研究团队

团队简介王策课题组长期从事流式细胞分析/分选、流式成像、流式光谱分析、流式微流控、智能算法等技术研究，并开展相关医疗与科研装备的研制。早期研究成果单激光四色流式细胞仪通过医疗器械电磁兼容、电气安全、运输试验等项目的检测，满足仪器行业标准性能要求。已由依托企业取得医疗器械产品注册证1项，成果转化1500万元。三激光十色流式细胞仪已完成原理样机研制，技术参数与目前医院保有量最大的流式细胞仪性能相当。研发完成的痕量细胞流式微流控分选仪，可开展百万分之一的目标细胞的高通量分选，俘获率大于80%。已发表学术论文30余篇，授权国家发明专利20余项，软件著作权5项。先后主持国家重点研发计划重大科学仪器专项、国家重点研发计划生殖专项课题、中国科学院重大科研装备研制、中国科学院A类先导子课题、国家自然科学基金等项目十余项。团队负责人王策，研究员，中科院青年创新促进会会员，中科院生物医学检验技术重点实验室副主任。主要从事基于光电子学与激光技术在生物医学工程领域开展单细胞及其组群的物理、生化性质测试分析方法研究工作。当前研究重点为流式细胞仪、流式微流控、流式光谱与流式成像等工作。详情见所网站链接: http://www.sibet.cas.cn/sourcedb_sibet_cas/zw/yjdw/yjy/201403/t20140311_4049142.html团队其他成员马玉婷，博士，研究员，中科院青年创新促进会会员，主要从事压电驱动器、换能器及生物颗粒操控的研究。详情见所网站链接：http://www.sibet.cas.cn/sourcedb_sibet_cas/zw/yjdw/yjy/201403/t20140311_4049144.html 裴智果，副研究员，主要从事流式细胞仪的控制系统嵌入式软件开发、信号采集硬件电路开发。详情见所网站链接：http://www.sibet.cas.cn/sourcedb_sibet_cas/zw/yjdw/fyjy00/201805/t20180509_5008943.html陈忠祥，副研究员，主要从事体外诊断仪器开发，负责光电检测，光学系统设计等相关工作。详情见所网站链接：http://www.sibet.cas.cn/sourcedb_sibet_cas/zw/yjdw/fyjy00/201804/t20180420_4999684.html严心涛，副研究员，主要从事流式细胞术、生物医学测量方法及组织或类器官三维重建关键核心部件开发等工作。详情见所网站链接：http://www.sibet.cas.cn/sourcedb_sibet_cas/zw/yjdw/fyjy00/202203/t20220314_6390102.html钟金凤，副研究员，主要从事流式细胞术相关仪器的软件开发与应用、基于人工智能的流式数据处理等研究工作。宋飞飞，硕士，助理研究员，主要从事微流控流体系统搭建，液路仿真等工作。王耀，硕士，研究实习员，主要从事医疗仪器开发及机械设计研发工作。何帅，硕士，工程师，主要从事流式系统嵌入式软硬件相关设计工作。陈梦丽，硕士，工程师。主要从事流式细胞实验方法开发和实验方案优化工作。团队合影主要研究方向及代表性成果介绍代表性成果一：单激光四色流式细胞仪依托国家863计划项目“医用新型流式细胞仪研制”，研究成果单激光四色流式细胞仪通过医疗器械电磁兼容、电气安全、运输试验等项目的检测，满足仪器行业标准《YY/T 0588 流式细胞仪》性能要求。已由依托企业取得医疗器械产品注册证1项（苏械20182400723），申请专利20多项，授权发明专利10多项，成果转化1500万元。代表性成果二：三激光十色流式细胞仪中端分析型产品，性能指标与目前医院保有量最大的国外商业流式细胞仪性能相当。12参数，荧光灵敏度FICT≤80 MESF，PE≤50 MESF；荧光线性度≥0.99；前侧向散射分辨率0.5 µm，分析速度30000细胞/秒。代表性成果三：流式微流控分选仪依托国家重点研发计划生殖专项“常见单基因病及基因组病无创产前筛查及诊断技术平台研发及规范化应用体系建立”资助进行孕妇外周血中的痕量胎儿细胞分选。已研发完成痕量细胞流式微流控分选仪样机，可开展百万分之一的目标细胞的高通量分选，俘获率大于80%，细胞活性高于98.7%。该技术在国内外处于领先地位，为突破现有基于NGS的无创产前诊断的局限提供了新途径。团队所获奖励[1] 2019年，中国科学院青年创新促进会会员[2] 2017年，中国科学院青年创新促进会会员[3] 2017年，苏州市“青年创新工作室”

自1986年Bednortz和Müller发现铜氧化物高温超导以来，三十五年已经过去了，但作为凝聚态物理学最重要科学难题之一的高温超导机理至今仍然没有得到解决，甚至在最基本的科学问题，如配对对称性上也尚未达成共识。针对配对对称性这一核心科学问题，清华物理系张定副教授、薛其坤教授带领的研究团队与国内外同事合作，通过制备具有原子级平整界面的高质量约瑟夫森结，发现铜氧化物中s-波配对占主导地位。这个结果颠覆了铜基高温超导是d-波配对的主流认识。该工作不但是铜氧化物高温超导研究的一个重大进展，同时也为破解高温超导机理这一科学难题指明了正确方向。该研究成果以“转角超薄铋锶钙铜氧约瑟夫森结中的s波配对”(Presence of s-wave pairing in Josephson junctions made of twisted ultrathin Bi2Sr2CaCu2O8+x flakes)为题在线发表在7月15日的《物理评论X》（Physical Review X）上。超导作为一种宏观量子现象，其量子态的波函数在理论上可以分为s波、p波和d波等。与氢原子波函数的空间分布相似，s波超导各向同性，角动量量子数为0，而p波和d波的超导波函数具有空间各向异性。其中，d波的角动量量子数为2，其振幅的空间分布像四朵花瓣一样（以dx2-y2波为例），而且从一个花瓣转向近邻花瓣时会发生由相位引起的变号。相比于常规超导体的s波配对，多数人认为铜氧化物超导具有d波配对对称性。然而，这一观点也受到了一系列新的挑战。比如，薛其坤教授团队利用扫描隧道镜直接测量铜氧化物的超导层时发现其超导能隙符合s波超导的U型，而非d波的V型。不过，区分s波与d波的最关键信息来自于超导波函数的相位，即前述的变号行为。此前人们通过两个或三个超导体组成花瓣平面内的约瑟夫森耦合开展了相位测量。但是，将多个晶体进行横向的拼接，往往存在拼接处—晶界—的晶格畸变、多晶面交替出现、化学配比剧烈变化等问题，这都使得实验结果存在着不确定性。图1 高温超导转角约瑟夫森结原子结构示意图。图中蓝、绿、红、黄、黑色小球分别代表铋、锶、钙、铜、氧原子。上半部分半个原胞相对下半部分旋转45度。右侧插图表示s波配对中相位在空间中保持相同符号。相比于此，由于铜氧化物超导具有二维层状结构，将其沿纵向拼接而成的约瑟夫森结就有望形成原子级平整的界面。以最典型的铋锶钙铜氧高温超导体为例（图1），该铜氧化物具有层状结构，纵向由超导的铜氧层与不超导的铋氧/锶氧层交替堆叠而成。纵向拼接而成的约瑟夫森结是判定配对对称性中相位的一种理想结构。其原理是，如果将两个d波超导体沿垂直于其d波花瓣平面的方向即纵向进行约瑟夫森耦合时，其耦合强度将在两个超导体相对旋转45度时下降到零，而两个s波超导体在此情况下仍然存在约瑟夫森耦合。过去，人们曾构筑过这样的纵向约瑟夫森结对铜基高温超导的相位问题开展过研究，但没有得到一致的结果：有的实验支持s波，有的支持d波。造成这个结果的主要原因是两个超导体构成的约瑟夫森结的界面质量不够高，而且实验结果中混入了其它约瑟夫森耦合的信号—单边的超导体中也存在本征的纵向约瑟夫森耦合。因此，制备原子级平整、宏观均匀的单一约瑟夫森结是关键。张定副教授、薛其坤教授带领研究团队成功制备出了超薄的具有原子级平整界面的高质量约瑟夫森结，并且能将两边超导层的相对转角进行精确地控制。在这些高质量样品中，他们观察到参与隧穿过程的只有相对发生旋转的两个超导层，避免了本征约瑟夫森结造成的复杂性。通过这种高度精确人为可控的相位敏感测量，他们发现在相对角度旋转到45度时，两片铋锶钙铜氧超导在纵向仍然存在约瑟夫森耦合，而且耦合强度与转角为0度时可比拟，这说明配对对称性是s波。这个结果清楚表明，目前主流的d波配对理论并不适用铋锶钙铜氧高温超导体系。如果这一实验得到进一步验证，并且推广到其它铜氧化物高温超导体系，那么这将是三十多年高温超导机理研究的一个转折点，为最终解决高温超导机理走出了最关键的一步。为了最终确认s波配对对称性，研究团队目前正在瞄准原子极限下两个单层铜氧化物超导间的约瑟夫森耦合——进行强力攻关。这一突破的取得是团队成员潜心攻关和精诚合作的结果。北京量子信息科学研究院（量子院）助理研究员朱玉莹（清华大学物理系原博士后）作为文章的共同第一作者，在加入团队后的四年中未发表一篇作为主要作者的文章，心无旁骛、刻苦攻关。她与清华大学物理系博士生廖孟涵（共同第一作者），在开展该研究的五年内，利用美国布鲁克海文国家实验室Genda Gu教授研究组提供的最优质量的晶体，共尝试了近800多个薄膜样品，制备和测试了300多个具有不同转角的约瑟夫森结。为了验证人工约瑟夫森结的质量，需要获得原子结构的信息，这得到了中科院物理所谷林研究组的全力支持。物理所张庆华副研究员（共同第一作者）对数十个约瑟夫森结样品开展了精细的结构表征，证明了其具有宏观大范围原子级平整的晶界。参与该研究的合作者还包括清华物理系博士生刘耀伍与柏中华、季帅华教授、姜开利教授、马旭村教授，量子院解宏毅副研究员，物理所孟繁琦博士生，美国布鲁克海文国家实验室Ruidan Zhong和John Schneeloch等。该工作得到了国家科技部、自然科学基金委员会、清华大学低维量子物理国家重点实验室、北京未来芯片技术高精尖创新中心等的经费支持。论文链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevX.11.031011

&ldquo 拿奖既是荣誉，也是负担。拿了奖很不好意思，那么多人做了贡献，我只是替大家拿奖杯&rdquo ，73岁的中国科学院院士赵忠贤说着，看了看围坐在身边的同伴。 　　以赵忠贤、陈仙辉、王楠林、闻海虎、方忠为代表的中国科学院物理研究所(以下简称&ldquo 物理所&rdquo )和中国科学技术大学(以下简称&ldquo 中科大&rdquo )研究团队，因在&ldquo 40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究&rdquo 方面有突出贡献，10日在北京获得2013年度国家自然科学一等奖。在此之前，该奖已连续空缺3年。 　　通过国家科学技术奖励工作办公室了解到，超导是21世纪能源领域战略性的技术储备之一。物理所和中科大研究团队经过长期积累与合作，首次突破麦克米兰极限温度(40K)，确定铁基超导体为新一类高温超导体，为促进凝聚态物理学科发展和超导应用的实现做出了先驱性和开创性的贡献。 　　然而在受访时提起学科贡献，研究团队便有挥之不去的遗憾。他们说，日本化学家细野秀雄在2008年2月报道临界温度26K的LaFeAsO1-xFx超导体，从时间节点来看确实比中国先行一步。 　　&ldquo 当时我们也在进行制备工作，由于种种限制，没能冲上去&rdquo ，贡献代表之一、常年从事相关工作的超导国家重点实验室SC10研究组组长陈根富懊恼地说，他曾在2007年尝试制备高品质的超导单晶样品。 　　赵忠贤亦透露，团队早于1994年就开始着手研究类似于铁基超导体的结构，但因未能大胆尝试铁金属而错失良机。&ldquo 所以当日本学者有所发现时，我们不会再丢失机会，就毫不犹豫地继续做&rdquo ，他说。 　　受此精神鼓舞，同时基于20多年的积累，中国铁基超导研究成果逐渐形成&ldquo 井喷&rdquo ，其中包括此次得奖的中科大陈仙辉研究组和物理所王楠林研究组&mdash &mdash 他们同时独立观测到43K和41K的超导转变温度，证明铁基超导体是高温超导体。国际刊物《Science》(科学)撰文称&ldquo 在凝聚态物理领域，中国已成为一个强国&rdquo 。 　　&ldquo 现在但凡有关铁基超导体的国际会议必有我们团队的人参与，我们每隔几天就会有崭新的成果呈现给学术界&rdquo ，赵忠贤自豪地说，他们也与美国普林斯顿大学等国外机构开展合作。 　　此外，铜氧化物高温超导体本已应用于科学研究、信息通讯、工业加工、能源存储、交通运输、生物医学及航空航天等领域，但它们是陶瓷性材料，复杂的制作工艺使其大规模应用受到限制。赵忠贤表示，在工业上更易于制造的铁基超导体势必在上述领域发挥功效，比如改善通话质量、制造计算机芯片、改进磁悬浮列车等。 　　值得一提的是，物理所早在1989年就曾以&ldquo 液氮温区氧化物超导体的发现及研究&rdquo 获得国家自然科学一等奖，赵忠贤也是其中一员。回忆往昔，他感慨因该学科一度遇到瓶颈，致使一批优秀人才无奈离开，&ldquo 真想让每一位曾从事超导研究的贡献者都得到一枚勋章&rdquo 。 　　&ldquo 如今超导研究重掀热潮，又有一批优秀的年轻人加入科研队伍&rdquo ，赵忠贤寄语他们能扎扎实实做好本职工作，&ldquo 安得下心、沉得住气、耐得住寂寞&rdquo ，让超导研究牢牢扎根中国。 　　追溯超导研究历史，已有10人获得了5次诺贝尔奖，中新社记者顺势将&ldquo 诺贝尔奖情结&rdquo 的话题抛给研究团队。 　　&ldquo 我不愿谈这件事&rdquo ，赵忠贤低声说，他不想基于诺贝尔奖评判工作，&ldquo 能否拿诺贝尔奖，应该是水到渠成、水涨船高&rdquo ，更重要的是不断拿出原创高质量工作，不再出现遗憾。 　　坐在他旁边的获奖者代表之一、物理所研究员方忠也补充道，&ldquo 科学研究有时跳跃，有时曲折，很难想象一步到位&rdquo 。他说，团队基于兴趣，为科学发展和社会进步而埋头科研，&ldquo 拿奖是后期的认可，有了积累自然会得到国际认可&rdquo 。

“这就好像一艘航空母舰，把研究低维量子物质需要的各种技术和设备集成在一个平台上。有了它，我们就能攻克在这个领域研究中盲人摸象的问题，从更高、更全面的站位开展探索。”中国科学院院士薛其坤用这样一个比喻，来形容“低维量子物质非平衡态物理性质原位综合实验研究平台”的特点和作用。低维量子物质是目前物理学研究内容最丰富的领域之一，也是凝聚态物理当前最重要的课题之一。对这个领域的深入探索，将直接推动信息和能源等技术的发展和变革。近年来，在国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目的支持下，薛其坤带领团队以解决重大科学问题为目标，发展相应的精密实验技术，打造了世界上第一个“低维量子物质非平衡态物理性质原位综合实验研究平台”，为相关领域的研究打开了新局面。薛其坤（左一）与学生讨论仪器项目实验数据。 项目组供图打造一个前所未有的平台低维量子物质体系包括半导体异质结界面的二维电子气、石墨烯、铜基和铁基超导体、拓扑绝缘体、氧化物界面等。这些体系展现了自然界中最神奇的量子态。对这个领域的探索，很有可能推动信息、清洁能源、电力和精密测量等技术的重大革新。然而，这类体系的研究中除了需要精密的实验手段外，更加棘手的是，它们在物理上可以简化至厚度为1到几个原子层/单位原胞的准二维体系，几乎无法在空气环境下直接进行研究。这对技术手段提出了极高的要求。在此之前，国际上并没有类似的能够全面测量低维量子物质物理性质的系统。要想实现零的突破，就只能摸着石头过河。依托国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目，研究团队将原子尺度上精确控制低维材料生长的技术与高灵敏实验探测技术结合，发展出了原位研究低维量子物质动力学行为的精密尖端实验技术。此前，人们对电子结构的拍照测量大多是静态的。现在，科研人员可以在飞秒水平上拍摄动态过程。“就像从照片到视频的飞跃。”薛其坤对《中国科学报》说，“这让我们可以捕捉一种材料在瞬间发生的变化，特别是从一种性质转化为另一种性质时的变化。比如，我们知道一些材料在特定温度下电阻会突然消失，这个变化发生时材料内部发生了什么，我们现在可以捕捉并研究它。”“一种材料从非超导状态变成超导状态、从非拓扑状态变成拓扑状态，变化过程是非常重要且非常有趣的。”项目组成员、清华大学物理系教授周树云说，“这些过程的研究还处于早期阶段。薛老师带领我们研制的仪器设备，对相关前沿科学问题的探索非常重要。”作为一个“航空母舰”式的平台，“低维量子物质非平衡态物理性质原位综合实验研究平台”将超高真空极低温强磁场原位输运测量技术、超高真空低温原位局域电势测量技术、低温原位微波阻抗显微镜、原位微区和时间分辨角分辨光电子能谱技术等集合在一起，在每个维度上都保证了世界领先的测量精度，达成了“全而精”的目标。“过去，我们对低维量子物质的探索就像盲人摸象，现在我们可以对低维量子物质的不同物理性质进行多方面研究，最终给出一个相对完整的画像。”薛其坤说。迎难而上 不打折扣这个项目于2015年1月立项，执行期5年。按照原计划，应该在2019年12月结项，但他们又延期了近2年。其中一个关键难题，是把对材料物理性质的控制和探索进一步拓展到皮秒甚至飞秒的超快时间领域。“我们在研发过程中，需要产生能量连续可调的深紫外探测光源，而且是一个在时间上非常窄的超短脉冲，脉冲的宽度要小于100飞秒。”周树云对《中国科学报》说，“为此我们需要采用一种国产KBBF晶体，但这种晶体产生的光源时域很宽，不能直接用到实验中，所以我们花了几年时间攻关，把光源压缩为一个特别短的脉冲。”其实，早在项目进行到第4年的时候，他们的工作成果就已经很接近目标了。但这个数值总在一百零几上徘徊，并没有真正进入100飞秒以内。“当时几位老师感觉，这个数字基本已经到头了，再往前突破的余地并不是很大。而且，达到这个水平，测量效果还不错。这个时候，一些畏难情绪和‘差不多’心态出现了。”薛其坤回忆道。但此时，基金委的监理专家组却坚持必须达到100飞秒以内。在这种高标准、严要求下，周树云等人迎难而上，超额完成任务，最后达到了惊人的“84飞秒以内”。“可见基金委设立的监理专家组，从科学和技术上给予指导和监督是非常有必要的。”薛其坤说，“专家组中的一些成员，平时也是关系很好的同行和朋友，但在这个时候，他们铁面无私、严格要求，敦促我们在技术上实现了飞跃和突破。”薛其坤认为，这一生动案例体现了国家自然科学基金委如何从机制设计上保证项目的质量。时间分辨角分辨率光电子能谱既打造成果也培育人才国家重大科研仪器的研制不仅需要前沿的理论知识、精湛的技术水平，还需要不同团队之间密切的协作。这个项目汇集了清华大学和中科院武汉物理与数学研究所的至少5个独立课题组。不同领域的科学家相互协作，产生了非常好的交流碰撞。“薛其坤老师是一位经验丰富，也很有远见的科学家。他把我们大家集结在一起，让我们每个人都做成了过去做不到的事情。”周树云说，“不管是老师还是学生，在这个过程中都获益匪浅。目前在清华大学物理系做博士后的鲍昌华，曾经在项目核心问题的解决中作出重要贡献。他还凭借这些成绩，拿到了清华大学博士研究生特等奖学金，这是作为清华学子的最高荣誉之一。“这个项目贯穿了我整个博士阶段的学习和成长，对我来说具有非常重要的意义。”鲍昌华说。在项目研制中，他曾遇到很多困难。比如在寻找转瞬即逝的超快电子信号时，需要调节两束飞秒激光不仅在空间上实现微米级精度的完美重合，还要同时保证它们在万亿分之一秒的超快时间尺度上重合，非常具有挑战性。鲍昌华尝试了很久，一直无法找到这一信号。后来在老师的建议下，他从根本的物理原理出发，把每个细节都做到极致，最终成功找到了信号，拍出了第一段电子结构在万亿分之一秒时间尺度上的动态“电影”。“这个项目的很多关键技术指标都处于国际领先水平，对我们每个人来说，都是很大的挑战，也是成长的机遇。”他说，“我在这个项目中，完成了从一名学生到一名基础科学研究工作者的蜕变。”“国家重大科研仪器研制项目支持的这种联合攻关机制，更好地磨炼了科研人员的本领，锻造了他们直面挑战的精神。”薛其坤说，“在这个过程中，我们不仅打造出了世界上唯一的实验平台，也培养出了一批优秀的年轻科研工作者。”《中国科学报》：当前科研范式正在发生深刻变革，这一点在综合实验研究平台的研发上得到了怎样的体现？薛其坤：科研范式的变革取决于不同时期的科学发展阶段。我们当前的使命是努力实现高水平科技自立自强。我们在这个过程中遇到的一个突出问题，就是科学仪器自主化程度不够，特别是高端仪器比较依赖进口。国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目，支持高端科研仪器研发，这本身就是科研范式变革中的应有之义。而且，在这样的项目组织下，不同团队、不同领域的人才能够更有效地联合在一起，协同攻坚克难，这也是一种新的范式。《中国科学报》：未来对于综合实验平台的应用与推广，团队有什么计划与期待？薛其坤：第一，按照国家、基金委的要求，只要是省级单位、兄弟级部门需要的某些技术，我们会在国家允许的知识产权范围内，毫无保留地服务国家其他部门、单位和个人。第二，我们现在有很多想法，除了自己的团队利用好这些设备器材外，我们乐于与其他个人、单位甚至国外同行，针对一些重大科学问题开展合作。

近期，中科院合肥研究院固体所计算物理与量子材料研究部刘晓迪团队联合中国科学技术大学李传锋、许金时教授团队和四川大学王俊峰研究员，首次实现了高压环境下碳化硅双空位色心自旋量子态的相干调控和高压磁探测。相关结果发表在Nano Letters 上。 　　在高压条件下物质会表现出很多新奇的性质，高压可以诱导绝缘体-金属(乃至超导体)转变，例如，高压下氢分子转变为金属氢(理论预言其为高温超导体)；高压下镧氢体系实现260 K以上的近室温超导。然而，原位磁测量一直是高压科学研究的难题并制约着高压超导抗磁行为和磁性相变行为的研究。基于金刚石对顶砧的高压研究中，通常样品尺寸很小仅为微米级且不均匀，这会导致高压下的磁信号弱，探测分辨率需要在微米量级。因此，发展一种新型的高压原位磁性精密探测的手段十分必要。 　　研究团队利用碳化硅双空位缺陷的自旋量子传感技术，结合金刚石对顶砧(DAC)和光探测磁共振(ODMR)技术实现了高压环境下碳化硅双空位色心自旋量子态的相干调控和基于碳化硅双空位色心自旋的压强和磁场探测。碳化硅双空位缺陷自旋对外部的压强、磁场具有高灵敏响应，这些响应可以通过高灵敏度的ODMR谱反馈出来，由此表征高压下样品的压强和磁性状态。 　　研究人员对碳化硅双空位缺陷在高压下的光谱及自旋性质进行了系统的研究，实现了高压环境下碳化硅双空位的自旋量子态相干调控，并基于此在高压下对磁性材料钕铁硼Nd2Fe14B的铁磁-顺磁相变进行了探测。研究表明碳化硅双空位的荧光光谱随压力发生蓝移，ODMR谱共振峰随压力向高频方向线性移动。其中双空位PL5缺陷的零场分裂D值随压力变化的斜率最高可达25.1MHz/GPa，高压传感灵敏度为0.28MPa/Hz-1/2。通过读取邻近Nd2Fe14B样品双空位缺陷的ODMR谱，获取两个共振峰的位置，由此获得探测磁场的大小，实现对压致磁相变的探测。该研究为高压传感和原位精密磁探测提供了一个新的方法。 　　合肥研究院刘晓迪副研究员、中国科学技术大学李传锋教授、许金时教授为论文共同通讯作者。博士生刘琳和王俊峰研究员为论文的共同第一作者。上述工作得到了国家自然科学基金、科技部、中国科学院青年创新促进会、合肥研究院、中国科学技术大学和四川大学等项目的支持。图1. 利用金刚石对顶砧产生高压环境，并进行碳化硅双空位缺陷高压下的光学和自旋性质的研究。图2. 不同压力下双空位PL6缺陷的光探测磁共振峰，且利用该缺陷对钕铁硼Nd2Fe14B材料的压致磁相变进行探测。

随着生物多样性保护的发展和可持续管理需求的增长，环境DNA（eDNA）监测技术已成为生态研究和物种保护的重要工具。环境 DNA（eDNA）监测是一种快速发展的评估生物多样性和生态系统健康的技术，它提供了一种非侵入式方法，可从各种环境样本中检测和量化物种。近期，中国科学院水生生物研究所研究员何舜平团队联合北京大学副研究员姚蒙，在《中国科学：生命科学》（SCIENCE CHINA Life Sciences）上发表了综述文章，探讨了eDNA监测技术的标准化、自动化及其在水生生态系统中的应用。同时，该团队在东湖开展了实证研究，验证了eDNA技术在实际监测中的应用效果。首次通过环境 DNA 代谢编码（eDNA）分析了东湖内的鱼类分布，取代了传统的调查方法。相关成果发表在《水》（Water）上。水生态eDNA监测应用的新设备综述论文概述了eDNA监测技术的基本原理，阐述了当前的eDNA采集和检测技术，强调了水生生态监测实现标准化和自动化的必要性，探讨了水体环境的复杂性。进一步，该文章论述了eDNA监测的新兴技术以及该团队研发的eDNA采样设备Tri-Mode eDNA Sampler、团队合作开发的水生生物eDNA数据库（AeDNA）。在东湖的实证研究中，该团队使用Tri-Mode eDNA Sampler采样方法、AeDNA数据库及配套分析方法，监测东湖的鱼类群落。该工作检测到隶属于16个科、36个属的51种鱼类，揭示了不同采样地点之间群落结构的差异，验证了设备的性能和方法的可重复性。上述两项研究相结合，不仅展示了eDNA监测技术的理论进展，而且证实了其在实际生物多样性评估中的有效性。这为生态监测领域提供了新的视角和工具，有助于推动环境保护和可持续发展。

p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 由Li-Shiuan Peh带领的麻省理工计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)研究人员团队，已经开发出一套有趣的新型红外深度感知系统。这套系统能够在户外使用，只需10美元的成本，就能够为智能机添加新技能。基于它，传统的个人代步工具——比如轮椅车和高尔夫球车——都可以轻松升级为自动驾驶车辆。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/e2ae0fd0-c714-40ca-a6f8-ca145065910c.jpg" title=" d53f846893f96d1.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 400px " / /p p style=" line-height: 1.75em " 　　上面这套原型，用到了普通手机中的摄像头组件，以及拆自仅10美元的测距仪上的商用激光发射器。 /p p style=" line-height: 1.75em " 　　实际上，类似微软Kinect之类的实惠型测距设备，已经在客厅娱乐之外的很多领域(比如机器人工程)，发挥出了远胜于以往的潜力。 /p p style=" line-height: 1.75em " 　　在拥有现成廉价配件的同时，研究人员们还希望做出一个快速原型，甚至基于此打造出一个能够感知环境和导航的机器人，而无需不断改造必要的技术。 /p p style=" line-height: 1.75em " 　　遗憾的是，以Kinect为代表的红外系统，对光线条件的要求略有点高。阳光、火焰、热源，都可以轻松让它们抓瞎。 /p p style=" line-height: 1.75em " 　　相比之下，能够发射高能红外脉冲的商业户外测距仪，已经在过去30年里变得相当普及，其损伤眼睛的风险也被降到了最低。然而这样的系统非常昂贵，动辄上万的花费不是谁都承担得起。 /p p style=" line-height: 1.75em " 　　MIT的解决方案是测量定时发射的低能脉冲(捕捉4帧视频、2× 测量反射光、2× 只记录周围的红外线)，然后用后者减去前者来算出距离。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/7787b238-849f-4e82-9ac9-b75f9a4ee326.jpg" title=" 0d87e0dee312826.jpg" / /p p style=" line-height: 1.75em " 　　在当前原型中，MIT研究人员用到了30fps的智能机摄像头(延迟约1/8秒--但也限制了这套系统的精度--240fps的摄像头可实现1/60的延时)，虽称之为“主动式三测角”(active triangulation)，但仍通过相机的2D传感器来测量。 /p p style=" line-height: 1.75em " 　　CSAIL研究人员表示，在3-4米的范围内(10-12英尺)，设备的精度可以达到毫米级。在5米(16英尺)的时候，则减到了6厘米(2.3英寸)。 /p p style=" line-height: 1.75em " 　　不过，团队已经在一辆由新加坡-麻省理工研究与技术联盟开发的高尔夫球车上安装试验过，在15km/h(9pmh)的速度下都能够实现合适的深度测量。 /p p style=" line-height: 1.75em " 　　在技术成熟之后，就可以通过“插件式”的方法，轻松打造出一辆自动驾驶的高尔夫球车、电动轮椅、无人送货飞行器、甚至机器人。 /p p style=" line-height: 1.75em " 　　该团队将在斯德哥尔摩召开的“2016机器人与自动化国际会议”上披露更多细节。 /p p br/ /p

中国科学院生物物理研究所李迪团队招聘启事中国科学院生物物理研究所李迪团队主要致力于开发新型光学成像技术，特别是超分辨率光学显微镜、分子力学显微成像技术，大力发展成像算法和图像处理的研发，并利用这些技术开展细胞稳态、模式生物的生物学应用和研究（李迪团队网页：http://ibp.cas.cn/kydw_157813/zkyqchhy/202005/t20200520_5583978.html）现根据工作需要公开招聘特别研究助理-博士后2名。——01——工作地点北京——02——应聘条件 基本条件1.具备良好的政治和道德素养，品行端正，遵纪守法。2.具有较强的独立科研工作能力，良好的责任心和团队合作精神。3.具有较强的中英文写作与交流能力。 学历及专业背景要求岗位1：光学工程、物理等相关研究背景；熟悉光学、有完整搭建光学系统经验者优先。岗位2：图像处理、自动化控制、计算机工程等相关研究背景；熟悉C#、Labview、Matlab等计算机编程或像差分析经验者优先。要求动手能力强，能积极主动解决实验中遇到的问题。对科研有热情，有钻研精神，及团队合作精神，高效完成合作导师安排的任务；熟练的英语读写能力。 应聘程序应聘者需提供个人简历，及能证明本人能力水平的资料(如：研究工作经历，论文发表情况，申请人编写的算法可实现的功能及图像识别处理程序等)通过电子邮件发送到李迪团队，请注明申请的岗位。审核后，将通知应聘人面试信息。——03——福利待遇1. 工资及福利待遇按国家和中国科学院生物物理研究所相关规定执行（年薪资30-40万，解决北京户口），积极协助申请“博新计划”及博士后科学基金，享受中科院生物物理研究所规定的员工相关福利待遇，特别优秀者待遇可面议；2. 提供充足的科研经费、齐全的科研设备、宽敞的实验场所，完善的后勤支持保障，并根据工作能力和贡献发放相应补贴与绩效奖励；3. 提供五险一金，享受法定假期及带薪年假等全方位福利。——04——联系人中国科学院生物物理研究所郭老师Email：guoyuting@ibp.ac.cn〔防止垃圾邮件，邮件主题栏内请注明“应聘”。〕

近期，中科院合肥物质院固体所赵邦传研究员团队在高性能水系锌离子电池电极材料研究方面取得系列进展，通过磁场 -电化学缺陷工程协同作用获得了一种超长寿命的 VS2基水系锌离子电池，并探索了 VS2在柔性自愈合锌离子电池中的应用。相关结果发表在 Materials Horizons 和 Small上。 　　水系电池因其低成本和高安全性在大规模储能领域具有广阔的应用前景，是锂离子电池的有力补充。其中，水系锌离子电池因锌金属高的理论比容量 (820 mAh g-1)和低的氧化还原电位 (-0.76 V vs. SHE)而备受关注。然而，通常锌离子电池正极材料的电化学性能有限，负极锌枝晶生长现象严重，使得锌离子电池的能量密度偏低，循环寿命偏差。因此，设计制备高能量密度正极材料和抑制锌枝晶的生长是开发高性能锌离子电池的两个关键因素。在此基础上，进一步制备柔性电池可有效拓宽储能器件的应用领域和范围。 　　鉴于此，研究人员采用一步水热结合高充电截止电压下原位电化学缺陷工程制备了一种具有手风琴状的VS2材料。该VS2材料晶格发生了有益的畸变，具有丰富的空位。材料独特的结构解锁了Zn2+沿c轴方向的传输，实现Zn2+沿ab面和c轴方向的3D传输，并可有效减小锌离子与VS2之间的静电相互作用，材料的比容量和倍率性能较为优异。同时，研究人员通过引入磁场的方法调节了电池中锌离子的运动方式，抑制了锌枝晶的生长，实现7400圈的超长循环寿命。 　　此外，团队通过简单的水热方法在柔性碳泡沫(CF)基底上生长了VS2纳米片阵列，制备了柔性VS2电极材料(VS2@CF)，探索了VS2在柔性锌离子电池方面的应用。得益于CF的高导电性和3D多孔骨架结构，VS2@CF表现出优异的倍率性能(5 A g-1时172.8 mAh g-1)和循环稳定性(1 A g-1下1000次循环后130.2 mAh g-1)。更重要的是，由VS2@CF正极、CF支撑的Zn负极和凝胶电解质组装的准固态电池VS2@CF//Zn@CF同样表现出优异的倍率性能( 0.2 A g-1时261.5 mAh g-1，5 A g-1时149.8 mAh g-1)和循环稳定性(1 A g-1下100次循环后126.6 mAh g-1)。VS2@CF//Zn@CF全电池还表现出良好的柔韧性和自愈性能，在不同弯曲角度下都具有较高的比容量，被剪开能迅速自愈合，并且愈合后能正常充放电。 　　合肥物质院固体所博士研究生毛云杰为论文第一作者，高能物理研究所散裂中子源科学中心司建国博士后对论文的部分结果进行了理论解释。该研究工作得到国家重点研发计划、安徽省重点研发计划、合肥大科学中心高端用户和合肥物质院院长基金等项目的支持。图 1. Zn-VS2 AZIB的结构示意图及电化学性能： (a) 结构示意图； (b) 循环性能； (c) 富含空位 VS2与其它类似结构正极材料的 Ragone图； (d)由 Zn-VS2电池供电的 LED灯光学照片。图 2. ( a)不同弯曲角度下的 VS2@CF//Zn@CF光学照片。 VS2@CF//Zn@CF电池的( b)循环性能和( c)倍率性能；( d)不同弯曲角度下的 GCD曲线；( e)由 VS2@CF//Zn@CF准固态电池点亮的商用 LED灯条。

一、团队介绍王策课题组长期从事流式细胞分析/分选、流式微流控、智能算法等技术研究，并开展相关医疗与科研装备的研制。（详情点击查看：团队介绍 | 王策研究员团队：致力于流式事业）早期研究成果单激光四色流式细胞仪通过医疗器械电磁兼容、电气安全、运输试验等项目的检测，满足仪器行业标准性能要求。已由依托企业取得医疗器械产品注册证1项，成果转化1500万元。三激光十色流式细胞仪已完成原理样机研制，技术参数与目前医院保有量最大的流式细胞仪性能相当。研发完成的痕量细胞流式微流控分选仪，可开展百万分之一的目标细胞的高通量分选，俘获率大于80%。已发表学术论文30余篇，授权国家发明专利20余项，软件著作权5项。先后主持国家重点研发计划重大科学仪器专项、国家重点研发计划生殖专项课题、中国科学院重大科研装备研制、中国科学院A类先导子课题、国家自然科学基金等项目十余项。现因工作需要招聘职工4-5人。二、招聘岗位及信息招聘岗位1：硬件工程师岗位职责： 1、根据设计要求协助进行电路设计、元器件选型，设计PCB的Layout，并输出PCB加工文件和加工要求文件。 2、规范和维护PCB元件封装库，检查PCB加工工艺； 3、能独立完成PCB板结构布局、布线； 4、能独立进行电路板调试工作； 任职要求： 1、电子信息、通信或其他相关专业本科/硕士以上学历； 2、2年以上PCB Layout经验，至少精通Cadence、Pads、Altium Designer中的一项设计软件，了解AutoCAD软件和Gerber工具； 3、熟练并单独主导过高速、多层电路板设计，有EMC、EMI相关经验者优先； 4、有高速PCB设计经验，熟悉DDR、HDMI、千兆网、USB3.0等高速数据线Layout规则要求者优先； 5、熟悉安规设计、电磁兼容设计，可靠性设计以及信号完整性； 招聘岗位2：嵌入式软件工程师 岗位职责： 1、负责产品的嵌入式软件设计开发，基于ARM的MCU底层驱动和应用功能开发等； 2、产品中嵌入式电路部分的测试和验证工作，负责解决产品设计过程中的问题； 3、协同测试工程师制定测试方案和测试平台设计搭建； 4、编制新产品设计开发过程中的DHF文件； 任职要求： 1、计算机、自动化、电子信息、通信或其他相关专业本科/硕士以上学历； 2、熟悉基于ARM架构MCU的Free RTOS、uCOS等实时系统的开发，熟悉DMA等数据处理方法，能独立承担项目开发工作； 3、精通C语言，熟悉数据结构，掌握常用的算法。 4、熟悉常用的CAN，SPI，I2C，RS485，RS232等通讯协议的开发。 5、熟悉电路原理，熟练使用基本硬件调试工具（示波器、万用表、电源、调试器等）。 6、熟悉电子电路设计，看懂一般电路原理图；对模拟电路，数字电路有一定了解的优先.招聘岗位3：FPGA设计工程师 岗位职责： 1、负责FPGA接口逻辑设计及算法逻辑设计； 2、承担FPGA相关的研发与测试工作，包括FPGA逻辑架构设计、时序约束、仿真及调试； 3、负责FPGA方案设计及相关DHF文件编写工作； 任职要求： 1、电子工程类、或计算机类专业，本科/硕士以上学历； 2、具有2年以上大规模FPGA系统实际项目编程经验 3、熟悉Altera或Xilinx的FPGA器件，至少使用过一款FPGA器件； 4、熟练掌握VHDL或Verilog语言，掌握IP core和嵌入式逻辑分析仪的使用； 5、具有Xilinx公司ZYNQ系列器件PL与PS联合编程经验者优先； 6、具有实际的硬件电路调试经验，熟悉OrCad/Allegro等EDA软件使用者优先； 7、具有TI/ADI的DSP编程和调试经验者优先； 8、具有AD/DA的相关FPGA接口调试经验者优先；　 9、具有光纤、PCIe、DDR等高速接口调试经验者优先； 招聘岗位4：图像处理工程师 岗位职责： 1、负责体外诊断产品的图像处理功能实现 2、负责图像处理及识别相关算法的研究和实现，承担图像识别各类技术在具体项目中的应用； 3、软件编程设计、参与测试及联调； 4、追踪领域内新技术、算法，提高现有系统的效率与精度； 任职要求： 1、信息、电子、计算机、自动化或其他相关专业本科/硕士以上学历； 2、了解计算机视觉、图像处理、模式识别和深度学习等领域相关知识； 3、熟练掌握C/C++、python等编程语言, 熟练使用VS、QT等开发工具，有扎实的编程基础； 4、熟悉图像处理基本方法（边缘检测，区域提取，低通滤波，特征提取，交点检测，二值化等），有OpenCV或者类似图形库开发经验优先。 5、有图像分类、目标定位、物体识别、图像增强等相关项目经验者优先；有相关开发经验者优先。 三、待遇正高级岗位（高层次人才）：根据研究所工资体系确定，基础年薪39 -51万（以上含单位匹配五险一金），年终绩效奖金按工作业绩另行核发。副高级岗位（有丰富工作经历的人员）：根据研究所工资体系确定，基础年薪约30万（以上含单位匹配五险一金），年终绩效奖金按工作业绩另行核发。中级岗位（有一定工作经历的人员）：根据研究所工资体系确定，基础年薪不低于23万（含单位匹配五险一金），年终绩效奖金按工作业绩另行核发。博士后：根据研究所工资体系确定，基础年薪28-40万（含单位匹配五险一金），年终绩效奖金按工作业绩另行核发，出站后留区工作可再获30万元安家补贴（具体金额及发放方式依据苏州高新区有关政策执行），优秀博士后出站入职研究所即可按相关规定和程序参加副高级岗位评聘。应届硕士：根据研究所工资体系确定，基础年薪不低于20万（含单位匹配五险一金），年终绩效奖金按工作业绩另行核发。硕士学位职工入职满一年可申请在职攻读博士。 福利保障：按照有关规定缴纳五险一金，每年近一个月的带薪休假，包括但不限于在职培训、国内外深造机会、设施完善的职工健身中心、职工食堂、年度健康体检等。 四、期望到岗时间不超过2022年9月30日五、工作地点苏州六、招聘要求及简历投送面试：按招聘条件对申请者进行审查，并在收到材料的一个月内通知初审合格者前来面试。资格审查未通过者，恕不另行通知。本招聘有效期至招到合适人员为止。 应聘者请将本人简历发送至mayt@sibet.ac.cn（马老师）或wangc@sibet.ac.cn（王老师）邮箱，邮件名称为“姓名+应聘岗位”

进入21世纪，脑科学领域受到越来越多的关注。脑科学研究的不断发展，让人类得以探索脑的基本工作原理，发现脑疾病的治疗新策略，为人类认知、学习、记忆、情感、行为等方面的理解提供基础支持。对脑科学家而言，观测神经元结构与功能是脑研究最重要的步骤之一。其中，多光子显微成像技术是进行活体深层成像的主要工具。7月底举办的中国神经科学学会第十六届全国学术会议上，复旦大学脑科学转化研究院的李博团队与工程与应用技术研究院（以下简称“工研院”）的董必勤团队，同蔡司联合推出一款中国自主创新研发的产品——DeepVision多光子成像与全息光刺激系统，致力于为活体深层组织成像提供多样化的解决方案。该系统采用多光子荧光激发技术，能够实现对深层组织的高分辨率成像，并配合全息光刺激技术，实现了对神经元的精确控制和调控，是神经科学、肿瘤免疫和药物代谢等研究领域的理想显微成像平台，将为脑科学研究和生命科学研究提供更精准和全面的观察方法。DeepVision多光子成像与全息光刺激系统（图片来源于复旦大学公众号）据董必勤介绍，市场上现有的高端科研显微镜基本由海外公司垄断，国内多光子成像市场空白，需长期引入海外公司的设备。这些设备大多是整机设计，各个部件无法定制细节。大脑是不透明的，目前的光学成像技术局限于观测最表面的皮层结构，光在组织中会产生强烈的散射，因此光学成像很难深入表皮直达内部，而多光子显微镜能够弥补光的这一短板。现有的多光子显微镜视野小、样品空间有限以及对新技术的兼容性低，已经很难满足生物医学前沿研究的需求。基于此，李博和董必勤团队决心研发一套全新设计的多光子显微镜。这款由模块化设计搭建起来的多光子显微镜，将各种各样具体的前沿技术做成一个个模块，在后期根据需求把这些模块拼装在一起组成整机，可以避免受制于光学系统复杂的整体性。李博介绍，大部分实验室需要双光子机型对脑部做浅层扫描，但也有相当一部分需要三光子机型的深层成像。多光子显微镜的模块化设计灵活，兼顾了实验室科研和市场需求。团队分别在双光子和三光子两个机型基础之上，在全息光刺激、载物台空间、多脑区成像等模块进行技术升级，并最终组建符合客户订单需求的成品。应用方面，除可用于脑部研究，该仪器在生命科学和医疗卫生领域的一些研究中也高度适用，例如观察肿瘤、胚胎或皮肤深层细胞以及扫描植物样品。此外还可广泛应用于材料、化学、物理等多个领域，帮助人们深入材料表层，观察内部结构细节。据了解，研究团队与蔡司合作，蔡司负责DeepVision多光子成像与全息光刺激系统的销售和售后工作，同时也会在产品搭建过程中根据客户需求提出建议，而核心研发工作由复旦大学科研团队主导。目前团队在攻克核心部件的生产技术，董必勤还在积极寻找多光子显微镜的关键零部件国产可替代品。写在最后：看到这个产品的推出，笔者脑中跳出一句话：国产高端光学显微镜的队伍又壮大了。曾有技术工作者告诉笔者，近几年在国家科研仪器专项的支持下，我国科研仪器行业迅猛发展，特别是高端显微镜研制已渐入佳境，近几年更是研究出了有自己特点的高端双光子显微镜。中国科学院苏州医工所推出的“中科希莱”品牌高速双光子荧光显微镜深入研究并掌握了基于12kHz共振扫描器和磷砷化镓探测器的高速高灵敏度在体双光子成像技术，开发了专用于生物在体成像的高速高分辨双光子显微镜系统，实现了深表层和高速神经功能成像，并能与电生理、光遗传等常用生理仪器完全同步联合运作；北京大学程和平院士牵头研发的微型化双光子活体成像技术的出现，使目前最新神经科学需要的针对清醒动物的功能研究实验得以实现，其核心技术 2.2 克可佩戴式微型化双光子荧光显微镜，在国际上首次获取了小鼠自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动清晰稳定的图像。如今DeepVision多光子成像与全息光刺激系统的推出，对于脑科学和神经科学研究工作无疑又是一则好消息。

p strong 　　一、华中科技大学LIBS团队风采 /strong /p p 　　华中科技大学LIBS团队（武汉光电国家研究中心LIBS团队），主要成员包括曾晓雁教授、李祥友教授、郭连波副教授，还包括博士后1人、博硕士研究生36人、工程师2人，已毕业博士7人、硕士19人。团队主要致力于LIBS检测新技术的理论、实验、应用和仪器化研究。重点研究LIBS分析性能的改善新方法、技术和算法，在等离子体光谱增强、物质分类、微区分析及仪器化研究等方面形成研究特色。 /p p style=" text-align: center " img title=" 华中科技大学.jpg" alt=" 华中科技大学.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/abe900ac-6299-4bc6-901b-ad24eaea11d5.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图1. 华中科技大学LIBS团队合影 /p p 　　LIBS技术因其能够快速、实时、原位、全元素分析等优点而受到广泛关注。然而，光谱分析过程中存在的谱线干扰、自吸收效应和基体效应等因素一直影响着其定性、定量分析功能，使得LIBS仪器难于实现真正应用。针对这一现状，本团队开展了以下方向研究： /p p 　　（1）理论研究：主要研究激光诱导等离子体发射光谱增强、光谱干扰、自吸收和基体效应问题的解决，进一步改善LIBS定量分析精准度、灵敏度和重复性； /p p 　　（2）应用研究：致力于推动激光探针快速检测在工业、农业、环保和食品安全等方面的研究，主要包括金属、矿石、土壤、塑料、液体和生物成分的快速检测； /p p 　　（3）仪器化研究：研究开发系列LIBS仪器设备，开发LIBS光谱分析软件。 /p p strong 　　二、相关研究成果及研究最新进展 /strong /p p 　　自2010年以来，团队承担了国家重大科学仪器设备开发专项1项，国家自然科学基金面上项目2项，在国内外知名杂志上发表SCI论文70余篇，申请发明专利30余项，其中国际专利3项，国内发明授权10余项。与武汉新瑞达激光、攀钢集团、北方重工、首都航天、中科院金属、胜利油田所等单位开展工业应用和仪器化的合作研究。目前，已与武汉新瑞达激光工程有限责任公司联合研制出桌面式、移动式、手提式等系列LIBS仪器（图2），自主开发了LIBS仪器一体化控制与分析软件LIBSystem，相关产品已在国内多家单位形成应用和销售。 /p p style=" text-align: center " img title=" 图2. 团队与武汉新瑞达激光工程有限责任公司联合研制的系列LIBS仪器.jpg" alt=" 图2. 团队与武汉新瑞达激光工程有限责任公司联合研制的系列LIBS仪器.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/02a2de88-1953-4b69-a593-adbb32902277.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图2. 团队与武汉新瑞达激光工程有限责任公司联合研制的系列LIBS仪器 /p p 　　团队研制了国际上独有的基于激光诱导荧光辅助LIBS技术的宏观与微观分析仪器，最小分析线宽达到3 μm，检测极限可达亚ppm量级，单次定量分析时间可控制在5秒以内，常见元素分析相对误差可控制在5%左右。 /p p style=" text-align: center " img title=" 图3. 移动式LIBS仪器在工业现场对大口径厚壁钢管进行检测.jpg" alt=" 图3. 移动式LIBS仪器在工业现场对大口径厚壁钢管进行检测.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/34336f66-26f4-4e60-89dd-a39c298159e0.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图3. 移动式LIBS仪器在工业现场对大口径厚壁钢管进行检测 /p p style=" text-align: center " img title=" 图4. 手提式LIBS仪器在全国第十三届中国研究生电子设计竞赛中获全国总决赛二等奖和华中赛区一等奖。.jpg" alt=" 图4. 手提式LIBS仪器在全国第十三届中国研究生电子设计竞赛中获全国总决赛二等奖和华中赛区一等奖。.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/5410789e-cc20-4155-a2c6-d13747bb039d.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图4. 手提式LIBS仪器在全国第十三届中国研究生电子设计竞赛中获全国总决赛二等奖和华中赛区一等奖 /p p style=" text-align: center " img title=" 图5. 新型手提式LIBS仪器野外测试.jpg" alt=" 图5. 新型手提式LIBS仪器野外测试.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/737d997b-d6e1-400f-bce4-1509e2ebd1e9.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图5. 新型手提式LIBS仪器野外测试 /p p style=" text-align: center " img title=" 图6. 已销售的台式LIBS仪器.jpg" alt=" 图6. 已销售的台式LIBS仪器.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/9a2ae9d7-d74d-4b2c-bba3-3649b4a9f2d2.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图6. 已销售的台式LIBS仪器 /p p br/ /p p br/ /p

随着人类在生命科学领域探索的不断深入，干细胞研究和应用已经成为科学界和全球生物医药行业关注的热点之一，也成为包括我国在内的不少国家的重要科技战略。尽管具有广阔前景，但干细胞研究和应用仍面临许多亟待解决的难题，干细胞的高质量地体外培养就是关键难题之一。南开大学生命科学学院教授杨军课题组，在20余年持续研究的基础上，开发出一套可以模拟体内微环境的干细胞防生赋能系统，有效解决了目前干细胞体外培养效率低、费用高、安全性差、代际功能减损等问题，助力干细胞研究更好地走向应用。以课题组成员为骨干的学生创新创业团队“奇府”，正致力于将这一研究成果推向市场。干细胞是人体发育过程中以及成体后体内存在的一类细胞，具有自我复制，多向分化等特点，常用于生长发育、疾病发生、药物筛选等科学研究。除此之外，干细胞还可以用于疾病治疗，例如：胚胎干细胞分化的眼角膜给患者带来了光明，脐带造血干细胞用于治疗遗传性或获得性造血系统疾病、间充质干细胞对自身免疫病患者进行免疫调节等。新冠肺炎疫情暴发以来，干细胞，尤其是间充质干细胞也被应用到重症以及危重症的救治研究当中。然而，通常干细胞获取比较困难，数量也极其有限。为了获取足够数量用于治疗的干细胞，必须进行体外扩增。然而，随着扩增代数的增加，干细胞的生物学功能逐渐减弱，这使得可应用的干细胞可用代次有限，导致干细胞资源稀缺，难以满足庞大的市场需求，而其高昂的成本也极大限制了干细胞产业发展。因此亟需一套解决干细胞数量严重短缺的方案。研究人员介绍，目前的干细胞培养系统存在四大痛点——增殖能力不足，细胞产量低；功能丢失，治疗效果差；干细胞纯度低，安全风险大；细胞资源稀缺，生产成本高。简而言之，现有的培养系统极易造成培养的干细胞不够用、不好用、不敢用和用不起的问题。“这是由于一般的干细胞扩增使用的培养表面不能很好地仿生体内微环境导致的。” “奇府”团队负责人、南开大学生命科学学院博士生陈国强介绍，在多细胞生物中，没有一个细胞是孤立状态，细胞间的相互作用尤为重要。如果把干细胞培养环境比作“房子”，细胞间相互作用就是一根重要的“支柱”，没有这根“支柱”，“房子”就摇摇欲坠。那么，如何实现体外微环境构建呢？研究团队以干细胞仿生培养材料入手，全面优化配套培养体系。首先，研究团队筛选多种细胞间相互作用蛋白，分析其基因以及蛋白序列，随后选择几种基因利用基因工程技术构建融合蛋白基因，通过生物合成技术稳定批量制备人工基质蛋白产品，最后利用纳米涂层技术在传统材料表面形成人工基质蛋白涂层实现表面功能改性。“奇府”团队通过先进基因工程技术制备的核心产品，其基质成分明确稳定，量产纯度＞95%，且为人源蛋白，能够更好地调控人源干细胞，且更为安全。同时，“奇府”干细胞赋能体系大规模构建细胞间相互作用的核心蛋白，很好地在培养平面上实现了体内微环境的仿生，从而使细胞功能得以维持。此外，“奇府”产品通过细胞间相互作用蛋白仿生调控干细胞生长微环境，缩短干细胞增殖周期同时延缓干细胞衰老，使可用的干细胞数量大大增加，扩大了干细胞的生产规模，降低了干细胞的生产成本且减少了患者等待的时间。“我们的培养技术补齐了最后一根‘支柱’，仿生干细胞微环境，在体外构建了干细胞生存之家，而且还是一个温暖舒适的‘阳光房’，达到高效增殖、安全使用、功能提升和成本降低的四大效果。”陈国强说。“为了实现最好的干细胞培养效果，进行培养体系各组分详细优化，从培养基质的成分配比，作用时间到培养基的选择以及细胞消化液组成都进行了数百次以上的尝试。”项目骨干秦政介绍。干细胞扩增技术成熟后，“奇府”团队开启了针对干细胞不同用途赋能体系的开发。干细胞的行为受到其所处的微环境的影响，要想让干细胞发挥指定的功能，需通过微环境对其进行精准调控。为实现这一目的，“奇府”团队通过查阅各种疾病以及发生发育相关论文，不断优化培养体系，先后开发出心肌修复、血管再生、免疫调节以及关节修复等4种干细胞赋能体系。在相应疾病模型小鼠试验中，相较于传统基质表面培养的干细胞，“奇府”赋能的干细胞具有更加显著的治疗效果。截至目前，“奇府”干细胞防生赋能系统涉及的相关技术现已获得十余项国内外发明专利，发表科技论文100余篇。基于领先的仿生构建技术和良好的实验效果，“奇府”团队还将研究成果积极向产品转化，将人工基质蛋白及其配套的培养体系简化组合形成了简单易用的试剂盒产品。“目前，我们的团队已与国内干细胞生产企业和相关医疗机构达成良好的合作关系，将产品提供给合作单位进行试用，得到了很好的评价反馈。未来，我们希望以市场化的方式，将‘奇府’系列产品规模化推入市场，真正助力我国的干细胞研究和应用。”相关论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.201600114

新冠病毒全球蔓延，对人类健康和社会经济造成了严重威胁。目前，已有多种新冠肺炎疫苗用于人群预防性接种，有效控制了中重型发病率。然而，多种新冠病毒突变株的出现增强了病毒传染能力并导致新冠肺炎患者恢复期血浆、已研发的中和抗体甚至一些疫苗产生的保护性抗体产生耐性，发生突破性感染。因此，针对新冠病毒多种突变株研发新型的广谱性抗体药物十分必要。　　近日，由黄爱龙教授牵头，新冠病毒应急攻关团队在金艾顺教授带领下，分别与复旦大学医学分子病毒学重点实验室/BSL-3实验室、上海科技大学杨海涛研究组和武汉病毒研究所张波研究组多学科合作，在《Nature communications》在线发表了题为“Potent SARS-CoV-2 neutralizing antibodies with protective efficacy against newly emerged mutational variants”的最新研究成果。该研究发现了靶向新冠病毒野生型的超强有效中和抗体，对α突变株和β突变株等目前流行的多种新冠病毒突变株依然表现出强劲的中和能力。文章详细阐述了这些超强中和抗体的抗病毒活力，并通过冷冻电镜技术解析了超强中和抗体潜在的抵抗突变株逃逸的中和作用机制。　　经过黄爱龙教授、金艾顺教授等重庆医科大学科研人员的共同努力，共获得超过209株的RBD特异性抗体，鉴定出超过100余株的假病毒中和性抗体，其中中和活力最强的3个抗体（58G6、13G9和510A5）对目前常见的多种假病毒或活病毒突变株，包括B.1.1.7（α）株和B.1.351（β）株表现出超级强效的中和能力，体内发挥强大的阻断性保护作用，展现出巨大的潜在临床应用价值。　　冷冻电镜结构解析发现其中2株抗体（58G6和13G9）与S蛋白三聚体上的 “up”状态的RBD完全结合；58G6结合于RBD的S445-463和S470-495空间结构区域，13G9仅结合S470-495空间结构区域，这些结构分析结果阐释了我们的中和抗体对突变毒株耐性的潜在机制，也为后期抗体药物应用和突变毒株抵抗中和抗体机制提供理论依据。　　综上，该项目研究团队发现了对新冠病毒多种突变株具有广谱中和活力的超强抗体，在体内体外实验中证明了其具有强效保护作用，另外还成功解析了中和抗体耐受突变株的潜在作用机制，这些中和抗体对目前流行的新冠病毒突变株的防治具有转化应用的潜在价值。　　该研究团队发现的中和抗体得到中国食品药品检定研究院王佑春团队协助鉴定。同时，获得美国La Jolla Institute for Immunology和Coronavirus Immunotherapeutics Consortium （Supported by the COVID-19 Therapeutics Accelerator, a Bill and Melinda Gates Foundation, Wellcome and MasterCard initiative）协助评价。　　2020年初新冠疫情发生以后，黄爱龙教授带领团队第一时间启动了新冠病毒应急攻关，新冠病毒中和抗体药物研发课题组迅速搭建了抗体筛选技术平台。该平台提高了筛选有效的中和抗体候选药物的工作效率，仅6天就能筛选到新冠病毒中和抗体，极大的缩短了筛选时间，为今后抗体药物和试剂研发提供了高效技术平台，相关研究成果发表在《Frontiers in immunology》。　　重庆医科大学博士后李婷婷、王应明、助理研究员韩晓建，复旦大学博士后谷陈建、南京大学与上海科技大学共同培养博士生郭航天以及武汉病毒研究所张化俊研究员为该论文的共同第一作者，重庆医科大学黄爱龙教授、金艾顺教授、复旦大学谢幼华教授、上海科技大学杨海涛研究员和武汉病毒研究所张波研究员为该论文的共同通讯作者。该项目得到重庆医科大学新冠病毒应急攻关项目资助。

9月26日，中科院地质地球所火星研究团队召开“祝融号巡视雷达揭秘火星浅表结构”媒体解读会，解读“天问一号”火星探测最新研究成果。 　　2021年5月15日，我国首次火星探测任务“天问一号”携带的“祝融号”火星车在乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆，开启巡视探测工作。乌托邦平原是火星最大的撞击盆地，曾经可能是一个古海洋，预示着火星早期可能存在过宜居环境。这里的地质如何演化？现今具有怎样的地下结构？地下是否存在水或冰？我所联合中国科学院国家空间科学中心和北京大学，利用“祝融号”获得的第一手科学探测数据分析结果，通过最新《自然》论文，报道了围绕这些重要科学问题取得的突破性进展。研究表明，“祝融号”火星车着陆区火表数米厚的风化层下存在两套向上变细的层序，可能反映了约35-32亿年以来多期次与水活动相关的火表改造过程。现今该区域火表以下0-80米未发现液态水存在的证据，但不排除存在盐冰的可能。 　　详细的火星地下结构和物性信息是研究火星地质及其宜居环境演化的关键依据。我国“天问一号”携带的“祝融号”火星车次表层探测雷达能够对巡视区地下浅层结构进行精细成像，深化我们对乌托邦平原演化、地下水/冰分布等关键科学问题的认识。 　　“祝融号”火星车搭载的次表层探测雷达是世界上首次在火星乌托邦平原实施的巡视器雷达探测。到目前为止，人类在地外天体上共开展了四次巡视雷达探测。其中，我国嫦娥三号和嫦娥四号分别实现了对月球正面和背面浅表结构的精细探测。美国毅力号和我国“祝融号”火星车于2021年先后开启了火星巡视雷达探测。不同的是，毅力号的探测区域为杰泽罗撞击坑边缘，其实际最大探测深度为15米。“祝融号”火星车探测区域为乌托邦平原南部，雷达频带较宽，其实际最大探测深度达80米。 　　在最新的研究中，科研人员对前113个火星日、探测长度达1171米的“祝融号”火星车低频雷达数据展开了深入分析，获得了浅表80米之上的高精度结构分层图像和地层物性信息，发现该区域数米厚的火壤层之下存在两套向上变细的层序。第一套层序位于地下约10-30米，含有较多石块，其粒径随深度逐渐增大。距今大约16亿年以来的短时洪水、长期风化或重复陨石撞击作用可能导致了这一套向上变细沉积层序的形成；第二套层序位于地下约30-80米，其石块粒径更大(可达米级)且分布更为杂乱，反映了更古老、更大规模的火表改造事件。基于前人撞击坑统计定年结果推测，这次改造事件可能发生在距今35-32亿年前，与乌托邦平原南部的大型洪水活动有关。 　　“祝融号”火星车次表层探测雷达的主要目标之一是探测乌托邦平原南部现今是否存在地下水/冰。低频雷达成像结果显示，0-80米深度范围内反射信号强度稳定，介质具有较低的介电常数，排除了巡视路径下方含有富水层的可能性。热模拟结果也进一步表明，液态水、硫酸盐或碳酸盐卤水难以在“祝融号”火星车着陆区地下100米之内稳定存在，但目前无法排除盐冰存在的可能性。 　　研究所高度重视“天问一号”火星探测的研究工作，在“天问一号”科学探测数据发布后，第一时间组织全所行星科学领域的科研人员，成立所内火星探测研究工作任务团队，开展多学科交叉的优势队伍协同攻关，全面开展开“天问一号”载荷数据的综合分析和研究。此次发表于《自然》的论文文章，是该团队取得的首批研究成果，也是研究所前沿科学联合攻关模式下的新收获。由国家航天局探月与航天工程中心发布的“天问一号”科学探测数据，为本次火星研究工作提供了坚实的数据保障。

近日，南昌大学化学化工学院、高分子及能源化学研究院陈义旺教授团队在能源转化和存储领域取得重要研究进展。在能源转化领域，通过调节铅基/非铅基钙钛矿吸光层结晶行为，实现高效、稳定钙钛矿光伏器件。在能源存储领域，通过构造和调控多级纳米结构与电极界面，实现高效氧还原电催化剂和锌金属电池的制备。得益于简易的溶液加工方式、优异的半导体性能以及对柔性可穿戴设备的兼容性，钙钛矿太阳电池已成为光伏商业化应用中极具潜力的候选者之一。然而，相比于传统光伏技术长达20年的使用寿命，钙钛矿太阳电池的稳定性仍是制约其商业化应用的关键因素。作为制备钙钛矿太阳电池的初始材料，前驱体溶液中的高活性组分极易发生副反应，从而引发钙钛矿太阳电池的效率批次性以及稳定性问题。此外，由于对溶液表征手段的局限性，前驱体溶液中胶粒的组装行为对后续晶体的生长影响仍未可知。鉴于此，陈义旺团队利用先进的液体飞行时间二次离子质谱仪作为“分子眼”评估前驱体物种差异，刨析前驱体溶液接触空气后的化学演变，直观揭示钙钛矿前驱体溶液老化本质。同时，结合氢键强度变化与离子团簇含量差异，可视化低维钙钛矿前驱体溶液中胶粒组装与量子阱演化之间的内在联系，实现低维钙钛矿模组可印刷性的突破。为进一步论证氢键作用在形核结晶过程的普适性，在无铅钙钛矿体系中揭示了以盐析结晶为主导的反溶剂机制和以氢键强弱为依据的挑选反溶剂的通用规则，发展了以乙酸为代表的一类多功能绿色新型反溶剂。此外，针对两步法中碘化铅的残留问题，引入“多功能胶囊”概念构筑多孔通道，促进固液界面反应，并通过下转换效应提高光利用率，实现高效、稳定的钙钛矿太阳电池的制备。团队进一步总结了钙钛矿太阳电池中离子迁移的起源和抑制离子迁移的有效策略，并创新性地从整体器件的角度提出了抑制离子迁移的前瞻性方法，为开发高效、稳定的钙钛矿太阳电池提供了新思路。针对当前商业化的锂离子电池面临的性能、安全和成本等瓶颈，研发下一代环境友好型储能技术以提高器件功率密度、能量密度、安全性，降低制造成本显得尤为重要。得益于资源丰度高及绿色无污染等特性，水系锌基电化学储能器件极具发展前景。为提高水系锌空气电池的功率密度及稳定性，陈义旺团队通过在邻苯二甲腈功能化石墨烯表面经微波聚合原位生长铁酞菁聚合物，通过液相原位电荷剥离策略，制备得到铁酞菁聚合物纳米片纵向接枝于石墨烯的多级次纳米片，作为高效氧还原电催化剂用于液态和柔性准固态锌空气电池。此外，为克服锌金属负极面临的枝晶生长、腐蚀、钝化等问题，团队采用聚阳离子电解质－聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDD）作为添加剂双向调控电解液和锌/电解液界面电场，改善Zn2+迁移行为，诱导Zn(002）优势沉积，成功构筑高可逆和高稳定性的锌金属电池。团队长期围绕能量转换与存储器件关键材料与技术等方面开展研究，发展了一套可全自动化印刷制备工艺，实现大面积柔性固态能量转换与存储器件（太阳电池、超级电容器、金属－空气电池）的制备、集成及应用，在专利技术和工艺优化中取得连续突破，为进一步的产业化提供了支撑。团队最新研究成果近期连续在化学和材料顶级期刊Angewandte Chemie International Edition，Advanced Materials和Energy & Environmental Science上发表（Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e2022157 Angew. Chem. Int. Ed.,2023, e202303177 Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e2023016 Angew. Chem. Int. Ed., 2023, e202302701 Adver. Mater., 2023, 2301852 Adver. Mater.,2023, 2302552 Energy Environ. Sci.,2023, 10.1039/D3EE00202K），南昌大学为论文第一及通讯作者单位。

p 　　2月15日，中国宜兴环保科技工业园与俄罗斯科学院、莫斯科国立大学正式签约，三方将在南工2011协同创新中心宜兴石墨烯新材料产业园内，合作共建联合应用研究中心。 /p p 　　记者了解到，今年1月，南工2011协同创新中心宜兴石墨烯新材料产业园落户宜兴环科园，该产业园依托南京工业大学、新加坡南洋理工大学等国内外一流技术与专家团队，以石墨烯水处理电极、石墨烯动力电池等为产业方向，积极建设一流的石墨烯产品孵化及产业化基地。 /p p 　　据介绍，俄罗斯科学院和莫斯科国立大学在新兴环保功能材料应用研究方面有深厚的研究基础。此次与宜兴环科园签约后，由俄罗斯科学院副院长阿尔朵申· 谢尔盖· 米哈伊罗维奇院士、莫斯科国立大学化学学院院长维乐利· 鲁尼院士领衔的专家团队，将与宜兴石墨烯新材料产业园合作，共建联合应用研究中心，进行新材料应用的产业研发工作。 /p p 　　今后联合应用研究中心研究方向包括防腐蚀、防生物附着石墨烯环保涂层，超临界流体氧化法处理污泥、污水工艺开发等。预期今年三季度，专家团队将进驻研究中心，启动首个防腐蚀环保涂层项目的研发。 /p p /p

近日，中国科学技术大学物理学院、中科院强耦合量子材料物理重点实验室陈仙辉教授团队的应剑俊特任研究员等人与南京大学孙建教授课题组合作在高压元素超导领域取得重要进展。通过超高压技术手段，研究团队发现元素钪在高压下具有高达36 K的超导转变温度，刷新了元素超导最高转变温度的记录。相关研究成果于6月22日以“Record High 36 K Transition Temperature to the Superconducting State of Elemental Scandium at a Pressure of 260 GPa”为题在线发表在《物理评论快报》上(Phys. Rev. Lett. 130, 256002 (2023))。 　　元素超导体为研究超导电性提供了一个最简单、最干净的材料平台。自从1911年荷兰科学家昂尼斯在元素汞中发现超导电性以来，越来越多的元素被发现具有超导电性。目前，共有50多种元素在常压或高压环境下被发现具有超导电性。然而，大多数元素的超导转变温度都较低，之前最高的元素超导转变温度为26 K，是由元素钛在高压下所实现。 　　早期研究发现，元素钪在压力下会经历四个结构相变。在23 GPa以上，Sc-I相会转变为Sc-II相，并且Sc-II相的超导转变温度在100 GPa左右达到最高近20 K，其相对较高的超导转变温度被认为是来源于电子逐渐从4s轨道向3d轨道转移所导致。由于早期高压实验技术的限制，元素钪在更高压力下的超导电性研究仍然十分缺乏。 图示：元素钪的超导转变温度随压力的演化相图。 　　针对这一问题，我校陈仙辉教授研究团队的应剑俊特任研究员等人对元素钪进行了超高压下的输运研究，确定了其高压下的超导相图。通过高压电输运测量发现在Sc-II相，超导转变温度(Tc)随压力增加而迅速增加，与早期的报道一致。而在进入Sc-III相后，Tc随压力几乎保持不变。当进入Sc-IV相后，Tc随压力的增加又继续增加，最高达到28 K。当体系最终在高压下进入Sc-V相后，其超导转变温度突然提升到36 K，并且随压力几乎保持变化。随后，研究团队通过第一性原理计算探索了高压下超导转变温度大幅提升的物理来源。计算结果表明：Sc-V相中d电子与中等频率声子之间的强耦合是导致其高Tc的最主要的原因。这些结果表明元素钪在压力下的超导转变温度与结构密切相关，在Sc-V相中发现的36 K超导转变温度不但刷新了元素超导转变温度的记录，而且也为在简单体系中寻找高温超导材料提供了一个新的思路。 　　中科大物理学院应剑俊特任研究员为相关文章的第一作者和共同通讯作者，陈仙辉教授和南京大学孙建教授为上述文章的共同通讯作者。相关工作得到了科技部、国家自然科学基金委、中科院以及安徽省引导项目的相关基金资助。

p 核心提示：美国明尼苏达大学等组成的研究团队日前调查发现，“微塑料”污染已成为一大问题，对13国的调查显示，自来水中“微塑料”的检出率高达81%，大部分呈纤维状，估计来自纤维制品。 /p p 　　据日媒报道，美国明尼苏达大学等组成的研究团队日前调查发现，“微塑料”污染已成为一大问题，对13国的调查显示，自来水中“微塑料”的检出率高达81%，大部分呈纤维状，估计来自纤维制品。 /p p 　　虽然目前尚不清楚微塑料对人类健康造成的影响，但研究团队发出警示称“日常生活中无法避开的自来水污染在全球蔓延非常令人担忧”。 /p p 　　该调查分析了在美国、英国、古巴、印度等14个国家采集的159个自来水样本。除意大利以外的13个国家自来水中都发现了微塑料。 /p p 　　美国的水样中检测出每升约60个微塑料，据各国之首。印度和黎巴嫩也数量较多。98%的微塑料呈纤维状，平均长度为0.96毫米。也存在0.10毫米的微塑料，估计很难用过滤设备完全去除。此外还存在小碎片及薄膜状的微塑料。 /p p 　　此外，研究人员还从标注产地为欧洲、亚洲、美国等地的12种市售食盐以及在美国酿造的12种啤酒中全部检测出微塑料。美国的3种瓶装水样本也含有微塑料。 /p p 　　根据美国人的标准消费量计算，每人每年从自来水、食盐、啤酒中摄入5800个微塑料。其中88%来自自来水。 /p p 　　目前尚不清楚污染如何扩散，但有观点指出纤维状微塑料也可能是从化学纤维材料服装中通过洗涤等飞散到大气中。 /p p 　　研究团队成员表示：“人类入口食物的微塑料污染日益严重。需要对塑料中含有或吸附的有害化学物质对人体的影响等进行详细调查。” /p p 　　微塑料是塑料垃圾等破碎后形成的直径5毫米以下的塑料，由其导致的海洋污染成为课题。 /p p /p

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 5月6日，Science杂志官方网站发布了中国科研团队合作完成的研究文章《SARS-CoV-2病毒灭活疫苗的快速开发》，这是首个公开报道的新冠疫苗动物实验研究结果。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 563px height: 545px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/a3dac81d-f0d9-4804-ac93-9625f5eeef73.jpg" title=" 中国团队 新冠疫苗science.jpg" alt=" 中国团队 新冠疫苗science.jpg" width=" 563" height=" 545" / /p p style=" text-align: center " Science官网 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 研究文章由 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 中国医学科学院医学实验动物研究所秦川团队领衔，联合浙江省疾控中心张严峻团队、科兴控股生物技术有限公司、中国科学院生物物理研究所王祥喜团队、中国食品药品检定研究院、中国疾病预防控制中心传染病预防控制所 /strong /span 等多家单位合作。研究结果显示，京企科兴中维研制的新型冠状病毒灭活疫苗在 strong 恒河猴模型 /strong 中安全有效。 span style=" text-indent: 2em " 研究者从11名感染了新冠病毒的住院患者(包括5名重症监护患者)的支气管肺泡灌洗液(BALF)中分离出多个新冠病毒毒株，其中5株来自中国，3株来自意大利，1例来自瑞士，1例来自英国，1例来自西班牙。这11个毒株广泛散在分布于基于所有可用序列构建的系统发育树上，在一定程度上代表了正在流行的病毒种群。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在此基础上，研究者选择CN2株用于疫苗制备，开发了一种纯化的灭活新冠病毒候选疫苗，并进行了 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 中试生产 /strong /span 。 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 该疫苗在小鼠、大鼠和非人灵长类动物中均可诱导新冠病毒特异性中和抗体产生 /strong /span 。这些抗体能有效地中和所选的其他10株(CN1、CN3-CN5和OS1-OS6)具有代表性的新冠病毒毒株，表明它们对世界范围内广泛流行的新冠病毒毒株都可能有潜在的中和能力。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 为评价疫苗的免疫原性，研究者在第0天和第7天分别给小鼠接种不同剂量的候选疫苗后，未观察到炎症或其他不良反应，新冠病毒的S蛋白和RBD特异性的IgG在免疫后小鼠的血清中迅速产生，并于第6周达到滴度峰值。RBD特异的IgG在S蛋白诱导产生的抗体中占一半，提示RBD是主要的免疫原，这也与恢复期患者的血清学特征非常相似。与恢复期患者血清相比，该疫苗诱导出了更高滴度的S蛋白特异性抗体。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 接下来，研究者使用微量中和试验（MN50）测定新冠病毒特异性中和抗体在一段时间内的水平。结果显示，高剂量免疫的中和抗体在初免后第1周出现，在第2周加强免疫后显著增加，在第7周达到峰值，而对照组则未检测到新冠病毒特异性抗体反应。研究者在大鼠中以及对不同毒株的实验中也得到了相似的结果。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 随后研究者在疫苗免疫后的 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 恒河猴 /strong /span 中进行了攻毒实验以评价疫苗免疫原性和保护效果。研究者在第0、7和14天给恒河猴接种不同剂量（3微克和6微克）的疫苗，结果显示，S蛋白特异性的IgG和中和抗体均在第2周被诱导出来，并在第3周继续增加，抗体滴度与恢复期的新冠患者的血清中的抗体滴度相似。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 之后，研究者在第22天进行攻毒。结果显示，与对照组相比，疫苗免疫后的恒河猴肺部组织病理变化显著减小，病毒载量也显著下降。 strong 高剂量组 /strong 的4只恒河猴感染后的第7天，咽喉、肛门和肺部都未检测到病毒，也没有观察到抗体依赖的增强（antibody-dependent enhancement，ADE）现象。 strong span style=" text-indent: 2em " 中剂量组 /span /strong span style=" text-indent: 2em " 感染后第7天咽部、肛门和肺部标本中能部分检测到病毒，但与对照组相比病毒载量降低了约95％。 strong 结果表明，接种6微克剂量候选疫苗后可以对新冠病毒攻毒提供完全的保护，3微克剂量的疫苗有部分保护作用。 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 据悉， span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 基于上述研究结果，国家药品监督管理局已于2020年4月13日批准科兴控股生物技术有限公司旗下北京科兴中维生物技术有限公司（“科兴中维”）研制的新型冠状病毒灭活疫苗 /strong /span 克尔来福& #8482 进入临床研究，Ⅰ/Ⅱ期临床研究于4月16日在江苏省徐州市睢宁县正式启动。 /p

生物传感器由于其快速、准确、简便的特点，并且借助于目前微流控分析技术可实现高通量分析，在生命科学研究、疾病诊断和预后监控、环境质量监控、生物安全等领域具有广阔的应用前景。目前的研究主要集中在即时检测（POCT）、无创分析、在线检测、现场监测、细胞生物学应用等方面。光纤生物传感器由于其独特的高灵敏度、集成度高、抗电磁干扰、远程传输等特点受到了广泛关注。 长春光机所吴一辉研究团队致力于这一研究领域近10年，目标是为了实现癌症标志物的超低浓度检测，以期待对癌症的早期筛查和预后监测提供技术支撑降低癌症的发病率及死亡率。针对这一目标，该研究团队近期在光纤传感器的高灵敏度、高重复性、高特异性等方面取得重要研究进展，实现了从“能测”到“能用”的跨越。 针对微纳光纤耦合器的重复性差问题，提出结合熔融拉伸法和湿法腐蚀法的复合制备方法。在折射率为1.333的水和折射率为1.365的氯化钠液体介质中，通过该复合制备方法均可实现微纳光纤耦合器的色散转折点位置从1600nm至900nm的精确调控，精度优于1nm。并且通过制备色散转折点位置一致的光纤耦合器解决其重复性问题。该研究工作发表在国际期刊Journal of Lightwave Technology （JCR 1区，DOI:10.1109/JLT.2020.3033660，2021）上。 900-1600nm宽谱范围色散转折点精确可控调节 在高灵敏度色散转折点检测原理方面，提出一种全新的Z形锥形微纳光纤结构，，通过优化两种该结构微纳光纤的尺寸参数可以实现折射率的超高灵敏度检测，目前实现的灵敏度与微纳光纤耦合器灵敏度相当。相关的研究工作发表在国际光学期刊Optics Express（JCR 1区，https://doi.org/10.1364/OE.441874，2021）上。 Z型微纳光纤结构示意图 临床应用过程中，面对血清等复杂样本最大的挑战是血清中干扰蛋白产生的非特异性吸附，为了解决这一问题，该团队提出血清预吸附的方法，并在空白血清重合的前提下，实现了微纳光纤耦合器免疫传感器在宽动态范围的稀释血清中进行肿瘤标志物的无标检测。并且为了实现临床样本的无标定量检测，提出了一种基于标准血清波长偏移的方法来减少个体差异的影响。与吉大二院合作，首次展示了基于微纳光纤耦合器免疫传感器的人血清中CEA的无标记定量检测，检测结果与临床检查非常吻合。相关研究工作发表在国际传感领域权威期刊ACS Sensors（JCR 1区，https://doi.org/10.1021/acssensors.1c01031，2021）上。 无标定量检测方法 微纳光纤生物传感与临床化学发光法对临床癌症病人检测结果对比 针对微纳光纤传感器中获得高重复性、高灵敏度、高特异性的研究方法或结构目前已经申请国家发明专利，上述三篇论文的共通讯作者为长春光机所周文超副研究员和吴一辉研究员，该部分研究工作得到国家基金委重大科研仪器研制项目、国家自然科学面上项目、中科院青促会等项目的支持。

据韩国成均馆大学消息称，该校电子电气工学系研究团队成功开发了高耐久性柔性突触半导体元件。研究成果刊登在国际学术期刊《科学观察》上。　　近年来，物联网技术在便携式智能设备领域应用需求迅速增加，特别是柔性电子(Flexible Electronics)在机器人工程及智慧保健医疗领域的应用备受关注。研究组在聚酰胺材料的柔性基板上，将数十纳米厚的非晶体氧化物半导体薄膜进行沉积后作为通道，组成非晶体氧化物半导体、离子—凝胶混合结构，研发出可通过电脉冲信号控制的柔性突触半导体元件，该元件在机械、电压力测试后，表现出稳定的静态及动态动作特性。研究团队利用该元件，制作了弹性阻力传感器安装在手上，通过实验验证了可适用于神经元系统（sensory-neuromorphic systems）。　　注：本文摘自国外相关研究报道，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。

近日，上海科技大学物质科学与技术学院陆卫教授课题组在光子-磁子相互作用及强耦合调控方向取得重要进展。研究团队首次在铁磁绝缘体单晶中发现了一种全新的磁共振，命名为光诱导磁子态，此项发现为磁子电子学和量子磁学的研究打开了全新的维度。研究中揭示的新型磁子强耦合物态，能极大改变铁磁单晶的电磁特性，为光子与磁子的纠缠提供新的思路，这对推动磁子在微波工程和量子信息处理中的应用具有重要作用。该成果发表于物理学领域旗舰期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）。 　　芯片的研发主要遵循着摩尔定律，即每18个月到两年间，芯片的性能会翻一倍。然而，随着人类社会逐渐步入后摩尔时代，一味降低芯片制程受到了“极限挑战”。处理器性能翻倍的时间延长，“狂飙”的发展势头遇到了技术瓶颈。在市场需求驱动下，人们迫切需要“新鲜血液”的注入，来激活低功耗、高集成化、高信息密度信息处理载体的出路。基于磁性材料发展建立的自旋电子学以及磁子电子学发展迅猛，为突破上述限制提供了出路。 　　宏观磁性的起源主要是材料中未配对的电子。电子有两个基本属性：电荷与自旋。前者是所有电子器件操控的对象。利用电子电荷属性发展的微电子器件，已经引发了信息产业的革命。 　　然而，面对难以抑制的欧姆损耗，以及信息产业对更高密度存储和先进量子计算的渴求，人们迫切希望进一步利用电子自旋作为信息载体，发展自旋电子学器件，进而继续推动信息技术的发展。 　　尤其是磁性绝缘体中的自旋，它们能够完全避免传导电子的欧姆损失，充分发挥自旋长寿命、低耗散的优势，因此对于开发自旋电子学器件意义重大。 　　磁子态是电子自旋应用中的核心概念，它是磁性材料中的自旋集体激发。它不仅可以高效传递自旋流，还可以与不同的物理体系，例如声子、光子、电子等，发生相互作用，进而重塑材料的声光电磁等物性。 　　此外，磁子还可以与超导量子比特相互作用，在量子信息技术中发挥重要作用。正是由于这些性质与应用潜力，近年来关于磁子的研究引起国际学界的高度关注，磁子电子学、量子磁电子学等新兴领域相继诞生。 　　铁磁绝缘体单晶球中的磁子态，最早于1956年由美国物理学家Robert L. White和Irvin H. Slot Jr.在实验中发现。根据他们的实验结果，同一年L. R. Walker给出了磁性块体空间受限磁子态的数学描述，称为Walker modes。 　　在随后长达70年中，块体磁性材料中研究的磁子态几乎都属于Walker modes范畴。陆卫教授团队的发现突破了这一范畴，发掘了新的磁子态。在低磁场下，铁磁绝缘体单晶球在受到强微波激励时，内部的非饱和自旋会获得一定的协同性，产生一个与微波激励信号同频率振荡的自旋波(图(a))，该自旋波可被称为“光诱导磁子态(pump-induced magnon mode, PIM)”。 　　光诱导磁子态如同一种“暗”态，无法按传统探测方法直接观测，但可通过其与Walker modes强耦合产生的能级劈裂被间接观察到(图(b))。 　　光诱导磁子态的有效自旋数受激励微波调控，因此当改变激励微波的功率时，耦合劈裂的大小会按照功率四分之一次方的关系变化(图(c))，展现出和常规Autler-Townes劈裂不一样的功率依赖关系。 　　此外，研究团队还发现光诱导磁子态具有丰富的非线性，这种非线性会产生一种磁子频率梳(图(d))。相较于微波谐振电路中产生的频率梳，这一绝缘体中产生的新型频率梳不存在电子噪声，因此有望在信息技术中实现超低噪声的信号转换。图(a)光诱导磁子态原理示意图，(b)光诱导磁子态的强耦合色散图，(c)强耦合劈裂随微波激励功率的幂次关系， (d)光诱导磁子非线性效应引发的纯磁子频率梳 　　“常规磁子强耦合态依赖于谐振腔才能构建，当谐振腔换成开放器件，众所周知强耦合特征会悉数消失。我们则摆脱了这一依赖，通过外加微波诱导，即可产生磁子强耦合态。这样的开放边界下的耦合态有望像乐高一样有序组合，获得丰富的功能性。”团队负责人陆卫教授表示，“频率梳就像是一把游标卡尺，能够精准的测量频谱上的风吹草动。利用这个原理，光频梳在原子钟、超灵敏探测中展现了令人惊叹的精度。我们发现的频率梳在微波频段，这是雷达、通讯、信息无线传输使用的频段，可以预测我们的频率梳必然能在这些领域中发挥作用。” 　　本项研究工作由上海科技大学、中国科学院上海技术物理研究所和华中科技大学三家单位共同完成，上海科技大学为第一完成单位。论文第一作者是上科大物质学院助理研究员饶金威，通讯作者是上科大物质学院陆卫教授、中科院上海技物所姚碧霂副研究员和华中科技大学于涛教授。

p style=" text-align: center " strong 灰霾颗粒强度足以使大部分工业用合金产生摩擦磨损 /strong /p p style=" text-align: center " strong 西安交大研究人员建议：为工业装备戴上“口罩”降低灰霾危害 /strong /p p 　　近年来，以灰霾为代表的大气污染问题成为社会关注热点。人们都知道，灰霾会威胁人类的健康。那么，长期在灰霾天气中运行的仪器设备，其工作状态和使用寿命是否也会受到影响?西安交大微纳中心单智伟研究团队通过系统的研究，发现相当比例灰霾颗粒的强度足以使大部分工业用合金产生摩擦磨损。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201511/noimg/f21476c1-1b58-45ae-8ef3-234e4114f97f.jpg" title=" 图1.jpg" / /p p 　　由于灰霾颗粒的超小尺寸，对其力学性能的评估一直是一个难点。微纳中心单智伟研究团队在前期对灰霾颗粒形状及成分的研究中发现，除了许多形状不规则的颗粒外，还有很多球形颗粒。借助先进的科研设备，硕士生丁明帅对球形灰霾颗粒进行系统的力学测试。结果表明，相当一部分的灰霾颗粒物的压缩强度足以使大多数工业用合金产生摩擦磨损。而灰霾颗粒物超小的身躯使它们能随空气随机游走，容易地进入到精密设备诸如轴承、活塞等滑动部件的间隙，进而通过产生滑动磨损，损害精密仪器的工作状态和寿命。在外界腐蚀性灰霾气溶胶的帮助下，这一磨损过程还可能会加速进行。 /p p 　　研究人员建议，相关企业在生产中应立即采取相应的预防措施，比如在洁净间进行精密设备的组装、对滑动部件的间隙进行密封处理以及对那些需要吸入外界空气的引擎添加特殊过滤器等来防止或降低灰霾的危害。 /p p 　　以上相关研究结果以“In situ study of the mechanical properties of airborne haze particles”为题在线发表在近期出版的《中国科学：技术科学》英文版，相关研究内容被选作该期的杂志封面。这一研究结果填补了灰霾颗粒力学性质研究的空白，对于灰霾危害的防治具有重要的指导意义。 /p p 　　(原文链接 a href=" http://link.springer.com/article/10.1007/s11431-015-5935-8" target=" _self" title=" " http://link.springer.com/article/10.1007/s11431-015-5935-8 /a )。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201511/noimg/8946b973-3c13-46e0-9a19-78fa236291d5.jpg" title=" 图2.jpg" / /p p 　　该论文的作者包括微纳中心的硕士研究生丁明帅、韩卫忠教授、李巨教授、马恩教授以及单智伟教授。此项研究工作得到中国国家自然科学基金、973项目、111项目、中组部青年千人计划项目等资助。 /p p 　　据悉，微纳中心单智伟研究团队已与西安市环境监测站建立了紧密合作关系，针对大气污染在灰霾颗粒物源解析、污染防治以及空气净化等领域作进一步的研究和合作，期望能够不断地为灰霾的防治做出贡献。 /p

近日，中科院合肥物质院安光所张为俊研究员团队在大气棕碳气溶胶光谱特性研究方面取得新进展，相关研究成果以“木材热解一次棕碳的宽光谱特征及辐射效应”为题在线发表于爱思唯尔(Elsevier)出版的Science of the Total Environment上。 　　棕碳(Brown Carbon)是一类重要的吸光性含碳气溶胶，在近紫外到可见光范围内的吸光能力随波长变短迅速增强，对区域乃至全球的气候和辐射平衡具有显著影响。大气中棕碳气溶胶的来源复杂，包括一次直接排放和二次氧化生成，其中生物质燃烧是一次棕碳的重要排放源。受限于测量方法和手段，当前生物质燃烧棕碳的光谱特性的认识不足，导致其辐射强迫评估存在较大不确定性。 　　团队赵卫雄研究员和刘芊芊博士等人利用自主研制的四波长宽带腔增强反照率光谱原位测量系统在线测量了不同类型木材热解排放棕碳的光谱特性(消光系数、散射系数、吸收系数，以及单次散射反照率(SSA))，气溶胶在生物质热解过程中的变化特征可以用光学参数来解释。基于多波长在线测量参数，发展了SSA光谱反演方法，获得了一次棕碳在300-700 nm范围内的宽光谱特性，并用于气溶胶直接辐射强迫的评估。结果表明，在近紫外波段，SSA降低35%将会导致一次棕碳的地面直接辐射强迫减少46%。本研究强调了SSA光谱特性在棕碳辐射强迫评估中的重要性，对气溶胶气候效应的准确评估具有重要的科学意义。 　　该研究工作得到国家自然科学基金、安徽省自然科学基金、合肥物质科学研究院院长基金和中科院青年创新促进会的资助。生物质热解棕碳气溶胶的消光系数、散射系数、吸收系数和SSA的光谱特性棕碳气溶胶在不同反照率表面的直接辐射强迫

近日，中科院合肥研究院安光所方勇华研究员团队在痕量气体光声检测研究方面取得新进展，相关研究成果发表在国际知名光学期刊Optics Express上，并被选为“Editor’s Pick” 文章。博士生李振钢为论文第一作者。 　　光声光谱是一种间接吸收光谱技术，通过检测气体吸收光能产生的光声信号来反演气体浓度，具有灵敏度高、选择性好、零背景检测等优点，广泛应用于环境监测、医疗诊断、燃烧分析、电力检测等领域。然而，光声检测性能容易受到各类噪声的影响，如气体流动噪声和电子学噪声等非相干噪声，以及光声池壁吸收光能产生的相干噪声等。此前，在同时抑制相干与非相干噪声、增强光声信号方面业内鲜有报道。 　　该团队基于光声检测原理，研制了一种新型的差分式亥姆霍兹光声池，其特殊结构使光束能够在镀金内壁上多次反射，以激发出更强的光声信号。同时，采用波长调制与二次谐波技术抑制了光声池壁因吸收光能产生的相干噪声。此外，由于该光声池的差分特性，使非相干噪声得到极大抑制。该光声池经过详细的仿真优化，在获得高检测性能参数的同时，进一步提高了待测气体的置换速度。在甲烷气体检测实验中，该光声传感器表现出了良好的线性度和灵敏度。当激发光源为较低功率(6 mW)的近红外(1653 nm)分布式反馈激光器时，在1 s的检测时间内实现了甲烷气体177 ppb的最低检测限，对应的归一化噪声等效吸收系数为4.1×10–10 cm–1 WHZ–1/2(此前报道的归一化噪声等效吸收系数通常为10–8至10–10量级)。新型差分式亥姆霍兹光声池的(a)声压仿真和(b)多次反射示意图待测气体置换速率仿真；(a)连接管位置优化前(b)连接管位置优化后(a)光声检测装置原理图和(b)光声池机械结构图

（一）电化学法测定量子点能级结构及缺陷位置近期，深圳大学高等研究院李秀婷研究员课题组受邀在国际期刊《Chemistry – A European Journal》的Young Chemists 2022一期上发表了题为“Electrochemically Determining Electronic Structure of ZnO Quantum Dots with Different Surface Ligands”的研究论文。量子点（Quantum dots），被广泛应用在在光电器件、太阳能电池等领域。而在这些应用中，量子点的电子结构对量子点所表现出的优越光电特性至关重要。近些年来，循环伏安法常常被用来检测量子点的能级位置。但是，目前大部分相关的研究主要集中在测量窄带隙的量子点上，宽带隙量子点能级的电化学测量受电化学窗口和能级结构等因素影响而非常困难。本研究选择被广泛应用于量子点发光二极管（QLEDs）中的宽带隙量子点—ZnO量子点进行电子结构的电化学检测。通过优化电极膜、电解质体系等条件实现了对带有不同配体（乙醇胺和三乙醇胺）的ZnO量子点的带边能级检测，还确定了它们的缺陷态位置，推测了可能的缺陷态类型。这项工作展示了循环伏安法能够作为一种有效的手段去检测量子点的电子结构，将有利于推动ZnO量子点相关器件的应用。图1. 采用循环伏安法测定了具有不同配体的ZnO量子点的能级结构。深圳大学高等研究院材料科学与工程专业的研究生冼龙斌是该论文的第一作者，深圳大学高等研究院为唯一完成单位。（二）可控电解揭示硫化铅量子点的微观组成近期，课题组在国际期刊《The Journal of Physical Chemistry C》上发表了题为“Controllable Electrolysis Reveals the Microscopic Composition of Lead Sulfide Quantum Dots”的研究论文。胶体硫化铅(PbS)量子点(QDs)的大小和组成与其光电性质密切相关，如能带结构、载流子输运、表面抗氧化性等，因此会极大地影响器件性能。目前对于单个量子点空间元素分布的表征十分困难。在这项工作中，团队开发了一种简单高效的电化学方法来探测被油酸(OA)覆盖的PbS量子点的微观组成。研究发现，亚单层量子点在较低的电位扫描速率下进行了完全电解，而在较高的电位扫描速率下只有富含Pb(II)的表层发生了电解。因此不仅通过可控电解揭示了PbS-OA量子点的表面组成，而且提出了其元素的空间分布模型。此外，还成功揭示了PbS-OA量子点尺寸依赖的元素比例，表明了电化学是定量量子点组成的有力工具。图1. PbS量子点的可控电解示意图。深圳大学高等研究院陈婕和朱远航是该论文的共同第一作者，深圳大学高等研究院为第一完成单位。（三）基于钙钛矿量子点相变检测乙醇中痕量水近期，团队与四川大学肖丹教授课题组合作在国际期刊《Analyst》上发表题为“A Handy Imaging Sensor Array Based on the Phase Transformation from CsPbBr3 to CsPb2Br5: Highly Sensitive and Rapid Detection of Water Content in Ethanol”的研究论文。乙醇中的痕量水对其参与的有机反应速率及最终产率产生影响；作为汽车燃料时，共存水会提高燃料消耗、损害汽车引擎等。然而目前成熟的痕量水检测方法通常需要复杂的策略和设备。本研究基于荧光开关机制构建了CsPbBr3@PVA成像阵列传感器，利用荧光的恢复效率对水含量进行定量分析。使用智能手机直接捕捉传感器阵列的图像，用Image J快速分析，以读取每个样本的灰度值。该传感器阵列具有响应速度快（5s）、选择性强以及在实际样品中的应用潜力等优点。同时，该方法不需要昂贵的光谱仪并且不需要专业人员操作，具有成本低、检测速度快、灵敏度高等优势。图1. （A）CsPbBr3@PVA的荧光开关机制示意图和（B）CsPbBr3@PVA阵列传感器的展示。深圳大学高等研究院李秀婷研究员为该文章的共同通讯作者。

近日，睿创研究院及睿创光子团队在中红外带间级联激光器（Interband cascade laser，ICL）的研究取得重要进展，相关团队实现了高性能、室温连续工作、多个激射波长的带间级联激光器系列，结合分子束外延技术，在InAs衬底上生长带间级联激光器材料，制备的窄脊器件室温激射波长接近4.6μm和5.2μm。目前大部分带间级联激光器生长在GaSb衬底上，而睿创团队报道的带间级联激光器生长在InAs衬底上，波导包层由InAs/AlSb超晶格和高掺杂的InAs层构成。相比于常见的GaSb基带间级联激光器，InAs基带间激光器在较长波长处（例如长于4.5μm）具有更低的阈值电流密度。（a）4.6μm波长、2mm腔长、10μm脊宽的器件在20℃-64℃之间连续激射光谱；（b）同一器件在20℃-64℃之间的连续电流-电压-功率曲线对于4.6μm波长的带间级联激光器，宽脊器件室温脉冲阈值电流密度为292A/cm²；2mm腔长和10μm脊宽的窄脊器件的连续工作温度可达64℃，室温输出功率为20mW；在相近波长处为目前报道的最高连续工作温度。对于5.2μm波长的带间级联激光器，宽脊器件室温脉冲阈值电流密度为306A/cm²；2mm腔长和10μm脊宽的窄脊器件最高连续工作温度为41℃，室温输出功率为10mW；其中阈值电流密度在类似波长为报道的最低水平。相关论文“High-temperature continuous-wave operation of InAs-based interband cascade laser”和“InAs-based interband cascade laser operating at 5.17 μm in continuous wave above room temperature”分别发表于Applied Physics Letters 和IEEE Photonics Technology Letters。（a）5.2μm波长、2mm腔长、10μm脊宽的器件在15℃-41℃之间连续激射光谱；（b）同一器件在15℃-41℃之间的连续电流-电压-功率曲线带间级联激光器是基于能带工程和量子力学产生激射，技术含量很高并且研制难点众多，是国家纳米和量子器件核心技术的重要体现，目前和量子级联激光器（Quantum cascade laser，QCL）并列为重要的中红外激光光源，在环境监测、工业控制、医疗诊断和自由空间通信等领域具有重要的应用价值和科学意义。带间级联激光器的原始概念由美国俄克拉荷马大学的杨瑞青教授（Rui Q. Yang）于1994年首次提出，目前基本上都采用近晶格匹配的InAs/GaSb/AlSb三五族材料体系来构造，有源区大多为InAs/GaInSb二类量子阱，其能力可覆盖从中红外到远红外的波长范围。带间级联激光器结合了传统半导体二级管激光器和量子级联激光器的优势，与同样能覆盖中红外波段的量子级联激光器相比，具有更低的阈值功耗密度和阈值电流密度，这种极低功耗的优势在一些需要便携和电池供电设备的应用中显得非常重要。目前全球带间级联激光器市场仍由国外企业占据主导地位，国内仍处于产业发展的初始阶段。本文报道的这两项工作标志着睿创光子在带间级联激光器的外延设计和器件制备等多个方面同时达到了较高的技术水平，成为掌握高性能带间级联激光器技术的企业。该工作也为后续单模可调谐的DFB带间级联激光器的研发和量产打下了坚实的基础。睿创光子（无锡）技术有限公司是烟台睿创微纳技术股份有限公司的控股子公司，聚焦III-V族光电子器件、硅基光电子器件等光子芯片技术研发与产业化。

p 　　2月18日出版的美国光学学会旗下期刊Optics Express& nbsp 同时刊登了中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室姚保利研究组的三篇研究论文。& nbsp /p p 　　在第一篇题为Large-scale 3D imaging of insects with natural color& nbsp 的文章中，研究人员实现了大尺寸昆虫自然色三维高分辨率定量成像。经过亿万年的进化，生物结构非常复杂与精巧，并承载了多样的功能和迷人的景象。生物结构在不同尺度、不同维度和不同部位的观察与形态分析，为科学研究结果提供最直接的证据，在众多学科领域扮演着不可或缺的角色。目前高分辨率三维成像技术已经在生物学领域有了广泛的应用，并推动着生物学研究不断取得新的进展。但是已有的技术与研究工具还存在一些不足，比如对大样品进行三维成像时数据量大且耗时，高分辨率与大成像视场难以同时满足，样品自然色彩难以获取等。因此，寻找一种能够对昆虫进行快速三维成像，并获得其高分辨形貌信息和色彩信息的设备，就成了昆虫分类学家和相关研究领域的迫切需要。 /p p 　　为了解决这些问题，课题组在前期工作的基础上，与中科院动物研究所合作，通过对彩色结构照明光学成像系统和相关算法进行改造升级，克服了已有三维成像方法的缺陷，大大提升了系统的光能利用率和照明均匀性，使得成像系统在高分辨率、大尺寸、三维、快速、全彩色和定量分析等六大成像要素上均得到有效提升。该研究对大尺寸昆虫的高分辨三维定量分析具有重要的参考意义，同时为昆虫结构色的研究提供了新的技术手段，在进化生物学、仿生学、分类学、功能形态学、古生物学和工程学等领域具有广泛的应用前景。 /p p 　　在第二篇题为Real-time optical manipulation of particles through turbid media& nbsp 的文章中，研究人员主要实现了透过散射介质后对微粒的实时光学微操纵。2018年诺贝尔物理学奖的一半授予了光镊的发明人Arthur Ashkin，在那里激光捕获和操纵微粒是在透明和无散射介质中进行的。而当光学系统中有散射介质存在时，成像目标难以在像面清晰呈现，激光也难以聚焦成为一个焦点。目前有多种方法来克服散射的影响，其中最常用的方法是利用光场调控器件和相应的优化算法对经过散射介质后的光场进行调控。遗传算法具有收敛速度快、抗噪声能力强的优势已经被广泛应用于散射介质后的光场聚焦和成像，然而遗传算法在实际应用中依然存在一些问题，比如随着优化的进行，其收敛速度逐渐变慢，噪声对最终聚焦结果影响较大，优化结果受探测器动态范围限制等。近年来，随着相关技术的成熟，已有研究者将波前矫正技术和光学捕获结合，实现利用散射光场对微粒的捕获，但是此类技术在散射介质后产生的聚焦光场质量不高，而且无法实现在散射介质后特定目标点对微粒的捕获，也无法在散射介质后沿特定路径对粒子进行操控，灵活性以及应用场合受到限制。 /p p 　　为了实现对经过散射介质后光束的高质量聚焦并将其应用于实际，该文提出了一种相间分区域波前校正方法，实现了入射光经过散射介质后单点和多点的重新聚焦。将该方法和光镊技术结合，可以对散射介质后单一粒子和多个粒子的同时捕获，并且可以实现在散射介质后某一平面内沿特定轨迹对微粒的操纵。与传统遗传算法相比，该方法具有收敛速度快、聚焦强度高、对探测器动态范围需求小的优点，大大提高了光经过散射介质后的聚焦效果，不仅可以应用于光学微操纵，而且可以应用于其它相关领域，为散射介质后的物体成像、深层样品荧光显微成像以及散射介质后的光场调控提供了有效手段。 /p p 　　在第三篇题为Three-dimensional space optimization for near-field ptychography& nbsp 的文章中，研究人员实现了近场叠层成像术的三维空间优化。叠层成像术（Ptychography）是一种无透镜的相干衍射成像技术，拥有大视场、高分辨和定量相位的优势。通过记录多幅交叠的衍射图像，利用交叠区域的数据冗余和先进的相位恢复算法，能恢复出物体的透射率函数分布、分解相干态以及校准系统误差。这一无透镜的成像方法已经成功应用于可见光、电子波段和X射线波段。然而，叠层成像术在实际应用过程中依然存在一些限制，比如在针对三维厚样品成像时，其厚度是未知的，传统成像方法是尽可能减小对样品每一层的成像厚度，这就增加了成像的层数，而且该方法只适用于连续样品，对于离散的有着非均匀空间分布的样品则可能会出现伪影，额外的空白层也会降低图像质量。 /p p 　　该文提出一种基于遗传算法的三维叠层成像算法（GA-3ePIE），可同时优化层数与层距，并且适用于近场三维叠层成像术。相比于远场，它可以使用更少的图像重构相同大小的视场，而且对光源相干性以及探测器动态范围要求更低。通过分析发现，随着交叠率和采样率的提升，可恢复层数变多。该算法也能被推广到X射线及电子波段领域，同时也可以用于其它计算成像技术，如傅里叶叠层显微成像术。 /p p 　　姚保利团队多年来一直致力于新型光学成像及光学微操纵新方法、新技术和新仪器的研究和开发，已在PRL、PRA、OL、OE& nbsp 等国际期刊上发表200多篇研究论文，授权多项国家发明专利。2013年在国际上首次提出并实现了基于数字微镜器件（DMD）和LED照明的结构光照明显微成像技术，分辨率达到90nm，该成像设备已成功应用于多项生命科学研究之中。研究团队先后为国内外多所大学研制了多套激光光镊微操纵仪，设备性能稳定可靠，获得用户的普遍好评。 /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/a6b3f109-b9e5-42b8-acb9-e595133d2c9a.jpg" title=" W020190220588050271958.png" alt=" W020190220588050271958.png" / & nbsp /p p style=" text-align: center " 　　图1.& nbsp 两种中华虎甲的三维成像结果。(a)& nbsp 虎甲1的最大值投影图（4X, NA0.2），其三维成像体积约为18.7 x 9.4 x 7.0 mm3。(b)& nbsp 利用20X, NA0.45物镜对图(a)中红色方框内区域进行成像的最大值投影结果。(c)& nbsp 图(b)的三维形貌信息。(d)& nbsp 图(c)中蓝色曲线所经过的复眼的三维轮廓曲线。(e)& nbsp 虎甲2的最大值投影（4X, NA0.2），其三维成像体积约为19.5 x 8.3 x 6.6 mm3。(f)& nbsp 利用20X, NA0.45物镜对图(e)& nbsp 中红色方框内区域进行成像的最大值投影结果。(g)& nbsp 图(f)的三维形貌信息。(h)& nbsp 图(g)中蓝色曲线所经过的复眼的三维轮廓曲线。 /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/a3470cf2-4f00-434b-8fc3-7f813add3756.jpg" title=" W020190220588050370079.jpg" alt=" W020190220588050370079.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　图2.& nbsp 激光透过散射介质后对微粒的捕获和操纵实验结果。(a)-(e)散射介质后操纵微粒沿矩形轨迹运动；(f)-(j)散射介质后操纵微粒沿圆形轨迹运动（标尺：10μm） /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/b6b6794c-fd26-414a-bcda-beba9a7f0645.jpg" title=" W020190220588050432825.jpg" alt=" W020190220588050432825.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　图3.& nbsp 不同参数下USAF分辨率板的强度恢复结果。（a）单层重构结果。（b1-b2）和（c1-c2）不同层距下两层重构结果。（d1-d3）三层重构结果，包含一层空白层。（e1-e2）和（f1-f2）使用GA-3ePIE算法下的重构结果及放大图。（g）一张典型的衍射图。 /p p br/ /p

近日，中国科学院重庆绿色智能技术研究院研究员王化斌团队和上海大学材料生物学研究所教授李江团队等合作，报道了一种同时具有表面和亚表面探测能力的纳米级分辨太赫兹形貌重构显微技术。蛋白分子膜（蛋白膜）在生物传感和生物材料领域应用广泛。从纳米尺度精确检测蛋白分子的成膜过程，对控制蛋白膜的品质、理解其形成机制和评价其功能表现具有重要意义。然而，目前尚缺少一种能够精确表征蛋白分子在成膜过程中所有形态结构的技术手段，例如，原子力显微镜虽然具有优异的表面成像功能，但是它难以提供样品的亚表面信息，无法揭示蛋白分子层的内部结构信息。研究团队发展了多介质层有限偶极子近场理论模型，建立了基于样品太赫兹近场光学显微图像重构样品三维形貌的方法，实现了单个蛋白分子、蛋白网状结构、蛋白单分子层和蛋白复合层的精确检测。太赫兹形貌重构显微技术具有无损、无标记的特点，以及表面和亚表面检测能力；其侧向分辨率与原子力显微镜相当，垂直分辨率达0.5 nm。该技术为研究生物分子、功能材料和半导体器件等样品提供了一种全新的技术途径。相关研究成果以Near-Field Terahertz Morphological Reconstruction Nanoscopy for Subsurface Imaging of Protein Layers为题，发表在ACS Nano上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、重庆市自然科学基金等的支持。