前沿研究

10月29日，中国科学院文献情报中心与汤森路透知识产权与科技事业部日前在北京联合发布《2014研究前沿》报告，遴选出了2014年排名最前的100个热点研究前沿和44个新兴研究前沿。 　　根据报告，当前全基因组关联分析、希格斯玻色子观测、高能量转换效率聚合物太阳能电池、移动健康技术等方面的研究非常活跃。中国科研团队参与的&ldquo 中微子振荡数据的全局分析&rdquo &ldquo 拓扑莫特绝缘体&rdquo 等入选物理领域的十大研究前沿。中国科研团队在&ldquo 功能性金属有机骨架化合物&rdquo 前沿研究中也表现突出。 　　据介绍，这些研究领域是基于汤森路透的相关数据库中的9700多个研究前沿甄选出来的，涉及自然科学和社会科学的十大学科领域。其中，新兴前沿是近两年出现的&ldquo 最年轻&rdquo 的研究前沿，论文平均发表年均在2012年7月份之后。 　　来自全国各大高校及科研院所的百余位从事前沿领域研究的科学家、科研管理人员出席了发布活动，共同就当前的热点研究前沿、中国与世界科学研究前沿的发展和差距，以及相关热点议题进行了探讨。 　　据了解，《2014研究前沿》报告全文将面向全球开放发布，以帮助全球科研人员了解和找准研究拓展方向。

p 　　 strong 中国25个前沿表现卓越 居全球第二 /strong br/ /p p 　　11月2日上午，中国科学院科技战略咨询研究院、中科院文献情报中心与科睿唯安公司在北京向全球发布了《2017研究前沿》报告和《2017研究前沿热度指数》报告。 /p p 　　中科院院长、党组书记白春礼出席会议并致辞。白春礼指出，我国科技发展已经进入到新的阶段，要实现基础研究的重大突破，如何准确把握未来科技方向和重点是我们面临的关键问题。中科院作为国家战略科技力量，作为首批国家高端智库建设试点单位，服务国家科技发展的宏观决策，把握世界科技发展大势，研判科技发展的战略方向，敏锐抓住科技创新的突破口和新的生长点，为我国前瞻谋划和布局前沿科技领域与方向提供科学依据和研究基础，是中科院义不容辞的责任。 /p p 　　他介绍说，此次发布的《2017研究前沿》报告，不仅运用了信息情报、大数据技术以及运筹学和系统科学等新模型、新方法，同时还充分依靠科技领域专家、政策专家、战略情报专家的综合研判，在文献计量指标的基础上，对2017年全球科技发展布局和竞争结构提出了一种分析和解释。同时，今年还首次推出了《2017研究前沿热度指数》报告，利用研究前沿热度指数评估和分析了世界主要国家在研究前沿中的状况和态势。 /p p 　　《2017研究前沿》突出显示了等10个高度聚合的大学科领域中的100个热点前沿和43个新兴前沿。在143个前沿中，“冷冻电镜技术在生物大分子三维结构解析中的应用”是今年诺贝尔化学奖的主题，“双黑洞等双致密天体的形成及并合”与今年诺贝尔物理学奖主题引力波研究密切相关。 /p p 　　在《2017研究前沿》基础上，《2017研究前沿热度指数》评估了世界主要国家在上述前沿领域中的研究活跃程度。报告称，美国、中国、英国在这些前沿领域研究最为活跃。在10个领域中，美国在8个领域得分排名第一。中国在化学与材料科学领域和数学、计算机科学与工程学领域得分排名第一，显示出中国学者在这两个领域的研究前沿最为活跃。但中国在临床医学领域、天文学与天体物理领域和经济学、心理学及其他社会科学领域等3个领域得分较为靠后。 /p p 　　中国科学院科技战略咨询研究院院长潘教峰介绍，在143个研究前沿中，中国表现卓越的研究前沿有25个，约占18%，在世界各国中排名第二。这25个研究前沿主要分布在农业、植物学和动物学领域，生态与环境科学领域，地球科学领域，临床医学领域，生物科学领域，化学与材料科学领域，物理学领域，数学、计算机科学与工程领域等8个领域。其中，化学与材料科学领域和数学、计算机科学与工程领域分别占8个和6个，数量最多。中国在植物基因组编辑技术、华北克拉通、聚合物太阳能电池、粲物理等前沿主题作出了突出贡献。 /p p 　　据了解，中科院十分重视高水平科技智库建设，中科院战略情报研究团队从2014年开始与科睿唯安合作，通过大数据和文献计量分析方法，聚类揭示基础科学领域的年度的热点前沿和新兴前沿，并加入分析和解读，发布《研究前沿》年度研究报告，在我国科技界和社会上引起积极反响，并得到国际科技界的高度关注。 /p p br/ /p

p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 4月21日，由北京市政府支持，北京市科委推动的北京生物结构前沿研究中心在清华大学正式成立。中国科学院院士、清华大学教授施一公担任该中心主任。北京市副市长隋振江、北京市科委主任许强、清华大学副校长尤政等共同为中心揭牌。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 成立仪式上，施一公介绍，为保持我国在结构生物学领域的领先优势，在保留结构生物学高精尖创新中心的基础上，北京市政府加大投入，成立了北京生物结构前沿研究中心。目前该中心拥有17位核心研究员，2位合作研究员，未来将积极探索科学研究和拔尖创新人才培养的新模式和新机制，促进重大成果产出。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 尤政表示，北京生物结构前沿研究中心的建设，必将提升我国生命科学水平，助力全球生命学科及健康事业的发展。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 隋振江希望施一公团队利用高精尖中心和前沿研究中心两个优势，为推动首都高质量发展和服务创新型国家建设作出贡献。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 北京生物结构前沿研究中心将以引领性基础理论创新、颠覆性先进技术创新和战略性重大成果创新为总体目标，以汇集和培养顶尖创新人才为动力，以探索具有中国特色的新型人才培养和科研创新的机制体制为使命，助力北京建设成世界领先的前沿科学中心。 /p p br/ /p

近期，《2023研究前沿》报告和《2023研究前沿热度指数》报告向全球发布。《2023研究前沿》报告遴选了128个研究前沿，包括110个热点前沿和18个新兴前沿，较为客观地反映了相关学科的发展趋势，涵盖农业科学、植物学和动物学，生态与环境科学，地球科学，临床医学，生物科学，化学与材料科学，物理学，天文学与天体物理学，数学，信息科学，经济学、心理学及其他社会科学等11个大学科。农业科学、植物学和动物学领域居于前10的热点前沿分布广泛，涉及食品科学与工程、植物免疫调控、植物非生物胁迫响应机制、植物生长发育调控、植物基因组，及动物营养等6 个子领域。其中，食品科学与工程子领域热点前沿数量最多，分别是植物肉与细胞培养肉的替代性研究、食品中益生菌的微胶囊化研究、食物蛋白生物活性肽的结构与功能。目前热度较高的植物肉与细胞培养肉的替代性研究则首次入选Top10 热点前沿。 01 重点热点前沿——“植物肉与细胞培养肉的替代性研究”农业技术的进步和畜牧业的集约化提高了肉类生产的效益和产量，因此在发达国家，肉相对便宜 且容易获得，但是密集的肉类生产对公共卫生、环境和动物福利造成了不利影响。联合国粮农组织曾预测，到2050年全球肉类需求将达到 4.55 亿吨，比 2005 年增长 76％。因此，为了减少动物养殖带来的负面影响，学术界和工业界正在努力探索利用非动物来源材料生产肉类，植物肉和细胞培养肉便走人大众视野，引发热议。• 植物肉是人造肉的一种。植物肉主要以大豆、豌豆、小麦等作物中提取的植物蛋白为原料，采用化学分离的方式，从原材料中提取人体所需的植物蛋白，再经过加热、挤压、冷却、定型等一系列步骤，使其具备动物肉制品的质地和口感.据统计，2019年7月到2021年8月，中国植物基食品初创品牌累计获得48次融资，总金额超过12亿元。• 细胞培养肉是指利用细胞培养工程和组织工程等技术，在体外培养动物肌肉组织作为食用材料。这种构想在二十世纪30年代就有了，90年代末和21世纪初国外还出现了相关专利。2013年荷兰人Mark Post组织了世界首个细胞培养牛肉汉堡公开试吃活动并公布了技术细节。2019年底我国南京农业大学周光宏教授团队也培养出中国第一块肌肉干细胞培养肉。• 中国肉类食品综合研究中心首席科学家王守伟教授表示，“细胞农业技术是一项颠覆性科技革命，是多学科交叉融合的创新技术”。王教授认为，在标准和监管体系方面，还有大量的工作要做，特别强调了建立细胞农业技术和产品风险评估体系的重要性。中国肉类协会标准工作委员会秘书长刘蕾女士也表示，细胞农业技术作为一项新型的前沿技术，成立行业平台非常必要，协会会持续关注，共同推进细胞农业在中国的发展 。 02 重点热点前沿——“食品中益生菌的微胶囊化研究”益生菌是一类活性微生物，它通过促进宿主肠道菌群的生态平衡,从而对宿主的健康和生理产生有益的影响。为了发挥其功效，消费者服用的益生菌的活菌数至少为6 Log CFU/g，但是益生菌耐受性差，在加工与储存和消化过程受到高温、压力、氧气、胃酸、胆盐等的侵害，导致其活性大大降低，大量的实验证明，微胶囊化可有效防止益生菌被降解，不仅能维持益生菌在贮藏过程中的稳定性，还能保护其通过消化道抵达结肠，提高活菌在肠道表面粘膜的定植能力。• 益生菌微胶囊技术是将益生菌包埋于具有半透性和生物相容性基质载体的一种技术，通过创建一种物理屏障提高益生菌对不良环境的抗性力，减少保护基质中益生菌的损伤，然后使其到达目标部位顺利释放并发挥作用。目前许多微胶囊技术已被用于益生菌的包埋，常见的微胶囊技术有挤压法、乳化法、喷雾干燥法、冷冻干燥法等。 03 重点热点前沿——“食物蛋白生物活性肽的结构与功能”食物蛋白在人类的饮食中扮演着重要角色，其作用也得到了广泛认可。近年来，源自食物蛋白的生物活性肽成为研究热点。据相关文献报道，生物活性肽能够对人体健康产生良好的生理作用，并且随着蛋白质组学工具的发展，生物活性肽的识别更加准确快速。• 生物活性肽是如何产生的？生物活性肽产生于食物的加工过程，尤其是熟化/发酵的食物。随着加工时间的增加，其产量在蛋白水解酶的作用下也会不断增加（内肽酶和外肽酶）。食物蛋白酶水解过程中的肽酶作用和生物活性肽的生成过程• 如何确定食物基质生物活性肽？为了在体内产生生理作用，经消化的生物活性肽必须在肠胃消化期间保持不受影响。这也说明了为什么有的肽在体外分析时可以表现出良好的生物活性，而在实验室动物的体内分析过程中却无法表现出这种活性。食物基质生物活性肽识别和确认的传统实证方法SEC：尺寸排除色谱法；CE：毛细管电泳；LC：液体色谱法；IEF：等电位聚焦；HPLC：高效液相色谱法；MS/MS：串联质谱。随着人们生活水平的提高和饮食结构的变化，我国居民对于食品的要求已从温饱上升至对食品安全品质的关注。我国居民的饮食消费习惯已逐渐向着营养、健康型方向转变。今年的中央一号文件提出：“树立大食物观，要向植物动物微生物要热量、要蛋白。”宏观来看，在环境、资源压力刺激下，加上政策的大力支持，以生物合成的方式替代化工合成在未来有着广阔的前景，植物肉和细胞培养肉仍是近年十分重要且值得广泛关注的发展趋势。

10月29日，中国科学院文献情报中心与汤森路透旗下的知识产权与科技事业部在北京共同发布《2015研究前沿》报告。报告甄选出了2015年的100个热点研究前沿和49个新兴研究前沿，并对这些前沿进行详细解读和分析，同时增加了149个前沿的国家表现的分析，以高度概括的视角对美国、英国、德国、法国、中国和日本6国在149个前沿的基础贡献水平和潜在发展水平进行了评估描述。　　在所有领域，中国核心论文数排名第1的前沿共计16个，化学与材料科学领域(共计19个前沿)就狂揽9个，而美国在该领域只有7个第1。　　我们看到与去年类似，化学与材料科学领域今年的研究前沿仍主要分布于有机材料、电池材料、二维材料等方向，但研究态势发生了一些变化。2014年关于石墨烯的研究占据了Top10 中的三席，而2015年则是关于荧光现象的研究占据了Top10 中的三席(标红)，包括“用于活体成像硫化氢分子的荧光探针”、“过渡金属化合物用于荧光探测生化分子”和“用于白光LED的荧光粉”。　　日常生活中，人们对“荧光”并不陌生，但是对它为什么强势跻身研究前沿并不了解。那么如果知道2014诺贝尔化学奖颁给了“高分辨荧光显微技术”，就不会觉得今年关于荧光现象的研究占据了前沿Top10 中的三席有什么大惊小怪的了。图. 单分子显微镜的三维成像(左) 同一个细胞的普通显微镜成像(右)　　科学家通过不同方法利用打开、关闭单个分子的荧光，巧妙地避开了光学衍射极限，使得200nm已经不再是光学显微镜所能达到的极限，人们对微观世界的认识从未像现在这么清晰。　　前沿报告中，我们可以直观的了解到科学家们还在一直发掘和研究“荧光”在生化、医疗、LED照明上的深入应用，期待“荧光”带给我们更多地惊喜吧。

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从北京大学获悉，由该校牵头负责的国家重点研发计划“大科学装置前沿研究”重点专项的两个项目——“激光驱动的天体现象实验室模拟研究”和“基于超快强激光超高时间—空间—能量分辨技术及应用”项目日前正式启动。　　“激光驱动的天体现象实验室模拟研究”项目将面向世界科技前沿，依托我国大型激光装置提供的研究手段和先进技术，针对大尺度磁场起源、准直喷流与冲击波产生、高能宇宙线来源等天体重大前沿科学问题，开展实验室模拟研究新范式的探索和创新研究，通过主动、近距、可控和可重复的模拟实验，揭示天体动力学演化及能量转化和耗散的物理本质，深化对天体现象和天文观测数据的理解，以期获得若干重要科学发现和原创成果。　　“基于超快强激光超高时间—空间—能量分辨技术及应用”项目，将围绕发展激发波长范围覆盖极紫外至近红外宽带可调谐的先进光源，针对新型量子材料、微纳器件、能源器件等超快过程探测，研发新实验技术和方法，发展超高时间—空间—能量分辨技术，为材料、信息器件等提供前沿研究手段，满足国家在新型极紫外光源以及超高时空分辨检测等方面的迫切需求，为超快强激光及X射线自由电子激光等大科学装置研制先进应用平台。　　北京大学科学研究部部长谢冰在项目启动会暨实施方案评审会上表示，北大将大力支持这两个重点研发计划项目，持续为项目的顺利推进和实施提供有力的保障和服务，确保项目的各项研发工作严格按计划完成，推动项目团队在前沿科学、先进光源产生及应用等领域取得新突破，为下一步承担国家大科学装置任务奠定重要基础。

p 　　据报道，其中生物领域的前沿群包括CRISPR/cas基因组编辑技术和RNA病毒所致流行性疾病。其中，在热点前沿“新型H7N9禽源流感病毒的传播与致病机理”中，中国学者发挥了重要的作用。 /p p 　　在农业、植物和动物学”领域，植物抗逆性的研究组成了“植物应对生物和非生物胁迫的分子机制和调控”前沿群。生态与环境科学领域中，行成了2个前沿群，即“资源开发和利用对环境和健康的影响”前沿群和“生物多样性遗传、形成和维持机制研究”前沿群。在地球科学领域中出现2个前沿群，其中“中国华北克拉通的变形历史研究”是中国特有的。 /p p 　　医学领域中，“新型口服抗凝药防治症状性静脉血栓栓塞”和“激酶抑制剂治疗B细胞淋巴瘤”均聚焦于新型药物替代常规方法治疗疾病，“激酶抑制剂治疗B细胞淋巴瘤”热点前沿致力于致命血癌的治疗。 /p p 　　 strong 具体内容如下： /strong /p p 　　 strong 生物科学 /strong /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" WIDTH: 500px HEIGHT: 267px" title=" 1.jpg" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201511/noimg/7aac3fc4-c728-4531-af98-a4545aa1e46d.jpg" width=" 500" height=" 267" / /p p 　　 strong 农业、植物学和动物学 /strong /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" WIDTH: 500px HEIGHT: 240px" title=" 2.jpg" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201511/noimg/1d480cac-f5e0-4ed8-a57a-469ca753ede9.jpg" width=" 500" height=" 240" / /p p 　　 strong 临床医学 /strong /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 4.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201511/noimg/59379751-b06b-4a40-b6e6-074e24968db4.jpg" / /p p strong 　　生态与环境科学 /strong /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" WIDTH: 500px HEIGHT: 243px" title=" 3.jpg" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201511/noimg/8f793af1-49f0-4e38-a496-f9049855f354.jpg" width=" 500" height=" 243" / /p p strong 　　临床医学 /strong /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" WIDTH: 500px HEIGHT: 240px" title=" 4.jpg" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201511/noimg/c5327ef3-c1e7-419f-9491-2ec7e2e67709.jpg" width=" 500" height=" 240" / /p p strong 　　49个新兴前沿 /strong /p p img style=" WIDTH: 700px HEIGHT: 507px" title=" 5.jpg" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201511/noimg/a4d93bae-b0cd-49e3-8635-faefd299ca9f.jpg" width=" 700" height=" 507" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" WIDTH: 700px HEIGHT: 522px" title=" 6.jpg" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201511/noimg/d75fd18d-5de0-4f53-a45c-1ece8939e77f.jpg" width=" 700" height=" 522" / /p

p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 近日，中国科学院科技战略咨询研究院、中科院文献情报中心与科睿唯安在北京联合向全球发布了《2018研究前沿》报告和《2018研究前沿热度指数》报告。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 中科院副院长张涛出席会议并致辞。张涛指出，我国要进入创新型国家前列和建成世界科技强国，必须在全面推进科技创新过程中突出强化基础研究，在前瞻性基础研究和引领性原创成果上取得重大突破，在开辟新的科学领域方向、构建新科学理论体系上作出重大贡献，成为重大原始创新策源地。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “我国科技发展已经进入到新的阶段，要实现基础研究的重大突破，如何准确地把握未来科技方向和重点是我们面临的关键问题。”张涛表示。为此，中科院启动了一系列重大科技智库研究项目，组织院内外研究力量，从世界科技前沿、国家重大需求出发，前瞻分析中国未来可能影响世界发展格局的重大前沿科技突破，服务国家科技创新战略布局。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 《2018研究前沿》报告遴选展示了10个高度聚合的大学科领域中的100个热点前沿和38个新兴前沿。较为客观地反映了相关学科的发展趋势，并有效覆盖了近年获得诺贝尔奖的研究领域。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 如临床医学的“PD-1/PD-L1抑制剂治疗非小细胞肺癌和肾细胞癌”研究前沿是刚刚获得2018年诺贝尔医学或生理学奖的成果的研究领域，“引力波和黑洞的探测与模拟”也与2017年诺贝尔物理学奖研究主题密切相关。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 《2018研究前沿热度指数》评估了世界主要国家在上述前沿领域中的研究活跃程度。报告显示，美国、中国、英国和德国在这些前沿领域研究最为活跃。在十大学科领域的100个热点前沿和38个新兴前沿中，美国研究前沿热度指数排名第一的前沿有82个，中国排名第一的前沿数为32个，英国和德国仅有4和6个前沿排名第一。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 中国十大学科领域的发展多领域隆起，但仍有洼地。在化学与材料科学领域和数学、计算机科学和工学领域两个领域最为活跃；在农业、植物学和动物学领域、生态与环境科学领域和地球科学领域等三个领域的部分前沿表现相当活跃；临床医学领域中国相较于去年取得了长足的进步，“跟跑”脚步加快；天文学与天体物理领域的活跃度表现仍明显不足。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 据了解，中科院相关研究团队从2014年开始与科睿唯安合作，通过大数据和文献计量分析方法，聚类揭示基础科学领域的年度热点前沿和新兴前沿，并加入分析和解读，发布《研究前沿》年度研究报告，在我国科技界和社会上引起积极反响，并得到了国际科技界的高度关注。 /p

12月17日下午，郑南宁校长、徐宗本、宋晓平副校长及任晓兵教授等共同为西安交通大学前沿科学技术研究院(简称“前沿院”)揭牌。揭牌仪式由前沿院学术委员会主任王云志教授主持。 　　前沿院首任院长任晓兵教授在讲话中阐述了前沿院成立的背景、宗旨和基本策略，并介绍经过民主选举产生的院长、副院长和相关委员会主任人选。 　　前沿科学技术研究院是西安交通大学为了适应海外优秀人才快速向学校聚集的新形势，及借此加快建设世界高水平大学的进程而成立的一所涵盖物理、化学、生物、生命科学、基础医学、材料科学等多门基础学科领域的大型综合性研究机构。目标是在较短时间内将前沿院建设成一个具有鲜明学科交叉特色、拥有世界一流研究水准的基础科学研究院，同时为我国实现科研体制改革的国家战略目标提供试点和经验。 　　作为西安交通大学的“学术特区”，前沿院实行与国际接轨的先进管理模式。学校根据发展规划和工作总体目标为前沿院提供必要条件，前沿院在此基础上独立自主开展各项工作。它所采用的和国际接轨的高效科研管理体制，是一套能使前沿院的所有科研人员都能够最大限度地发挥其创造力和主导作用的管理办法。该机制将充分发挥国际知名学者的领军作用，同时激励青年学者快速成长为“长江”、“杰青”、“青年千人”等国家级人才，并具有国际竞争力，使所有的人都不会受成长空间的限制。其核心就是tenure-track的人事体制以及为每个科研人员配备与其科研水准相关的独立的物理空间和相应的建设经费的扁平化管理(Flat management)的模式。前沿院为每个科研人员配备相应的实验室空间和科研平台建设经费，鼓励其建立独立的研究小组，方向接近的研究小组可以组成一个实验室，这些实验室可以置于研究中心内(方向一致时)，也可置于研究中心外(不一致时)。 　　前沿院现已成立了5个研究中心。在筹建不到一年的时间里，前沿院已经产生了一批骄人的成果，包括多篇发表在Nature，Science，Physical Review Letters，Nano Letters等一流学术期刊论文，其学术成果被国内外媒体广为报道。前沿院计划在2013年底前设立10个左右的研究中心以及多个实验室和研究小组。前沿院的中长期战略目标是要成为云集海内一流学者的科研基地，并能够产生引领相关基础科学领域的科研成果。

近日，第19届全国色谱学术报告会及仪器展览会在福建落幕。这次会议共吸引了包括院士、协会代表、色谱仪器生产厂商负责人等在内的900多人参加。多名与会专家向记者表示，色谱学目前的研究热点主要集中在分离材料领域，但与生产相关的应用研究数量却非常少，这种现象亟须改变。 　　据了解，自从1903年俄国植物学家茨维特开创色谱法以来，人类对于色谱技术的研究已经走过110年。其间，色谱技术曾经多次直接或间接帮助科学家获得多项诺贝尔奖。 　　“1938年，德国库恩因用色谱法从维生素B中分离出B6而获得了当年的诺贝尔化学奖 英国马丁开创气—液色谱法而获得了1952年诺贝尔化学奖 美国斯特恩和摩尔研制出氨基酸分析仪而获得1972年诺贝尔化学奖。”中科院院士、南京大学教授陈洪渊说。 　　陈洪渊认为，色谱研究有着极为重大的意义，可以“顶天立地”。“顶天”，就是它可以摘取诺贝尔奖，是解决重大问题的关键手段 “立地”，是因为色谱是石油化工、有机合成、生理生化、医药卫生、环境保护、食品安全乃至空间探索等领域中的重要工具。 　　自2010年开始，中国科学家在色谱领域所发表的文章已经超越了美国，跃居第一，其中，2012年发表文章数量高达5381篇，而10年前该数字为831篇，很显然，中国已经成为色谱研究的大国。 　　未来色谱研究的热点在哪儿?陈洪渊认为将主要集中在分离材料的研究。 　　中科院院士、中科院大连化物所研究员张玉奎进一步介绍说：在分离材料中，分子印迹材料与整体柱材料最受关注。由于结构预设性、高效选择性、环境耐受性等优势，可以应用于小分子及生物大分子的分离，近年来已经成为研究热点。“2012年，分子印迹相关文章发表数量已近1000篇，而10年前才不足10篇。” 　　此外，离子液体、纳米材料等也是众多色谱科学家重点关注的领域。 　　在欣喜于中国近年来在色谱研究领域取得的成就的同时，多名专家也指出，我国目前的研究仍存在误区——重前沿而轻应用。 　　在中科院院士、中科院生态环境研究中心研究员江桂斌看来，目前，我国科学家都热衷于前沿科学研究，而对于应用性研究关注太少。总是先建立分析方法，再去寻找其可以解决的问题 而不是针对问题去建立方法。 　　大连化物所研究员关亚风认为，是目前中国学术界以发表高影响因子论文为主的评价体系造成了色谱科研领域的此种境况。“就应用技术而言，10年前，各大仪器公司开发应用方法的能力就超过了很多学术及研究机构。如果评价体制不变，这种状况很难改变。” 　　陈洪渊则表示，科研工作者要能坐“冷板凳”，将“井底”坐深，高影响力成果自然会水到渠成。“中国要成为色谱研究强国，需要加强原始创新，需要有世界级、有辨识度的研究成果，需要有更多的企业投入到色谱产业中来。”

近日，第19届全国色谱学术报告会及仪器展览会在福建落幕。这次会议共吸引了包括院士、协会代表、色谱仪器生产厂商负责人等在内的900多人参加。多名与会专家向记者表示，色谱学目前的研究热点主要集中在分离材料领域，但与生产相关的应用研究数量却非常少，这种现象亟须改变。 　　据了解，自从1903年俄国植物学家茨维特开创色谱法以来，人类对于色谱技术的研究已经走过110年。其间，色谱技术曾经多次直接或间接帮助科学家获得多项诺贝尔奖。 　　&ldquo 1938年，德国库恩因用色谱法从维生素B中分离出B6而获得了当年的诺贝尔化学奖 英国马丁开创气&mdash 液色谱法而获得了1952年诺贝尔化学奖 美国斯特恩和摩尔研制出氨基酸分析仪而获得1972年诺贝尔化学奖。&rdquo 中科院院士、南京大学教授陈洪渊说。 　　陈洪渊认为，色谱研究有着极为重大的意义，可以&ldquo 顶天立地&rdquo 。&ldquo 顶天&rdquo ，就是它可以摘取诺贝尔奖，是解决重大问题的关键手段 &ldquo 立地&rdquo ，是因为色谱是石油化工、有机合成、生理生化、医药卫生、环境保护、食品安全乃至空间探索等领域中的重要工具。 　　自2010年开始，中国科学家在色谱领域所发表的文章已经超越了美国，跃居第一，其中，2012年发表文章数量高达5381篇，而10年前该数字为831篇，很显然，中国已经成为色谱研究的大国。 　　未来色谱研究的热点在哪儿?陈洪渊认为将主要集中在分离材料的研究。 　　中科院院士、中科院大连化物所研究员张玉奎进一步介绍说：在分离材料中，分子印迹材料与整体柱材料最受关注。由于结构预设性、高效选择性、环境耐受性等优势，可以应用于小分子及生物大分子的分离，近年来已经成为研究热点。&ldquo 2012年，分子印迹相关文章发表数量已近1000篇，而10年前才不足10 篇。&rdquo 　　此外，离子液体、纳米材料等也是众多色谱科学家重点关注的领域。 　　在欣喜于中国近年来在色谱研究领域取得的成就的同时，多名专家也指出，我国目前的研究仍存在误区&mdash &mdash 重前沿而轻应用。 　　在中科院院士、中科院生态环境研究中心研究员江桂斌看来，目前，我国科学家都热衷于前沿科学研究，而对于应用性研究关注太少。总是先建立分析方法，再去寻找其可以解决的问题 而不是针对问题去建立方法。 　　大连化物所研究员关亚风认为，是目前中国学术界以发表高影响因子论文为主的评价体系造成了色谱科研领域的此种境况。&ldquo 就应用技术而言，10年前，各大仪器公司开发应用方法的能力就超过了很多学术及研究机构。如果评价体制不变，这种状况很难改变。&rdquo

由北京大学跨院系蛋白质科学中心、日本大阪大学蛋白质研究所、国家蛋白质科学中心(上海)共同组织的首届 &ldquo 蛋白质研究前沿&rdquo 三方论坛于2015年4月23日-25日在北京大学生命科学学院101报告厅举行。这也是为庆祝北京大学蛋白质科学中心成立十周年而举行的重要活动。 　　会议开始时，日本大阪大学蛋白质研究所所长Haruki Nakamura教授 (曾任国际蛋白质学会执委、日本蛋白质科学学会主席，现为日本生物物理学会及亚太地区生物物理学会候任主席)、国家蛋白质科学中心(上海)主任雷鸣研究员(现任国际蛋白质学会执委、中科院上海生物化学与细胞生物学研究所副所长、中国生物化学与分子生物学会蛋白质专业委员会副秘书长)以及北京大学蛋白质科学中心主任昌增益教授(曾任国际蛋白质学会执委、亚太地区蛋白质学会主席，现为中国生物化学与分子生物学会副理事长及蛋白质专业委员会主任委员、《中国科学：生命科学》常务副主编)分别介绍了各自单位的历史、现状和总体情况。北京大学蛋白质科学中心成立于2005年，50多位成员来自北京大学的生命科学学院、化学与分子工程学院、医学部、物理学院、工学院、分子医学研究所，北京核磁共振中心、人民医院、口腔医院。大阪大学蛋白质研究所成立于1958年，是一个在国际上享有很好声望的蛋白质研究机构。国家蛋白质科学中心(上海)是近年刚成立的附属于中科院上海生物化学与细胞生物学研究所并配有先进齐全设施的国家级蛋白质研究机构。 　　来自这三个单位及会议赞助单位Malvern公司(英国)的共22个报告涉及蛋白质研究的几乎所有前沿领域，比如：蛋白质结构的X-射线晶体衍射分析、核磁共振分析、冰冻电镜分析和质谱分析 基于结构分析的药物设计 蛋白质的单分子研究及组学研究 活细胞内蛋白质标记的蛋白质修饰和蛋白质相互作用研究 蛋白质的折叠和聚集研究 与染色体维持、基因表达、肿瘤发生、细胞分裂等重要过程相关的蛋白质复合体的研究，等等。北大蛋白质科学中心的来鲁华、苏晓东、尹长城、陈兴、陈鹏、王申林等各自介绍了自己实验室科研工作的最新进展。 　　在论坛闭幕式上，Haruki Nakamura所长以及来自大阪大学蛋白质研究所的Yuji Goto 教授(曾任国际蛋白质学会执委、亚太地区蛋白质学会主席)、以及昌增益教授对这次高水平论坛进行了总结。Nakamura教授希望尽快推动三个单位的学者和学生之间的交流和合作。昌增益教授希望三个单位的学者之间能鉴定出若干蛋白质研究的前沿领域并开展合作，以获得突破性研究成果。第二届三方&ldquo 蛋白质研究前沿&rdquo 论坛将于2016年(初步定于6月份)在大阪大学蛋白质研究所举行，第三届将于国家蛋白质科学中心(上海)举行。 　　部分参会者合影

一探前沿 | Orbitrap助力环境Ding级研究实现突破原创 飞飞 赛默飞色谱与质谱中国关注我们，更多干货和惊喜好礼 李宇翔 吴珊湖Orbitrap助力环境顶ding级研究实现突破 Orbitrap 技术发展至今，凭借其卓越的分辨率、灵敏度、多项创新技术等“硬实力”，圈“粉”无数，平均每小时就有一篇文章问世，也逐渐成为就全球科学家实现世界ding级科研突破的有力伙伴。 今天我们就环境领域ding级期刊ES&T近2年发表的前沿研究，一探 Orbitrap 技术是如何助力实现突破的： 1# 创新方法助力重新认识人与环境污染的潜在联系 人体皮肤的脂质可以和氧化剂、臭氧和羟基自由基发生反应，反应产生的次生产物排放对室内环境的影响越来越重要。研究者们创新性地使用Orbitrap高分辨率质谱仪结合商业化的二次电喷雾电离（SESI）源的方法，评估了通过臭氧与手部皮肤脂质的异质反应形成的次生有机化产物。在不到40分钟的实时测量时间内，检测到600多个化合物离子，其中53个化合物离子在有臭氧存在时信号强度显着升高。研究者首次发现，这些次生产物可能会通过人体皮肤释放的亲核氨（NH3）产生进一步裂解。同时该研究展示的进一步结果表明，人类本体是大量有机化合物的重要来源，这些有机化合物可显着影响室内环境中的空气质量。（点击查看大图） 2# 前沿技术助力突破气溶胶研究分析手段瓶颈当前，用于在线分析有机气溶胶成分的质谱技术受到电离干扰和质量分辨率限制，无法准确的进行分子表征。研究者结合了萃取电喷雾电离（EESI）的软电离能力和Orbitrap质谱的的超高质量分辨率优势，对有机气溶胶进行了实时近分子表征。 EESI-Orbitrap对实验室产生的二次有机气溶胶和周围颗粒物的过滤提取物进行了进一步评估，分辨率高达140000（m/z200）可以实现对气溶胶分子的元素组成的准确鉴定和与邻近干扰成分的分离（这在分辨率只有20000的仪器上是无法分离的），同时获取二级高分辨质谱图的功能可以对化合物结构解析提供有效帮助。该研究所展示的新分析方法将更有信心的帮助我们增进对大气气溶胶形成和演化的认识。 3# 独树一帜奠基环境暴露与特定人群健康关系新发现职业工人通常会更多地接触高浓度的全氟化合物（PFAS），这使他们相较于一般人群面临更大的健康风险。为评估健康风险，启动了通过基于orbitrap质谱的代谢组学分析方法详细探究了相关职业接触PFAS的潜在健康问题，研究对象为40名来自中国某工厂的职业工人，和52名一般人群作为对照组。通过分析两组血浆中的PFAS水平的差异，发现十三种检测到的PFASs有六种PFAS同系物（Σ6PFAS）含量水平在职业工人和普通人群中差异巨大，同时偏最小二乘法差异性分析模型表明二组的代谢物检测结果存在明显差异。最终鉴定出14种潜在的生物标志物，发现它们与氧化应激，脂肪酸β-氧化紊乱和肾脏损伤有关。该研究结果表明职业性接触PFAS人群的健康风险不容忽视。 4# 独出心裁非靶向环境暴露组学研究迎突破在制药和化妆品行业中，对羟基苯甲酸酯被广泛用作常用防腐剂。目前已有研究发现，对羟基苯甲酸酯的环境暴露，与人的代谢改变和代谢疾病（例如糖尿病）的风险增加密切相关。但是，对羟基苯甲酸酯接触相关的代谢途径却鲜有报道。中国研究团队，在88名孕妇的尿液样品中测定了三种对羟基苯甲酸酯，并按测定的尿液浓度进行分组，使用UHPLC和Orbitrap高分辨率质谱联用平台对88个尿液样本进行代谢谱分析。通过对来自不同对羟基苯甲酸酯暴露组的尿液样品的特征筛选差异代谢物。鉴定出的代谢产物包括嘌呤，酰基肉碱等，这表明对羟基苯甲酸酯会干扰诸如嘌呤代谢、脂肪酸β-氧化等代谢途径。该团队首次完成了针对对羟基苯甲酸酯暴露孕妇基于MS的非靶向代谢组学研究工作，这一发现不仅揭示了对羟基苯甲酸酯环境暴露的潜在健康风险，也为理解对羟基苯甲酸酯暴露与某些代谢性疾病间的联系奠定了良好的研究基础。 # Orbitrap #作为环境研究不可或缺的手段，Orbitrap技术凭借高分辨能力和高质量精度以及稳定性好等优势，助力您实现多维度科研突破。明星产品推荐，马上加入你的研究计划/方案！ Orbitrap Exploris 120 Orbitrap Exploris 240扫描以下二维码扫码获取报价和相关资料 相关阅读• 一探前沿|环境研究ding级期刊，哪些技术备受青睐？重金属分析篇（上）• 一探前沿|环境研究ding级期刊，哪些技术备受青睐？重金属分析篇(下) 参考文献：1. Environ. Sci. Technol. 2020 Nov 3 54(21):13478-13487. 2. Environ. Sci. Technol. 2020 Apr 7 54(7):3871-3880. 3. Environ. Sci. Technol. 2019 Aug 20 53(16):9800-9809. 4. Environ. Sci. Technol. 2020 Mar 17 54(6):3447-3454.

在光的世界里驰骋 　　中国计量院前沿光学计量领域研究成果达到国际先进水平 　　□ 本报记者 杨 蕾 　　“飞秒激光”———瞬间发出的功率比全世界发电总功率还大的奇特之光 “太赫兹频段”———电磁波谱中有待进行全面研究的最后一个频率窗口。2009年12月23日，在中国计量院昌平实验基地举行的两场课题鉴定会上，与会专家一致认为，我国在飞秒脉冲激光参数测量、太赫兹产生与测量等前沿光学计量领域已经达到了国际一流研究水平。 　　激光曾被视为神秘之光。近年来，科学家研究发现了一种更为奇特的光———飞秒激光。飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光，具有非常高的瞬时功率，比目前全世界发电总功率还要高出百倍。它还能聚焦到比头发直径还要小的空间区域，使电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高数倍。 　　在飞秒激光的各项研究中，其参数的准确测量对飞秒脉冲激光产生、传输、控制等各个过程的研究和应用具有重要作用。由中国计量院光学所完成的课题“飞秒脉冲激光参数测量新技术研究”自主研究并建立了准确、可靠、稳定、实用的飞秒脉冲激光参数测量装置，对飞秒脉冲激光参数测量引起误差的各种因素做了系统、深入的研究，实现了对飞秒脉冲激光时域波形、光谱相位、脉冲宽度、峰值功率等参数的准确测量。“我们首次提出并实现了飞秒脉冲光谱相位和光学元件色散特性测量的新方法和新技术，降低了传统方法的光谱相位测量不确定度和误差，将飞秒脉冲激光参数的准确度提高到一个新水平。”课题组主要成员邓玉强介绍，课题组的创造性研究成果已多次被日本北海道大学、法国圣艾蒂安大学、中国工程物理研究院、中科院上海光机所等国内外著名研究机构引用，促进了超短脉冲激光研究和应用技术的发展，提升了我国在超短脉冲激光参数测量领域的国际地位。在课题鉴定会上，专家组也认为，该课题的完成标志着我国在前沿光学计量领域达到了国际一流水平。 　　飞秒激光参数测量技术等超快技术的发展直接推动了光学计量另一前沿高端技术的进步，那就是太赫兹研究。据介绍，太赫兹频段是指频率从十分之几到十几个太赫兹，介于毫米波与红外光之间相当宽范围的电磁辐射区域。长期以来，由于缺乏有效的太赫兹辐射产生和检测方法，人们对于该波段电磁辐射性质的了解非常有限，该波段也被称为电磁波谱中的“太赫兹空隙”，是电磁波谱中有待进行全面研究的最后一个频率窗口。 　　谈到太赫兹研究的运用领域，中国计量院光学所所长于靖仿佛一下子打开了话匣子：“太赫兹的作用简直太大了。在食品领域，不同的物质在太赫兹波段存在不同的吸收谱线，因此可以利用这一特性识别物质成分，检验食品中的有害物质。如识别大豆油、花生油、混合油、地沟油等，识别油水混合物中油的含量，检验奶粉中是否含有三聚氰胺等 在纺织品领域，丝绸、尼龙、棉布、麻布、皮革等都有独特的太赫兹吸收谱线，利用这一特性可以将太赫兹作为检验纺织品材料和质量的手段 在医疗领域，生物体内的水分对太赫兹有较强的吸收，而病变细胞由于所含水分减少，从而吸收减少。利用这一特性可以用太赫兹区分健康细胞与病变细胞 在安全检验领域，太赫兹可以区分毒品，如大麻、兴奋剂、摇头丸等。太赫兹也是探测地雷、炸药、爆炸物等危险品非常有效的光源。用太赫兹成像还可以观察到恐怖分子是否带有凶器，太赫兹也能透过建筑物观察到内部的情况，在反恐方面有重大的应用前景。”除此之外，太赫兹在航空航天、天文、生物、药品制造等多个领域都有非常重要的应用。 　　太赫兹广泛而重要的应用前景使它被认为是改变未来世界的十大技术之一。但是，太赫兹研究中存在很多需要突破的关键问题。“最难的就是太赫兹的产生以及相关参数的测量。”于靖介绍说，刚刚完成鉴定的“太赫兹脉冲产生与时频特性测量方法研究”课题正是将太赫兹的产生和测量作为研究重点，课题组在对太赫兹产生、传输和探测方面进行了大量实验和自主研究，突破了太赫兹辐射与测量一系列关键技术，最终产生了(0.1-3.5)THz的宽带相干太赫兹辐射，并建立了太赫兹时域和频域测量实验装置。 　　邓玉强介绍：“我们在国际上首次提出了新的太赫兹时间频率特性分析方法，消除了传统方法产生的频谱干涉，降低了时域波形噪声的影响，实现了物质太赫兹吸收谱线的高分辨测量，在太赫兹时间频率特性分析方面属国际领先水平。我们自主研制的太赫兹系统可以产生稳定的宽带太赫兹辐射，为太赫兹光谱的研究提供了有利的工具。”鉴定委员会专家也一致认为，太赫兹辐射测量装置具有测量结果准确、重复性好、稳定性高、结构紧凑、信噪比高等特点，达到国际先进水平。

div class=" rich_media_content " id=" js_content" style=" visibility: visible " p style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /p section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " 11月13日，中国科学院科技战略咨询研究院、中国科学院文献情报中心与科睿唯安联合向全球发布了《2020研究前沿》报告。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " & nbsp /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " 报告基于2014年-2019年的论文数据，遴选展示了在农业科学、植物学和动物学，生态与环境科学，地球科学，临床医学，生物科学，化学与材料科学，物理学，天文学与天体物理学，数学，信息科学，经济学、心理学及其他社会科学等11个高度聚合的大学科领域中，较为活跃或发展迅速的110个热点前沿和38个新兴前沿，较为客观地反映了相关学科的发展趋势。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " & nbsp /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " strong span style=" font-size: 15px background-color: rgb(0, 122, 170) color: rgb(255, 255, 255) " 1. 农业科学、植物学和动物学 /span /strong /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " Top10热点前沿主要分布在食品科学与工程、动物传染病、植物生理、作物科学、药用植物、动物营养六个子领域。其中，食品科学与工程热点前沿数量最多，有3个，分别是粮食加工方法、果蔬干燥加工和食品智能包装研究。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/d48fb8e4-d08f-425b-8fb9-1f32958ac1c7.jpg" title=" 微信图片_20201117113259.jpg" alt=" 微信图片_20201117113259.jpg" / /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " strong span style=" font-size: 15px " 注：紫色为重点热点前沿（下同） /span /strong span style=" font-size: 15px " /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " 该领域中，“可降解废弃物资源化利用生物学调控技术及机制研究”为新兴前沿。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/ecad3f9f-91b3-43c4-b966-493d663a0698.jpg" title=" 微信图片_20201117113309.jpg" alt=" 微信图片_20201117113309.jpg" / /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " strong span style=" font-size: 15px background-color: rgb(0, 122, 170) color: rgb(255, 255, 255) " 2. 生态与环境科学 /span /strong /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " Top10热点前沿主要分布在生态科学、环境科学两个子领域。生态科学子领域热点前沿涉及物种入侵、森林生态及生态模型方向；环境科学子领域热点前沿涉及污水处理的原理和技术、大气污染、环境污染物的环境特征与风险研究。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/58780b0f-d59e-4445-bf28-01be2a581877.jpg" title=" 微信图片_20201117113317.jpg" alt=" 微信图片_20201117113317.jpg" / /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " 该领域中，“生物柴油中混合组分和添加剂对柴油机性能和排放的影响”为新兴前沿。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/983f4328-f3d4-4098-908c-7e25ff016d16.jpg" title=" 微信图片_20201117113322.jpg" alt=" 微信图片_20201117113322.jpg" / /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " strong span style=" font-size: 15px background-color: rgb(0, 122, 170) color: rgb(255, 255, 255) " 3.& nbsp 地球科学 /span /strong /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " Top10热点前沿主要分布在地质学、海洋科学、气候变化三个子领域。其中，7个TOP10热点前沿属于地质学相关研究，包括流体注入引发的地震活动研究、利用好奇号开展盖尔陨石坑的岩石矿物学研究等。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/bc169e8f-71b4-4ceb-bee9-f03926eddb50.jpg" title=" 微信图片_20201117113326.jpg" alt=" 微信图片_20201117113326.jpg" / /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " 该领域中，“印度尼西亚火山喷发预测模型研究”为新兴前沿。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " strong span style=" font-size: 15px background-color: rgb(0, 122, 170) color: rgb(255, 255, 255) " 4.& nbsp 临床医学 /span /strong /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " Top10热点前沿主要分布在肿瘤免疫与靶向治疗、新型靶向药物治疗常见慢性病、神经退行性疾病早期诊断、医学人工智能、生物类似药规范使用、器官移植等领域。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/7628b434-9400-4450-a65e-8df116f9800a.jpg" title=" 微信图片_20201117113333.jpg" alt=" 微信图片_20201117113333.jpg" / /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " 该领域中，共有14个新兴前沿，主要涉及肿瘤防治、肠道微生物与疾病关系、口服多肽药物治疗糖尿病、乙肝阳性供体器官移植管理四大领域。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/1f9fcbfb-538a-451b-a662-aff9a966ab7e.jpg" title=" 微信图片_20201117113336.jpg" alt=" 微信图片_20201117113336.jpg" / /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " strong span style=" font-size: 15px background-color: rgb(0, 122, 170) color: rgb(255, 255, 255) " 5. 生物科学 /span /strong /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " Top10热点前沿主要分布在神经系统疾病、肠道微生物与人体疾病、耐药菌、抑郁症、肿瘤相关基础研究、蛋白质靶向降解、碳酸酐酶抑制剂等方向。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/71a86cee-a7a4-4ff6-ad27-237db74370bb.jpg" title=" 微信图片_20201117113348.jpg" alt=" 微信图片_20201117113348.jpg" / /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " 该领域中，共有9个新兴前沿，主要研究主题包括神经系统疾病、肿瘤相关基础研究、肠道微生物、抑郁症、基因编辑技术等相关研究。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/b48a792b-5df0-472e-b10b-d709a2fdbb74.jpg" title=" 微信图片_20201117113353.jpg" alt=" 微信图片_20201117113353.jpg" / /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " strong span style=" font-size: 15px background-color: rgb(0, 122, 170) color: rgb(255, 255, 255) " 6.& nbsp 化学与材料科学 /span /strong /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " Top10热点前沿主要分布在有机合成、光学材料、气体分离和纯化、储能材料、电池材料、二维材料等方向。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/e65a6809-919a-40ea-bf5d-eec14cd354ef.jpg" title=" 微信图片_20201117113358.jpg" alt=" 微信图片_20201117113358.jpg" / /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " 该领域中，共有6个新兴前沿，主要涉及催化剂的制备和应用、电池、纳米生物材料、生物降解材料、化学工艺和废水处理等领域。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/9390c296-bac9-4739-9165-6107db3f6df0.jpg" title=" 微信图片_20201117113405.jpg" alt=" 微信图片_20201117113405.jpg" / /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " strong span style=" font-size: 15px background-color: rgb(0, 122, 170) color: rgb(255, 255, 255) " 7. 物理学 /span /strong /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " Top10热点前沿主要分布在凝聚态物理、高能物理、量子物理、理论物理、光学等领域。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/2976da8c-01f0-45f8-9c06-1c4534db11f1.jpg" title=" 微信图片_20201117113411.jpg" alt=" 微信图片_20201117113411.jpg" / /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " 该领域中，共有2个新兴前沿，一项聚焦理论物理研究，即“Gauss-Bonnet引力下的黑洞自发标量研究”，一项聚焦凝聚态物理研究，即“二维范德瓦尔斯异质结的莫尔超晶格研究”。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/091f95cf-8e5d-457c-ae83-8c52b3bdb714.jpg" title=" 微信图片_20201117113415.jpg" alt=" 微信图片_20201117113415.jpg" / /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " strong span style=" font-size: 15px background-color: rgb(0, 122, 170) color: rgb(255, 255, 255) " 8. 天文学与天体物理学 /span /strong /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " Top10热点前沿主要围绕“一黑两暗三起源”重大科学问题展开。其中，4个热点前沿涉及引力波观测与理论研究以及与之相关的黑洞和中子星性质研究。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " 该领域中，“弦论‘沼泽地’猜想与宇宙学”为新兴前沿。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/ff667924-16a7-4e72-a32e-9523d8a00c91.jpg" title=" 微信图片_20201117113420.jpg" alt=" 微信图片_20201117113420.jpg" / /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " strong span style=" font-size: 15px background-color: rgb(0, 122, 170) color: rgb(255, 255, 255) " 9. 数学 /span /strong /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " Top10热点前沿主要分布在样本均数最优估计方法、神经网络中的奇异态研究、偏微分方程性质及求解研究、多层贝叶斯建模、高维模型性质及应用研究、概率布尔网络的优化控制研究、变分不等式问题、不动点问题的迭代算法等领域。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/f0978fdb-7fdb-4191-a47c-42ba0d496e3b.jpg" title=" 微信图片_20201117113426.jpg" alt=" 微信图片_20201117113426.jpg" / /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " strong span style=" font-size: 15px background-color: rgb(0, 122, 170) color: rgb(255, 255, 255) " 10. 信息科学 /span /strong /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " Top10热点前沿主要分布在深度学习和强化学习、移动边缘计算、无人机通信、图像处理、长距离连续变量量子密钥分配等方向。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/13872c0a-7e74-4435-bbb8-69fc61125f0a.jpg" title=" 微信图片_20201117113443.jpg" alt=" 微信图片_20201117113443.jpg" / /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br style=" max-width: 100% box-sizing: border-box !important overflow-wrap: break-word !important " / /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " strong span style=" font-size: 15px background-color: rgb(0, 122, 170) color: rgb(255, 255, 255) " 11.& nbsp 经济学、心理学及其他社会科学 /span /strong /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " Top10热点前沿中，有4 个热点前沿与数字经济和智能化社会相关，有3个热点前沿与资源和环境问题相关，有1个热点前沿与心理学问题相关。 /span /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/728cc2f0-2f3d-4d3c-8035-c26a3ebcf099.jpg" title=" 微信图片_20201117113448.jpg" alt=" 微信图片_20201117113448.jpg" / /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " br/ /section section style=" padding-left: 1em padding-right: 1em " span style=" font-size: 15px " 该领域中，共有3个新兴前沿，分别为“区域可再生能源与经济发展”、“养育方式和短期/长期社会化结果”和“人工智能对区块链智慧合约的推动在供应链管理和智慧城市中的应用”。 /span /section /div

p 　　根据《国务院关于改进加强中央财政科研项目和资金管理的若干意见》(国发[2014]11号)、《国务院关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革方案的通知》(国发[2014]64号)、《科技部、财政部关于印发& lt 国家重点研发计划管理暂行办法& gt 的通知》(国科发资[2017]152号)等文件要求，现将“纳米科技”等5个重点专项的2018年度拟立项项目信息进行公示(详见附件)。 /p p 　　公示时间为2018年5月4日至2018年5月8日。对于公示内容有异议者，请于公示期内以传真、电子邮件等方式提交书面材料，逾期不予受理。个人提交的材料请署明真实姓名和联系方式，单位提交的材料请加盖所在单位公章。联系人和联系方式如下： /p p 　 strong 　“大科学装置前沿研究”重点专项 /strong /p p 　　联系人：墨宏山 /p p 　　联系电话：010-68104776 /p p 　　传真：010-68104461 /p p 　　电子邮件：mohs@htrdc.com /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 国家重点研发计划“大科学装置前沿研究”重点专项拟立项的2018年度项目公示清单 /strong /span /p p style=" text-align: center " img title=" 2018-05-06_131932.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/bc8f6c2b-6bb0-4c57-a47d-dd80fc0d63db.jpg" / /p p 　　附件： a style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " href=" http://img1.17img.cn/17img/files/201805/ueattachment/55146f47-e788-456c-8184-61e1ed11eba3.pdf" span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 国家重点研发计划“大科学装置前沿研究”重点专项拟立项的2018年度项目公示清单.pdf /span /a /p p /p

日前召开的全国科技奖励大会上，由中国科学院长春应用化学研究所杨秀荣院士主持完成的“生物分子识别的分析化学基础研究”项目喜获国家自然科学奖二等奖。 “生物分子识别的分析化学基础研究”项目属于分析化学学科，是分析化学研究的国际前沿热点。该项目立足于学科发展，面向国家和社会需求，瞄准分析化学中高灵敏度、高选择性、高通量的科学问题，发展基于生物分子识别的新型分析材料、分析方法和分析仪器。 在这个项目中，有多项重要科学发现：一是首次成功利用微波热解法制备出无毒、具有荧光和电化学发光双重性质的碳点；发展了非共价技术制备稳定的、对氧还原具有高催化活性的铂纳米立方体修饰碳纳米管的材料；该系列材料在生物分子识别研究中发挥了重要作用。 二是发现了三联吡啶钌电化学发光新型共反应剂：二丁基乙醇胺。使用该试剂，三联吡啶钌在铂电极上的电化学发光响应是使用传统共反应剂三丙胺的100倍，在提高电化学发光灵敏度方面具有重要意义。 三是构筑了新型功能化纳米传感器，并将其成功用于高灵敏度、高选择性的生物分子识别分析：发展了杂交双链DNA功能化荧光银纳米簇的制备新方法，实现了对镰刀型细胞贫血症基因的单碱基突变的识别。该方法对于基因单碱基变异的识别具有普适性；设计与合成了新型纳米多功能荧光探针：SiO2/ED-TA/Eu3+，可以选择性识别炭疽热孢子标志物，检测灵敏度比传统方法提高了2个数量级，2分钟即可完成检测，并实现了检测的可视化；开发了基于三重氢键识别的功能化金纳米粒子检测三聚氰胺的比色方法，裸眼检测限比美国安全标准低2个数量级，实现了低成本、准确、原位检测奶制品中三聚氰胺的目的。 四是发展出具有荧光、表面增强拉曼和共振光散射等多种检测手段，非放射性的生物芯片技术，提高了检测的准确性，达到了对生物分子识别进行高通量研究的目的。 五是研制出实时、在线的分子识别电化学分析仪。有关该仪器的科技部专家组验收意见认为“该仪器是具有自主知识产权的一项重要科技成果，填补了该类仪器国内外空白。”

p style=" line-height: 1.5em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 11月13日，中国科学院科技战略咨询研究院、中国科学院文献情报中心与科睿唯安联合向全球发布了《2020研究前沿》报告。 /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 10px " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 报告基于2014年-2019年的论文数据，遴选展示了在农业科学、植物学和动物学，生态与环境科学，地球科学，临床医学，生物科学，化学与材料科学，物理学，天文学与天体物理学，数学，信息科学，经济学、心理学及其他社会科学等11个高度聚合的大学科领域中，较为活跃或发展迅速的110个热点前沿和38个新兴前沿，较为客观地反映了相关学科的发展趋势。& nbsp & nbsp /p p style=" line-height: 1.5em margin-top: 10px " span & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 化学与材料科学领域共选出10个热点前沿与 /span 6个新兴前沿。 /p p style=" box-sizing: border-box outline: 0px margin-bottom: 0px padding: 0px color: rgb(85, 85, 85) font-family: 微软雅黑, Helvetica, sans-serif white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) line-height: 1.5em margin-top: 10px " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp /span span style=" color: rgb(0, 0, 0) " Top10热点前沿主要分布在有机合成、光学材料、气体分离和纯化、储能材料、电池材料、二维材料等方向。 /span /p p style=" box-sizing: border-box outline: 0px margin-top: 0px margin-bottom: 0px padding: 0px color: rgb(85, 85, 85) font-family: 微软雅黑, Helvetica, sans-serif white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/3a7136ba-2be3-451b-af2e-075cae938573.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /p div class=" pgc-img" style=" box-sizing: border-box outline: 0px margin: 0px padding: 0px color: rgb(85, 85, 85) font-family: 微软雅黑, Helvetica, sans-serif white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-align: center " span class=" pgc-img-caption" style=" box-sizing: border-box outline: 0px margin: 0px padding: 0px " /span a style=" box-sizing: border-box outline: 0px margin: 0px padding: 0px background: 0px 0px color: rgb(0, 0, 0) " /a /div p style=" box-sizing: border-box outline: 0px margin-top: 0px margin-bottom: 0px padding: 0px color: rgb(85, 85, 85) font-family: 微软雅黑, Helvetica, sans-serif white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp span style=" font-family: arial, helvetica, sans-serif color: rgb(63, 63, 63) " strong 注：紫色为重点热点前沿（下同） /strong /span /p p style=" box-sizing: border-box outline: 0px padding: 0px color: rgb(85, 85, 85) font-family: 微软雅黑, Helvetica, sans-serif white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) margin-bottom: 10px margin-top: 10px " span style=" color: rgb(0, 0, 0) font-family: arial, helvetica, sans-serif " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp /span span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 该领域中，共有6个新兴前沿，主要涉及催化剂的制备和应用、电池、纳米生物材料、生物降解材料、化学工艺和废水处理等领域。 /span /p p style=" box-sizing: border-box outline: 0px margin-top: 0px margin-bottom: 0px padding: 0px color: rgb(85, 85, 85) font-family: 微软雅黑, Helvetica, sans-serif white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/b5b7b323-441f-4fb0-9bde-e739cc3905b5.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" / /span /p div class=" pgc-img" style=" box-sizing: border-box outline: 0px margin: 0px padding: 0px color: rgb(85, 85, 85) font-family: 微软雅黑, Helvetica, sans-serif white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-align: center " /div

2015年5月28日，北京&mdash &mdash 安捷伦科技公司(纽约证交所：A)日前在北京举办了&ldquo 2015能源化工行业前沿研究高峰论坛&rdquo (下称&ldquo 研讨会&rdquo )。此次研讨会不仅旨在为国内能源化工行业研究学术界提供深入交流和学习的平台，更在于探讨并推动高端质谱在行业前沿研究中的价值实现和应用普及。 　　本次研讨会，由安捷伦与休斯顿大学联合举办，从能源化工全产业链角度出发，涵盖能源化工上中下游每个产业环节，分享国际顶尖的石化分析技术，与来自全球地球化学界、石油化工界和实验室的权威专家学者一道，讨论关于能源化工及地球化学科研领域的最新研究成果。 休斯顿大学教授Adry Bissada博士、休斯顿大学教授John Casey博士、休斯顿大学副教授高永军博士、休斯顿大学博士研究生梅梅女士 　　中石化石油化工科学研究院教授级高工刘泽龙先生、中石化北京化工研究院教授级高工张颖女士、中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室副主任史权教授、中石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所主任研究师张志荣博士 　　在能源化工行业的上游勘探开采环节，安捷伦的串接质谱无论是在有机分析(GC-MS/MS)还是无机分析领域(ICP-MS/MS)，表现都十分出色。 　　业界公认的地球化学分析领域权威，来自休斯敦大学石油地球化学系的教授Dr. Adry Bissada先生和美国休斯敦大学地质专业博士研究生梅梅女士，回顾了地球化学反演过程中的艺术与科学，利用高分离度 GC、GCxGC、GC-MS、GC-MS-MS 与 GC-IRMS结合不断增强的数据处理能力，大大发展了地球化学方法。这些方法不仅可用于可靠的油油对比和地球化学指纹识别，同时也可用于原油和天然气中的复杂化学物质在分子和亚分子水平上的解卷积以提取烃源信息，进而可得出对烃源岩年代、身份和位置的特定推断。中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所主任研究师张志荣博士，探讨了GC-MS对大量的生物标志物以及以大分子的状态结合于其中的干酪根进行分析，研究成果对油气来源和成藏过程具有重大的价值。 　　在无机分析领域，美国休斯敦大学地质系的教授Dr. John Casey先生和休斯敦大学地球和大气科学学系研究副教授高永军博士，借助于创新的串联质谱ICP-MS/MS的高灵敏度，极大扩展了更低浓度元素的测定范围，使用单一样品制备方法便可使多达 47 种的元素可像常规分析一样完成测定，同时对用于石油勘探和生产原油中钒同位素的组成进行了准确测定，有助于深入了解导致石油形成的生物地球化学循环和途径。 　　在中游炼化环节，安捷伦的GC/MS Q-TOF，已建有一套成熟完整的系统性数据和分析方法。中国石化石油化工科学研究院教授级高工/质谱实验室负责人刘泽龙先生分享了柴油中的超低硫分子直接进行分析表征课题的研究成果，借助安捷伦GC/MS Q-TOF高分辨的技术优势，成功研究了直柴、催柴和焦化柴油加氢过程中不同结构二苯并噻吩分子的变化趋势，可实现直接对深度脱硫柴油中不同烷基数量、不同烷基取代位置二苯并噻吩进行分子识别及定量测定。 　　安捷伦利用在技术和科技前沿应用方面的雄厚实力，在其下游石化领域也成绩斐然。GC-MS、GC-MS/MS和GC-ICP-MS在实际研究中的应用，为研究工作提供了更高灵敏度更准确的分析结果。催化剂是聚烯烃工业的核心，杂质含量直接决定了聚合反应的进行程度和方向,中国石化北京化工研究院教授级高工张颖女士，在分析研究工作中采用安捷伦的GC-MS/MS多反应监测(MRM)技术建立了催化剂中磷酸三丁酯的定量分析方法，所得结果更快速，灵敏度高、适用范围广，在提高效率的同时，也为解决企业生产过程中的实际问题铺平了道路。 　　中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室副主任史权教授一直致力于从分子层次揭示重质油化学组成与转化规律，推动&ldquo 石油组学&rdquo 和&ldquo 分子炼油&rdquo 由概念走向实践。借助安捷伦IM Q-TOF LC/MS离子淌度液相色谱飞行时间质谱仪，史权老师获得了石油组分大量异构体间存在的结构信息，这些很难通过传统质谱进行鉴定。史权老师认为，离子淌度质谱技术(IM-MS)根据化合物分子的气相碰撞截面积差异，从空间尺度上实现不同分子的分离与质量分析，在传统质谱技术实现质量分辨的同时增加了一维分子尺度信息，从而可以大幅度提高质谱的化合物分辨率，是分析复杂样品的理想手段，在研究分子结构信息方面具有很好的前景。 　　环境保护和人体健康一直是人们密切关注的话题，这也是安捷伦科技在方法开发和仪器设计过程中秉承的原则。应对复杂的石油组成，石化行业传统分析策略之一是：将样品组分以其极化度和极性分组 这样方法被称之为族组成(SARA)分析方法。传统的分级过程费时费力，且使用大量溶剂，对操作人员和环境毒害较大。安捷伦科技的工程师开发了另外一种半定量，全自动的族组成分离的液相色谱方法。在本方法中，沥青质部分可以后续采用2D-LC配合高分辨质谱(TOF-MS)进一步分析，可进一步鉴别其中含有杂原子的化合物。采用使用空气运行的微波等离子体原子发射光谱仪，不仅使用运行成本低，且由于无可燃性气体，更加安全可靠，适用于石油化工行业的分析测量。 安捷伦大中华区战略总监何峻先生、安捷伦全球能源和化工市场经理 Wayne Collins博士、安捷伦大中华区能源化工/材料市场经理陈艳凤女士 　　安捷伦液相色谱与液质联用技术应用技术支持经理安蓉女士、安捷伦原子光谱应用工程师欧阳昆先生 　　安捷伦科技全球能源化工行业市场经理Wayne Collins先生表示：&ldquo 安捷伦多年来致力于为中国研究人员构建国际交流平台，帮助中国能源化工研究领域共同面对科研挑战，推动科学技术的发展。今后，凭借安捷伦对能源化工分析领域的深刻了解，安捷伦将继续致力于能源化工科研的发展，以及满足科研人员不断变化的需求，我们将以更加深厚的技术积累深耕能源化工领域，从设备、应用、技术支持和定制化服务等各个方面为他们的科学研究创造良好条件，成为他们最可信赖的实验室合作伙伴。&rdquo 　　安捷伦作为能源化工分析检测领域的领导者，拥有贯通能源化工全产业链高端质谱应用，从勘探开采、炼制加工到精细化工和材料的各个环节，并始终致力于与分析研究人员紧密协作，攻克科研难题。此外，安捷伦还突出展示了其高端质谱解决方案在国际能源化工分析领域应用实例，这不仅标志着安捷伦拥有贯穿石油化工全产业链各个环节的先进解决方案和丰富经验，也表明安捷伦正成为引领石油化工行业分析研究技术方向的风向标。

p 　　12月16日至17日，中国科学院前沿科学重点研究计划(以下简称“前沿科学计划”)2017年度学术交流研讨会在北京召开。中科院副院长丁仲礼，院党组成员、秘书长邓麦村等出席会议。会议由中科院前沿科学与教育局组织，前沿局领导班子及全体工作人员、院机关有关部门和项目承担单位负责人及管理人员、18位院士和400余位中青年科学家参加会议。 /p p 　　中科院前沿科学计划自2016年部署实施以来，经过严格的评审遴选，两年内共支持全院576位拔尖科学家提出的科研项目，鼓励和推动科学家们围绕“瞄准世界科技前沿，冲击国际一流甚至国际顶尖水平的基础科学问题”，夯实中科院前沿与交叉科学的工作基础，进而“实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破”。为促进各学科之间的交流研讨，结合已部署项目的研究进展，中科院希望以本次学术交流研讨会为契机，进一步搭建一个全院科学家跨领域跨研究所交叉碰撞的平台。 /p p 　　会上，前沿局局长高鸿钧致辞，表示前沿局将通过熟悉科学家的工作，在未来更好地服务于科学家，服务于引领性原创成果的重大突破。承担前沿科学计划项目的33位科学家在会上作了报告，其中特邀报告9个、推荐报告24个，主要围绕研究目标与进展情况、取得的成果、国际国内合作与交流等进行交流，同时也结合本领域国际前沿进展情况对后续工作设想进行了介绍。通过相互报告形成了碰撞，进行了热烈交流，形成了活跃前沿交叉研讨的学术氛围。 /p p 　　丁仲礼在讲话中指出，习近平总书记在十九大报告中提到了“中国天眼”、量子卫星、暗物质卫星等中科院极具影响力的成果，但中科院真正基础的研究工作亟待加强，以期最终能形成一种基础研究的风气、追求和文化。要实现我国科学技术从跟跑、并跑到领跑的跨越发展，必须有一支能“啃硬骨头”的研究队伍，勇于探索“无人区”。中科院作为国家科学技术研究的“火车头”，有责任带头推动这些工作。因此，经过充分讨论，中科院设立前沿科学计划，稳定支持一批优秀科学家，淡化考核，期望他们沉下心，好好考虑做一些“从0到1”的基础研究工作。 /p p 　　丁仲礼强调，前沿科学计划“雪中送炭”的做法得到中科院院长白春礼的充分肯定，也得到了院机关各部门的大力支持。他希望各项目负责人不忘初心、牢记使命、砥砺前行，坚持做原创性的科研工作 希望该计划长期坚持下去，给予更多的经费支持 希望将来更多地支持做原创性研究的优秀年轻人 希望这样一支优秀的队伍带领中科院完成我国科学技术从跟跑、并跑到领跑的历史性使命。 /p p 　　邓麦村在会后交流中对此次会议给予高度评价，认为科学家们的报告很精彩，不同学科间交叉碰撞和交流对于促进中科院前沿交叉的开展有着很好的带动作用。 /p

一探前沿|环境研究顶ji期刊，哪些技术备受青睐？重金属分析篇(下)关注我们，更多干货和惊喜好礼上一期，我们介绍了环境研究中元素形态变化、环境治理中的营养元素，有毒有害元素的变化等多个重金属分析方向的进展与前沿技术，本期我们同样以环境研究类顶ji期刊Environmental Science & Technology近3年的文章为例，一探环境研究重点方向之一：颗粒物研究。其中，纳米颗粒（Nanoparticle）和微米大气颗粒物（PM）又为两大热点。Nanoparticle随着纳米科技的快速发展以及纳米产品的大量普及，纳米颗粒的环境行为、生态毒性、与人类健康的关系等都逐渐成为国内外研究学者关注的焦点之一。1 创新技术，突破环境中nanoparticle 分析极限【前沿方向：水质】【前沿方向：nanoparticle】【创新技术：ICP-OES / HR-ICPMS】前沿概览分析技术的局限性导致测量到的纳米颗粒（NPs）浓度比环境中预期NPs浓度高几个数量级。为了突破该局限性，来自法国的研究团队提出了将非传统的稳定同位素示踪与HRICP-MS结合的方法，进行NP分析，并在量子点条件下对该方法进行了评价：通过合成多同位素标记的111Cd77Se/68ZnS量子点，并以极低的浓度（0.1至5000 ppt）模拟了它们在天然地表水基质（河流，河口和海水）中的迁移。其结果验证了不同浓度下稳定同位素标记的ENPs在大多数地表水环境中的行为和毒性。22 ICP-MS 助力探索纳米硫化锌在有机固废中的变化【前沿方向：固废】【前沿方向：nanoparticle】【创新技术：ICP-MS】前沿概览锌（Zn）是一种潜在的有毒微量元素，以化肥形式广泛存在于农用地的有机废弃物（OWs）中。OW中锌的形态是了解其在土壤中迁移转化、评估OW农业循环相关风险的关键参数。法国研究团队研究了OW处理对Zn形态的影响，以及在厌氧条件下OW中形成的纳米ZnS的化学不稳定性。3 ICP-OES 助力纳米零价铁颗粒吸附研究【前沿方向：nanoparticle】【创新技术：ICP-OES】前沿概览在厌氧条件下，研究者对全氟烷基酸（PFAAs），特别是全氟辛烷磺酸（PFOS）在新合成的纳米级零价铁（nZVI）以及老化（氧化）的nZVI的吸附进行了研究。结果表明，nZVI的注入可以降低地下水中PFAA的浓度，其表面化学随老化而变化。4 ICP-OES，助力零价铁纳米颗粒转化机制研究【前沿方向：nanoparticle】【创新技术：ICP-OES】前沿概览研究人员探究了在水培和土壤条件下，黄瓜中的纳米级零价铁（nZVI）的转化。数据结果为黄瓜中两个潜在的nZVI转化机制奠定了研究基础：（1）与低分子量有机酸配体的相互作用以及（2）矿物质的溶解-沉淀。5 ICPMS-探索大气PM与健康潜在关系【前沿方向：大气】【前沿方向：环境与健康】【关键技术：ICPMS】前沿概览颗粒物（PM）的源解析研究将化学成分与排放源联系起来，而健康风险分析则将健康结果与化学成分联系起来。然而将排放源与环境测量中的健康风险联系起来的研究很少。研究者对微粒痕量元素进行了深入研究。在北京冬季测量PM2.5中的元素，严重污染天的14种微量元素的总含量比低污染天高1.3-7.3倍。Fe，Zn和Pb是最丰富的元素，与PM污染水平无关。Pb，Mn，Cd，As，Sr，Co，V，Cu和Ni主要以生物可利用形态存在。微粒痕量元素的来源可以分为粉尘，燃油燃烧，燃煤和交通相关排放等因素。在低污染天，与交通有关的排放占被测元素总质量的65％。但是，在严重污染天中，煤炭燃烧占主导地位（58％）。通过结合特定元素的健康风险分析的研究发现，与交通有关的排放在低污染天主要是由微粒痕量元素引起的健康风险，而在中度和重度污染天燃煤同样重要，甚至更为重要。总结赛默飞成熟的Nanoparticle分析软件、超高的分析灵敏度和分辨率，以及从光谱到四极杆质谱再到磁质谱，全线无机产品全面支持Nanoparticle环境研究不断深入。IC-ICPMS/IC-ICPMSMS“码”上下载填写表单即刻获取【赛默飞iCAP PRO系列电感耦合等离子体发射光谱仪手册】延伸阅读● 一探前沿|环境研究顶ji期刊，哪些技术备受青睐？重金属分析篇（上）► 点击阅读参考文献：1. Environ. Sci. Technol. 2019, 53, 5, 2586–25942. Environ. Sci. Technol. 2018, 52, 22, 12987–129963. Environ. Sci. Technol. 2018, 52, 11, 6300–63084. Environ. Sci. Technol. 2018, 52, 17, 10057–100665. Environ. Sci. Technol. 2018, 52, 19, 10967–10974如需合作转载本文，请文末留言。扫描下方二维码即可获取赛默飞全行业解决方案，或关注“赛默飞色谱与质谱中国”公众号，了解更多资讯+了解更多的产品及应用资讯，可至赛默飞色谱与质谱展台。https://www.instrument.com.cn/netshow/sh100244/

近日，科技部发布“十四五”国家重点研发计划“大科学装置前沿研究”重点专项2022年度项目申报指南（征求意见稿），向社会征求意见和建议。征求意见稿中指出，2022年度指南围绕粒子物理、核物理、强磁场与综合极端条件、天文学、先进光源与中子源及前沿探索、交叉科学与应用等6个方向进行部署，拟支持31个项目和不超过10个青年科学家项目。本专项2022年度拟支持项目如下：1. 粒子物理1.1 无中微子双贝塔衰变和太阳中微子1.2 阿尔法磁谱仪探测器升级和物理1.3 CKM矩阵参数与底强子非粲衰变CP破坏的精确测量1.4 反应堆监测新技术及相关物理1.5 大型强子对撞机上CMS和ALICE探测器升级1.6 超高亮度正负电子加速器和相关实验关键技术研2. 核物理2.1 STAR束流能量扫描实验中QCD相结构和临界点的实验研究2.2 低能区原子核结构与反应及关键天体核过程研究2.3 准单能伽马源的光核反应与关键技术研究2.4 极端电磁场环境下高电荷态离子结构和动力3. 强磁场与综合极端条件3.1 新型拓扑和超导材料在强磁场下的量子调控3.2 强磁场驱动下微磁畴/微结构的能态及动力学响应表征技术3.3 基于全超导磁体的综合极端条件先进实验技术和方法研究4. 天文学4.1 FAST深度中性氢巡天以及相控阵接收机关键技术研究4.2 大型天文光学红外望远镜前沿技术研4.3 依托天马等望远镜的恒星形成与致密天体前沿观测研5. 先进光源、中子源及前沿探索5.1 基于大型激光装置的天体现象实验室模拟研究5.2 激光驱动的核物理前沿问题研5.3 超高功率软X射线光源新原理及关键技术研究5.4 先进光源和中子源的核心关键技术研6. 交叉科学与应6.1 同步辐射光源新实验技术及交叉科学研究（拟支持4项）6.2 中子源新实验技术及交叉科学研究（拟支持2项）6.3 超快强激光新实验技术及交叉科学研究（拟支持3项）6.4 空间环境地面模拟等大装置实验技术及交叉科学研究 （拟支持2项）附件：“大科学装置前沿研究”重点专项2022年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf

p 　　日前，中科院科技战略咨询研究院国家纳米科学中心联合发布《纳米研究前沿分析报告》，报告内容显示，近年来，全球主要国家纳米技术研究投资不断加大，科研人员数量和相关企业数均大幅增加，在生物医药等新兴领域受到重视，并且纳米技术研究迈向新阶段，由单一的纳米材料制备和功能调控转向纳米技术的应用和商业化。 br/ /p p 　　报告选择了“锂电池”“太阳能电池”“纳米发电机”“纳米药物”“纳米检测”“纳米仿生孔”“纳米安全性”“纳米催化”和“测量标准”9个前沿研究领域分别进行分析，其中，纳米检测研究主要围绕量子点、贵金属纳米簇、上转换材料等纳米探针等技术以及纳米生物传感器几个方面开展。纳米生物和医学检测技术的热点主要集中在用于分子影像诊断的纳米探针技术 在贵金属纳米簇纳米探针研究高被引论文主要以核苷酸作为保护模板合成荧光银纳米簇探针的研究，以增加其稳定性，并将其用于核苷酸、汞离子及蛋白等的生物检测。 /p p 　　在 “测量表征”部分，报告指出，纳米测量表征技术主要有两个发展方向，即光干涉测量技术和扫描纤维测量技术。该领域的研究前沿共涉及高被引论文153篇，研究内容包括光谱测量研究、电子显微测量研究以及利用多种表征手段研究纳米材料的表面/界面等。其中光谱测量研究对超分辨成像、纳米尺度磁共振研究、表面等离激元共振(SPR)以及表面增强拉曼光谱(SERS)四个研究方向进行了分析，指出当前各研究技术主要进展及研究内容。此外，报告中指出，原位透射电子显微镜(in situ TEM)技术实现了对物质在外部激励下的微结构响应行为的动态、原位实时观测。该方向的研究聚焦在利用原位透射电子显微镜技术对纳米电极材料的锂化和退锂化过程进行原位表征。 /p p style=" text-align: center " img width=" 305" height=" 329" title=" 2017931928553512.jpg" style=" width: 305px height: 329px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/352e77bf-1c41-43b7-adfd-897c393923f6.jpg" / /p p style=" text-align: center " 报告全文如下： /p p style=" text-align: center " 纳米研究前沿分析报告 /p p style=" text-align: center " 中国科学院科技战略咨询研究院 /p p style=" text-align: center " 国家纳米科学中心 /p p style=" text-align: center " 2017年8月 /p p 　　《纳米前沿分析报告》编写组 /p p 　　指导顾问 /p p 　　国家纳米科学中心 刘鸣华 /p p 　　总体设计 /p p 　　中国科学院科技战略咨询研究院 冷伏海 边文越 /p p 　　国家纳米科学中心 吴树仙 /p p 　　各国计划分析 /p p 　　中国科学院科技战略咨询研究院 张超星 /p p 　　研究前沿解读 /p p 　　中国科学院科技战略咨询研究院 王海名(锂电池、太阳能电池、测量表征) /p p 　　中国科学院科技战略咨询研究院 邢颖(纳米药物、纳米检测、仿生纳米孔、纳米安全性) /p p 　　中国科学院科技战略咨询研究院 边文越(纳米发电机、纳米催化) /p p 　　数据分析化与可视化图谱 /p p 　　中国科学院科技战略咨询研究院 李国鹏 王小梅 /p p style=" text-align: center " img width=" 323" height=" 330" title=" 1.jpg" style=" width: 323px height: 330px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/1f315276-e54e-4d26-9586-3f9e3d74714a.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 摘要 /strong /p p 　　纳米技术是具有广泛应用前景的战略性前沿技术。本研究采用内容分析、文献计量、图谱可视化等分析方法，结合专家和领域情报人员的研究，对美国、英国、法国、德国、俄罗斯、欧盟、日本、韩国、印度、澳大利亚以及我国纳米技术的战略规划和发展布局进行了调研分析 基于高被引论文的共被引关系，形成纳米技术前沿科学图谱，揭示了纳米技术的前沿方向，对比了主要国家的高被引论文数量 并选择了“锂电池”“太阳能电池”“纳米发电机”“纳米药物”“纳米检测”“纳米仿生孔”“纳米安全性”“纳米催化”和“测量标准”9个前沿研究领域分别进行了分析解读。研究得出以下结论： /p p 　　1. 通过对比分析主要国家的纳米技术研发计划发现：(1)各国对纳米技术的信心普遍增强，资金投入和人员投入普遍加大 (2)各国将纳米技术列入促进国家经济发展和解决重要问题的关键技术领域，能源和生物医药等领域尤其受到重视 (3)纳米技术研发重心由最初单一的纳米材料制备和功能调控转向纳米材料的应用和商业化 (4)各国通过公共研发平台、产业园区等方式，促进产学研合作及与其他领域的融合 (5)各国纷纷开展环境、健康、安全和伦理、限制等方式，社会研究以及国际标准和规范的制定，促进纳米技术相关产业被社会接受 (6)各国普遍重视纳米技术的基础教育和高等教育。 /p p 　　2. 基于科睿唯安公司Essential Science Indicators数据库中的11814个研究前沿，筛选出纳米领域研究前沿1391个，综合考虑论文的被引用情况和发表时间，遴选出41个热点前沿和37个新兴前沿。1391个研究前沿涉及高被引论文6639篇，美国和中国高被引论文数量遥遥领先于其他国家。 /p p 　　3. 美国在“太阳能电池”“纳米发电机”“纳米药物”“纳米检测”“纳米仿生孔”“纳米安全性”和“测量标准”7个前沿研究领域中高被引论文数量排名第一，在“锂电池”和“纳米催化”中高被引论文数量排名第二。我国在“锂电池”和“纳米催化”2个研究领域中高被引论文数量排名第一，在“太阳能电池”“纳米发电机”“纳米药物”“纳米检测”“纳米安全性”5个研究领域中排名第二，在“测量标准”中排名第四，在“纳米仿生孔”方面还有待提高。 /p p 　　4. 我国在纳米科技领域已形成一批达到世界领跑水平的优势研究方向和优秀团队。例如中科院化学所、南开大学、华东理工大学、北京大学等机构在太阳能电池领域，中科院大连化物所、中科院上海高等研究院和上海科技大学等机构在高效合成低碳烯烃领域，均取得突出成果。 /p p 　　综观纳米研究的前沿分布和变化趋势，我们相信：纳米科技正在深入到科技与社会的变革领域，向绿色、健康等国际前沿和国家需求的大方向发展，中国在世界竞争格局中逐渐占据优势地位，并具有改变未来发展秩序的潜力。 /p p 　　由于数据研究和专业水平的限制，本报告可能有些观点有待商榷，恳请各位专家读者批评指正。 /p p style=" text-align: right " 　　《纳米研究前沿分析报告》编写组 /p p style=" text-align: right " 　　2017 年 7 月 /p p style=" text-align: right " 　　北京 /p p style=" text-align: center " strong 一 主要国家纳米研究计划分析 /strong /p p 　　2001年，美国率先制定了《国家纳米技术计划》，英国、德国、俄罗斯、欧盟、中国、日本、韩国、印度、澳大利亚等国家随后也制定了本国或本地区的纳米技术发展计划。进入本世纪第二个十年，各国纷纷对原有计划进行了更新和调整。 /p p 　　纵观各国纳米技术研发计划，既有共性又有各自的特色和侧重。共性之处至少包括以下6点：(1)对纳米技术的信心普遍增强，投资力度普遍加大，核心科研人员数量和相关企业数均大幅增加 (2)将纳米技术列入促进国家经济发展和解决关键问题的关键技术领域，在能源和生物医药等领域尤其受到重视 (3)研发重心由最初单一的纳米材料制备和功能调控转向纳米材料的应用和商业化，纳米技术的研究走向了新的阶段 (4)通过公共研发平台、产业园区等方式，促进产学研合作及与其他领域的融合，缩短从“提案”到“产业化”的时间 (5)开展EHS(环境、健康、安全)和ELSI(伦理、限制、社会课题)研究以及国际标准和规范(ISO、IEC)的制定，促进纳米技术新型产业被社会接受 (6)重视纳米技术的基础教育和高等教育。 /p p 　　在各自特色和侧重方面，首先各国计划的总体方向和实现目标不尽相同。作为纳米创新战略的领先者，美国的纳米战略和研究目标更为具体，近几年先后制定了关于碳纳米管研究、纳米纤维素商业化及纳米技术在水资源的可持续利用等使命导向型的研究计划。同时，其战略规划更致力于通过多学科融合解决一些重大挑战问题，例如2015年发布了《纳米技术引发的重大挑战：未来计算》项目。日本的战略规划强调利用纳米技术“尖端化”和“融合化”的已有成果，将那些能够应对社会需求的纳米技术进一步体系化，促进课题解决型研究的发展。韩国的战略规划在继续重视战略性纳米技术基础研究的前提下强调促进纳米技术产业化，实现信息技术融合型新兴产业、未来发展动力、整洁便利环境、健康长寿及安全放心的社会5大国家战略技术目标。德国的纳米研究计划将研究重点放在了对现有研究成果的有效转化上，希望借此能提高德国企业的竞争力。欧盟近几年的纳米技术战略计划侧重于石墨烯的研发和应用上，尤其是其在能源领域的应用。澳大利亚的纳米战略计划希望在已有研究实力基础之上实现能源、环境、健康、国家安全及振兴制造业等重大挑战性问题的解决。至于中国，除国家自然科学基金委外，其它相关机构没有设立单独针对纳米科学和技术的全谱规划。国家自然科学基金委的规划更偏重于基础研究，重在纳米制造和测量及机理/机制的研究，部分规划涉及应用领域，如能源、医药、环境等，但多数处于应用研究的最前端，离真正的商业化或者产业化还有较长距离。 /p p 　　其次，各国计划中具体研究方向/领域也存在着显著的区别。本文选取了生物、环境、能源、器件与制造、测量、仪器设备、标准与安全7个领域进行比较分析，发现如下特点。 /p p 　　1)生物领域：英国偏重于生物纳米技术的产业化，如建立纳米纤维的生产平台，设计纳米工厂等 中国较重视碳纳米材料的生物应用及具有免疫应答的生物医用材料的开发 澳大利亚偏重于人体仿生纳米器件的研究 印度希望利用纳米粒子开发抗虫害植物品种。俄罗斯、德国、韩国及欧盟等把纳米植入材料作为其重要的研究方向 美国、俄罗斯、澳大利亚、日本及印度等把纳米药物的靶向输送列为重点支持方向 美国、日本、德国等高度重视医学成像。 /p p 　　2)环境领域：欧盟和德国将CO2的捕获和利用作为重要的研究方向，英国更为关注纳米材料对环境的毒性研究，日本把放射性物质的去除技术作为其战略方向之一，韩国较为重视大气净化纳米催化剂研究，中国较为重视极端环境材料的研发。美国、俄罗斯、英国、澳大利亚、日本等高度重视纳米材料水处理技术。 /p p 　　3)能源领域：美国在纳米储能材料领域较为重视锂电池固体聚合物电解质、热自发电池等的研发，在纳米发电材料领域较为重视多孔固体氧化物燃料电池电解质及光伏发电增强材料的研发。欧盟重视柔性电池、轻型电存储及储氢系统的研发以及发展包括渗透能发电在内的新型可再生能源。俄罗斯较为重视太阳能电池、重型陶瓷磁铁及替代能源材料的研发，英国将研发重点放在了钙钛矿型电池模块化上，日本强调对高温超导输送电的研究，韩国主要部署了柔性电极、智能窗户及隔热元件等研究方向，澳大利亚较为重视安全动力电池和太阳能电池的研发，中国较为重视热电材料和长续航动力电池的研究。 /p p 　　4)器件与制造领域：美国、俄罗斯和欧盟都将纳米传感器的研发列为其战略研究方向，美国和中国都很重视芯片的研发，欧盟和中国都将柔性智能器件、非易失性存储器列入研究方向。美国较为重视软物质制造技术，俄罗斯较为重视基于忆阻器的电子元件，欧盟较为重视基于石墨烯的集成电路、等离子体光开关及晶体管的研发，中国较为重视极低功耗器件和电路、3D打印、硅基太赫兹技术等。 /p p 　　5)测量领域：美国关注异质材料的表征，欧盟重视选择性单分子探测，俄罗斯强调原子分辨率的材料表面成像系统，中国将重点研发具有极限分辨能力的表征和测量技术。 /p p 　　6)仪器设备领域：欧盟和韩国在柔性显示器方面均有战略部署。美国、德国、欧盟、韩国、澳大利亚等重视功能探测器/传感器(如分子探测器、光电探测器、感应传感器)研究。欧盟较为重视利用太赫兹技术的相关器件的研发，德国则较为重视危险物质探测和救援人员防护设备的研发，俄罗斯较为重视对纳米机器人的研究，中国将纳米绿色印刷和纳米刻蚀作为重要的研究方向。 /p p 　　7)标准与安全领域：美国强调了对石墨烯的监管及其对基因等的影响，德国重视应用纳米技术时的必要保护措施及对食品材料的创新研究，韩国提出要研究感染性生物物质检测与监测，中国更为重视纳米领域应用的重要标准和检测技术。美国、德国、韩国、中国关于纳米标准与安全领域的战略部署均涉及纳米材料的生物安全技术研究。 /p p style=" text-align: center " strong 二 国际纳米研究前沿分析 /strong /p p 　　(一)数据、方法论及可视化图谱 /p p 　　科睿唯安公司Essential Science Indicators(ESI)数据库基于高被引论文(Top 1%)之间的共被引关系，聚类形成若干高被引论文簇，每一簇包括研究主题相同或相近的若干篇高被引论文，形成一个“研究前沿”。本报告以ESI数据库中的11814个研究前沿为基础，通过文献检索、专家遴选等方法筛选出和纳米研究相关的研究前沿1391个，涉及高被引论文6639篇。ESI数据获取时间为2016年1月，高被引论文发表时间为2008-2015年。 /p p 　　为了可视化展现纳米研究前沿在全领域研究前沿中的分布，本报告以研究前沿为基本单元，基于文本向量空间相似性计算了研究前沿间的相似性，然后用OpenOrd布局算法将研究前沿映射到二维空间，得到基于研究前沿的科学全景图谱(图1)。图谱中的每个点代表一个研究前沿，研究前沿的相似度越高则点的距离越近。通过不同颜色区分研究前沿中纳米领域论文比例的高低。本报告发现，一般比例达到60%以上才能归为纳米领域研究前沿。图1基本反映了纳米研究前沿在全领域研究前沿中的分布情况。 /p p style=" text-align: center " img title=" 2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/0c4e8849-3e3f-4814-9805-6f95164908c0.jpg" / /p p style=" text-align: center " br/ /p p 　　本报告对6639篇高被引论文的通讯作者国别情况进行了统计，如表1所示，美国和中国分居前两位，遥遥领先于其他国家。 /p p style=" text-align: center " img title=" 3.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/7cdd8138-2a06-475d-8f6f-c68362f35e19.jpg" / /p p 　　国家纳米科学中心组织专家对1391个研究前沿进行了命名。本报告按照“纳米制造”“纳米能源”“纳米生物”“纳米测量”对其进行分类，结果如表2所示，可视化图谱如图 2 所示。 /p p style=" text-align: center " img title=" 4.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/3db71f97-64dd-48cc-a409-302d5560aa03.jpg" / /p p 　　本报告采用文献计量学方法从1391个纳米研究前沿中遴选出热点前沿41个和新兴前沿37个(详见附录)。热点前沿的遴选主要考虑前沿的施引文献数量。根据表1中的分类，对每个类(包括“其他”类)中的研究前沿按照施引文献总量进行排序，提取排在前10%的最具引文影响力的研究前沿，再根据高被引论文出版年的平均值重新排序，找出那些“最年轻”的研究前沿。每个类分别选出10个热点前沿(不足10个，取全部前10%)，共计41个热点前沿。新兴前沿的遴选主要考虑组成前沿的高被引论文的时效性。首先选取高被引论文平均出版年在2014年1月之后的研究前沿，然后根据总被引频次从高到低排序，选取被引频次在60次以上的研究前沿，共计37个新兴前沿。 /p p style=" text-align: center " img title=" 5.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/aae5bf9e-3913-4042-8484-f05ceaad5866.jpg" / /p p 　　(二)研究前沿分析解读 /p p 　　本报告从“纳米能源”“纳米生物”“纳米制造”“纳米测量”四个大类中选择了“锂电池”“太阳能电池”“纳米发电机”“纳米药物”“纳米检测”“纳米仿生孔”“纳米安全性”“纳米催化”和“测量标准”9个前沿研究领域进行分析解读。每个领域包括若干个研究前沿。 /p p 　　1 锂电池 /p p 　　锂电池领域的研究前沿共涉及高被引论文413篇，研究内容主要围绕锂离子电池、聚合物锂电池、锂离子电池表征研究等。如表3所示，中国在该领域的高被引论文数量最多，具有显著的优势，美国和新加坡的高被引论文数量分列第2、3位。 /p p style=" text-align: center " img title=" 6.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/a015763d-1c43-4597-a61a-63bf7c6d2251.jpg" / /p p 　　(1)锂离子电池 /p p 　　a.负极材料 /p p 　　硅基材料由于具有高化容量、相对较低的充放电平台及储量丰富等优点，是目前负极材料的研究热点之一。在该研究方向上，斯坦福大学崔毅团队表现突出，设计制备了核壳、空心硅纳米球、中空硅纳米管、硅纳米线阵列等不同结构，进一步优化了其电化学性能。美国西北大学黄嘉兴研究团队的表现也较为抢眼，其研究聚焦在利用石墨烯改进硅基负极材料的相关性能。 /p p 　　常温下，锗拥有比硅更高的电子电导率和锂离子扩散率，因此锗是高功率锂离子电池负极材料强有力的候选者。目前，研究人员尝试制备各种锗纳米结构材料以改进其电极性能。韩国学者Park等获得了零维的空心锗纳米颗粒以及三维的多孔锗纳米颗粒，显示出较好的循环性能。 /p p 　　金属锡作为锂离子电池负极材料时的理论容量高达994 mAh/g，但其容量易迅速衰减、循环性能差。近年来研究人员开发出一系列纳米颗粒、纳米管、纳米片、纳米纤维、多孔结构等多种形貌的锡氧化物的合成与制备方法，显著改善了其循环性能和倍率性能。中国科学院、南京师范大学、上海交通大学、浙江大学等在该研究方向表现较为突出。 /p p 　　二氧化钛是有望替代石墨电极的锂离子电池理想负极材料。近年来，研究人员围绕不同形貌纳米结构的TiO2负极材料进行了大量的研究工作。新加坡南洋理工大学楼雄文研究团队在该方向表现突出，通过将TiO2和高导电性的石墨烯复合，获得了具有较高的可逆比容量、优异的循环和倍率性能的复合材料。复旦大学、中科院金属所、上海交通大学等均在该方向也取得了若干突破。 /p p 　　氧化铁由于其理论容量高、资源丰富、价格便宜等优势吸引了研究人员的极大关注。新加坡南洋理工大学楼雄文研究团队对α-Fe2O3应用于锂电池负极材料进行了大量研究，团队制备的α-Fe2O3纳米管、α-Fe2O3纳米盘，其中空和多孔的结构一方面增加了储锂空间，提高了嵌锂容量，另一方面对充放电过程中电极材料的体积变化均有缓解作用，从而显示出较优异的电化学性能。 /p p 　　其他获得了较多研究的可用作锂离子电池负极材料的金属氧化物还包括氧化钼、铜氧化物、氧化钴、氧化锰等。研究人员通过制备纳米结构的过渡金属氧化物、与导电聚合物复合、与金属复合等改善电极材料的电化学性能。浙江大学涂江平教授团队、新加坡南洋理工大学楼雄文团队、中科院物理所李泓研究员团队等均发表了多篇高被引研究论文。 /p p 　　石墨烯具有很高的杨氏模量和断裂强度，同时还具有很高的电导率和热导率、优异的电化学性能以及易功能化的表面，这些特点都使石墨烯成为锂离子电池负极材料的首先研究材料。中国在该领域表现突出，主要研究机构有南开大学、复旦大学、中科院化学所、国家纳米科学中心、中科院上海硅酸盐所、上海大学、浙江大学等。国外方面，美国西北大学、新加坡南洋理工大学、澳大利亚卧龙岗大学等也在该研究领域表现活跃。 /p p 　　二维MoS2纳米片作为锂离子电池负极材料时显示了较高的电化学储锂容量和较好的循环性能。中国研究人员在该领域较为活跃，浙江大学陈卫祥教授研究团队通过多种手段制备了MoS2/石墨烯复合材料并用作锂离子电池负极材料，不仅具有较高的可逆容量，而且其循环稳定性和倍率性能也十分优异。 /p p 　　b.正极材料 /p p 　　最具代表性的正极材料LiFePO4是目前锂离子电池正极材料研究的热点领域，研究人员致力于研究利用碳包覆、导电金属离子包覆、金属离子掺杂和电极材料纳米化等方法提高LiFePO4的性能。改性后LiFePO4的放电容量、高倍率放电性能、循环性能均获得了不同程度的提升。中国科学院、复旦大学、中南大学等国内研究机构在该领域表现活跃。 /p p 　　c.隔膜材料 /p p 　　该方向的高倍引论文集中在系统研究包含二氧化硅、三氧化二铝涂层的聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯等新型锂离子电池隔膜材料对锂离子电池的容量、循环性能和倍率放电性能的影响方面。韩国在该研究方向表现较为突出。 /p p 　　d.机理研究 /p p 　　随着锂离子电池研究的日益兴起，对锂离子电池电极材料机理的探索也愈发受到关注和重视。美国桑迪亚国家实验室黄建宇(已经全职加入燕山大学)研究团队在该领域的表现较为突出。浙江大学、中国科学院等在该领域也发表了多篇高被引论文，但多为合作研究。 /p p 　　e.柔性锂离子电池 /p p 　　中科院金属所、半导体所、中国科技大学、北京大学、中南大学、中山大学等在该方向的研究主要聚焦在利用石墨烯泡沫为集流体装载氧化铁和钛酸锂等材料改进柔性锂离子电池的性能以及开发基于碳纳米管的柔性电极材料等。 /p p 　　(2)锂硫电池 /p p 　　锂硫电池具有巨大理论容量和能量密度优势，但在实际应用中还存在室温下的电导率极低、充放电过程中正极硫材料容易流失等技术瓶颈。清华大学张强教授研究团队在锂硫电池领域表现最为突出，提出具有自分散特性的石墨烯-碳纳米管杂化物、柱撑石墨烯等纳米碳材料担载活性材料，进而获得高面容量的高效正极。加拿大滑铁卢大学Nazar团队、斯坦福大学崔毅团队、德克萨斯大学奥斯丁分校Manthiram团队较为活跃。 /p p 　　(3)锂空气电池 /p p 　　锂空气电池的能量密度预计高达600 Wh/kg，但面临稳定性、效率、实用性和安全性等挑战。麻省理工学院Yang S. H.研究团队通过化学气相沉积过程为存储固体氧化锂提供了更多孔隙，因此提升了锂空气电池的能量密度 开发出Au-Pt合金纳米催化剂，将锂空气电池的充放电效率提升至77%。 /p p 　　2 太阳能电池 /p p 　　太阳能电池领域的研究前沿共涉及高被引论文516篇，研究内容主要围绕量子点敏化太阳能电池、有机太阳能电池、无机太阳能电池等。如表4所示，美国在该领域的高被引论文数量最多，中国位列第二，与美国的差距较小。韩国、英国在高被引论文数量方面处于第二梯队，与美国和中国相比有明显差距。 /p p style=" text-align: center " img title=" 7.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/a8f769a9-0448-476c-9c0d-dac38577feb4.jpg" / /p p 　　太阳能电池按照制作材料和发展历程可以分成三代：第一代太阳能电池主要是单晶硅和多晶硅的硅基太阳能电池 第二代太阳能电池主要是非晶硅和多元化合物的薄膜太阳能电池，如GaAs、CdS、CdTe、铜铟镓硒等材料 第三代太阳能电池同时具有绿色环保、成本低廉、转化效率高等特点，主要包括有机聚合物太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点敏化太阳能电池和钙钛矿太阳能电池等。 /p p 　　(1)量子点敏化太阳能电池 /p p 　　量子点敏化太阳能电池(QDSCs)因其制备成本低、工艺简单及量子点本身的优异性能(如尺寸效应、多激子效应)等优点，近年来受到广泛关注。加拿大多伦多大学Sargent E. H.研究小组、美国国家可再生能源实验室Nozik A. J.研究小组以及华东理工大学钟新华教授团队在该方面较为突出。2012年，Sargent小组实现了迄今为止红外量子点电池的最高能量转化效率7%。2013年，华东理工大学钟新华课题组合成了基于CdSeTe的量子点，获得了高达6.36%的光电转换效率。2015年，该团队通过对TiO2/CdSeTe表面依次沉积ZnS和SiO2，获得8.21%的认证效率。 /p p 　　(2)有机太阳能电池 /p p 　　a.钙钛矿太阳能电池 /p p 　　2013年以来，以钙钛矿相有机金属卤化物(CH3NH3PbX3(X = Cl、Br、I))作为吸光材料的薄膜太阳电池(简称钙钛矿太阳电池，PSCs)因其兼具较高的光电转换效率和潜在极低的制备成本等优点引起学术界的高度关注?PSCs光电转化效率的快速提高使得PSCs被Science评为2013年十大科学突破之一? /p p 　　瑞士洛桑联邦理工学院Grä tzel M、牛津大学Snaith, H. J.、韩国成均馆大学Park N. G.等研究团队在钙钛矿太阳能电池领域取得了一系列重大成果，目前在PSCs研究领域处于领先地位。2011年韩国成均馆大学Park课题组优化了TiO2表面和钙钛矿的制作工艺，将PSCs效率提高到6.5%?2012年牛津大学Snaith课题组提出了“介孔超结构太阳电池”的概念，使PSCs效率首次达到10.9%?2013年，Grä tzel课题组和牛津大学Snaith课题组将PSCs效率提高到15%和15.4%?年仅30余岁的牛津大学青年科学家Snaith也因此被Nature评为2013年十大科学人物之一。和英国、瑞士、韩国等相比，中国在该研究方向的高被引论文相对较少。 /p p 　　b.染料敏化太阳能电池 /p p 　　20世纪60年代，德国科学家Tributseh等首次发现了染料吸附在半导体上在一定条件下能产生电流，成为染料敏化太阳能电池的重要基础。 /p p 　　瑞士洛桑联邦理工学院的Grä tzel M为染料敏化太阳能电池领域的发展做出了一系列重要贡献。2011年，Grä tzel等制备出光电效率为12.3%的电池 2014年，课题组再次刷新染料敏化太阳能电池效率，达13%。除此之外，Grä tzel研究团队在染料光敏化剂、电极等方面也取得了一系列重大成果。中国研究人员在该领域也有突出表现，代表性的研究团队包括中国海洋大学唐群委团队、中山大学匡代彬团队、中科院长春应化所王鹏团队、大连理工大学马廷丽团队等。唐群委研究团队在导电聚合物方面做了很多有意义的工作，采用基于高氯酸掺杂的聚苯胺纳米颗粒制成染料敏化太阳能电池用对电极，获得了大于7%的光电转化效率。匡代彬研究团队在特殊形貌TiO2在染料敏化太阳能电池中的应用以及光电极研究方向取得了一系列成果。2009年，王鹏课题组率先研制出转化效率达9.8%的染料敏化太阳能电池。 /p p 　　c.聚合物太阳能电池 /p p 　　与硅基太阳能电池相比，聚合物太阳能电池具有器件结构简单、重量轻、可低成本大规模制备等突出优点。根据受体情况，聚合物太阳能电池可以划分为基于富勒烯受体的聚合物太阳能电池、基于非富勒烯小分子受体的聚合物太阳能电池、全聚合物太阳能电池等。 /p p 　　基于富勒烯的聚合物太阳能电池的研究主要集中在以受体材料C60衍生物PCBM和给体材料导电聚合物聚己基噻吩(P3HT)混合作为光活性层而形成的体相异质结结构。英国帝国理工学院、美国能源部、加州大学系统、斯坦福大学、中科院化学所李永舫院士等在该研究方向表现活跃。 /p p 　　发展高性能的非富勒烯受体是有机太阳能电池领域的挑战性难题。中国和美国是非富勒烯聚合物电池研究方向的主要研究国家。北京大学占肖卫团队率先提出了稠环电子受体的概念，设计合成了一系列高性能有机稠环电子受体材料，取得了一系列重大突破。2015年，该课题组报道了效率高达6.8%的非富勒烯聚合物太阳能电池。2016年，该团队报道的电池效率达9.6%，刷新了世界最高效率。中科院化学所侯建辉团队也是该研究方向最为活跃的研究团队之一。2016年，该研究团队在小面积非富勒烯型聚合物太阳能电池器件(13 mm2)中取得了创纪录的11.2%的能量转换效率，使非富勒烯型聚合物太阳能电池效率达到了富勒烯受体的最好水平。 /p p 　　在全聚合物太阳能电池方面，中科院化学所李永舫团队表现活跃。2015年，该团队将全聚合物太阳能电池的能量转换效率提高到8.27%。 /p p 　　除上述外，2016年，南开大学陈永胜研究团队利用寡聚物材料的互补吸光策略构建了一种具有宽光谱吸收特性的叠层有机太阳能电池器件，实现了12.7%的光电转化效率，创造了当时文献报道的有机/高分子太阳能电池光电转化效率的最高纪录。 /p p 　　(3)无机太阳能电池 /p p 　　a.表面等离激元(surface plasmon)增强太阳能电池 /p p 　　加州理工学院Atwater H. A.研究团队是该研究方向的主要开拓者。2010年，Atwater H. A.等指出在保证活性层厚度不增加的情况下等离激元纳米结构存在三种有效提高活性层吸收的光捕获策略。基于上述光捕获策略，表面等离激元太阳能电池己取得了很大进展，短路电流密度、功率转换效率等参数均实现了大幅提升。 /p p 　　b.化合物薄膜太阳能电池 /p p 　　薄膜太阳能电池的种类较多，主要类型包括碲化镉、砷化镓、铜铟硒(CIS)、铜铟镓硒(CIGS)、铜锌锡硫(CZTS)等薄膜太阳能电池。2010年，德国太阳能和氢能研究中心研究的铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池的光电转化率达到20.3%。2011年，美国国家可再生能源实验室研制的小面积GaAs薄膜太阳能电池实现了28.3%的光电转换效率。在该研究方向，美国的研究实力较为突出，知名研究机构包括加州大学系统、IBM公司、劳伦斯伯克利国家实验室等 中国科学院、香港中文大学、华东师范大学等国内机构也表现活跃。 /p p 　　3 纳米发电机 /p p 　　纳米发电机领域的研究前沿共涉及高被引论文有32篇，研究内容主要分布在摩擦纳米发电机和压电纳米发电机两个研究方向。如表5所示，该领域的高被引论文基本都来自美国，其中25篇来自美国佐治亚理工学院教授、中国科学院北京纳米能源与系统研究所所长王中林院士。 /p p style=" text-align: center " img title=" 8.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/da922adb-5e3b-471c-802a-76af5fc89ff2.jpg" / /p p 　　发电机原理主要有电磁、压电、热电和静电四种类型。纳米发电机主要采用压电和静电(即摩擦)两条技术路线。在纳米发电机发展过程中，王中林院士做出了重要开创性贡献。2006年，王中林课题组首次报道了压电纳米发电机，利用压电极化电荷和所产生的随时间变化的电场来驱动电子在电路中的流动。2012年，王中林课题组首次报道了摩擦纳米发电机，利用两种不同材料接触所产生的表面静电荷所导致的随时间变化的电场来驱动电子的流动。迄今为止，摩擦纳米发电机已发展至四种工作模式(垂直接触-分离、水平滑动、单电极、独立层)，输出功率密度从每平方米3.67毫瓦飙升至300多瓦，可将日常环境中的各种机械能转化为电能，作为微纳电源为微小型设备供电，作为自驱动传感器用于健康监测、生物传感、人机交互等。最近，王中林课题组致力于将摩擦纳米发电机用于收集海洋能，并首次用于设备仪器(质谱仪)中。除了应用研究，王中林院士还论证了纳米发电机的理论源头来自于麦克斯韦的位移电流的第二项，并由此推导出压电纳米发电机和摩擦纳米发电机的基本输运方程。 /p p 　　压电纳米发电机虽然发明较早，但过低的输出电流限制了其发展和应用。核心材料从最初的ZnO纳米线，正在朝BaTiO3、PZT等钙钛矿型材料、PVDF聚合物材料、MoS2等二维材料等方向发展，结构既有一维纳米线、纳米纤维，也有二维平面薄膜。 /p p 　　4 纳米药物 /p p 　　纳米药物领域的研究前沿共涉及高被引论文488篇，研究内容主要围绕纳米药物载体与药物递送、肿瘤治疗纳米药物、抗菌治疗纳米药物等。如表6所示，在高被引论文数量方面，美国最多，中国排名第二，美国和中国的表现明显优于其他国家。 /p p style=" text-align: center " img title=" 9.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/5cd9bca1-d697-42f2-bf61-6025eaa0f05f.jpg" / /p p 　　近年来，纳米材料和纳米技术越来越多地进入到临床应用阶段。经临床实践证实，根据纳米材料对肿瘤细胞和肿瘤组织靶向性的特性设计出的纳米药物能明显改善肿瘤治疗。其中，肿瘤光热治疗技术作为一种新型的治疗策略，已经在肿瘤治疗方面引起了高度关注。早期的光热治疗主要通过高热量来直接破坏、消除肿瘤细胞。近年来很多研究者发现这些纳米材料产生的热除具有直接杀伤肿瘤细胞的作用外，还可通过抑制肿瘤转移、克服化疗耐药从而发挥抗肿瘤作用。目前研究较多的光热材料以金纳米材料为主，研究内容主要围绕金纳米棒、金纳米笼等金纳米材料的肿瘤光热治疗，及光声成像-光控释放-光热治疗化疗等纳米金多手段多功能的诊疗一体化研究。2008年，美国佐治亚理工学院El-Sayed MA团队利用金纳米棒对小鼠鳞状上皮细胞癌进行等离激元光热治疗，论文被引521次。2012年，国家纳米科学中心陈春英和吴晓春团队把介孔二氧化硅包被的金纳米棒用于肿瘤的成像、化疗和热疗，论文被引395次。其他知名机构包括美国德克萨斯大学安德森癌症中心、美国华盛顿大学以及我国东华大学、苏州大学、哈尔滨工程大学和南京大学等。 /p p 　　纳米药物载体与药物递送方向近年发展迅速。主要用于药物载体的纳米材料包括纳米脂质体、聚合物胶束、纳米囊和纳米球、纳米磁性颗粒、介孔二氧化硅纳米粒等。氧化石墨烯具有良好的生物相容性、易于表面功能化，其巨大的比表面使它具有超高载药率。2008年美国斯坦福大学戴宏杰教授团队率先报道了利用氧化石墨烯作为难溶性含芳香结构抗癌药物的载体，其具有良好的水溶性，可用于难溶性药物的增溶，并可有效杀伤肿瘤细胞。两篇相关论文分别被引用达1789和1533次。其中介孔二氧化硅因多孔性、比表面积大、便于修饰性、毒性低等特点，得到广泛应用，具有极大的发展前景。相关核心论文主要围绕介孔二氧化硅的合成、特性及癌症治疗等生物医药应用。主要研究团队包括美国加州大学洛杉矶分校Zink Jeffrey I.和Nel Andre E.团队、美国西北大学Stoddart J. Fraser团队、中科院理化所唐芳琼团队、芬兰埃博学术大学Sahlgren Cecilia团队、美国新泽西州立大学Minko Tamara团队、美国爱荷华州立大学Vivero-Escoto Juan L.团队、福州大学杨黄浩团队、新加坡南洋理工大学Zhang Quan和Zhao Yanli团队等。其中Nel Andre E.团队关于siRNA修饰的负载抗癌药物的介孔二氧化硅纳米输运体系以克服肿瘤多重耐药性的研究被引用455次。 /p p 　　脂质体近年来也是给药系统研究领域中的研究热点，已经在许多方面显示出其潜在的应用价值，知名研究机构包括美国哈佛大学、美国德州大学奥斯丁分校、澳大利亚哥廷理工大学以及我国南京大学等。 /p p 　　5 纳米检测 /p p 　　纳米生物和医学检测领域的研究前沿共涉及高被引论文325篇，研究内容主要围绕量子点、贵金属纳米簇、上转换材料等纳米探针技术以及纳米生物传感器。如表7所示，在高被引论文数量方面，美国最多，中国排名第二，美国和中国的表现明显优于其他国家。 /p p style=" text-align: center " img title=" 10.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/0365a241-efc8-4e9c-9983-b06cc28a10a3.jpg" / /p p 　　纳米生物和医学检测技术的热点主要集中在用于分子影像诊断的纳米探针技术。纳米探针具有影像信号强度大、靶向效果好、代谢动力学可控等显著的优点。近年来，基于贵金属纳米材料(金、银等纳米颗粒)、量子点、上转换荧光纳米颗粒的荧光纳米探针迅速发展，成为纳米生物医学检测领域的前沿热点。 /p p 　　在贵金属纳米簇纳米探针研究方向上，高被引论文主要研究以核苷酸作为保护模板合成荧光银纳米簇探针，以增加其稳定性，并将其用于核苷酸、汞离子及蛋白等的生物检测。美国佐治亚理工学院Dickson Robert M.团队、美国阿拉莫斯国家实验室Martinez Jennifer S.团队和中国科学院长春应用化学所汪尔康院士团队在该研究方向较为突出。 /p p 　　在量子点纳米探针研究方向上，美国海军实验室生物分子科学工程中心Mattoussi Hedi、Medintz Igor L.团队的高被引论文主要研究量子点共振能量转移，斯坦福大学戴宏杰团队和中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所王强斌团队的高被引论文主要研究Ag2S量子点应用于近红外影像，福州大学池毓务团队的高被引论文主要研究功能化碳量子点，南开大学严秀平团队的高被引论文主要研究ZnS量子点。 /p p 　　在纳米生物传感器研究方向上，斯坦福大学鲍哲南团队、加州大学伯克利分校Javey Ali团队、首尔大学Pang Changhyun团队、中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张珽团队等主要研究用于电子皮肤压力传感的生物传感器，美国西北太平洋国家实验室林跃河团队、康涅狄格大学Rusling James F团队、中国西南大学袁若团队、清华大学李景虹团队、南京大学朱俊杰团队等主要研究免疫生物传感器。 /p p 　　6 仿生纳米孔 /p p 　　仿生纳米孔道领域的研究前沿共涉及高被引论文45篇，研究内容主要集中在利用纳米孔进行生物大分子分析识别的基础研究和应用研究。如表8所示，美国在该领域具有非常显著的研究优势，高被引论文有23篇，超过了总数的一半 英国和德国分别有8篇和4篇高被引论文，分列2、3位 中国只有1篇高被引论文。 /p p style=" text-align: center " img title=" 11.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/2243f232-b65a-43fb-ac1d-5ccbb557c644.jpg" / /p p 　　上世纪90年代，科学家提出了将单链DNA拉过蛋白孔，检测碱基穿过时电导的微小改变，进而实现纳米孔DNA测序的设想。进入21世纪后，越来越多的科研人员致力于该领域研究，让纳米孔测序成为现实，研究成果也逐步向商业实用方向迈进。开发的纳米孔类型主要包括生物纳米孔和固态纳米孔等，测序主要包括核酸测序(主要是DNA测序)和蛋白质分析等。 /p p 　　生物纳米孔利用天然生物学通道，如α-溶血素结构和耻垢分支杆菌孔蛋白A(MspA)等。牛津纳米孔技术(Oxford Nanpore)公司Bayley Hagan团队开发了可商业化的α-溶血素生物纳米孔。2009年，该公司发表论文《单分子纳米孔DNA连续碱基测序》，实现了碱基连续测定，准确度平均为99.8%。该文被引用677次，是本领域被引频次最高的论文。此后，牛津纳米孔技术公司推出了商业化的纳米孔测序仪——MinION和GridION。基于纳米孔的单分子DNA读取技术不再需要光学检测和同步的试剂洗脱过程，也被称为第四代测序技术，相比更早的测序技术有着更快的数据读取速度和更大的应用潜能。 /p p 　　2010年，美国华盛顿大学的Jens Gundlach首次证明，耻垢分支杆菌孔蛋白A可用于DNA测序，并与阿拉巴马大学微生物学家Michael Niederweis合作证明MspA孔隙结合“棘轮系统”便可读取短DNA序列。2012年，该团队又一次利用MspA和噬菌体Phi29聚合酶相结合，实现单核苷酸的分辨率和DNA易位控制，该成果推动了长期以来生物纳米孔遇到的两个主要障碍的解决。同年，美国加州大学圣克鲁兹分校Mark Akeson团队也利用MspA和Phi29聚合酶相结合，使DNA正向和反向棘轮以每秒2.5-40个核苷酸的速度通过纳米孔实现实时单核苷酸分辨率的检测。 /p p 　　生物纳米孔在稳定性、持久性等方面存在不足，难以满足持续的大规模测序的需求。随着微加工技术的不断进步，固态纳米孔应运而生。人工制备的固态纳米孔具有孔径稳定、物化性能良好、具有低成本、高读长、易集成等的优点，被认为是下一代纳米孔技术。固态纳米孔的材料主要是石墨烯、氮化硅、硅、金属氧化物等。 /p p 　　石墨烯在检测DNA上具有出色的潜力。哈佛大学Jene Golovchenko团队和美国麻省理工学院的研究人员2010年在nature上发表论文证实石墨烯可以制成人工膜材料进行DNA测序，指引了石墨烯纳米孔DNA检测的方向。哈佛大学Jene Golovchenko团队制备了与DNA分子的直径紧密匹配的石墨烯纳米孔，发现其对DNA具有非常好的灵敏度和分辨率。荷兰代尔夫特技术大学科维理纳米科学研究所的Dekker, C团队将石墨烯薄片放置在氮化硅膜的微孔上并使用电子束在石墨烯中钻出纳米尺寸的孔来获得纳米孔。在其他仿生纳米孔材料方面，德国慕尼黑工业大学、美国哥伦比亚大学的研究人员利用氮化硅修饰纳米孔，阿根廷拉普拉塔国立大学的研究人员利用聚(4-乙烯基吡啶)大分子构建块修饰固态纳米孔，瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员将亚纳米厚度的单层或几层厚的剥离的二硫化钼(MoS2)固定在氮化硅纳米孔上，均可以改善DNA的分析。 /p p 　　同时，纳米孔的检测物范围也不断扩大，从DNA发展到RNA、蛋白质、金纳米颗粒和有毒分子等的分析。如牛津大学Bayley Hagan团队、美国加州大学圣克鲁兹分校Mark Akeson团队和荷兰代尔夫特技术大学科维理纳米科学研究所的Dekker, C团队等利用生物纳米孔开展蛋白检测，研究的重点是蛋白质解折叠和易位问题。此外，美国宾夕法尼亚大学Drndic, M 和Wanunu, M团队利用薄的纳米孔快速检测小RNA分子。英国东英吉利大学利用牛津纳米孔技术公司开发的MinION纳米孔平台测序鉴定细菌抗生素抗性岛的位置和结构。 /p p 　　7 纳米安全性 /p p 　　纳米安全性领域的研究前沿共涉及高被引论文157篇，研究内容主要围绕纳米物质和生物体及环境的相互作用，着重研究纳米物质的物理化学特性等与生物学毒性效应之间的关系。如表9所示，美国在该领域的高被引论文数量最多，有59篇，明显高于其他国家 中国在该领域的高被引论文数量排在第2位，有25篇。 /p p style=" text-align: center " img title=" 12.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/a27bcb55-e522-465c-9c53-1b9e048af90f.jpg" / /p p 　　碳纳米管、介孔二氧化硅、石墨烯等纳米材料在医学检测、纳米药物递送、纳米治疗等方面开辟了新的应用途径。同时，关于其生物安全性、毒性的研究也逐渐引起关注。该领域研究前沿的高被引论文的主要分为两个研究方向：纳米材料对人体健康的风险研究和纳米材料的环境风险研究。健康风险研究主要围绕肺毒性、皮肤毒性、细胞毒性、生物相容性等，关注的主要纳米物质包括碳纳米管、纳米锌、纳米银、石墨烯、介孔纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和纳米金等。环境风险研究主要围绕环境释放、环境归趋、生态毒理学、生物降解、植物吸收等。 /p p 　　纳米银的毒性作用研究包括纳米银颗粒的细胞毒性、遗传毒性、发育毒性、炎症反应及毒性作用机制，纳米银在生物体内的分布动力学，纳米银对癌细胞系增殖和凋亡的影响等。新加坡国立大学Valiyaveettil S教授团队2009年发表的论文《银纳米粒子对人体细胞的细胞毒性和遗传毒性》被引用1153次。此外，韩国环境及商品检测研究所、美国空军研究实验室、荷兰国家公共卫生和环境研究院等研究机构也有高被引论文贡献。 /p p 　　碳纳米管的安全性研究包括单壁/多壁碳纳米管的生物相容性、体内分布循环、细胞内吞、慢性毒性、间皮损伤和致癌性、毒性的影响因素(如长度、尺寸依赖性)等。2008年，苏格兰爱丁堡大学Donaldson K团队研究发现石棉状长碳纳米管可能导致小鼠产生一种以往由石棉引起的恶性间皮瘤，该论文被引用1329次。此外，美国斯坦福大学、麻省理工大学和美国国家职业安全卫生研究所、德国巴斯夫公司和拜耳公司、我国北京大学等也有高被引论文贡献。 /p p 　　介孔二氧化硅材料的生物安全性研究包括介孔二氧化硅纳米材料的生物相容性、生物分布、细胞毒性和溶血活性的影响因素(如尺寸、形状、表面效应)等，中科院理化所唐芳琼团队表现较为突出。 /p p 　　纳米金颗粒的体内分布研究主要集中在金纳米颗粒在生物体内的分布、累积及粒径和表面电荷等影响因素研究，主要研究机构包括德国环境健康研究中心等。 /p p 　　纳米材料释放进入环境的估算与环境影响评价研究包括纳米材料在环境多介质中的分布、在环境中的排放、归趋建模等，主要研究机构包括瑞士联邦材料科学与技术实验室等。 /p p 　　氧化石墨烯的毒性作用及安全性评价研究集中在氧化石墨烯的毒性作用与生物安全性研究方面，来自中国和美国的研究机构比较活跃。 /p p 　　8 纳米催化 /p p 　　纳米催化领域的研究前沿共涉及高被引论文303篇，研究内容围绕纳米催化剂的制备和应用展开。如表10所示，我国在该领域的高被引论文数量排名第一，所占份额超过1/3，反映出我国近年来在纳米催化领域具有较强的研究优势。美国的高被引论文数量排名第二，所占比例接近1/4。其余国家高被引论文数量相对较少。 /p p style=" text-align: center " img title=" 13.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/f3cdaa70-dee7-4b77-841d-bb6d01fe75d1.jpg" / /p p 　　纳米催化剂通常由活性组分和载体两部分组成。常见的活性组分包括金属(及其化合物)、半导体、碳基材料(石墨烯、碳纳米管、石墨相C3N4等)等。尺寸、形貌、结构、组成等是影响活性组分催化活性的重要因素。出于成本考虑，活性组分的总体研究趋势是在保证活性的前提下，尽量减少贵金属的使用，用储量丰富、价格低廉的普通金属或者非金属材料替代贵金属。常用的载体包括氧化物(SiO2、TiO2、Fe3O4等)、碳基材料(石墨烯、碳纳米管、石墨相C3N4等)、多孔材料(沸石、介孔材料、金属有机框架化合物等)等。载体不仅为活性组分高度分散提供了表面，而且还可以参与催化过程，例如促进光生电荷分离等。对于多孔载体，孔道的限域可以起到择形催化作用。由于易于分离回收，磁性可回收载体近年发展迅速。 /p p 　　纳米催化的特点介于均相催化和非均相催化之间。中科院大连化物所张涛院士团队首次发现单原子催化剂具有与均相催化剂相当的活性，从实验上证明单原子可能成为沟通均相催化与多相催化的桥梁。 /p p 　　纳米催化的反应类型大致分为传统催化、电催化和光催化三类。在传统催化中，C1化学占据重要位置，包括费托合成、甲烷转化、CO氧化、CO2还原、甲醇氧化等。近年来，我国C1化学取得一系列重大突破。中科院大连化物所包信和院士团队构建了硅化物晶格限域的单中心铁催化剂，成功地实现了甲烷在无氧条件下选择活化，一步高效生产乙烯、芳烃和氢气等高值化学品。包信和院士团队还利用自主研发的新型复合催化剂，创造性地将煤气化产生的合成气高选择性地直接转化为低碳烯烃，乙烯、丙烯和丁烯的选择性大于80%，突破了费托合成低碳烯烃选择性最高58%的极限。中国科学院上海高等研究院和上海科技大学联合科研团队自主研发了暴露面为{101}和{020}晶面的Co2C纳米平行六面体结构催化剂，实现了温和条件下(250 oC、1~5个大气压)合成气高选择性直接制备烯烃，低碳烯烃选择性可达60%，总烯烃选择性高达80%以上，烯/烷比可高达30以上。 /p p 　　在电催化中，燃料电池和金属-空气电池的阴极氧还原反应是研究重点之一。铂是重要的氧还原反应电催化剂。受铂成本高等缺点影响，催化剂一方面朝着减少铂的用量方向发展，采用二元或三元合金的形式，例如Pt-Fe、Pt-Co、Pt-Fe-Cu等。另一方面朝着非铂催化剂方向发展，例如钯及其合金，以及氮掺杂的碳材料(石墨烯、碳纳米管)等。电解水是另一类重要的电催化反应，新型析氢催化剂包括硫化钼化合物(MoS2、MoS3等)、氮掺杂的碳纳米管封装的金属催化剂等，新型析氧催化剂包括氮掺杂的石墨烯等。美国斯坦福大学戴宏杰团队制备的Co3O4/氮掺杂石墨烯电催化剂同时具有很高的氧还原和析氧活性，文章被引次数超过1900次。二氧化碳的转化也是研究热点，中国科学技术大学谢毅院士团队采用新型钴基电催化剂，将二氧化碳高效清洁转化为液体燃料，得到国际同行高度评价。 /p p 　　在光催化中，水和空气中污染物的降解是研究重点之一，常用的催化剂包括TiO2等半导体、BiOX(X = Cl, Br, I)、Ag/AgX(X = Cl, Br, I)、石墨相C3N4等。二氧化碳还原制甲烷、甲醇等碳氢燃料正处于研究热点，在减少温室气体的同时还可提供替代能源，常用催化剂包括TiO2等半导体、Ag/AgX(X = Cl, Br, I)、金属有机框架化合物、石墨烯、石墨相C3N4等。光解水一直是光催化研究的重要课题，国家纳米科学中心宫建茹研究员和武汉理工大学余家国教授合作制备的石墨烯负载CdS光解水制氢催化剂很受高度关注，文章被引次数超过1000次。 /p p 　　9 测量表征 /p p 　　纳米测量表征技术主要是指纳米尺度和精度的测量技术。近十几年来，随着测量技术的飞速发展，至今已经出现了多种可以实现纳米测量的技术和仪器。近期纳米级测量技术主要有两个发展方向，即光干涉测量技术和扫描显微测量技术。 /p p 　　纳米测量表征领域的研究前沿共涉及高被引论文153篇，研究内容包括光谱测量研究、电子显微测量研究以及利用多种表征手段研究纳米材料的表面/界面等。如表11所示，美国在该领域的高被引论文数量最多，德国和英国分列第2、3位，中国在高被引论述数量方面与美国相比有明显差距。 /p p style=" text-align: center " img title=" 14.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/56982b05-3f35-4980-9181-8f1f4a45162e.jpg" / /p p 　　(1)光谱测量研究 /p p 　　a.超分辨成像 /p p 　　近年来随着超分辨荧光显微术的兴起，研究人员研制了多种突破衍射极限的超分辨光学显微镜，分辨率可达约20 nm左右，某些情况下甚至可小于2 nm。这些超分辨显微镜主要分为两类：一类以Stefan W. Hell发明的受激辐射耗尽(STED)显微镜为代表，通过调制光照明方式来实现超分辨 另一类是基于单分子定位的超分辨显微镜，通过对具有光开关功能的荧光基团进行单分子成像和定位而实现，光活化定位显微术(PALM)技术、随机光学重构显微术(STORM)技术、荧光活化定位显微术(fPALM)技术均是这一技术方向的研究热点。2014年诺贝尔化学奖授予发展超分辨率荧光显微成像技术的3位科学家，分别是美国霍华德· 休斯医学研究所教授Eric Betzig(PALM技术)、德国马克斯普朗克生物物理化学研究所教授Stefan W. Hell(STED技术)和美国斯坦福大学教授William E. Moerner。 /p p 　　b.纳米尺度磁共振研究 /p p 　　当前通用的磁共振谱仪受制于探测方式，其成像分辨率仅为毫米级。纳米尺度弱磁探测技术将磁共振技术的研究对象推进到单分子，成像分辨率提升至纳米级。 /p p 　　2008年，德国斯图加特大学Wrachtrup团队和美国哈佛大学Lukin团队首次报道了利用金刚石中的氮-空位色心(NV)进行纳米尺度弱磁探测的工作，开创了纳米测磁研究方向。此外，哈佛大学Yacoby研究团队、Walsworth研究团队，中国科技大学杜江峰研究团队均是该方向中最为活跃的研究团队。2008年以来，杜江峰研究团队陆续取得了微波场的百纳米级分辨率矢量重构、绘制世界首张单个生物分子的磁共振谱等重大研究突破。 /p p 　　c.表面等离激元共振(SPR) /p p 　　光(或电磁波)与金属纳米粒子相互作用能够在纳米尺度范围聚焦很强的电磁能量，突破传统光学中的衍射极限，即表面等离激元共振(SPR)现象。该方向的研究主要集中在氧化钨、硫化铜、硒化铜、金纳米颗粒、多种胶体纳米颗粒的表面等离激元共振和局域表面等离激元共振性质研究以及基于表面等离激元光镊系统对金属纳米颗粒和生物分子的稳定捕获和动态操控能力研究等。 /p p 　　d.表面增强拉曼光谱(SERS) /p p 　　当分子接近或吸附在贵金属纳米材料表面时，其拉曼信号能被放大多个数量级，因此近年来表面增强拉曼光谱(SERS)作为一种快速、灵敏的检测技术已获得广泛认可。该方向的研究主要聚焦在基于纳米材料(主要是金纳米粒子)的拉曼基底的研发以及SERS在生物检测领域的应用。美国杜克大学和西班牙维戈大学在该方向研究较为活跃。 /p p 　　(2)电子显微测量研究 /p p 　　原位透射电子显微镜(in situ TEM)技术实现了对物质在外部激励下的微结构响应行为的动态、原位实时观测。该方向的研究聚焦在利用原位透射电子显微镜技术对纳米电极材料的锂化和退锂化过程进行原位表征。美国能源部桑迪亚国家实验室黄建宇(已经全职加入燕山大学)研究团队在该研究方向非常活跃。黄建宇等人首次实现了在透射电子显微镜下搭建锂离子电池体系，研究纳米线在锂化过程中的形貌变化和作为锂离子电池电极的锂化机理。此外，桑迪亚国家实验室Liu Xiao Hua团队、佐治亚理工朱廷研究团队等也是该领域中的重要研究队伍。 /p p style=" text-align: center " strong 三 总结 /strong /p p 　　本报告通过纳米领域各国发展规划调研和文献计量分析，结合领域情报人员的研究，得出以下发现。 /p p 　　1.通过对比分析美国、英国、法国、德国、俄罗斯、欧盟、日本、韩国、印度、澳大利亚以及我国的纳米技术研发计划，发现各国规划具有以下共同之处：(1)对纳米技术的信心普遍增强，投资力度普遍加大，核心科研人员数量和相关企业数均大幅增加 (2)将纳米技术列入促进国家经济发展和解决关键问题的关键技术领域，在能源和生物医药等领域尤其受到重视 (3)研发重心由最初单一的纳米材料制备和功能调控转向纳米材料的应用和商业化，纳米技术的研究走向了新的阶段 (4)通过公共研发平台、产业园区等方式，促进产学研合作及与其他领域的融合，缩短从“提案”到“产业化”的时间 (5)开展EHS(环境、健康、安全)和ELSI(伦理、限制、社会课题)研究以及国际标准和规范(ISO、IEC)的制定，促进纳米技术相关产业被社会接受 (6)重视纳米技术的基础教育和高等教育。 /p p 　　2.基于科睿唯安公司Essential Science Indicators(ESI)数据库中的11814个研究前沿，通过文献检索、专家遴选等方法筛选出和纳米研究相关的研究前沿1391个，涉及高被引论文6639篇(2008-2015年)。在高被引论文数量方面，美国和中国分居前两位，遥遥领先于其他国家。综合考虑论文的被引用情况和发表时间，从1391个纳米研究前沿中遴选出41个热点前沿和37个新兴前沿。 /p p 　　3.选择了“锂电池”“太阳能电池”“纳米发电机”“纳米药物”“纳米检测”“纳米仿生孔”“纳米安全性”“纳米催化”和“测量标准”9个前沿研究领域进行分析解读(每个研究领域包括若干研究前沿)。在高被引论文数量方面，美国在“太阳能电池”“纳米发电机”“纳米药物”“纳米检测”“纳米仿生孔”“纳米安全性”和“测量标准”7个研究领域中排名第一，在“锂电池”和“纳米催化”中排名第二。我国在“锂电池”和“纳米催化”2个研究领域中排名第一，在“太阳能电池”“纳米发电机”“纳米药物”“纳米检测”“纳米安全性”5个研究领域中排名第二，在“测量标准”中排名第四，在“纳米仿生孔”中未进入前五。 /p p 　　4.我国在纳米科技领域已形成一批达到世界领跑水平的优势研究方向和优秀团队。例如，(1)太阳能电池：中科院化学所侯建辉研究员团队2016年在小面积非富勒烯型聚合物太阳能电池器件中取得了创纪录的11.2%的能量转换效率，使非富勒烯型聚合物太阳能电池效率达到了富勒烯受体的最好水平 南开大学陈永胜教授团队2016年创造了文献报道的有机/高分子太阳能电池光电转化效率的最高纪录12.7% 华东理工大学钟新华教授团队2016年创造了量子点太阳能电池11.6%的效率纪录 此外北京大学占肖卫教授团队、中科院化学所李永舫院士团队等也非常突出 (2)C1化学：中科院大连化物所包信和院士团队成功实现了甲烷在无氧条件下选择活化，一步高效生产乙烯、芳烃和氢气等高值化学品 包信和院士团队还将煤气化产生的合成气高选择性地直接转化为低碳烯烃 中科院上海高等研究院和上海科技大学联合科研团队实现了温和条件下合成气高选择性直接制备烯烃。 /p p style=" text-align: center " img title=" 16.jpg" style=" float: none " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/7ccf6bd2-a199-48d2-b5e2-0463b0cc3250.jpg" / /p p style=" text-align: center " img title=" 17.jpg" style=" float: none " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/7e7cbd3e-2fd7-4133-807c-24fc724a168f.jpg" / /p p style=" text-align: center " img title=" 18.jpg" style=" float: none " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/7f112894-a87a-42bc-a301-4167dc4ed390.jpg" / /p p style=" text-align: center " img title=" 19.jpg" style=" float: none " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/525cea15-325d-4835-a31b-7645b644efe4.jpg" / /p p style=" text-align: center " img title=" 20.jpg" style=" float: none " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/50f984fa-490e-4a0c-85f7-56228a3595a5.jpg" / /p p style=" text-align: center " br/ /p

北京冬奥会完满收官，在这场特殊背景下举办的体育盛事，中国向quan世界wan美诠释了绿色、环保、节能、简约的可持续发展理念。而在另一个方面，全球的科学家们也在使用赛默飞高性能色谱质谱产品，让世界更健康，更清洁，更安全。Orbitrap 技术发展至今，凭借其卓yue的分辨率、灵敏度、多项创新技术等“硬实力”，圈“粉”无数，平均每小时就有一篇文章问世，也逐渐成为全球科学家实现ding级科研创新的有力伙伴。继上一篇解读环境领域ding级期刊ES&T微信发文，后台有众多科研工作者纷纷点赞，飞飞今天整理了近一年内ES&T发表的前沿研究，让我们一起探索科学的奥秘！1# 创新方法非靶向筛查助力解密水资源污染事件前沿概览水作为人类最赖以生存的天然资源，探寻湖泊-河流系统中有机微污染物 (OMP) 的产生、来源和去向是近年来研究热点。研究者们创新性地使用Orbitrap超高分辨率液质联用系统对纽约中部奥内达加湖水中的OMP进行非靶向分析，再结合一系列组学统计分析发现其中的4种主要污染标记物（加拉索酮、二苯基次膦酸、N-丁基苯磺酰胺和三异丙醇胺）有空间分布特征。Compound Discoverer组学工作站在本次研究中提供了从数据预处理，峰提取，RT对齐，MS/MS定性峰归属，信号归一化校正，聚类分析等完整数据处理解决方案。此外，研究者还shou次将非靶向组学研究与湖泊-河流系统质量平衡模型相结合，解释了美国水污染史shang具有重要意义的湖泊-河流系统中的OMP动态分布变化，可以在未来的定点监测、网格化水体管理等工作提供重要理论依据。向上滑动阅览# 前沿技术环境暴露组学研究迎创新前沿概览环境污染物往往具有未知性、成分可变、复杂的反应副产物以及生物来源性等特征（简称UVCBs物质），这也给环境风险评估带来了很大挑战。研究者结合了顶空固相微萃取（HS-SPME）与GC-Orbitrap超高分辨率气质联用，对膳食鱼类体内多种疏水性UVCBs成分进行表征，并进行消除动力学研究。研究者在目前没有可参考分析标准的背景下，使用HS-SPME/GC-Orbitrap鉴定并定量分析了不同疏水性UVCBs组分，发现其潜在生物累积性，并开发了相关的数据库。这些动力学模型及数据库可以更好地探究不同疏水性UVCBs的生物累积潜力与化学结构特征的关系，并减少长周期的动物实验，是研究环境暴露中UVCBs潜在影响的有力手段。# 独树一帜助力探索日用品对人体健康风险前沿概览全氟和多氟烷基物质（PFAS）在新化工时代来源复杂，稳定性极qiang且不易降解，有明确的生物毒副作用，一直是业内的研究重点。研究者针对目前市场上的防雾产品（除雾配方、防水喷雾、防水衣物等），推断其中可能使用了含有PFAS的配方。为了更好地覆盖PFAS组分，研究者们结合了GC-Orbitrap气质和LC-Orbitrap Fusion Lumos三合一超高分辨率液质等分析手段。研究结果表明所有购买来的产品中均检测到了含氟聚醇 (FTOH) 和含氟聚乙氧基化物 (FTEO)。喷雾剂产品中的总有机氟 (TOF) 测定含量为 190 至 20,700 μg/mL，防水衣物中甚至高达 44,200 至 131,500 μg/克(布重)。此外，防雾产品在小鼠 3T3-L1 细胞中表现出显着的细胞毒性和脂肪形成活性（甘油三酯积累或脂肪相关细胞增殖），其中FTEO 是防水喷雾脂肪形成活性的重要来源。研究警示了对含有PFAS的除雾及防水产品，我们需要更多的研究来充分了解它带来的健康风险。# 独出心裁解析全球气候变化全新思路前沿概览我们知道全球气候变化跟CO2等含碳温室气体排放密切相关，而全球约30% 的土壤碳储量储存在泥炭地中。有研究表明微生物酪氨酸酶 (TYRs)通过降解土壤中酚类物质而有固碳作用，被视为土壤中碳储存的关键调节剂。近几十年来由于ji端天气频发（夏季长期干旱或持续性内涝）严重影响了TYRs活性。研究者们首先通过TYRs部分氨基酸序列鉴定发现泥炭地中天然存在一个TYR酶群落，这是由包括变形菌纲和放线菌纲在内的多种细菌系统多样性产生。然后从富含碳酸盐的内陆盐沼中鉴定出一种出现的了异源表达与纯化的胞外 TYR (SzTYR)；通过Orbitrap 超高分辨率液质联用正离子模式测算其分子量约为30891.8 Da。其后的光谱及动力学研究将其确认为一种酪氨酸酶，并证明了其对泥炭地中天然存在的单酚（香豆酸）、二酚（咖啡酸、原儿茶酸）和三酚（没食子酸）具有降解活性。这或许为研究全球气候变化提供一种全新思路。（点击查看大图）如需合作转载本文，请文末留言。这样的应用图书馆不来了解一下？点击进入小程序完成注册即刻抽取盲盒好礼

2013年5月17日-18日，&ldquo 届物理化学研究生前沿论坛&rdquo 在北京大学顺利召开，该论坛由北京大学物理化学专业研究生组织，旨在建立一个以研究生为参与主体，前沿物理化学研究为讨论对象的平台，以增进高校院所间研究生的学术交流。 HORIBA Scientific受邀出席了本次会议，与来自全国35个大学与研究机构的参会者分享了物理化学前沿的发展动态。现场还展示了参会者的墙报，并举行了学术交流的报告竞赛。经过激烈的角逐，终评选出10位优秀墙报奖、4位优秀口头报告奖。 HORIBA Scientific工程师席倩女士与&ldquo 优秀墙板&rdquo 获奖者 HORIBA Scientific欧美产线总经理濮玉梅女士与&ldquo 优秀口头报告&rdquo 获奖者 自2010年起，HORIBA Scientific就决定与北京大学物理化学研究所合作，专门设立奖项用来支持在物理化学科研领域中表现优异的同学。在本次论坛闭幕式上，HORIBA Scientific公布了2012年和2013年&ldquo 北大物化奖学金&rdquo 的获奖名单，共有6名同学获奖。 HORIBA Scientific总经理Ramdane Benferhat先生与&ldquo 北大物化奖学金&rdquo 获得者 HORIBA Scientific除了致力于科学仪器的研发工作，也非常关注各专业领域的人才培养，迄今为止，已和国内众多高等院校展开了紧密的合作。HORIBA Scientific希望通过这样的活动让更多的师生参与到科研工作中，从而促进各应用领域的发展。

我国科研人员近日在中红外强场物理前沿研究领域获得重要成果：利用上海光机所强场激光物理国家重点实验室新近建成的可调谐中红外波段的超强超短激光平台，开展了强场原子阈上电离的实验与理论的深入研究，从实验中发现了中红外新波段（例如，2000nm波长）强光场中，原子的阈上电离电子能谱在低能端出现了令人惊异的峰状（甚至双峰）新结构，并进而揭示了长波长条件下长程库仑相互作用起了重要作用。 这项成果是中国科学院上海光机所强场激光物理国家重点实验室徐至展院士、程亚研究员，中科院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室研究员柳晓军，以及中国工程物理研究院北京应用物理与计算数学研究所副研究员陈京等，通过卓有成效的合作研究取得的。该项原创性发现发表在新近一期国际学术期刊《物理评论快报》上。审稿人对该工作作出了高度评价：“……这是一个十分有趣并引人关注的课题，因为我们目前大部分关于强场电离的知识都是基于800nm波长的测量结果。而在长波长条件下，仅仅有非常少量的数据存在。这项工作的主要成果是令人惊异地发现了电子能谱低能端的峰状结构……作者令人信服地解释了他们的实验结果……作者报告了在长波长条件下强场电离中发现的一个令人瞩目的新效应……该效应的发现具有重大意义……毫无疑问，该稿件和我们最近在Nature Physics上发表的论文报告了同样的效应……和我们几乎是同时投稿……我认为编辑有强有力的理由决定尽快发表该篇论文。” 强场物理是当今物理学研究的重要前沿领域，强光场中原子、分子的电离动力学研究则是强场物理领域的基础与研究热点。长期以来，因现有超快激光增益介质（如钛宝石）等的限制，事实上绝大多数强场电离物理的实验研究都局限于800nm附近的可见—近红外波段（或经倍频后波长进一步缩短至谐波波段）。直至最近，由于可调谐中红外波段的超强超短激光技术领域的突破性发展，中红外波长条件下的强场电离等重要实验研究才得以深入开展。当前，中红外强场物理的前沿开拓已在国际上引起极大关注。 值得一提的是，美国著名强场物理学家L. DiMauro教授研究组与上述中国科学家研究组几乎同时并各自独立地发现了该重要现象。美国研究组的结果已经在近期的《自然—物理》上发表，而中国科学家研究组的结果也已在近期的《物理评论快报》上发表。 此项研究得到国家“973”计划、国家自然科学基金、中科院重要方向性项目、中国工程物理研究院科学技术基金等的支持。

5月10日，科学技术部发布国家重点研发计划“大科学装置前沿研究”等“十四五”重点专项2021年度项目申报指南。“十四五”国家重点研发计划深入贯彻落实党的十九届五中全会精神和“十四五”规划，坚持“四个面向”总要求，积极探索“揭榜挂帅”等科技管理改革举措，全面提升科研投入绩效。有关事项通知详情点击此处链接。“大科学装置前沿研究”重点专项2021 年度项目申报指南本重点专项总体目标是：开展专用大科学装置的科学前沿研究，推动我国粒子物理、核物理、天文学等重要学科的部分研究方向进入世界先进行列；开展平台型大科学装置的先进实验技术和实验方法研究，提升大科学装置支撑科技创新、经济社会发展和国家安全的能力。继续支持我国具有特色和优势的大科学装置开展前沿探索研究，力争在世界上率先实现若干重大前沿突破。2021年度指南围绕粒子物理、核物理、强磁场、天文学、先进光源、交叉应用等6个方向进行部署，拟支持21个项目，拟安排国拨经费概算5.15亿元。同时拟支持8个青年科学家项目，拟安排国拨经费概算4000万元，每个项目500万元。本专项 2021 年度项目申报指南如下。1. 粒子物理1.1 CKM 矩阵参数与底强子非粲衰变CP破坏的精确测量研究内容：利用海量的底夸克实验数据开展CP破坏等重味 物理前沿课题研究，主要包括：精确测量CKM夸克混合矩阵参数，例如β和γ相角等；精确测量B介子非粲衰变的CP破坏，包括理解三体衰变复杂的CP破坏结构等；在底重子衰变中寻找CP破坏，包括衰变到三体或四体末态，并理解其中多体末态的CP破坏结构。考核指标：对γ相角相关的重要衰变道进行测量，并结合其他测量结果，将γ相角的测量精度提高到4度以内；在无圈图污染过程中完成sin2β测量，精度达到10%以内。若干B介子非粲衰变和底重子衰变的CP破坏的测量结果达到世界最好水平或为世界首次测量。1.2 基于中微子的反应堆监测新技术及相关物理研究研究内容：发展新型中微子探测技术，开展反应堆监测技术和物理研究，主要包括：发展极低阈值、极低本底双相氩时间投影室探测技术，寻找反应截面最大但尚未被探测到的反应堆中微子—原子核相干散射过程，以实现中微子探测器的小型化，用于反应堆监测，同时研究其相关物理；发展基于新型低温液体闪烁体的高能量分辨探测器技术，用于精确测量反应堆中微子能谱及核素谱。考核指标：发展小型化反应堆中微子探测技术，研制并运行一个极低阈值、极低本底的双相氩时间投影室探测器，采用低本底氩，有效质量不低于150kg，探测阈值达到1keV核反冲能；利用台山反应堆，成功探测到反应堆中微子—原子核相干散射信号；测量低能标下的弱混合角。研制并运行一个采用高量子效率硅光电倍增管的新型低温液体闪烁体探测器，有效质量不低于1吨， 能量分辨在3MeV时优于1%，比现有大型液闪探测器的最好水平（Borexino,~2.8%）提高2.5倍以上；利用台山反应堆，测量高精度反应堆中微子能谱和核素谱，为江门中微子实验提供有效谱形误差1%以内的数据依据，对U235和Pu239测量的有效谱形误差达到4%和8%。1.3 无中微子双贝塔衰变和太阳中微子实验关键技术研究研究内容：依托中国锦屏地下实验室，开展寻找无中微子双贝塔衰变、太阳中微子探测实验的关键技术和方法研究，并初步建立相关实验装置开展实验探测。考核指标：在无中微子双贝塔衰变实验领域开展先进高纯锗半导体探测器、极低温晶体量能器、基于Topmetal技术的高气压时间投影室等实验技术研究，确定具有中微子双贝塔衰变有效质量小于10meV灵敏度的探测器技术方案；建设百吨级太阳中微子探测平台，实现太阳B8中微子的探测，重建出太阳中微子方向，5MeV 能量区间，太阳角重建的角度分辨为35度（68%的置信区间）。1.4 依托大型国际合作装置阿尔法磁谱仪（AMS）的物理研究研究内容：依托大型国际合作装置AMS实验，开展暗物质和反物质寻找，宇宙线的起源加速和传播规律机制的物理研究工作。通过宇宙线正电子、反质子和反氘核的精确测量，进行暗物质寻找；通过宇宙线反氦核、反碳核和反氧核的测量寻找原初反物质；精确测量宇宙线各原子核的能谱以研究宇宙线的起源加速和传播规律。参与国际合作，研制满足空间环境要求的新型大面积硅探测器，应用于AMS02的探测器升级。考核指标：暗物质寻找的研究，分析AMS实验数据得到1GeV~1.4TeV的宇宙线正电子能谱测量结果700~1000GeV精度达到35%；得到1GV~500GV的宇宙线反质子能谱结果,反质子能谱500GV精度好于20%；得到宇宙线反氘研究结果。反物质寻找的研究，得到宇宙线反氦研究结果。宇宙线起源加速传播机制的研究，得到2GV~3TV的宇宙线Na、Al、S、亚铁（Z=21~25）等分析结果，100GV精度4%~5%，3TV精度20%~40%；研制成 满足空间条件的10cm×100cm硅探测器，位置分辨率好于5微米，优良通道占比超过 95%。2. 核物理2.1 STAR束流能量扫描实验中QCD相结构和临界点的实验研究研究内容：针对量子色动力学（QCD）的核物质相结构和QCD临界点的重大科学问题，依托相对论重离子对撞机（RHIC）的螺旋管径迹探测器（STAR）的第二期束流能量扫描实验，主要开展质心能量20GeV以下的重离子碰撞实验的物理分析。通过测量守恒荷的高阶矩、超子整体极化和矢量介子的自旋排列、多奇异强子的产生、同质异位核素的可能的手征磁效应分析等，建立系统的QCD相结构和临界点的实验探针与方法，研究QCD物质相结构和QCD临界点。考核指标：基于STAR实验第二期能量扫描实验数据,获得质心系7~20GeV不同能量点下的守恒荷的高阶矩的高精度实验数据，系统测量Λ、反Λ超子及矢量介子的整体极化及自旋排列的快 度依赖与能量依赖并揭示其物理起源，精确测量Ω粒子、φ粒子等 多奇异强子的产额分布并揭示其产生机制；通过测量分析同质异 位素碰撞中相关物理量给出QCD手征磁效应、手征磁波效应是否在夸克胶子等离子环境中被观测到的结论；利用以上分析得到的系统实验结果给出QCD相结构及QCD临界点的信息。2.2 低能区原子核结构与反应及关键天体核过程研究研究内容：针对 X 射线暴和超新星等爆发性天体环境中的关键核反应过程，依托北京放射性核束装置BRIF和相关核天体物 理研究装置等，在低能区开展高精度的原子核的基本性质、结构特性与反应机制及关键天体核过程研究，积极发展相关微观模型，在更广泛的同位旋和角动量维度上探索原子核有效相互作用新规律，探索宇宙元素起源和星体能量产生机制。考核指标：完善BRIF高精度核物理实验平台（带电粒子探测器阵列立体角覆盖达4Pi的40%以上，能量分辨好于50keV），测量3~5项奇特原子核的基本性质、反应截面和衰变过程，统计精度好于10%；发展结合人工智能的核理论分析方法，探索原子核有效相 互作用及其演化规律；完善BRIF和相关核天体物理实验平台（伽马探测器阵列立体角覆盖达4Pi的60%以上），发展天体核反应的 高精度实验方法，测量天体演化相关的3~5项核反应截面和放射性原子核半衰期，统计精度好于10%；结合天文观测，验证天体演化模型，理解宇宙元素起源和星体能量产生机制；建立相关微观模型，研究α团簇和核物质状态方程等在天体核过程中的关键作用。3. 强磁场及综合极端条件3.1 强磁场下的代谢性疾病发病机制及防控新方法研究研究内容：瞄准糖尿病和脂肪肝两种代谢性疾病，依托稳态强磁场大科学装置，发展高场生物磁共振波谱与成像新技术，深入研究糖尿病和脂肪肝发生发展和调控机理；探索不同参数稳态磁场对糖脂代谢、铁代谢和氧化还原等代谢性疾病关键过程的调控及机制，研究稳态磁场对肠道微生物代谢的影响，探索稳态磁场在糖尿病和脂肪肝诊疗中的新策略。考核指标：发展针对糖尿病和脂肪肝等代谢性疾病的新型核磁共振波谱与成像检测方法，开发1~2种治疗糖尿病和/或脂肪肝的候选药物；阐明稳态磁场对糖脂代谢、铁代谢和氧化还原的调控机制，明确稳态强磁场生物安全界限，开发磁场在糖尿病和脂肪肝的潜在应用，研发1~2种基于磁场防控糖尿病和脂肪肝的演示样机，血糖和脂肪肝改善达到20%。3.2 强磁场下零/窄带隙新型电子材料制备及其应用研究研究内容：依托稳态强磁场装置，针对下一代电子器件对零带隙/窄带隙新型电子材料的需求，围绕极端条件强磁场下电子材料制备的关键技术与关键科学问题，聚焦磁场对材料生长调控规律的获取，系统开展强磁场下窄带隙化合物半导体、零带隙低维碳基材料、高频碳/磁薄层材料、新型热电材料等新型电子材料制备与应用研究，开拓其量产应用。考核指标：开发出强磁场（≥18T）辅助布里奇曼单晶炉样机1台；在强磁场下研发出几种具有实用化前景的零带隙/窄带隙电子材料，包括大尺寸窄带隙化合物半导体（~1 英寸，带隙~0.62eV，霍尔电阻率2000cm2/Vs，位错密度2）、高性能碳基光热催化量子点与光电材料（吸收/发射波长1200nm，光热转换效率≥40%，纳米酶催化效率≥0.1μM/s，载流子迁移率~10cm2/Vs，光响应性~106A/W）、适应于GHz/THz 波段的轻质宽带高频吸收材料 （GHz波段：吸收20dB、带宽5GHz；THz波段：吸收20dB、 带宽1THz）、低成本高性能多元纳米复合热电薄膜（ZT 值≥2.0， 温差≥10K，成本降低 50%）；探索研发材料在器件中的量产应用。3.3 强磁场回旋管高功率太赫兹波源及电子自旋共振谱仪研究内容：依托脉冲强磁场装置，针对材料电子自旋与核自旋的关联、激发和弛豫过程等研究需求，开展THz回旋管理论与技术、高精度磁场位形和波形调控方法、THz高品质波束形成与瞬态测量技术、高功率THz波激励下的电子自旋共振谱仪研究，为探索关键材料结构、性能以及动力学变化提供先进测试平台。考核指标：建立基于强磁场的高功率回旋管太赫兹波源设计理论体系，解决磁场时空分布精确调控等关键技术问题，实现高功率太赫兹脉冲波和连续波输出。（1）脉冲波辐射源：磁场强度40T，频率1THz，功率300W；（2）连续波辐射源：磁场强度15T，频率800GHz，功率30W；（3）电子自旋共振谱仪：时间分辨≤10ns，带宽1GHz，DEER空间分辨2~50nm。4. 天文学4.1 依托LAMOST、FAST的恒星稀有天体和关键物理过程研究研究内容：瞄准恒星内部结构和关键物理过程，依托LAMOST、FAST大科学装置，搜寻和发现恒星关键/稀有天体， 探测恒星内部结构，识别Ia型超新星前身星；发展恒星对流模型，研究特殊元素的形成和输运、角动量转移过程；深入探讨双星演化的走向和结局，以及超新星等重要双星相关天体的形成和演化，结合黑洞观测，多方面提高宇宙测距精度。考核指标：发现几颗双星公共包层演化阶段天体；构建贫金属星和氦星的快速物质损失模型，系统建立双星演化的关键性判据；确定对流超射和星风在物质与角动量转移中的作用； 获得下主序恒星和红巨星表面存在磁场的星震学证据；通过FAST确定几颗超新星前身星；提高超新星等宇宙标尺的测距精度。4.2 第25太阳周重大爆发活动与空间天气研究研究内容：针对太阳爆发活动及空间天气形成的重大科学问题，充分利用我国自主观测设备，探索重大爆发活动中磁场时空演化、爆发机理、能量释放机制、空间天气形成机理及影响的全链路过程。诊断太阳活动中等离子体加热、粒子加速、激波形成与演化，获得对重大太阳活动产生机理及其空间天气效应新的可靠物理理解，并建立高精度的物理和数值预报模型。考核指标：确保我国自主观测新设备，如MUSER、NVST、AIMS、WeHot、FASOT等发挥科学效益；取得第25太阳活动周重大活动事件完整观测，建立数据库，涵盖国内外磁场、光学、 射电等多波段成像及光谱/频谱数据，开发新型大数据分析方法；发展三维（辐射）磁流体力学数值模拟，建立针对重大太阳爆发事件的理论和数值模拟模型；建立灾害性空间天气的高精确度预报模式和方法。5. 先进光源、中子源及前沿探索5.1 超高功率软 X 射线光源新原理及关键技术研究研究内容：针对能源科学、超导材料科学、超快物理化学和光刻等科学和应用领域对高功率EUV/软X射线光源的具体需求，依托软X射线自由电子激光大科学装置，开展超高平均功率和超 高峰值功率EUV/软X射线光源的新原理及核心关键技术研究，包括探索基于同步辐射和自由电子激光等产生高功率软X射线脉冲的新机制，发展高功率X射线光源所需种子激光、光学传输和诊断等关键技术。考核指标：完成基于角色散机制的高平均功率EUV/软X射 线光源（平均功率100W）和基于啁啾激光增强型自放大自发辐射的高峰值功率软X射线光源（峰值功率100GW）的物理机制研究；基于软X射线自由电子激光装置实验验证高功率X射线产 生的新机制，掌握其关键技术和实验方法，为用户提供峰值功率大于1GW、光子能量大于200eV的软X射线激光；掌握超高重复频率（1MHz）紫外波段种子激光和超大带宽红外波段种子激光等关键技术；掌握超高功率软X射线的光学传输、光学元件冷却（平均热负载100W，峰值功率100GW）和光学诊断（时间测量精度好于1fs）等技术。6. 交叉科学与应用6.1 超高真空平面微纳量子器件的分子束外延直接生长和原位表征技术研究研究内容：发展选区外延生长和片上掩模外延生长等技术，实现量子材料微纳结构和平面异质器件的超高真空分子束外延直接生长；开发极低温、强磁场原子力显微镜，实现绝缘基底上的微纳结构和器件的扫描隧道谱电子态表征；改进平台扫描微波显微镜、氧化物分子束外延生长等技术设备；基于这些新发展的技术研究拓扑-超导异质结构中的马约拉纳模相关物理机理等关键科学问题。考核指标：利用分子束外延在超高真空环境直接生长出超导电极间距6.2 粒子流、先进光源新实验技术研究研究内容：依托同步辐射光源、超快强激光、先进中子源、加速器等束流装置平台，针对材料科学技术、信息科学技术、生命健康和环境保护等领域的关键科学技术问题，发展急需的先进实验技术和方法。考核指标：在选定的研究领域和研究目标，通过研究平台与相关领域研究部门的密切合作，研发在同步辐射光源、超快强激光、中子源和加速器上为解决上述瓶颈问题急需的先进实验技术和实验方法，促进大设施在材料科学技术，信息科学技术、生命健康和环境保护等领域的交叉实验研究。有关说明：本方向拟支持不超过8个项目。附件：“大科学装置前沿研究”重点专项2021年度项目申报指南.pdf形式审查条件要求.pdf指南编制专家名单.pdf

编织篮看似窸窣平常，平平无奇，但其编织图案背后却深藏着丰富的数学和物理的奥秘，六芒星型的编织图案正是カゴメ格子（kagome lattice），即所谓笼目晶格的原型。1951年时任大阪大学教授的伏见康治与一同研究的庄司一郎在Physics Today上次提出了kagome lattice这一概念，用于指代由正六边形和正三角形组成的一种平面密铺结构。此后kagome格子作为一种晶格结构被应用到物理学中，并因其强阻挫晶格特性吸引了科研工作者的持续研究。图1：编织篮与kagome lattice近期，一个新型准二维钒基kagome金属AV3Sb5 (A = K, Rb, Cs) 体系引起了国内多个课题组的共同关注，该体系是研究几何阻挫、非平庸拓扑能带以及多种电子序耦合与竞争的重要平台。CsV3Sb5在低温下2.5 K左右发生超导转变，同时在95 K发生类CDW的相变。STM表征发现手性电荷序的出现打破了时间反演对称性，可能在CDW相变温度以下诱导出巨大的反常霍尔效应。此外，ARPES以及性原理计算表明该体系在Fermi面附近存在着Z2拓扑不变量的非平庸能带结构。CsV3Sb5中的类CDW相变和超导电性开展了大量的理论和实验研究，取得了一系列重要成果，对揭示该体系中奇特物性的关联作用具有重要价值。图2：CsV3Sb5晶体结构示意图今年4月20日，中国科学院物理研究所的陈小龙研究员和郭建刚研究员与曲阜师范大学的刘晓兵教授和陈欣教授合作，通过高压手段对CsV3Sb5的超导物性和结构演化进行了系统研究，相关成果以“Highly Robust Reentrant Superconductivity in CsV3Sb5 under Pressure”为题发表在《中国物理快报》上（Chin. Phys. Lett. 38, 057402 (2021)）。研究发现当压力小于10 GPa时，超导临界温度(Tc)先增加至大值7.6K，然后迅速减小并消失，形成了穹状的超导I区。当压力升高到15 GPa时超导再次出现，并且在压力为53.6 GPa时Tc升高至5.2K，之后随着压力升高至100 GPa时，Tc缓慢降低至4.7K，形成了穹状的超导II区。压力下的原位拉曼测试表明超导再进入现象与高频E2g振动模式的减弱以及低频E1g振动模式的增强有关。结构预测表明，当压力为100 GPa时CsV3Sb5没有发生结构相变，化合物依然存在着十分稳定的超导相。图3：CsV3Sb5超导临界温度随着压力变化相图以及压力下的原位拉曼测试，原位高压测量在PPMS系统中进行，使用了DAC高压包中国科技大学陈仙辉/应剑俊团队也在CsV3Sb5超导体研究中取得重要进展，相关研究成果于6月10日以“Unusual competition of superconductivity and charge-density-wave state in a compressed topological kagome metal”为题在线发表在《自然通讯》上（Nat. Commun. 12, 3645 (2021)），并被推荐为亮点文章（Featured Article）。该文侧重研究了CsV3Sb5材料中非寻常的电荷密度波（CDW）与超导的竞争关系，他们利用多种加压手段，对CsV3Sb5材料在高压下行为进行了系统研究，通过高压电输运测量和磁化率测量发现Tc随压力增加表现为双穹状的行为，而非传统的单穹行为。当压力在0.7-2 GPa之间样品表现出了反常的Tc压制，同时超导明显展宽。当压力达到2 GPa后，CDW被完全压制，Tc高可以达到8 K（是常压下的3倍），这也是目前具有kagome格子的材料所报道的高Tc。该反常的双穹状超导相图可能是由公度的CDW态转变为近公度CDW态导致的。该研究结果表明CsV3Sb5这种笼目结构超导材料中的超导态和CDW态对压力非常敏感，同时也揭示了CsV3Sb5中不寻常的超导与CDW竞争，为研究其中非传统的CDW机制提供了实验线索。图4：CsV3Sb5单晶的压力-温度相图，电输运测量在PPMS系统开展，部分高压磁化率测量在MPMS系统开展，使用了PCC高压包几乎与此同时6月17日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理研究中心端条件物理重点实验室EX6组的博士生陈科宇、王宁宁、孙建平副研究员和程金光研究员，与凝聚态理论与材料计算重点实验室T06组的蒋坤特聘研究员、胡江平研究员，联合中国人民大学的雷和畅教授以及日本东京大学的Yoshiya Uwatoko教授，采用活塞-圆筒压腔和六面砧大腔体高压低温物性测量装置，在6.6 GPa静水压、1.5 K低温和8 T磁场的综合端环境下，对高质量的CsV3Sb5单晶开展了仔细的高压磁电输运以及磁性测量，并建立CsV3Sb5单晶的温度-压力相图。该篇工作以“Double Superconducting Dome and Triple Enhancement of Tc in the Kagome Superconductor CsV3Sb5 under High Pressure”发表PRX（Phys. Rev. Lett.126(2021)）。他们发现CsV3Sb5单晶的CDW转变逐渐被高压抑制，并且其超导相出现了非单调变化的双拱形相图，这与在中间压力区间CDW的特征变化是紧密相联系的。在CDW消失的临界压力2 GPa附近其超导Tc升高至~8 K，是常压Tc的近3倍。这些结果对理解AV3Sb5体系电子序之间的竞争和相互作用具有重要意义。图5：CsV3Sb5单晶的温度-压力相图，部分高压磁化率测量在MPMS系统开展，使用了PCC高压包除了压力调控之外，中国科学院物理研究所SC4组的董晓莉研究员、俞理副研究员与SC2组的袁洁主任工程师、N04组的杨海涛副研究员等人就CsV3Sb5材料常压下的各向异性超导特性开展了细致研究。合作者还有赵忠贤院士、高鸿钧院士及胡江平研究员。该工作于今年4月21日以“Anisotropic Superconducting Properties of Kagome Metal CsV3Sb5”为题发表在《中国物理快报》上（Chin. Phys. Lett. 38, 057403 (2021)）。研究发现在0.5 T磁场下的混合态面内转角磁阻呈现出二重对称性。更为有趣的是，随着温度改变，在2.8 K附近，大磁阻方向旋转了60°，这些奇异现象与该kagome体系复杂的电子和晶格环境密不可分。图6：CsV3Sb5高品质单晶的各向异性磁阻，低温磁性（0.4K）测量在MPMS-3系统中开展，应用了iHe3插杆，电学测量在PPMS系统中开展此外，复旦大学李世燕教授、上海科技大学郭艳峰研究员和人民大学雷和畅教授等团队探究了CsV3Sb5的超导配对机理（发表在预印本：arXiv:2102.08356），认为其超导结构为节点超导体。该文通过超低温热导率测量发现，零磁场下热导率具有有限剩余线性项，而且该线性项具有显著场依赖性，这为CsV3Sb5超导能隙结构中存在节点提供了有力证据。大范围的压力电阻测量表明两个超导穹的存在。这些结果都表明CsV3Sb5具有非常规的超导性。图7：CsV3Sb5材料低温热导和大范围温度-压力相图，直流磁性测量在MPMS系统中开展，部分高压电阻测量在PPMS系统中开展，使用了DAC高压包至此我们不难看出几何、关联和拓扑之间的相互依赖关系是解决凝聚态物理领域很多棘手问题的关键。推动这一前沿领域的进展直接有助于增进我们对量子物质机理理解和量子材料的应用，推动量子信息科学和能源相关技术研究。而CsV3Sb5因其不同寻常的晶格几何结构，蕴含了包括几何阻挫、强关联以及拓扑电子态等丰富的物理特性，成为研究几何、关联和拓扑之间的相互依赖关系的理想平台，为新奇电子序和电子序之间的关联研究提供一片沃土。PPMS综合物性测量系统是在低温、强磁场环境下开展对此类材料研究的有力工具，在以上的诸多测量数据中都能看到它的身影。迄今为止国内各科研单位课题组安装的PPMS综合物性测量系统以及新的无液氦型号DynaCool已达到近240余套，其低温和强磁场环境下集成了全自动的磁性、电学、热学甚至形貌观测等各种物性测量手段。通过切换不同选件，可实现对像CsV3Sb5这样具有丰富的新奇物性材料的多角度、深层次、全方面探究。Quantum Design助力您紧随研究热点，实现便捷的综合物性的测量。图8：全新一代综合物性测量系统PPMS DynaCool* 以上内容均源于论文的客观表述相关新闻参考如下：[1]. Chinese Physics Letters 5月7日 研究快讯 |CsV3Sb5中高度稳定的超导再进入现象；[2]. 科技战略前沿研究中心 6月22日 中科大超导研究团队在笼目结构超导体的高压研究中取得重要进展；[3]. 中科院物理所 6月23日进展 |Kagome超导体CsV3Sb5的高压研究进展；[4]. Chinese Physics Letters 5月13日研究快讯 |Kagome化合物CsV3Sb5单晶超导态的各向异性。

p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 1986年4月，瑞士科学家穆勒和柏诺兹发现Ba-La-Cu-O材料在35K时开始出现超导现象。1986年底，中国科学院物理研究所赵忠贤院士团队和国际上少数几个小组几乎同时在镧钡铜氧体系中突破了“麦克米兰极限”，获得了40K以上的高温超导体。一时间，世界物理学界为之震动，“北京的赵”多次出现在国际著名科学刊物上。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 同年，李建奇在中国科学院物理研究所开始其凝聚态物理专业研究生阶段学习，正是师从赵忠贤院士，从事超导材料研究。后来，鉴于电镜对功能材料的结构解析能力比较强，便于研究，李建奇到李方华院士实验室进行相关电镜技术研究工作，至此，开始与电子显微学结缘。此后的科研工作也基本围绕电子显微学技术，从物理所围绕低温超导材料研究从事的低温电镜技术，到日本无机材料研究所围绕巨磁电阻材料研究的超高压电镜技术，到2002年归国回到物理所担任中国科学院北京电镜实验室主任，再到至今一直从事的超快电子显微学研究及设备搭建。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 近日，仪器信息网编辑有幸走进李建奇老师实验室，听李建奇老师分享了从原子尺度认知世界的前沿超快电子显微学技术，以及其与超快电子显微术的故事。 /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 334px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/06359024-a4b4-4a78-9c11-3f7f371f93da.jpg" title=" 李老师-.jpg" alt=" 李老师-.jpg" width=" 500" height=" 334" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) text-indent: 2em text-align: center " 李建奇： 中国科学院物理研究所研究员，博士研究生导师。曾获中科院百人计划（1998年），国家杰出青年（2002年），国家杰出青年团队成员（2002年），北京科学技术二等奖（2003）。主要从事强关联物理系统结构问题的研究，侧重于发展超快电子显微术，原位结构分析和Lorentz电子显微术。近期李建奇研究组采用独立研制技术路线成功研制了国内首台超快电镜，可实现超快电子衍射、超快实空间成像和激光原位诱导的结构变化观测，对结构动力学、新奇量子现象的探索和动态物理过程研究具有重要意义。 /span /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px " & nbsp span style=" text-indent: 2em " 随着国家一系列重大专项的实施，“纳米科技”、“量子调控”和“蛋白质工程”等具有前瞻性和战略性的前沿科学逐渐为人们所熟知。前沿科学的发展，诚然离不开本领域专家和学者的努力，但同样也离不开交叉领域，特别是实验技术领域的进步。超快透射电子显微镜（超快电镜），因能够在埃(1埃=10-10 米)-亚皮秒(1皮秒=10-12 秒)的空间-时间尺度拍摄结构的动力学过程，为解决多个重大学术问题提供关键线索，而备受全球物理学、化学、材料学和生命科学等多个领域的关注。例如，为了在原子尺度下研究药物的工作机理，2018年初英国罗莎琳德· 富兰克林研究所已决定投入1000万英镑与日本电子公司（JEOL）来共同开发超快电子显微镜技术。国内，中国科学院物理研究所（物理所）的李建奇研究员在大力发展超快电子显微镜技术。他们已完成了国内第一台超快电镜样机搭建工作，正在开发第二代超快电子显微技术，并积极同其它领域的专家合作推动超快电镜在前沿科学领域的应用。 /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 333px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/2eb740db-ce71-4c78-aaab-95a9242a271c.jpg" title=" 办公室.jpg" alt=" 办公室.jpg" width=" 500" height=" 333" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" margin-top: 10px text-indent: 0em text-align: center " span style=" text-align: center text-indent: 0em color: rgb(0, 112, 192) " 李建奇办公室一角：专业内容之外，不乏书法、天文、地理等奇趣 /span /p h1 label=" 标题居中" style=" font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px " span style=" color: rgb(0, 0, 0) font-size: 18px " strong span label=" 明显强调" style=" color: rgb(0, 0, 0) font-style: italic font-weight: bold line-height: 18px " 一、超快透射电子显微镜——原子尺度的录像机 /span /strong /span /h1 p style=" text-indent: 2em " 结构决定功能，高精度结构研究是解析物质性并实现其宏观调控的关键。那么如何来研究物质的结构呢？所谓“眼见为实”，看到“结构”是其中关键的一步。然而，对于前沿科技所关注的纳米材料和蛋白质分子来说，“看得到”并不是一件容易的事情。两者的空间尺寸大约在0.1-100纳米（1纳米=10-9米）这个量级，远远小于人眼空间分辨率的极限，约100微米(1微米=10-6米)。近几年光学成像技术虽然取得了开创性的进展，超分辨光学显微镜的分辨率能够达到几十个纳米左右，但仍然观测不到纳米材料和生物大分子的结构细节。 /p p style=" text-indent: 2em " 高分辨电子显微镜是人们认识微观世界的重要工具。先进的球差校正透射电子显微镜具有0.05纳米的空间分辨率，能够拍摄单个原子的图像，是揭示材料微观结构的有效手段。利用透射电子显微镜配套的电子能量损失谱和电子全息，可以获取纳米材料的谱学信息，以及其周围纳米尺度电、磁场的分布等多重物理信息，为把握物质的宏观属性及实现性能调控提供重要线索。特别指出的是，随着冷冻电镜技术的发展，电子显微技术已经可以用于在原子尺度上构建生物大分子的三维结构。2017年，Jacques Dubochet、 Joachim Frank 和Richard Henderson三位科学家因在冷冻电镜在生命科学领域的贡献而获得了诺贝尔化学奖。 /p p style=" text-indent: 2em " 电子显微镜能够“看得到”原子尺度微结构的强大功能，使它在微观结构解析中有着不可替代的作用。然而，随着研究工作的不断深入，人们发现仅仅看到静态的微观结构（平衡态）是不够的，要想深入分析结构对物性的影响并实现宏观调控还需要厘清微观结构的动态过程（非平衡态）。也就是说，我们不仅需要有一台很好的“照相机”能拍摄到原子尺度结构的照片，还需要有一台很好的“录像机”能够拍摄原子尺度的动态过程。这是一件非常困难的事情。物理学中的电子态演化、原子分子振动，化学反转中化学键的断裂、分子解离以及生物光合作用中的能量传递过程大多发生飞秒（1飞秒=10-15秒）至皮秒量级的时间尺度；生物大分子振动、转动，蛋白质分子折叠过程通常发生纳秒量级的时间尺度。因此，为了研究这些超快的动态过程，“录像机”必须有极高的时间分辨率，每秒能够拍摄一万亿张以上照片。这显然远超CCD相机等常规录像设备的极限。 /p p style=" text-indent: 2em " 电子显微技术在时间分辨率上的突破得益于超快激光技术的发展，利用飞秒激光泵浦-探测技术，目前超快电镜的时间分辨率可达100飞秒以下。图1简要的说明了超快透射电子显微镜的工作原理。该方法的巧妙之处主要有两点。一是利用脉冲电子成像，解决快速曝光问题。飞秒激光辐照电子显微镜阴极能够产生与激光脉宽相近的光发射脉冲电子。考虑到脉冲电子本身带有的时间宽度信息，利用飞秒脉冲电子成像，能够将相对曝光时间控制在飞秒量级。二是将时间问题转化为空间问题，解决超快计时问题。光的速度约为3× 10 sup 8 /sup 米/秒，也就是说，光每走1微米的光程需要3.33飞秒，控制激发（泵浦）激光脉冲和成像电子脉冲之间的在微米量级的光程差就可以实现飞秒量级的计时。通过多次改变光程差，我们就可以得到相对于泵浦激光不同时间间隔的结构信息，可以像老式的胶片电影放映一样，将微观结构的在原子尺度的动态过程播放出来。超快电镜除能够在实空间、倒易空间、能量空间提供信息外，还能提供原子尺度时间域的结构信息，因此也被命名为四维电子显微镜。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 425px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/bc040bb2-6017-47fa-944d-aa2a53f1464f.jpg" title=" 图1.jpg" alt=" 图1.jpg" width=" 400" height=" 425" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 32, 96) " & nbsp span style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) " 图1 超快透射电子显微镜原理示意图 /span /span /p h1 label=" 标题居中" style=" font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 10px 0px 20px " span style=" font-style: italic font-weight: bold line-height: 18px font-size: 18px color: rgb(0, 0, 0) " 二、物理所超快透射电子显微镜的发展 /span /h1 p style=" text-indent: 2em " strong span style=" text-indent: 2em " 1. 第一代超快透射电子显微镜 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em " 脉冲电子成像的概念在上世纪80年代由柏林工业大学的Bostanjoglo教授提出，然而，直到最近的十几年，人们才将超快电镜的时间-空间分辨率提升至埃-飞秒量级。其中，诺贝尔化学奖的得主，“飞秒化学”的创始人，加州理工大学的Zewail教授为四维电子显微技术的发展作出了巨大的贡献。目前，来自美国、加拿大、德国、法国、瑞士、日本以及韩国的多个课题组都在大力发展这项超快成像技术。2012年，中国科学院物理研究所的李建奇研究员团队在中科院科研装备研制项目的支持下，率先在国内发展超快透射电子显微技术。该团队先后攻破了光发射电子枪改造技术、样品室改造技术、激光-电镜联机技术、以及弱电子计量成像技术等技术壁垒，成功搭建了国内第一台超快透射电子显微镜。物理所第一代超快电镜基于JEOL2000EX热发射电子枪，具有图像功能和电子衍射功能，其图像分辨率可达3.4埃，时间分辨率可达百飞秒，已经用于纳米材料晶格动力学、光诱导磁动力学和光诱导隐含量子态的研究工作。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 399px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/649f462c-c1d5-4b71-ad9e-b22657410ad1.jpg" title=" 图2.jpg" alt=" 图2.jpg" width=" 600" height=" 399" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" text-align: center text-indent: 0em color: rgb(0, 112, 192) " 图2 第一代超快电镜显微镜(UTEM-JEOL2000EX)主要研发人员合影 /span /p script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=3E777A4B92FD492E9C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=350& playerid=621F7722C6B7BD4E& playertype=1" type=" text/javascript" /script script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=7E78391C1A0141FD9C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=350& playerid=621F7722C6B7BD4E& playertype=1" type=" text/javascript" /script p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 超快电镜应用案例： /strong 视频S1显示马氏体（MT）过渡期间其域壁以皮秒的时间尺度溶解。显然，MT过渡从薄区域的边缘开始，然后传播到内部较厚的区域。激光能量密度为5 mJ cm-2。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 视频S2显示了皮秒域内MT域壁的振动与MT过渡耦合。结果表明，MT畴壁的对比度在最初的几个周期内急剧变化，然后振荡逐渐衰减并持续数百皮秒。激光能量密度为10 mJ cm-2。 /span /p p style=" text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 2. 第二代超快透射电子显微镜 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em " 在发展第一代超快电子显微镜时，由于缺乏技术积累，物理所和国际上其它课题组一样基于热发射透射电子显微镜来开发超快电子显微技术。然而，受限于热发射电子枪的性能，第一代超快电镜系统光发射电子的相干性较差，图像分辨率仍有待提高。因此，物理所正在致力于发展第二代超快电子显微镜技术，重点解决光发射下透射电子显微镜的空间分辨率问题。第二代超快透射电子显微镜主要基于场发射电子枪，其电子相干性明显优于热发射电子枪，并且能够兼容球差矫正技术。可以预期，第二代超快透射电子显微镜的顺利研发必将使超快透射电子显微镜的空间分辨率再上一个台阶。图3是改造完成的超快场发射透射电子显微镜，基于JEOL2100F场发射透射电镜。作为“综合极端条件实验装置”的一部分，配有先进球差矫正器及电子能量损失谱仪的第二代超快透射电子显微镜预计将怀柔科学城搭建完成，并向国内用户开放，为我国前沿科学研究工作的开展提供设备支撑。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 468px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/0b2b7e19-6928-4255-aa67-4524964d5222.jpg" title=" 图3.jpg" alt=" 图3.jpg" width=" 400" height=" 468" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 图3 超快场发射透射电子显微镜（UTEM-JEOL2100F）（a）超快激光与场发射电子枪联机，电镜改造和光发射性能测量结果。 初步数据显示相干性好，脉冲电子聚焦点可以小于2nm，达到国际领先水平，为高时空分辨超快电镜研制提供了保障。(b)脉冲电子和激光相互耦合的能谱结构。(c)在飞秒激光作用下，银纳米线的近场成像。 /span /p p style=" text-indent: 2em " strong 3.& nbsp 冷冻超快电子显微镜的发展 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 冷冻电镜在生命科学领域有着重要的应用价值。为了解决生物样品的电子辐照损伤问题，探究生命物质中的动态过程，在国家重点研发计划（蛋白质机器的时间分辨率冷冻电镜成像技术2017YFA0504703）和中国科学院（生物超快冷冻电子显微镜研制2DKYYQ20170002）的支持下，李建奇团队同中国科学院生物物理研究所、北京大学积极合作，于2017年开始研发生物冷冻超快电镜（先于罗莎琳德· 富兰克林研究所）。该项目的顺利实施将有望实现冷冻电镜技术的全新突破，为生物大分子的超快动态过程研究提供全新利器，引领蛋白质机器冷冻电镜技术的国际前沿。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 534px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/175bf4d8-86fb-40cc-9725-4caa2dbf0985.jpg" title=" 图4.jpg" alt=" 图4.jpg" width=" 400" height=" 534" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 图4 超快生物冷冻透射电子显微镜（UTEM-JEOL2100Plus） /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 379px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/cdbd09f9-4860-4eeb-8f58-fa8ab639b51f.jpg" title=" 图5.png" alt=" 图5.png" width=" 600" height=" 379" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" text-indent: 0em color: rgb(0, 112, 192) " 图5 李建奇研究员团队合影 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" font-size: 18px " strong 后记 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 电镜技术作为高端电子光学仪器技术，实现将之与飞秒激光技术的耦合，其技术及工艺难度可见一斑。李建奇回顾团队发展超快电子显微技术的历程中，从最初经费不足5000元买来废旧电镜拆解摸索与超快激光的关联，到日本电子协助下筛选适合的电镜机型，到获得部分经费整体研究项目步入正轨，到设备实现雏形、获得部分成果并受邀在国际会议上分享，再到生物物理所、武汉大学、北京大学等单位的定制合作与需求等，超快电镜技术从理论到设备的成功搭建，每一步都写满不易。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 对于超快电镜技术十余年的坚持，李建奇坦言，首先，期望大家能够认识到，“国产化”是值得去做的，我们这一代做不好，下一代还要面临同样的需求。其次，涉及多项关键技术的电镜技术，还需要国内多方合作，齐心帮助国产电镜向前迈一步。目前，李建奇在国产化方面推进了两项工作。一项是基于扫描电镜的超快电镜，项目已启动，若搭建国产扫描电镜，整体设备国产率达95%以上，且样机已完成搭建；另一项是基于透射电镜的超快电镜，受限透射电镜技术，整体国产率还相对较低。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 李建奇表示，根据刚结束的美国电镜年会M& amp M 2020相关信息，预期接下来几年，国际上将有300余个实验室对超快电镜有需求。且目前日本电子（今年初，日本电子收购美国超快时间分辨电镜商IDES）、赛默飞也在积极关注这项技术的商业化。当前，国际上对超快电镜技术的描述主要划分为两代，李建奇团队已着手开展球差电镜结合的第三代超快电镜技术，超快电子显微学技术，李建奇团队已经走在世界前列。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" font-size: 18px " strong 附：李建奇简介 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 简介 /span /p p style=" text-indent: 2em " 李建奇，现任中科院物理所研究员，A06研究组组长。 /p p style=" text-indent: 2em " 1986年至1990年: 中国科学院物理研究所，凝聚态物理专业研究生，1990年获得博士学位。 /p p style=" text-indent: 2em " 1991年至1993年: 北京大学物理系博士后。 /p p style=" text-indent: 2em " 1994年至1995年: 中国科学院物理研究所, 国家超导实验室副研究员。 /p p style=" text-indent: 2em " 1995年至1996年: 德国Max-Plank 固体物理研究所,电子显微镜实验室博士后。 /p p style=" text-indent: 2em " 1996年至1998年: 日本无机材料研究所,客座研究员。 /p p style=" text-indent: 2em " 1999年至2001年: 美国Brookhaven国家实验室，电子显微镜研究室访问学者。 /p p style=" text-indent: 2em " 2002年5月至今: 中国科学院物理研究所, 研究员，课题组长。 /p p style=" text-indent: 2em " （期间：2002年－2009年，担任先进材料和结构分析研究部主任）。 /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 主要研究方向 /span /p p style=" text-indent: 2em " 1.电子显微技术发展。包括: 四维超快电子显微镜研发,原位电子显微镜技术，球差校正显微镜技术和电子全息研究。 /p p style=" text-indent: 2em " 2.功能材料的微结构及结构动力学分析。 /p p style=" text-indent: 2em " 3.新型超导体的结构及结构相变研究。 /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 过去的主要工作及获得的成果 /span /p p style=" text-indent: 2em " 1、功能材料微结构研究： /p p style=" text-indent: 2em " 在Fe-基超导体和巨磁阻Mn-氧化物和电子铁电体系统的研究中，解决了一些重要结构问题，取得了多项研究成果。主要研究成果包括，KyFe1.7As2 超导系列中的Fe空位有序态和相分离结构；铁的变价态问题及五价 Fe 的存在形式；巨磁阻Mn-氧化物系统的电子轨道有序排列；钙钛矿结构中的小极化子高Tc超导体的条纹相及电子相分离；电子铁电体LuFe2O4中的低温结构相变和电荷序；Fe2OBO3中的反相条带状畴结构和磁相变点强的磁电耦合效应；新型Fe基超导体的结构，空位序和相分离特性。 /p p style=" text-indent: 2em " 2、四维超快透射电子显微镜研制： /p p style=" text-indent: 2em " 电子显微镜在材料科学和纳米器件研究中发挥着重要作用，近期,我们在传统高分辨电子显微镜的基础上,成功研制了国内首台4D超快时间分辨透射电子显微镜. 2015年10月通过科学院专家组验收。2019年成功研发了新一代场发射阴极的时间分辨电镜。利用这种超快电子显微镜技术，可以得到物质的瞬间显微结构和原子图像（空间分辨率0.27nm），其时间分辨率达到飞秒时域（10-15秒），可以给出丰富的原子结构演变信息,超快电镜技术已经成为电子显微学的发展方向和学科前沿. 另外，我们研制的超快电镜也具传统的透射电镜的各项先进功能，可以直接进行原子结构观测和谱分析。国际专利（中国专利号：201410007910.2，国际专利号：2014/CN2014/076846）. /p p style=" text-indent: 2em " 在国际主要学术期刊上已发表论文380多篇，他人引用累计超过6800次，H-因子45。国际邀请报告80多次。近年承办了多次电子显微术和功能材料国际学术研讨会。 /p