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关于“外尔半金属TaAs的不饱和量子磁性”的研究
北京大学物理学院的贾爽研究员和中科院强磁场科学中心的张警蕾研究员、南方科技大学的卢海舟教授等组成的研究团队对外尔半金属材料TaAs等在强磁场下的磁性质进行了深入研究。利用磁扭矩探测和平行磁化率探测技术，他们发现当外尔电子在强磁场下进入量子极限时，其横向和纵向磁化率都表现出强烈的不饱和性。这一强磁场下的不饱和磁性与非相对论型的拓扑平庸电子呈现的饱和磁性截然相反，是相对论型的电子所独具的指针性属性。 由于各种拓扑电子材料的能带对于包括自旋轨道耦合以及化学势在内的各种参数高度敏感，决定电子拓扑性质的能量尺度可能小至毫电子伏特量级，因此通常的谱学测量如角分辨光电子谱等往往无法分辨能带的细节。而普通的电输运测量只能表征费米面的贝里曲率，无法区分相对论型的电子能带是否存在能隙。这项对于拓扑电子材料的磁性研究，结合了理论计算与强磁场下的实验表征，提出了探测相对论型的电子的一种决定性指针。该工作已在《自然•通讯》上发表 Nature Communications 10, 1028 (2019).Magnetic responses of the non-relativistic and relativistic fermions a, b, c, d: The energy bands of non-relativistic (parabolic-band) fermions; g, i, h, j: The energy bands of -relativistic fermions; e, f: Calculated parallel magnetization (M||) and effective transverse magnetization (MT) of non-relativistic fermions are saturated in strong magnetic field. k, l: Non-saturated M of relativistic fermions. 此项工作的通讯作者为贾爽研究员，中科院强磁场科学中心的张警蕾研究员和南方科技大学的卢海舟教授；第一作者为量子材料中心博士生张成龙和南方科技大学的王春明教授。同时，这项研究受到国家自然科学基金（No. U1832214, No.11774007）国家重点研究计划（2018YFA0305601）以及中科院先导研究计划（XDB28000000）等的支持。
北京大学
2021-04-11
关于晶体表界面调控的“变异和遗传”生长机制的研究
研究团队创造性提出晶体表界面调控的“变异和遗传”生长机制，在国际上首次实现种类最全、尺寸最大的高指数晶面单晶铜箔库的制造。
北京大学
2021-04-11
海藻活性物质的筛选及其分离纯化的关键技术研究
①基于海洋微藻多糖筛选，建立了海洋微藻多糖的分离纯化工艺
从10种海藻微藻中，筛选到多糖含量较高的四爿藻4种海洋微藻。进一步，建立了它们多糖的热水浸提法和微波萃取法工艺，初次发现2种提取方法在它们多糖提取中的优劣。在此基础上，测定多糖结构、硫酸基和糖醛酸等活性基团含量，筛选到球等鞭金藻和小球藻多糖。随后，初次建立了它们多糖的分离纯化工艺，制备到5种新的纯多糖。这些纯多糖具有中等强度的体外抗氧化和抗菌活性，填补了国内外研究空白。
②建立了抑藻活性物质的筛选方法，建立了7种大型海藻抑藻活性物质的分离纯化工艺
从40种大型海藻中筛选目标物，获得浒苔等7种大型海藻。在此基础上，建立了它们抑藻活性物质的分离纯化工艺，填补了国内外研究空白，并制备到52种，其中50种是初次从大型海藻中分离得到。进一步，研究了42种抑藻活性物质对7种赤潮微藻的抑藻活性。针对每种赤潮微藻，获得了1种以上的比重铬酸钾更有抑藻优势的活性物质。
江苏海洋大学
2021-05-10
一种制备石墨烯的方法及其制得的石墨烯
本成果以“高效、低耗、高质、低成本”为开发理念，形成了氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、石墨烯的系列制备技术，具有实施工业规模化生产的潜质。所制备的氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、石墨烯具有层数低、比表面积大、纯度高等特点。应用领域包括生物检测、新能源、环境修复、防护涂装、电磁屏蔽、导电及导热材料等。目前，已在防腐涂料、电化学储能、导电导热材料等方面应用与企业开展对接试研工作。本成果包含的制备技术的特点如下：
1、氧化石墨烯制备技术特点：
① 生产过程简单、高效（无需繁杂的低温、高温过程）；
② 节能减耗，能耗低，浓酸消耗少，“三废”产生少；
③ 生产周期短，氧化过程最快仅需30min；
④ 浓硫酸的回收再利用。
2、还原氧化石墨烯制备技术特点：
① 生产过程简单、高效；
② 无需任何还原剂；
③ 无需复杂、高要求的设备；
④ 还原过程最快仅需3s。
3、石墨烯制备技术特点：
① 生产过程简单、高效；
② 无需任何还原剂；
③ 使用设备简单易获得；
④ 制备过程最快仅需5s。
重庆大学
2021-05-09
包埋共轭亚油酸的蜡质玉米纳米淀粉的制备工艺流程
一种包埋共轭亚油酸的蜡质玉米纳米淀粉的制备工艺流程，包括：称取脱脂的蜡质玉米淀粉10‑20g溶于100ml缓冲溶液中，将蜡质玉米淀粉悬液沸水浴充分糊化40min后冷却至58℃保温，加入30aspu/g干基淀粉的普鲁兰酶进行脱支处理4‑12h，离心2‑5min后弃去沉淀，保留上清液，沸水浴灭酶处理10‑15min，再次离心2min弃去变性的酶，保留上清液，煮沸，称取1g‑3g共轭亚油酸溶于5ml，70％乙醇溶液中，将混合溶液加入煮沸的上清液中，边加入边搅拌，处理20‑60min，冷却至室温，置于4℃的冰箱中，回生处理8‑10h，回生后的纳米颗粒用70％的乙醇溶液水洗3‑4次，将水洗后的纳米颗粒经‑70℃冷冻后，真空冷冻干燥制得成品。
青岛农业大学
2021-04-11
基于多光谱图像的植物叶片水分含量的检测方法及系统
本发明公开了一种基于多光谱图像的植物叶片水分含量的检测方法及系统，检测方法包括以下步骤：a、获取样本植物叶片的绿光波段、红光波段和近红外波段的单色图像；b、获取单色图像的灰度信息，并获取所述样本植物叶片的灰度纹理特征量；c、将灰度信息转化为样本植物叶片的反射率信息，通过反射率信息获取叶片植被指数值；d、以灰度纹理特征量和叶片植被指数值为输入向量，以样本植物叶片的实测水分含量值为输出向量，建立模型；e、按照步骤a～c的操作获取待测植物叶片的灰度纹理特征量和叶片植被指数值，带入步骤d中模型，即得待测植物叶片的水分含量值。该方法能够实现对植物叶片的水分含量进行准确、快速、无损、实时的检测。
浙江大学
2021-04-11
填料的表面改性及其在高分子材料中的应用
随着我国四个现代的高速发展，对高分子材料制品提出了各种新的要求。为了满足不同用途的需要，除了积极发展新的合成橡胶和合成树脂之外，还应该在现有树脂或橡胶加工成制品的过程中，利用化学方法或物理方法改变制品的一些性能，以达到预期的目的，这就是高分子材料改性。高分子材料改性一般可分为化学改性和物理改性。物理改性分为填充改性和共混改性等。填充改性是指在高分子材料成型加工过程中加入无机或有机填充剂，不仅能使高分子材料制品价格大大降低，而且更重要的是能显著改善高分子材料的机械性能或增加其他功能性，如导热性能、导电性能、光学性能等等。然而，无机填料和高分子材料间密度的差异妨碍了填料在基体中的均匀分散，因而给混炼成型加工带来了困难。又因为两者表面能不同，在遇到外力时，高分子材料与填料界面上应力集中易产生空隙，加速材料的老化。为了提高填料与高分子材料的亲和能力，需要对填料进行活化处理。本项目即涉及用于塑料和橡胶中大部分填料的表面处理技术，包括多种填料，如炭黑、碳纳米管、硅灰石、滑石粉、云母、碳酸钙、铁粉等等。该处理技术简单，易产业化，并具有成功产业化案例：某企业要求向再生丁基橡胶中加入铁粉和钙粉，需大量填充使胶料密度达到2.7，但直接添加，根本加不进去如此大量的填料，经本技术改性后，成功添加到胶料中，且密度达到要求。
华东理工大学
2021-04-11
基于深度学习的新冠病毒的早期检测筛查模型系统
西安电子科技大学计算机科学与技术学院智能软件与系统新技术研究所副教授张亮团队依托上海瑞金医院、西安交通大学第二附属医院等的新冠肺炎疑似、确诊患者肺部CT影像，通过综合分析新冠肺炎患者的肺部CT影像特点（磨玻璃、体积大小、位置等特征），张亮团队加快技术攻关，设计开发了基于深度学习的新型冠状病毒的早期检测筛查模型系统。
西安电子科技大学
2021-04-10
“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