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“石墨烯体系中的阳离子-π相互作用”的研究成果
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
清华大学
2021-04-11
有关微腔中的自发对称性破缺机制的研究
自发对称性破缺是指物理系统保持原本的对称性，而其却选择了另一种不具备对称性的状态，它是很多相变过程和非互易系统的基本原理，例如，弱相互作用的宇称不守恒和希格斯机制均是自发对称性破缺的著名例子。回音壁模式光学微腔由于其固有的旋转对称性，可以支持一对简并的沿顺时针和逆时针传播的行波模式；同时，它具有超高的品质因子和很小的模式体积，可以极大地增强光和物质的相互作用，是研究对称性物理和非线性光学的理想平台。研究团队利用光学克尔效应，使微腔中相向传播、相等强度的行波光场之间发生交叉相位调制，从而产生了非线性耦合。因此，通过控制输入光强可以将这对行波场之间的等效耦合强度调制为零，使得系统中原本的对称状态不再稳定，自发地分裂为两个非对称的状态，实现了光场的自发对称性破缺。采用具有相同强度和偏振的双向输入光，来激发芯片上圆形微腔中的超高品质因子回音壁模式。当输入光功率很小时，系统状态保持原本的对称性，表现为顺时针和逆时针行波场的强度相等；随着输入光功率的增强，由交叉克尔效应引起的非线性耦合强度随之变大，当功率达到一定阈值（百微瓦量级）之后，系统会随机地进入一个顺时针倾向或逆时针倾向的状态，表现为自发对称性破缺。实验上，每个破缺状态中行波强度之比超过了20:1，实验数据与严格理论解析结果吻合。
北京大学
2021-04-11
针对国际贸易中隐含的PM2.5污染健康的影响
通过耦合排放清单模型、投入产出模型、大气化学模型和健康效应模型，首次定量揭示了全球多边贸易引起的PM2.5跨界污染的健康影响。研究发现，与国际贸易相关的PM2.5跨界污染要远高于与大气输送相关的跨界污染，2007年国际贸易隐含的PM2.5跨界污染造成全球每年约76万人过早死亡，约占全球由于PM2.5污染造成的过早死亡人数的22%。研究发现国际贸易使中国、印度、东南亚、东欧等地区的PM2.5污染暴露和过早死亡人数增加，而美国、西欧、日本等地区的过早死亡人数减少，显示污染通过国际贸易从发达地区转移到了发展中地区。通过大气输送过程，某一地区的生产和消费引起的PM2.5污染导致了世界多个地区的过早死亡。
北京大学
2021-04-11
共轭聚合物的多级组装及其电子学器件的研究
共轭聚合物因其柔性、可溶液加工、低成本等优点，在柔性显示、电子皮肤和生物传感等功能器件中有潜在的应用价值。高均匀性的大面积加工是共轭聚合物作为有机半导体材料向实际应用转化的重要一步，但具有很强的挑战性。由于共轭聚合物的分子间强相互作用和复杂的链缠结，溶液加工过程中往往产生结晶与无定形区域、排列缺陷、厚度变化等非均匀性现象，限制了共轭聚合物的大面积加工。即使在稀溶液中，共轭聚合物分子之间仍具有一定程度的聚集。因此，如何通过调控聚合物从溶液到固相薄膜的聚集行为和组装过程，从而实现共轭聚合物的大面积加工，并进一步实现“从下而上”器件加工方式，成为了很有挑战性的科学问题。本研究实现了聚合物单分子薄膜大面积加工，并获得了优异的电子传输性能，有望应用于加工制备大面积、高性能的有机场效应晶体管。 共轭聚合物由于分子之间的π−π相互作用和链段缠结，在溶液中形成了特征的1D蠕虫状组装结构，组装体在溶液加工过程中进一步的生长，形成了网络状组装结构，最终通过沉积方法可以在基底上形成2D聚合物单分子层网络（图1）。研究人员首先通过混合溶剂策略调控氟代苯并二呋喃二酮（F4BDOPV）片段与联二噻吩（2T）片段形成的共轭聚合物（F4BDOPV-2T）在溶液中组装行为，并通过垂直提拉法表征了沉积薄膜的形貌。原子力显微镜（AFM）高度图表明在氯仿溶液中沉积得到的薄膜具有特征的网络状形貌，且厚度在很大的实验加工窗口内均保持聚合物单分子层量级（约4 nm）。薄膜吸收光谱、AFM高度以及掠入射X射线散射证明了聚合物单分子层的厚度，且表明单分子层的形成具有宽的加工窗口。聚合物单分子层的形成与基底的性质关系较小，在具有不同接触角的基底均可以沉积得到聚合物单分子层网络。宽的加工窗口和弱的基底相关性非常有利于加工大面积和高均匀性的聚合物薄膜。
北京大学
2021-04-11
一种甜叶菊的无土栽培的种植装置
本实用新型公开了一种甜叶菊的无土栽培的种植装置，包括装置本体、基座、检测器和栽培装置，检测器由信息采集器和操作按钮构成，操作按钮卡接在信息采集器的外壁面上，信息采集器的顶端设置有可充电电池，栽培装置有储液箱和种植孔构成，种植孔贯穿连接在储液箱的外壁面内。该种甜叶菊的无土栽培的种植装置，栽培装置的四周安装有多个感应单片，顶板的下方安装有多个传感导片，多个感应单片与多个传感导片信号连接，通过多个感应单
青岛农业大学
2021-01-12
一种透气保健鞋底材料的制备工艺及其鞋底的设计
透气性能良好的鞋能长时间保持鞋腔内干爽的微气候，使脚部皮肤自由呼吸，保证脚的健康。本项目包括一种具有可透气和防水功能的透气鞋底材料的制备、原料、配方和透气鞋底的设计两部分。关键技术已申请两项国家发明专利（CN 101392088，ZL200910111722.3），其中授权一项（一种带单向阀和疏水透气膜的鞋底ZL200910111722.3）。
厦门大学
2021-01-12
片状锌铝粉的研制及其无机富锌高铝涂料的制备
无机富锌高铝涂料使用碱性硅酸盐、硅酸烷基酯为成膜物质，前者因其对金属表面的处理要求不太高，施工受环境影响小，附着力强等特点，在各领域得到广泛的应用；后者对金属有极好的附着力和防锈作用，在导电性、耐热性、耐溶剂性、防锈性等方面优于前者，尤其作为单一涂层，无机类比有机类具有更好的耐久性和耐腐蚀性能。无机富锌高铝涂料中影响长效防腐的最重要因素是锌粉和铝粉，要想制备出高性能长效重防腐涂料，片锌和片铝及其合金的制备技术将成为关键。本项目就是在现有湿式球磨法的基础上，创新性地改进了球磨设备和技术，制备出了与德国爱卡公司相当的鳞片状锌粉和铝粉及其合金粉末，以此片锌片铝为填料，碱性硅酸盐、硅酸烷基酯为粘结剂，辅以各种助剂，配制了各种规格的无机片状富锌高铝涂料，涂层盐雾试验达到了10000小时，处于国内外领先水平，可以在全球各相关领域销售。产品生产过程中因不使用各种易燃、易爆类危险品，且是全封闭式生产，无任何三废排放，完全属于节能、零排放和清洁生产工艺。本项目能生产出各种规格的片锌粉、片铝粉及其合金粉，无需干燥处理直接用于配制高性能长效防腐无机片状富锌高铝涂料，这是本项目的特色之一；涂料所用专用固化剂的制备也是本项目的另一特色。
南京工业大学
2021-04-13
与猪生长和肉质性状相关的分子标记的克隆及应用
研发阶段/n可用于猪生长速度的遗传改良，在猪的遗传改良中生长速度性状一直是改良的重点，提高生长速度可缩短生长周期，节省饲养成本，但这个性状的测定也必须等到猪长到上市体重，因此测定工作需要花费成本，用专利6，7和8可以进行早期选择，节约测定成本，缩短世代间隔，提高生长速度。
华中农业大学
2021-01-12
治疗慢性喉炎、声带小结的药物及其颗粒剂的制备方法
【发 明 人】严道南；倪荷芳【技术领域】本发明涉及动植物为原材料的医用配制品。【摘要】一种治疗慢性喉炎、声带小结的中药，它包括红花 100份(质量，下同)，三棱100份，土鳖虫90-100份，浙贝母100-114份，桔梗60-80份，甘草30-45份。本发明治疗慢性喉炎、声带小结的中药总有效率为90.77%。本发明公开了其颗粒剂的制作工艺。
南京中医药大学
2021-04-13
一种具有增强的抑菌效果的噬菌体裂解酶
本发明将裂解酶Bp7e氨基酸的第99位亮氨酸和102位蛋氨酸分别进行突变为丙氨酸和谷氨酸，经原核表达技术得到了突变体蛋白并经Western-blot对其进行了鉴定，命名为Bp7c突变体蛋白。对Bp7e和Bp7e突变体蛋白进行了纯化及浓度测定，通过体外裂解实验及裂解谱检测得知，纯化的Bp7e和Bp7e突变体两种蛋白具有广谱的抑菌作用，对溶壁微球菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和多种血清型大肠杆菌均有裂解效果，且Bp7e突变体裂解效果整体优于天然裂解酶Bp7e。
青岛农业大学
2021-04-13