件、远场超分辨率成像透镜、新型透镜天线、隐身表面、极化转换器、人工表面等离激元器件及混合集成电路等。技术创新点及参数对于编码和数字超材料(超表面),我们提出基于空间编码调控电磁波的新思路。其中,一比特编码超材料选用相位差接近180度的两种基本单元(记为0单元和1单元),按照一定规律排列0和1单元构成超材料,以实现所需的设计功能。当电磁编码采用FPGA控制时,可实现现场可编程超材料,即单一的超材料在FPGA的实时控制下可实现多种功能(例如单波束、多波束、波束扫描、隐身功能等)。市场前景本成果获得国家自然科学二等奖。该项目突破传统模拟超材料的等效媒质表征方法，创造性地提出用 0 和 1 表征的数字超材料，建了数字编码和现场可编程超材料新体系；在国际上率先从微波传输线的角度研究人工 SPP 超材料，提出一种性能优越的超薄、可共形 SPP 传输线，开辟了基于 SPP 模式的微波领域新分支，实现了超材料研究从跟跑、并跑变成走在世界前列的跨越。
东南大学
2021-04-11
在耗散弗洛凯系统的超冷原子中观察到宇称-时间对称性破缺
利用周期性共振光脉冲序列导致的自旋依赖布居数耗散、射频场耦合下的自旋拉比振荡、以及Feshbach共振调制下的相互作用控制，在一个量子系统中同时实现了精密调控耗散、相干和相互作用三大要素，为实现宇称-时间对称的非厄米哈密顿量的量子模拟奠定了技术基础。 实验结果不仅精确地复现了在经典系统中已经观测到的静态哈密顿量的宇称-时间对称性破缺，还利用周期性耗散机制发现了在任意小耗散下的宇称-时间对称性破缺，观察到系统的能量可以在极其微小的耗散下发生不可逆的发散。不同于以往静态哈密顿量的单参数相变，周期性耗散驱动的宇称-时间对称性的相图在频率的参数空间实现延拓，在特定的频率区间，宇称-时间对称性对于耗散有极其敏感的响应。这个现象之前只有理论预言，而罗乐教授小组首次在绝对零度之上500纳开尔文的超冷费米气体中首次观测到。同时这项工作还发现了对称性破缺点附近的慢衰变模式、类比于多光子跃迁的高阶PT对称性破缺等新颖有趣的物理现象。 目前，罗乐教授研究团队正基于非厄米量子体系研究宇称-时间对称哈密顿量的拓扑量子态转换、耗散下的量子相干态保持、以及高阶奇异点附件的超灵敏能谱响应。这些研究将为基于开放量子系统的量子计算和量子精密测量开拓新的前沿。
中山大学
2021-04-13
中国科学技术大学揭示核量子效应在界面超快电荷转移中的重要作用
近日，来自中国科学技术大学物理学院、合肥微尺度物质科学国家研究中心，国际功能材料量子设计中心(ICQD),合肥国家实验室的赵瑾教授研究团队与王兵、谭世倞教授、以及北京大学李新征教授合作，发现固体-分子界面的超快电荷转移与质子的量子动力学有很强的耦合，揭示了电荷转移过程中核量子效应的重要作用。
中国科学技术大学
2022-07-11
利用分子酶学、酶工程、基因工程和发酵工程开发新型酶制剂 及功能性食品
酶制剂产品包括角质酶、磷脂酶 A1、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、木聚糖酶、普鲁兰酶、异淀粉酶、生麦芽糖淀粉酶、β-淀粉酶等；功能性食品包括-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、大元环糊精、2-O-D-吡 喃葡萄糖基抗坏血酸(AA-2G)、低聚半乳糖、D-阿洛酮糖、异麦芽酮糖、海藻糖、L-茶氨酸、L-瓜氨酸、γ-氨基丁酸、短链芳香酯、 -熊果苷、低聚异麦芽糖、低聚龙胆糖等。 功能性食品的作用： 增强免疫力，抗衰老；防癌、抗癌；降低血脂和血压；保护肝脏；调节肠道菌群，改善肠道功能；促进维生素合成与吸收。
江南大学
2021-04-11
肖强研究员与国际著名科研团队合作在沸石分子筛膜领域取得重要进展
近日，我校含氟新材料研究所肖强研究员与国际著名膜科学家、美国工程院院士M. Tsapatsis教授团队合作，在国际顶级刊物《Nature Materials》上以全文（Article）形式发表了题为“One-dimensional intergrowths in two-dimensional zeolite nanosheets and their effect on ultraselective transport”的研究论文，并同刊得到了国际顶尖科学家J. Caro教授和J. Kärger教授的推荐点评。
工业中混合物的分离约占到整个世界总能耗的10~15%，发展低能耗的工业分离过程始终是科技界的重要使命。沸石分子筛膜以其多孔性、耐溶胀、分子筛分等特性，在溶剂除水和气体分离方面展现了很好的分离效率，取得了重要应用。采用沸石分子筛膜对沸点相近的烃类（如二甲苯）异构体进行分离，有望在大幅降低能耗的基础上实现高效分离，一直是科学界和产业界的研究热点。MFI型沸石分子筛是一种广泛应用的催化剂和吸附剂，其孔径介于对二甲苯（PX）和邻二甲苯（OX）之间，非常适合二甲苯异构体的分离。
对二甲苯（PX）是聚酯工业的重要原料，广泛应用于纤维、胶片、薄膜、树脂和饮料等食用品包装的生产，是芳烃产业链的基础化工原料。高性能MFI沸石膜的成功研发有望大幅降低二甲苯异构体混合物的分离能耗，对PX行业持续健康发展具有重要意义。
团队前期研究结果表明，通过剥离多层MFI沸石（ML-MFI）可以制得开孔、可分散的二维（2D）MFI纳米片，将其沉积在载体上直接制备了具有异构体分离性能的MFI沸石膜。研究团队对2D MFI纳米片做了进一步电子显微学研究，首次在2D MFI纳米片上发现了共生的一维（1D）MEL沸石，通过计算模拟表明2D MFI中的1D MEL具有更刚性的孔结构，能产生更高的选择性。以此为指导，实验上制备了MFI沸石膜，对非稀释等摩尔的对/邻二甲苯混合物分离显示了前所未有的分离性能，在300℃下，PX通量达到0.5×10-3 mol m-2 s-1，分离因子为60，创造了新的世界记录，极大地推动了MFI沸石膜的产业化进程。
浙江师范大学
2021-04-30
具有6.3T矫顽力的钴-萘环氮氧自由基分子磁体材料及其制备方法
具有6.3T矫顽力的钴‑萘环氮氧自由基分子磁体材料及其制备方法，所述分子磁体化学式为[Co(hfac)2(EtONapNIT)]n，式中n为1到正无穷的自然数。其制备方法是将六氟乙酰丙酮钴的正己烷悬浮液回流超过两小时，降温并加入EtONapNIT的二氯甲烷溶液反应，室温挥发几天后得到目标产物。所述分子磁体材料的制备方法简单，反应条件温和，产率高，具有很好的空气稳定性。配合物在零场下展现出慢磁驰豫行为，2K时具有非常大的磁滞回环，矫顽场接近6.3T。这种具有大的矫顽场的分子磁体材料，可有效减少信息存储器件在环境微扰下产生的信息丢失情况，因此在高密度信息存储领域具有非常高的潜在应用价值。
南开大学
2021-04-10
生科院钟伯坚研究组揭示南极嗜冷绿藻基因组水平适应极端环境的分子机制
我校生命科学学院钟伯坚教授研究组联合自然资源部第一海洋研究所等科研单位，对南极海冰生态系统特有的南极衣藻进行了基因组适应性进化研究，为理解南极植物适应极端环境的分子机制提供崭新的思路。 该研究利用三代PacBio测序、二代Illumina测序、10× Genomics和高通量染色体构象捕获技术（Hi-C）获得了南极衣藻高质量的全基因组序列，其基因组总长度为541.86Mb（Scaffold N50达到19.23Mb）。南极衣藻基因组是目前已知最大的绿藻基因组，其基因数目也是绿藻基因组中最多的，共编码19870个基因。基因组结构分析发现重复序列占其基因组序列的63.78%，重复序列含量为已发表绿藻基因组中最高。转座元件（TE）是基因组重复序列的主要组成部分，占整个基因组序列的40.67%。分析表明南极衣藻的反转录转座子发生了明显的扩张，是造成其基因组增大的主要原因。 本研究估算了南极衣藻的分化时间大约为34个百万年，与德雷克海峡开放导致南极极端低温形成的时期一致，推测南极衣藻的起源与南极极端低温的形成有关。研究发现南极衣藻通过水平基因转移的方式获得了冰结合蛋白，该蛋白可以与小的冰晶结合，具有抑制冰结晶和生长的功能。通过进一步的功能实验证实了南极衣藻中的冰结合蛋白具有提高生物抗冻能力的作用。因此，推测冰结合蛋白的获得对南极衣藻避免冰冻损伤和适应海冰中极端低温的环境十分重要。
南京师范大学
2021-02-01
清华大学化学系罗三中团队创新开发手性分子合成新方法
清华大学化学系罗三中课题组在手性分子合成途径研究方面取得新突破，通过将有机小分子催化与光催化相结合，直接将手性分子从外消旋变为手性纯。
清华大学
2022-02-25
结直肠癌筛查、早期诊断及预后预测的循环肿瘤DNA甲基化分子标记物
在该研究的训练组和验证组人群中，CRC诊断模型和预后预测模型均表现出了令人满意的效果。在训练组和验证组的人群中，该诊断模型准确率均达到96%，并且在验证组中该模型诊断敏感性达87.9%，特异性达89.6%，相对于目前临床常用的结直肠癌血清标志物癌胚抗原CEA的准确率为67%，诊断准确度大幅度提高。在对患者预后预测的准确性方面，根据ctDNA甲基化标志物预后预测模型计算得到联合预后评分指数（cp-score）对患者的预后预测的准确性要明显高于临床常用的预后指标，如肿瘤原发部位、TMN分期、CEA等。而将cp-score与这些常规预后指标结合以后，对患者预后预测的准确性还能够得到进一步的提高，在训练组患者中对预后预测的准确性达到82%，在验证组患者中对预后预测的准确性达到87%。对预后的准确预测，可很好的指导医生对不同的患者进行更为个体化的精准治疗，例如对预后不佳者避免给予过度的治疗，而对复发高危患者则给予更为积极的辅助治疗等。 研究团队还在前瞻性队列中验证了单个ctDNA甲基化标志物在结直肠癌筛查中的价值。通过对1493例结直肠癌高危人群同时进行的肠镜筛查和血浆ctDNA甲基化检测结果进行比较，显示ctDNA甲基化标志物可检测出26例早期肠癌患者，26例进展期腺瘤（癌前病变），对肿瘤的检出敏感性达89.7%，特异性达86.8%，对进展期腺瘤的检出率敏感性达33.3%，敏感性和特异性均较现有的无创筛查方法有所提高。这一研究结果对于优化结直肠癌筛查，具有重要的意义，有非常广阔的应用前景。 徐瑞华教授团队的这项成果是我国科学家在肿瘤液体活检领域又一项具有国际领先水平的重大突破，不仅为CRC的筛查提供了新的方法，也为CRC的精准诊治提供了重要的参考。目前该团队仍在积极开展ctDNA分子标志物在其他肿瘤筛查、诊断、预后预测、靶向药物筛选等方面的基础和转化研究，为发现更多的早期肿瘤患者，进一步改善患者的疗效和预后，提供更多、更有力的工具和手段。
中山大学
2021-04-13
针对肥胖型的 II 型糖尿病药物 1.1 类化药新药分子 CP0269 的开发
本项目基于 II 型糖尿病热门研究靶点 C-Jun NH2-Terminal Kinase （JNK）的蛋白活性口袋的结构为基础，设计与合成了超过 60 个化 合物的类似物，通过细胞试验筛选和 II 型糖尿病大鼠动物模型验证， 筛选得到候选药物分子 CP0269。该分子与模型对照组和阳性药物二 甲双胍给药组相比，显示出来良好的降血糖，降血脂，保护胰岛 B 细 胞的药效。通过成药性评价预实验显示 CP0269 具有良好的成药性： CP0269 合成与纯化工艺简单，能得到大量，质量可控的原料药；药 物灌胃口服，吸收与起效迅速，长期毒性预实验显示了该化合物具有 良好的安全性。 技术创新点： CP0269 是以 JNK 为靶点设计的抗 II 型糖尿病的药物分子，一旦 开发成功，将成为首次以 JNK 为靶点的抗 II 性糖尿病的药物分子。 属于 First in Class。 市场应用前景： 在当今社会，II 型糖尿病的发病率依然在增长。饮食结构的变化 造成了肥胖人数的增加，肥胖可能导致机体炎症，从而影响胰岛 B 细 胞的存活于机体的胰岛素抵抗。因此，肥胖已经慢慢成为 II 性糖尿病 的发生进展的主要因素之一。针对这种肥胖型 II 型糖尿病的药物，临床上一般采取联合用药的治疗方案。CP0269 一旦开发成功，将会 针对这一日益增长的适应症占据市场，表现出良好的开发前景。 合作方式： 可采用多种方式进行合作，既可与企业联合研发后续工作，也可 通过技术转让方式进行合作，或是其他方式均可。 已获得的知识产权： 一种化合物及其用于制备 II 型糖尿病治疗药物的应用（专利号： 201710941613.9）
南开大学
2021-04-13