失活机理

从细胞最基本的各种功能原件开始，进而精确认识其动态工作机理，是认识生命、有效干预生命过程的第一步。随着冷冻电镜技术的发展，蛋白质静态晶体结构可高效获取，为突破生命科学认知局限提供便利。解析蛋白质分子内部复杂部件的动态反应机理，是生命科学未来亟须解决的难题。明晰DNA/RNA聚合酶等马达分子精确动态工作机理，将为高效研发控制病毒复制的有效药物提供可行性前提。当前，模糊状态的工作机理，使控制病毒的有效药物研发耗时长、投入大、效率低下。　　中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心软物质物理实验室SM1组研究员谢平运用广义第一性原理进行理论计算和模拟，探索生命活动的核心部件——各种分子马达的工作机理。鉴于生物科学研究手段限制（传统生化实验笼统平均化、晶体结构的数据静态化和新生代单分子实验数据的分散差异性及可观测数据局限性），聚合酶分子马达等功能蛋白分子的精确动态工作机制研究面临困难，至今不甚明了，只能给出卡通画式简单模型加以定性描述。2013年，谢平提出了DNA聚合酶Klenow片段（被广泛研究的高保真聚合酶模型分子）连续动态工作机理的理论模型。该模型解释了当时所有传统生化和单分子技术关于这一马达分子的实验数据，并对国际同行单分子实验结果实现了高度拟合。基于此模型，谢平提出Klenow聚合酶马达分子在受到外力时催化速率精确变化的理论预言。　　近日，软物质物理实验室SM1组副研究员刘玉如和李伟，采用单分子操控技术检测该理论预言，实验结果与理论预言完全吻合。科研团队自主设计组装的高通量、高时空分辨率、高计算处理能力单分子磁镊仪器操纵系统，使纳米尺度实时高效测定Klenow聚合酶这一低持续性、多停顿的单分子催化反应速率成为可能。研究运用物理逻辑推理、理论计算与高质量实验结果的高通量分析，解析验证了DNA聚合酶Klenow在外力诱导下的催化活性变化，在实验中精确检测分子马达实时动态合成反应的速率变化。实验发现，在小外力（3.8pN）阻滞下，Klenow聚合酶的合成速率达到峰值，这一反直觉现象反映了高保真DNA聚合酶Klenow分子内部各部件之间的作用机制。　　该研究首次诠释了DNA聚合酶Klenow的连续动态自动化工作机理。从DNA聚合酶分子内部原子与DNA之间相互作用隧道和关键位点的理论计算和逻辑推理，得出酶分子在催化位点处（nth position）保持最大相对结合能，从而使得酶分子在反应过程中实现于动态微扰中始终落入起始位点的化学机械偶联机理。今后，该工作在新实验数据基础上继续深化和细化，将为未来高效研发控制病毒、细菌和癌症等重大疾病的有效药物奠定前驱基础。　　相关研究结果发表在Chinese Journal of Physics上, 并被选为推荐论文（Editor’s Suggestion）。研究工作得到国家自然科学基金委, 科技部和中科院的支持。　　图1.DNA聚合酶（Klenow聚合酶）的自动移位机理图（a），与底物DNA不同结合位点的相对结合能（b），理论预言聚合反应在不同外力下的催化速率（c）。对DNA聚合酶分子内部原子与DNA之间相互作用隧道和关键位点的理论计算和逻辑推理，得出酶分子在催化位点处（nth position）保持最大相对结合能，从而使得酶分子在反应过程中实现于动态微扰中始终落入起始位点的化学机械偶联机理。根据酶分子内部fingers结构域不断开合和与DNA模板相互作用，提出理论预言——外力对Klenow聚合酶的催化速率具有显著影响，如图（c）所示，正向外力对催化速率没有影响；反向外力在小的力值（3.8pN）左右，使催化速率显著升高，更大的反向外力使催化速率降低。　　图2.单分子磁镊技术对DNA聚合酶的催化反应进行实时动态监测。（a）和（c）分别为监测反向和正向外力的实验装置示意图；（b）和（d）分别为反向和正向外力作用下酶催化反应的动态曲线；（e）为不同外力作用下的酶催化速率分布统计。　　图3.理论预言结果与实验测量结果吻合。实验测量结果为红色圆点表示；运用本研究实验体系微调后的参数拟合理论结果显示为黑色实线；运用历史文献参数拟合的理论结果显示为蓝色虚线。

作者：朱汉斌 来源：中国科学报华南师范大学华南先进光电子研究院教授詹求强课题组在非线性荧光损耗机理及超分辨荧光显微成像领域取得重要进展。相关研究5月23日在线发表于《自然通讯》（Nature Communications）。该研究在荧光损耗物理机理上，提出了受激辐射诱导激发损耗新机理，“拔本塞源”式对敏化能级进行损耗，从源头阻断荧光的激发能量，新机理带来的“荧光损耗放大效应”大幅降低了超分辨所需要的激光光强，在低光强条件下实现了9种不同光谱探针的荧光损耗。在超分辨成像技术上，由此发展了一种通用性强的基于单对低光强、近红外、连续波激光的多色超分辨显微成像技术，克服了传统多色STED超分辨系统所依赖的多对超快脉冲光束协同工作的复杂系统、高成本、低稳定性等问题。受激发射损耗（Stimulated emission depletion, STED）超分辨显微镜的概念由德国科学家Stefan W. Hell于1994年提出，该技术于2014年获得了诺贝尔奖。然而，传统STED显微镜存在原理性局限和问题：受激辐射作用如果要在与自发辐射（寿命有机染料通常为纳秒级）竞争中占主导，通常需要高功率的超短脉冲（飞秒/皮秒）激光作为损耗激光，这往往会导致严重的光漂白、光毒性和重激发背景等问题。此外，多色STED超分辨技术和系统复杂度高、成本高、维护难。詹求强自2017年起带领研究生探索新机理，最终以STED原理性缺陷为突破口，提出全新机理解决了关键问题。上转换荧光纳米颗粒是一种纳米荧光探针，具有近红外激发、反斯托克斯位移大、无背景荧光、发光极其稳定等独特优势。上转换纳米探针通常是一个敏化-发光二元系统，敏化离子负责吸收激发光能量，然后传递给发光离子辐射波长更短的荧光。为解决STED面临的上述难题，詹求强课题组基于上转换荧光技术提出了全新的思路：抑制敏化离子和发光离子间的能量传递过程就可以切断对发光离子的能量补给，使得发光离子被“釜底抽薪”，即受激辐射诱导激发损耗（Stimulated-emission induced excitation depletion, STExD）机理。结合上转换发光的多光子非线性泵浦依赖特性（非线性效应随泵浦的光子数增多而不断增强），实现了光子数越高的荧光能级电子损耗越强烈，STExD机理具有传统STED所不具有的对荧光损耗进行非线性放大的独特效应，与之伴随的技术意义就是可以逐级降低高能级荧光损耗所需要的饱和光强，这突破了传统STED中的饱和光强理论的限制（实验测得值显著低于传统理论值）。基于此，课题组使用740 nm的激发光和1064 nm的损耗光，在钕掺杂的上转换荧光探针中实现了高达99.3%的超高损耗效率，损耗饱和光强降低至23.8 kW/cm2，比传统STED探针降低了3个数量级。结合上转换发光一对多的敏化-发光特性，STExD可以实现一对激光实现对多种UCNPs探针的光开关控制。钕离子是上转换发光常用的敏化离子，可以单独或与镱离子联合敏化多种发光离子，课题组利用镱离子的能量传递桥梁作用，仅使用一组固定波长的激光器就成功实现了铒离子，钬离子的高效荧光损耗，损耗效率分别超过90%和80%。进一步地，也分别在镨、铕、铥、铽掺杂的体系中实现了高效的荧光损耗效应，总计实现9种不同光谱探针的同时荧光损耗。以此新机理STExD为基础，课题组发展了一种基于单对低光强、近红外、连续波激光的多色超分辨显微成像技术，分别对钕（黄色），铒（红色），钬（绿色）掺杂的上转换荧光探针实现了不同颜色的超分辨成像，原始图像分辨率达34 nm，并进一步实现了钕、钬掺杂的上转换荧光双色超分辨成像。通过荧光探针的表面改性和特异性修饰，课题组成功将上转换荧光探针免疫标记到HeLa癌细胞的肌动蛋白纤维，实现了亚细胞结构的超分辨生物成像。该工作提出的STExD通用发光损耗策略巧妙地利用了上转换荧光的传能发光特性，为解决传统STED技术的问题、开发新型探针提供了新的方案，为开发低光毒性、深层组织（近红外II区损耗激光）的多色超分辨成像技术奠定了基础，在突破衍射极限的光传感、光遗传学、光刻等前沿领域也具有广泛的应用前景。华南师范大学博士研究生郭鑫、蒲锐为该论文共同第一作者，来自瑞典皇家理工学院（KTH）的刘海春博士、Jerker Widengren教授等人以及詹求强课题组2016级黄冰如、2015级吴秋生等硕士生对该课题的完成做出了重要贡献，詹求强教授为论文通讯作者，华南师范大学为论文第一完成单位。该研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金等项目经费的支持。相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41467-022-30114-z

催化臭氧氧化是深度去除废水中有机污染物的有效方法，但其界面催化机理尚不明确。近日，中科院过程工程研究所研究员曹宏斌团队开发了一系列石墨相氮化碳负载钴、锰、镍过渡金属的单原子催化剂，加速臭氧（O3）分解并产生高活性的羟基自由基（OH）。基于密度泛函理论模拟和原位X射线吸收光谱，提出了单原子界面活化臭氧过程中中间产物吸附构型对OH与污染物反应区间的影响。相关研究于近日发表在Environmental Science & Technology 上。有机废水污染严重威胁人类健康和生态平衡，高效削减外排废水中难降解有机物成为当前水污染治理面临的重大技术需求。基于原位生成的强氧化性OH，催化臭氧氧化可去除工业废水中难降解有机污染物，催化活性位点的性质决定了O3活化的效率、产生OH和其它活性氧的机理和动力学。但目前活性位点如何与O3作用以及OH生成路径仍存在争议，限制了高效催化剂的开发与设计。此外，在水处理应用中，调控催化剂表面或本体溶液中的OH反应区间可减少自由基无效猝灭，但决定OH攻击污染物反应区间的催化剂确切性质仍然未知。研究团队深入研究了一系列氮化碳负载单原子催化剂M1-C3N4（M=Co、Mn、Ni）活化臭氧的机理。实验结果发现，MN4位点上OH生成的主要路径是O3→ Oads→ *OO→ O3- → OH，而M1-C3N4降解草酸的催化活性为Co1-C3N4Mn1-C3N4Ni1-C3N4。其中Ni1-C3N4活性最低，与活性位点上后续中间产物的低活性有关。Mn1-C3N4上氧结合能更高，因此中间产物*OO在金属原子上以Griffiths构型吸附，这种双Mn-O键导致Mn位点形成饱和配位，因此OH主要在水溶液中攻击有机物。对CoN4位点而言，*OO在金属Co上的吸附以Pauling构型（单Co-O键），不饱和配位的Co位点允许污染物的进一步吸附，因此OH对草酸攻击可同时发生在Co1-C3N4表面和主体水溶液中，这是其催化臭氧氧化性能优于Mn1-C3N4的原因。不同MN4位点上O3活化中间产物吸附构型及相应的OH氧化区间 图源自论文博士生王静为论文第一作者，曹宏斌研究员为通讯作者。以上研究工作得到国家自然基金（51934006）和钒钛资源综合利用国家重点实验室（2021P4FZG04A）的支持。

近日，睿创微纳可靠性试验与检测中心（实验室）接连获得比亚迪三星级《乘用车供应商实验室资质认可证书》和吉利汽车A级《供应商实验室认可证书》。这两项认证不仅彰显了睿创微纳在红外热成像领域的领军地位，也充分证明了睿创微纳在汽车领域的技术实力与品质保障能力。作为中国自主品牌车企的优秀代表，比亚迪和吉利在追求技术创新与品质卓越方面始终走在行业前列。睿创微纳可靠性试验与检测中心（实验室）能够获得这两家主流主机厂的认可，充分彰显了睿创微纳在检测专业性、人员技术能力、设备检测能力和质量管理等方面的卓越表现。睿创微纳作为红外热成像领军者，一直致力于将红外热成像技术应用于汽车领域，以提升行车安全。睿创微纳已实现从红外探测器芯片、热成像机芯模组到红外热像仪整机系统的全产业链布局，产品涵盖单红外、双光融合、三目、ECU等类型，分辨率做到256、384、640、1280及1920的全覆盖，发布了通过AEC-Q100车规级认证的红外热成像芯片及ASIC-ISP芯片，可广泛满足汽车智能驾驶、自动驾驶、智能座舱等领域的应用需求。睿创微纳车载红外热成像已获得多家乘用车、智驾、商用车领域的头部企业定点项目，包括比亚迪、吉利、远航、滴滴自动驾驶、图森未来、智加科技、踏歌智行、中科慧拓等。公司将持续推动和主机厂、Tier1、自动驾驶公司等合作伙伴的联合开发与项目合作，为汽车行业及智驾时代提供更多产品和解决方案。随着汽车智能化不断升级，安全性和可靠性成为消费者最为关心的问题。睿创微纳将持续深化在汽车领域的技术能力，实验室也将继续坚持公平公正、高效准确方针，为产品提供更加卓越可靠的检测方案和质量控制方案，为车企及供应链的研发和质量保驾护航，同时也与合作伙伴共同推动中国汽车民族品牌健康、蓬勃发展。睿创微纳可靠性试验与检测中心（实验室）睿创微纳可靠性试验与检测中心总占地1200㎡，配备高低温试验箱、步入式烘箱、温冲/快速温变试验箱、淋雨沙尘及振动冲击台等80余台/套设备，投资数千万，可满足GB/T 2423及GB/T 28046等相关标准。睿创微纳可靠性试验与检测中心于2021年7月通过CNAS国家认可实验室认证，检测能力涵盖电气负荷、机械负荷、气候负荷、化学负荷、禁用物质和汽车用被动红外探测系统性能测试能力，能够开展高温、低温、恒定湿热、交变湿热、快速温变、振动、冲击、防尘防水、盐雾、高加速应力筛选、环保检测、静电放电敏感度等35项可靠性试验和性能检测；且已获取计量校准考核证书，具备独立校准能力；为公司高质量产品研发和交付提供了强有力的保障。

自20世纪初期，量子理论对技术发展做出了重大贡献。尽管量子理论取得了成功，但由于缺乏非平衡量子系统的框架，其应用主要限于平衡系统。超短激光脉冲和自由电子加速器X射线的产生，推动了整个非平衡超快动力学领域的发展。超快现象在物理、化学和生物等领域备受关注，例如光致相变、光诱导退磁、高能离子碰撞和分子化学反应等。非平衡超快领域的实验研究成果颇丰，已成为热点。然而，实验不能给出原子尺度的原子/分子位移，故关于激发态动力学的认知存在争议。为了探讨超快动力学现象，理论模拟至关重要。为推动超快领域的发展以及揭开超快动力学过程中的诸多谜团，中国科学院半导体研究所骆军委团队和汪林望团队合作发展了一系列含时演化的算法，并将这些算法应用于不同领域。　　近期，科研人员将此算法应用到Si的(111)表面In线相变中，解决了实验上的较多争议。Si的(111)表面上吸附单个铟原子层，在室温下形成Si(111)-(4×1)-In两个平行锯齿形In链组成的量子线结构（图1b），具有金属性质。当温度降低到125 K以下，In原子重新排列成具有（8×2）重构的四重晶胞扭曲六边形（图1a），伴随周期性晶格畸变产生一维电荷密度波（CDW），并打开带隙成为凝聚态物理中的绝缘体相（窄禁带半导体）（图1c）。激光脉冲辐照可以实现硅上In线在半导体相与金属相间的超快转变。然而，激光脉冲辐照下的硅上In线在转变为半导体相变后其相干声子振荡快速衰减，未出现其他量子相变材料中普遍存在的两个相间来回振荡的现象。　　为了研究硅上In线在光致相变后相干声子振荡快速衰减的微观机理。该工作利用含时密度泛函理论（rt-TDDFT）方法模拟了硅上In线(In/Si(111))在激光脉冲辐照下的动力学过程，在理论上重现了实验中（图1g）观察的半导体相转变为金属相的超快过程（图1、2）。研究发现，激光脉冲把硅中的价电子激发到In线的表面态S1和S2导带，且由于S1和S2能带来自单个In锯齿链上In dimer的成键态，光激发形成使该In dimer变长的原子力，驱动In原子朝着半导体相运动，在晶格周期下In原子的集成运动形成CDW相干声子模式，导致结构相变（图3、4）。研究表明，在转变为半导体相后，S1和S2能带切换为跨越两个锯齿In链上的原子，这种能带成分的转换导致原子驱动力的方向旋转约π/6，阻止In原子在CDW声子模式中的集体运动。该研究从局域原子驱动力进行解释，为光致相变过程提供了更简单的物理图像，为实验调控结构相变提供了直观的理论指导。上述模拟均可在PWmat软件中实现。　　相关研究成果以Origin of Immediate Damping of Coherent Oscillations in Photoinduced Charge-Density-Wave Transition为题，发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。研究工作得到国家自然科学基金国家杰出青年科学基金项目、中科院前沿科学重点研究计划和中科院战略性先导科技专项等的支持。图1.光诱导半导体相（CDW）到金属相相变的动力学模拟及实验对比 图2.原子结构、原子受力和光激发电子分布随时间的演化

近岸海域中，常常会产生抗生素的残留，这些残留对海洋生物甚至人类健康产生了威胁。光降解是抗生素在海洋环境中重要的非生物降解途径，包括直接光降解和间接光降解，其中，间接光降解是表层水体中抗生素的重要转化途径。溶解有机物可通过光照作用产生活性中间体参与间接光降解反应，是影响抗生素间接光降解的关键性因素。由于溶解有机物结构组成的复杂性，目前国际上关于溶解有机物对抗生素间接光降解的影响机制尚不明确。多年来，中国水产科学研究院黄海水产研究所渔业环境优化与循环水处理技术创新团队针对这一科学问题展开了深入研究，揭示了溶解有机物结构组成在磺胺类抗生素间接光降解过程中的关键作用，阐明了海水中关键环境因子对间接光降解的影响机理。近日，相关研究成果发表在环境科学与生态学领域期刊《整体环境科学》和《环境污染》上。溶解有机物的结构组成对磺胺类抗生素间接光降解的影响机制 黄海水产研究所供图据了解，该研究以溶解有机物的结构、性质以及环境中pH、盐度、硝酸根、碳酸氢根等关键因子为影响因素，首次系统阐明了近海海水中溶解有机物对磺胺类抗生素光降解的影响机制。研究发现，溶解有机物通过产生活性中间体，有效促进了磺胺类抗生素的间接光降解；溶解有机物中陆源类腐殖质组分对磺胺类抗生素间接光降解的影响要显著强于海源类腐殖质组分；pH、盐度、硝酸根和碳酸氢根均可通过改变活性中间体的稳态浓度影响磺胺类抗生素的间接光降解。团队进一步研究表明，由于具有高的芳香性，陆源类腐殖质组分能够较好促进磺胺类抗生素的间接光降解；低分子量的溶解有机物比高分子量的溶解有机物对磺胺类抗生素间接光降解的促进作用更显著；由于具有较高的芳香性和陆源类腐殖质物质，亲水性酸、亲水性碱和疏水性酸是影响磺胺类抗生素间接光降解的主要组分。这些研究结果揭示了磺胺类抗生素在我国近岸渔业水域光降解过程的反应动力学及降解机理，为准确掌握近岸海域环境中抗生素的归趋和评估其生态环境风险提供了理论依据。相关研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、崂山实验室项目和中国水产科学研究院创新团队等项目的支持。

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近日，神农中华农业科技奖奖励委员会办公室公布了2020—2021年度神农中华农业科技奖。由中国科学院东北地理与农业生态研究所、农业农村部耕地质量与监测保护中心联合浙江托普云农科技股份有限公司等多家单位共同完成的东北黑土地退化机理与保护利用关键技术及应用荣获2020—2021年度神农中华农业科技奖二等奖。东北黑土地退化机理与保护利用关键技术获得2020—2021年度神农中华农业科技奖二等奖 神农中华农业科技奖是经原农业部、科技部批准设立的面向全国农业行业唯一综合性农业科技奖，是原农业部科技进步奖的继承和延伸，每两年评审一次。在此次评选中，神农中华农业科技奖共授奖成果189项，其中二等奖47项，托普云农的科研成果是其中之一。托普云农在数字农业领域深耕十余年间，一直致力于用科技改变传统农业，用服务缔造美好生活的使命，长期基于省级院士专家工作站和企业研究院的平台，与众多科研单位共同构建技术生态圈，聚焦智能感知、图像识别、算法模型等技术领域，赋能农业信息化建设，解决一批三农领域核心共性关键问题。先后获得国家“专精特新”小巨人、国家高新技术企业、浙江省重点农业企业研究院等多项荣誉。 《东北黑土地退化机理与保护利用关键技术及应用》正是基于东北黑土区土地资源退化趋势明显，加强黑土地保护刻不容缓展开研究。托普云农作为农业农村部耕地质量中心战略合作单位，综合运用GIS地理信息、互联网、物联网等技术，建立黑土地质量大数据平台以及耕地质量监测点，通过打通政府职能部门数据壁垒，优化业务流程，搭建以“1个中心、1个平台、N个应用”为主的大数据中心，汇聚土、水、肥三大耕地质量数据，利用大数据科学精准决策，为黑土地质量的保护监测、管理、服务、应用提供数据支撑。 与此同时，从源头上减少黑土地上化肥农药的不合理施用，打造“土肥管家”社会化应用，改变过往耕种模式，为农户提供数字化服务，通过测土配肥的基础土样数据库，切实指导农民科学合理施肥，减轻肥害威胁，为科学绿色生产提供了重要的技术支撑。吉林省黑土地（质量保护）大数据平台“土肥管家”APP应用界面 发展现代农业任重而道远，今后，托普云农将继续与政府部门、相关院校精诚合作，投入更多科技力量，在多维度下探索数字乡村建设，用专业水平推动农业科技成果转化与推广应用，为我国农业、农村经济发展和现代农业转型升级作出更大贡献。

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近日，华测检测认证集团股份有限公司(CTI华测检测)智能交通电子产品线宁波EMC实验室正式通过吉利汽车资质审核，成为授权认可的第三方实验室。 　　华测检测表示，这代表着吉利汽车对CTI华测检测智能交通电子产品线EMC实验室的整体实力、团队技术、实验室设备、服务质量、品质管控等方面的肯定。 　　浙江吉利控股集团(吉利汽车)始建于1986年，1997年进入汽车行业，一直专注实业，专注技术创新和人才培养，不断打基础练内功，坚定不移地推动企业转型升级和可持续发展。现资产总值超5100亿元，员工总数超过12万人，连续十一年进入《财富》世界500强(2022年排名229位)。 　　CTI智能交通电子产品线EMC实验室致力于汽车轨道交通、船舶、航空等领域EMC测试认证服务，同时积极探索新领域服务。目前智能交通电子产品线实验室分布在昆山、宁波、合肥等城市；可为高低压汽车零部件、轨道交通零部件、船舶零部件、大型机械产品、通讯产品提供测试认证服务。 　　随着“大交通”、“绿色出行”时代的到来，交通将是国民经济大动脉和促进双碳目标实现的重要抓手，大交通安全、绿色对我国经济社会发展作用至关重要，与此同时也与人民群众日常生活密切相关。CTI华测检测将通过完善的设备、优质的服务及专业的技术开发团队，持续深化在汽车领域的技术能力，为广大车企及汽车零配件供应商提供更加优质、便捷的一站式检测方案，为车企及供应链的研发和质量保驾护航。 　　华测检测表示，后期CTI华测检测将会根据吉利汽车对第三方实验室的相关要求，为其及其供应商提供专业高效的测试服务及技术支持。 　　华测检测认证集团股份有限公司成立于2003年，总部位于深圳，是第三方检测与认证服务企业，服务能力已全面覆盖到纺织服装及鞋包、婴童玩具及轻工产品、电子电器、医药及医学、食品及农产品、化妆品及日化用品、能源化工、环境、建材及建筑工程、工业装备及制造、轨道交通、汽车和航空材料、芯片及半导体，低碳环保和绿色认证、海事服务、数字化认证等相关行业及其供应链上下游产业的服务。

p 　　随着国家三部委《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》的实施，燃煤电厂烟气治理设备超低排放改造工作突飞猛进，成绩显著。在实施湿法脱硫(WFGD)超低排放方面，各环保公司纷纷开发了脱硫喷淋塔技术改造提效升级的多种新工艺，如单塔双循环技术、双托盘技术、单塔双区(三区)技术、旋汇耦合技术等，特别在脱硫塔核心部件喷淋系统上，采用增强型的喷淋系统设计(如增加喷淋层、提高覆盖率、提高液气比等)。脱硫效率从以前平均在95%左右提高到99%甚至更高。特别引人关注的是，在超低排放脱硫系统脱硫效率大幅提高的同时，其协同除尘效果也显著提高，一批改造后脱硫系统的协同除尘效率(净效率，已包含脱硫系统逃逸浆液滴的含固量)达到了70%，甚至有更高的报道。 p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 面对这样的事实，与之相关的问题亟需得到解答与澄清： p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp (1)超低排放湿法脱硫协同除尘的核心机理是什么? p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp (2)湿法脱硫协同除尘技术是否有局限性?应用中应注意哪些问题? p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp (3)超低排放技术路线选择中如何把握好湿法脱硫协同除尘与湿式电除尘器的关系? p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 本文旨在追根溯源，一方面回顾总结过去在这方面的研究 一方面从机理出发，研究喷淋系统(及除雾器)对颗粒物脱除的作用。并采用理论模型计算与实际工程案例比较的方法，论证湿法脱硫喷淋系统是协同除尘的主要贡献部件，同时分析湿法脱硫协同除尘的局限性及与湿式电除尘器的关系，为超低排放技术路线选择提供有益的参考意见。 p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 湿法脱硫协同除尘的研究简要回顾 p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 清华大学热能系对脱硫塔除尘机理的研究较多，脱硫塔内单液滴捕集飞灰颗粒物的相关研究，主要建立了综合考虑惯性、拦截、布朗扩散、热泳和扩散泳作用的单液滴捕集颗粒物模型并进行了数值模拟计算，分析了温度、液滴直径和颗粒粒径对单液滴捕集过程及效率的影响规律。清华大学王晖等通过测试执行GB13223-2011标准WFGD进出口颗粒物的分级浓度的研究表明，WFGD可有效捕集大颗粒，但对PM2.5的捕集效率较低，且分级脱除效率随粒径减小而明显下降。华电电力科学研究院魏宏鸽等于2011～2013年对39台锅炉(机组容量为25～1000MW)的执行GB13223-2011标准WFGD开展了除尘效率测试试验，结果显示，不同试验机组WFGD的协同除尘效率为18～68%，平均协同除尘效率为49%。国电环保研究院王东歌等通过对我国4座电厂5台不同容量的执行GB13223-2011标准WFGD进出口烟气总颗粒物浓度进行了测试，结果表明，WFGD对烟气中总颗粒物的去除效率介于46.00%～61.70%之间，平均达到55.50%。夏立伟等对某电厂超低排放改造前的WFGD进行了协同除尘效果测试，结果显示，WFGD协同除尘效率为53%。 p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 上述研究结果一致表明：WFGD具备协同除尘能力 执行GB13223-2011标准WFGD平均协同除尘效率大致在50%左右 湿法脱硫协同除尘的主要机理是喷淋液滴对颗粒物的捕获机理。这种认识在WFGD实施超低排放之前是行业内比较公认的。 p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 湿法脱硫喷淋液滴协同除尘机理 p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 1、湿法脱硫喷淋液滴捕集颗粒物的机理与模型喷淋塔除尘机理与湿法除尘设备中重力喷雾洗涤器相似。一定粒径(范围)的喷淋液滴自喷嘴喷出，与自下而上的含尘烟气逆流接触，粉尘颗粒被液(雾)滴捕集，捕集机理主要有重力、惯性碰撞、截留、布朗扩散、静电沉降、凝聚和沉降等。烟气中尘粒细微而又无外界电场的作用，可忽略重力和静电沉降，主要依靠惯性碰撞、截留和布朗扩散3种机理。前人的研究结果表明，Devenport提出的孤立液滴惯性碰撞效率模型、马大广的拦截效率模型、嵆敬文的布郎扩散捕集效率模型与实验结果吻合较好，因此我们根据上述相关模型计算单个液滴的综合颗粒分级捕集效率，然后结合实际工程参数参考岳焕玲提出的液滴群和多层喷淋层中不同粒径液滴的颗粒分级捕集效率模型进行了的计算，相关计算模型见表1所示。 center img alt=" " src=" http://img01.bjx.com.cn/news/UploadFile/201707/2017070609230061.jpg" width=" 500" height=" 465" / /center center img alt=" " src=" http://img01.bjx.com.cn/news/UploadFile/201707/2017070609230934.jpg" width=" 500" height=" 478" / /center center img alt=" " src=" http://img01.bjx.com.cn/news/UploadFile/201707/2017070609231751.jpg" width=" 500" height=" 186" / /center p /p p /p p & nbsp /p p 　　2、湿法脱硫喷淋层对颗粒物捕集效率影响因素 p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp (1)颗粒物粒径及分级浓度分布对喷淋层协同粉尘脱除效率的影响 p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 选用单向双头空心喷嘴(液滴体积平均粒径1795μm)，液气比L/G=14.283L/m3时，不同粒径范围(900～5000μm)液滴群对颗粒物分级脱除效果曲线如图1所示。 p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 随着颗粒物分级粒径的增大，脱除效率明显增加，900μm粒径液滴群对1μm颗粒物的脱除效率不到5%，而对10μm颗粒物的脱除效率可达70%以上，因此，烟尘颗粒的分级浓度特性对喷淋层的协同除尘效率影响很大，小颗粒(& lt 2.5μm)比重越大，脱硫塔的协同除尘效率越低。随着液滴粒径增大，因其数量占比大幅减小，发生惯性碰撞、拦截和扩散效应的概率随之降低，对同一粒径颗粒物分级脱除效率随之降低。 center img alt=" " src=" http://img01.bjx.com.cn/news/UploadFile/201707/2017070609233040.jpg" width=" 416" height=" 343" / /center p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp (2)液气比对颗粒物协同脱除效率的影响 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 选用单向双头空心喷嘴(液滴体积平均粒径1795μm)，液气比选为8、12、16、20L/m3，不同液气比条件下不同粒径范围(900～5000μm)喷淋雾滴群对2.5μm颗粒物脱除效果曲线如图2所示。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img alt=" " src=" http://img01.bjx.com.cn/news/UploadFile/201707/2017070609240974.jpg" width=" 402" height=" 337" / /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 上述计算结果表明，随着液气比的增大，吸收塔单位截面上喷淋浆液量越大，喷淋液滴数目增加，表面积增加，与颗粒物接触机会增加，脱除效率明显增大。对于900μm左右粒径的液滴，液气比从8L/m3增加到16L/m3，对2.5μm颗粒分级脱除效率从14.35%增加到26.64%，脱除率增加了84%。因此增大液气比有助于提高湿法脱硫对粉尘和细颗粒(PM2.5)的协同脱除作用。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 3、超低排放WFGD与执行GB13223-2011标准WFGD协同除尘效率的比较 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 为了分析问题，我们假定有一个脱硫工程需要做超低排放改造，设定进口SO2浓度为2450mg/Nm3，进口粉尘浓度20mg/Nm3，出口SO2浓度在超低排放改造前后分别设定为200mg/Nm和35mg/Nm3，选用双头空心喷嘴(液滴体积平均粒径1795μm)，脱硫塔进口飞灰颗粒物浓度分布参考清华大学对某个实际工程的颗粒物质量累积分布测试结果。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 根据上述假定，我们计算了超低排放WFGD与执行GB13223-2011标准WFGD喷淋层的协同除尘效率、喷淋层对PM2.5的脱除效率，同时把除雾器出口液滴中的含固量考虑在内，测算了超低排放WFGD与执行13223-2011标准WFGD的协同除尘效率，结果如表2所示。 /p center img alt=" " src=" http://img01.bjx.com.cn/news/UploadFile/201707/2017070609242531.jpg" width=" 600" height=" 340" / /center center img alt=" " src=" http://img01.bjx.com.cn/news/UploadFile/201707/2017070609243491.jpg" width=" 600" height=" 322" / /center p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 表2计算可以给我们以下几点认识： /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp (1)WFGD对飞灰颗粒物协同脱除的主要贡献是喷淋层。根据前述WFGD喷淋雾滴捕集颗粒物的机理分析与模型计算，喷淋层对较大粒径颗粒的脱除效率是较高的，而这一部分颗粒占重量浓度的大部分，所以计算结果显示，对执行GB13223-2011标准WFGD，喷淋层协同除尘效率74.95%，超低排放WFGD喷淋层协同除尘效率83.30% /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp (2)WFGD的整体协同除尘效率需要考虑WFGD逃逸液滴中的石灰石、石膏等固体颗粒物分量。在进口粉尘浓度条件不变的情况下，由于超低排放WFGD改造安装了高效除雾器，超低排放WFGD协同除尘效率可保持在72.05%，而执行GB13223-2011标准WFGD由于我们假设的原除雾器设计效率较低，出口液滴排放浓度较高，其协同除尘效率降到了37.45%。为了保障WFGD整体的协同除尘效率和较低的颗粒物总排放浓度，需要应用高效除雾器把WFGD出口液滴排放浓度降到足够低。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp (3)对于我们特别关注的细颗粒物(PM2.5)，执行GB13223-2011标准WFGD喷淋层的协同脱除效率为42.74%，超低排放WFGD喷淋层的协同脱除效率为61.83%，提效44.67%，分析超低排放WFGD喷淋层脱除细颗粒物效率较高的主要原因，在于大幅增加了WFGD的液气比，使得喷淋雾滴总的表面积增加，与细颗粒接触的概率增加，从而明显提高了颗粒物特别是PM2.5的协同脱除效率。 /p p /p p /p p 　　表3是我国部分超低排放WFGD工程的协同除尘效果，其中A为华能南通电厂4号机组(350MW)B为华能国际电力股份有限公司玉环电厂1期1000MW机组，C为首阳山公司二期300MW机组。实际WFGD工程的协同除尘测试效率与理论计算结果存在一定的差别，但是趋势是一致的，部分案例数据还比较接近。 center img alt=" " src=" http://img01.bjx.com.cn/news/UploadFile/201707/2017070609250410.jpg" width=" 600" height=" 157" / /center p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 超低排放WFGD与执行GB13223-2011标准WFGD比较，无论是通过理论计算比较，还是通过工程实际测试结果来比较，证明超低排放WFGD对执行GB13223-2011标准WFGD提高协同除尘效率的大致幅度是一致的。这也间接地证明了喷淋层是WFGD协同除尘作用的主力军。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 湿法脱硫用机械类除雾器协同除尘机理 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 1、除雾器的工作机理及主要作用除雾器是WFGD的重要设备，安装于脱硫塔顶部，常采用机械除雾器，用以去除烟气携带的小液滴，保护下游设备免遭腐蚀和结垢。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 除雾器对协同除尘的主要作用在于捕集逃逸液滴的同时捕集了液滴中颗粒物(石灰石、石膏及被液滴包裹的烟尘等)。SO2与颗粒物的超低排放对WFGD的除雾器组件提出了更高要求，一方面，通过增加液气比与喷淋层数、提高喷淋覆盖率等措施实现高效脱硫，但在另一方面一定程度上增加了进入除雾区的液滴总量，使其负荷增加。同时为了保证WFGD出口烟气的颗粒物达到超低排放浓度要求，实际超低排放WFGD工程一般会应用多级或组合型(管式、屋脊式、水平烟道式)高效除雾器以保证WFGD出口液滴浓度处在较低水平，以尽量减少逃逸液滴中的颗粒物对排放的贡献。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 2、WFGD除雾器协同除尘的贡献讨论当今高效除雾器能将WFGD出口液滴排放浓度控制得比较低已得到工程实际的验证。但有人可能要问，这一类的除雾器对喷淋层出口的飞灰颗粒物是否有较高的直接脱除作用呢?我们认为，应该说会有一定作用。但是，从本文对喷淋层协同除尘效果分析可以看出，未被喷淋层捕集的飞灰颗粒物的平均粒径非常小。在现实燃煤电厂超低排放治理条件下，脱硫前的除尘器出口飞灰颗粒物浓度一般控制在20mg/m3左右，平均粒径约是3.02μm，经过脱硫塔喷淋层协同除尘作用后，喷淋层出口的飞灰颗粒物平均粒径& lt 1μm。从分析可知，机械除雾器对液滴的临界分离粒径在20～30μm左右，可以推断，机械除雾器对喷淋层出口的飞灰颗粒物直接脱除(液滴包裹的除外)作用很有限，不太可能成为协同除尘的主要贡献者。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 超低排放技术路线的选择 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 1、WFGD的主要功能定位与协同除尘的局限性WFGD的主要功能定位是脱硫，工程项目设计时要确定设计输入与输出条件，在设计煤种上会选含硫量较高的煤种进行设计，根据要求的出口SO2浓度设计脱硫效率，从而设计整个脱硫系统(包括喷淋层系统和运行参数)，对除尘作用基本上是协同的概念。从我们前述计算与测试数据来源，大多数是以全负荷运行状态而言。实际上，WFGD运行是与煤的含硫量、发电负荷紧密联系的，根据WFGD实际进口SO2浓度进行控制，调节循环泵开启的个数，控制喷淋量与浆液pH。这样可能导致协同除尘效率不是很稳定，运行中二者难以兼顾。当采用WFGD后没有配置湿式电除尘器的超低排放治理技术路线工程中，WFGD就是除尘的终端把关设备，在某种特定应用煤种情况下(如低硫煤、高灰分、高比电阻粉尘)，WFGD进口比较低的SO2浓度与较高的飞灰颗粒物浓度同时出现，WFGD的运行将难以兼顾，不大可能为了维持较高的除尘效率将喷淋层全负荷投运，这就是WFGD协同除尘的局限性。WFGD的主要功能定位就是脱硫，除尘仅仅是协同作用，不可把除尘的终端把关全部责任交给WFGD。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 2、湿式电除尘器对超低排放与多污染物协同控制的重要作用湿式电除尘器(WESP)安装于WFGD下游，WESP除尘原理与干式电除尘收尘原理相同，都是依靠高压电晕放电使得粉尘颗粒荷电，荷电粉尘颗粒在电场力的作用下到达收尘极。在工作的烟气环境和清灰方式上两者有较大区别，干式电除尘器主要处理含水很低的干气体，WESP主要处理含水较高乃至饱和的湿气体 干式电除尘器一般采用机械振打或声波清灰等方式清除电极上的积灰，而WESP则通过喷淋系统连续喷雾在收尘极表面形成完整的水膜将粉尘冲刷去除。由于WESP进口烟气温度低且处于饱和湿态，水雾与粉尘结合后比电阻大幅下降，使得WESP对粉尘适应能力强，同时不存在二次扬尘，因此无论前部条件是否波动，WESP对细颗粒和WFGD除雾器逃逸液滴均具备较高的脱除效率，WESP还能有效捕集其它烟气治理设备捕集效率较低的污染物(如PM2.5、SO3酸雾和Hg等)，可作为烟气多污染物治理终端把关设备。实际工程中WESP应用较广，除尘效果显著，甚至可达到更低排放要求，例如河北国华定洲发电有限责任公司1号机组(600MW)配套WESP出口粉尘排放浓度低于1mg/m3。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 3、是否配置湿式电除尘器是超低排放技术路线选择中的一个重要问题根据我们的经验可以列出以下几点作为考虑是否需要配置WESP的主要因素： /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp (1)脱硫前除尘器的除尘效率是否有较大余量?如有较大余量，就可以在不利条件下启用除尘器余量，不用过分依赖WFGD的协同除尘作用 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp (2)煤种的条件：实际供应的煤种含硫量是否波动较小?含硫量波动小，意味着协同除尘效率比较稳定，依靠度较高 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp (3)影响除尘器除尘效率的煤种条件和飞灰条件是否相对稳定?如果经常可能使用影响除尘性能的困难煤种，那脱硫系统的协同除尘负担就重。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp (4)是否考虑未来对SO3等其他污染物的控制要求? /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 如果有以上(1)～(3)的不利条件，同时考虑到未来对SO3等可凝结颗粒物和其他污染物的控制要求，那么论证配置WESP的必要性是应该的。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 目前，关于超低排放技术路线的选择有很多探讨，实际工程上的问题和条件是很复杂的，除了技术条件，还有现场场地条件、煤种来源稳定性、负荷波动状况等等其他因素需要考虑。所以我们认为超低排放技术路线选择的核心就是具体问题具体分析。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 超低排放技术路线中的关键问题是多污染物协同控制，在各主要治理设备中理清主要功能和协同功能非常重要，一定要考虑当主要功能与协同功能有矛盾时如何处理，还是要保留有应对措施。比如，在煤种多变的条件下，保留一个适当规格的WESP作为终端把关，是一个较符合实际的选择。 /p p /p p /p p 　　4、湿法脱硫协同除尘与湿式电除尘器在除尘中相互关系计算举例 p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 为了说明WFGD与湿式电除尘器在除尘中的相互关系，我们举了个计算例子，按第3节“湿法脱硫喷淋液滴协同除尘机理”的关于超低排放脱硫系统的基本假设，取超低排放WFGD出口烟气液滴浓度为15mg/m3(含固量15wt%)，计算液气比分别为10、12.5、15、17.5和20L/m3的WFGD进出口粉尘浓度关系曲线(注：这里是简化计算，实际应考虑塔内其他部件对烟尘的捕集作用)，结果见图3所示。 p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp WFGD的液气比越大，喷淋层协同除尘效率越高，越容易达到超低排放。对于特定液气比条件下的WFGD，WFGD进出口粉尘浓度呈线性关系，当其进口粉尘浓度在一定范围以内(较低)时，对应的出口粉尘浓度处于图中垂直网格区域，此时由高效除雾器配合即可满足WFGD出口粉尘浓度达到超低排放要求 但是在斜线网格区域时就不能满足WFGD出口粉尘浓度≤5mg/m3。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img alt=" " src=" http://img01.bjx.com.cn/news/UploadFile/201707/2017070609254032.jpg" width=" 413" height=" 301" / /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 这个结果可以供设计参考，考虑实际用煤的含硫量(特别要注意低含硫量煤种)可以估算实际应用的液气比，考虑最差煤种可以估算进口粉尘浓度最高值，这样可以帮助判断是否需要配置WESP作为除尘终端把关设备。上述结果也可以供实际运行控制时参考，在正常的煤种条件下，充分发挥WFGD的协同除尘作用，同时控制好WESP的运行参数 在低硫煤、飞灰条件对除尘器不利条件下，用好WESP起到终端把关作用实现超低排放(≤5mg/m3)。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 通过以上分析，我们得出如下结论： /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp (1)WFGD协同除尘的主要贡献是喷淋层，其除尘的核心机理是雾化液滴对飞灰颗粒物的惯性碰撞、拦截和扩散效应。通过理论计算和工程案例数据比较可看出，由于超低排放WFGD喷淋层应用了高液气比、多层喷淋层、高覆盖率等措施以及高效除雾器的配合，协同除尘效率可达到70%左右。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp (2)湿法脱硫装置的主要功能定位是脱硫，除尘是协同功能。当燃用低硫煤煤种、对除尘器不利飞灰两种情况同时出现时，WFGD的脱硫与协同除尘较难兼顾，所以在粉尘超低排放技术方案选择时，不应过度依赖WFGD的协同除尘作用(设计上直接应用70%协同除尘效率是有风险的)。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp (3)机械除雾器主要通过高效脱除来自喷淋层的雾滴抑制WFGD出口液滴中固体含量对排放粉尘的贡献，其液滴的临界分离粒径在20～30μm左右，对粒径更小的喷淋层出口飞灰颗粒物(≤10μm)的脱除作用很有限，起到辅助除尘作用。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp (4)湿式电除尘器对颗粒物、雾滴及其他(SO3等)污染物具有高效捕集能力，在超低排放中作为终端把关设备可以应对煤种、工况变化的复杂情况。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp (5)超低排放技术路线选择的核心是具体问题具体分析，在各主要治理设备中理清主要功能和协同功能非常重要，在中国煤种普遍波动较大的现实条件下，更要仔细认清协同控制中协同功能的局限性，不能简单地套用一些国外经验。 /p /p /p /p /p /p /p /p /p /p 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近日，睿创微纳收到吉利-LEVC定点通知书，吉利汽车某项目车载红外夜视系统摄像头、控制器正式定点给睿创微纳开发。近年来，睿创微纳已经与多家主机厂及自动驾驶领域的优秀企业达成定点合作，包括比亚迪、远航汽车、滴滴自动驾驶、图森未来、智加科技、踏歌智行等。此次获得吉利-LEVC定点，是对睿创微纳在车载红外热成像领域的技术实力和市场表现的再次肯定。LEVC是吉利控股集团旗下的高端商务汽车品牌，传承了英国百年汽车品牌的风范，并具备全球研发设计制造实力。此次合作将进一步推动睿创微纳车载红外热成像技术在全球范围内的广泛应用。在车载红外热成像领域，睿创微纳已实现从芯片探测器、机芯模组到整机系统的全产业链布局。红外产品覆盖乘用车、商用车、特种车、高铁和轨道交通的前装、后装及智能驾驶技术的应用市场，解决光线（低光、眩光等）及恶劣天气（雾霾、扬尘等）等影响驾驶安全的重点场景问题，降低雨、雪天气对ADAS的影响。红外热成像作为可见光以外重要的视觉传感器，可以在其他传感器感知能力受限和盲区时提供更加准确的环境感知信息，提高传感器模组的安全冗余度和可靠性。睿创微纳IR-Pilot 1920X拍摄红外热成像图片2018年，睿创微纳通过IATF16949汽车质量管理体系认证。2022年，睿创微纳自主研发的RTD6122W系列非制冷红外热成像芯片通过AEC-Q100车规级认证。该系列芯片为国内首款通过该项认证的非制冷红外热成像芯片。这一重要突破进一步奠定了睿创微纳在车载红外热成像领域的领军者位置。睿创微纳在红外领域的技术实力和市场份额一直处于行业领先地位，同时在激光雷达、毫米波、卫星通讯等产品技术领域也有深入布局，旨在提升车辆系统的多维感知能力。通过融合不同传感器技术和数据，车辆可以获得更全面、更准确的环境感知信息，提高自动驾驶系统的安全性和可靠性。同时，这些技术也可以与其他先进的驾驶辅助系统相互配合，实现更高效的智能驾驶。未来，睿创微纳将继续致力于技术创新和产品研发，不断优化和完善车载传感器技术和产品，为全球汽车行业提供更先进、更可靠的车载感知解决方案，推动自动驾驶技术的发展和应用。

近年来，地下水污染已成为威胁供水安全与生态安全的重要因素。为缓解和有效防治地下水污染问题，河北省组织研究基础较好、成果突出的中国地质科学院水文地质环境地质研究所建立了&ldquo 河北省地下水污染机理与修复重点实验室&rdquo 。该实验室于7月30日通过了河北省科技厅、财政厅、发改委组织的专家论证。 　　河北省地下水污染机理与修复重点实验室在&ldquo 地下水污染防控与风险评估、污染物在水土环境中的迁移转化机理、地下水污染修复以及水土环境污染物检测&rdquo 等方面优势特色明显。建立以来，曾承担和组织实施了我国首轮地下水污染调查评价工作，探索了地下水污染调查评价技术，取得了一批科研成果，已成为我国地下水污染调查与修复工作的核心技术支撑力量。近三年实验室总科研经费达8000余万元，承担各类项目30余项，其中省部级以上项目24项 发表学术论文65篇，其中SCI检索12篇 出版专著4部。实验室建设将为河北省乃至我国地下水污染防控与修复提供科学技术支撑。

近日，中国科学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邓风研究组，在一氧化碳直接与苯烷基化生成甲苯的研究方面取得新进展，相关研究结果在《化学通讯》(Chemical Communications)上在线发表。 　　CO既是有毒有害气体，也是一种常见的C1化学资源，具有广泛的工业应用价值，其转化一直是多相催化中的热点问题。工业化上一般通过费托合成过程直接将CO和H2(合成气)转化为甲醇。烷基芳香烃类是一种非常重要的化学品，广泛应用于化工、农业、医药、香料等领域，它可通过甲醇等在酸性催化剂作用下烷基化芳香烃类来制备。如果能省去费托合成甲醇的这一间接高能耗过程，用CO与芳香烃类通过烷基化反应直接合成，将为CO的转化利用以及烷基芳香烃类的制备提供新的思路。 　　在该项工作中，徐君副研究员及王秀梅博士等通过调控锌元素改性ZSM-5沸石分子筛的氧化性及表面酸性，实现了CO与苯催化生成甲苯的反应。原位固体核磁共振研究发现，CO可以作为一种烷基化试剂与苯发生烷基化反应，反应过程中，CO通过甲氧基中间体提供了甲苯中甲基上的碳原子，苯提供了甲苯的苯环。以往的研究通常认为CO只能作为羰基化试剂在多种催化过程提供羰基基团，该工作报道的CO可作为烷基化试剂参与目标有机物制备的研究结果，丰富了CO作为C1原料的用途，也为高附加值化学品的合成提供新途径。 　　在前期工作中，该研究组利用原位核磁共振技术结合其他多种谱学技术，揭示了沸石分子筛催化剂上甲烷、一氧化碳活化与转化的反应机理(Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 3850 Chem. Sci. 2012, 3, 2932 J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 6762 J. Phys. Chem. C, 2013, 117, 4018)。 　　该工作得到了国家自然科学基金委、中国科学院以及武汉市晨光计划的支持。 　　 Zn/H-ZSM-5上CO直接与苯烷基化生成甲苯反应历程图

3月8日，位于杭州的吉利汽车安全技术试验室正式挂牌。这是继长安、长城、比亚迪等少数几家自主品牌之后，又一家自建安全技术试验室，进行整车安全碰撞试验的车企。 　　据了解，吉利汽车安全技术实验室，是集主被动安全技术为一体的全方位安全试验中心。该安全技术实验室规划占地面积达70亩。按规划分三期建设，目前实验室一期工程已建设完毕并投入使用，建成了实车碰撞试验室，可以满足整车安全开发的基本要求，拥有进行中国及欧盟体系下所有整车ncap法规碰撞试验的能力。实验室第二阶段正在建设中，完成后将拥有翻滚试验能力，能够模拟所有实际道路交通事故，并建成操纵稳定性试验场，还将开发完成自动驾驶仪。而第三阶段完工后，将拥有各种不同角度的碰撞相容性实验能力，最终形成集主被动安全技术于一体，具有国际先进水平的汽车一体化安全技术开发及实验平台。 　　不仅如此，吉利还成立了浙江省汽车安全技术重点实验室委员会，邀请了中国工程院院士郭孔辉、同济大学朱西产教授、华南理工大学兰凤崇教授、清华大学张金换教授、中国汽车技术研究中心刘玉光高级工程师等国内汽车界专家为学术会委员，为吉利安全技术提供方向建议和技术指导。 　　吉利汽车每年销售收入的10%，都会被用于研发工作。GTSM整车全方位安全管理系统已经成为吉利角逐中国汽车市场的核心竞争力。自主研发的BMBS爆胎监测与制动系统，能够即时监测汽车轮胎气压、温度变化，特别是在汽车轮胎爆胎后能够自动实施安全救助，避免爆胎后交通灾难的发生。2008年，BMBS一亮相就被评为世界汽车主动安全技术领域十大事件，2010年被汽车工业协会评为“年度创新技术大奖”。 　　据介绍，到2015年，吉利将有数十款新车上市，而安全作为吉利产品的一大卖点和技术吉利的核心内涵，将成为品质吉利的主标签。吉利集团副总裁、吉利汽车研究院院长赵福全在接受记者采访时表示，吉利将以“保四争五”为安全开发目标，也就是说，以后吉利包括经济型轿车在内的所有新开发的车型，都将至少达到C-NCAP碰撞四颗星成绩，其中80%的车型将争取达到C-NCAP碰撞五颗星成绩。赵福全表示，吉利完全有信心有实力完成这个庄重的承诺，吉利将说到做到。 　　在吉利汽车安全技术试验室挂牌当日，吉利在全国媒体面前举行了一场帝豪EC7(配置 图库 口碑 论坛 4S店)的正面碰撞试验。从几部分的碰撞来说，“头部”得到了4分，“胸部”得到3.8分，“腹部”和“骨盆”都是满分4分，这个总成绩截至目前还是自主品牌的最高分值。在去年第四批C-NCAP的碰撞测试中，帝豪EC7以46.8分的成绩斩获五星。据统计，从2008年到2010年的三年中，共有39款自主品牌车型参加C-NCAP碰撞测试，获得五星的只有5款，其中吉利熊猫、帝豪EC7均获得了5星安全评价。

近年来，研究学者将导电金属有机框架 (MOFs)材料的孔隙率、分子可调谐性、导电性与软物质的优越物理性质相结合，显著提升了材料的化学可调性、高表面积和电荷传输特性。该研究中，实现材料元素价态及配位结构的解析对MOFs材料的性能及机理研究尤为重要。美国华盛顿大学Dianne J. Xiao团队利用台式X射线吸收精细结构谱仪easyXAFS，在实验室内获取了媲美同步辐射光源的XAFS谱图，研究了1D MOF自组装成π-堆叠材料过程中的磁性和电子相互作用的演变过程。图1. (a) 2D导电MOFs Cu3(HHTP)2的合成与结构。 (b) 截断Cu3(HHTP)2成为离散铜基大环CuTOTP-OR(R=C2、C4、C6、C18)的合成方案。 图1是共轭的铜基金属−有机大环CuTOTP-OR（TOTPn−=2, 3, 6, 7-四氧基三苯基，R=直链C2, C4, C6和C18烷基）的合成路径。作者将导电的三苯基二维MOFs降维为离散的六角形大环，通过大环间的强π−π堆积相互作用大提升了离面电荷传输和压片电导率。作者利用台式X射线吸收精细结构谱仪easyXAFS对近边区XANES及扩展边区EXAFS的化学结构进行了表征，为单个MOF层自组装成的π堆叠材料CuTOTP-OR提供了Cu元素价态和Cu原子邻近配位的指认。相关研究成果发表在J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 10, 4515–4521。图2. (a) CuTOTP-OR堆叠示意图。(b-c) CuTOTP-OR, Cu2O和Cu(acac)2的XANES光谱和(d)处理得到的一阶导数图像。(e) CuTOTP-OC4和Cu(acac)2（插图）的EXAFS拟合结果。 作者在铜基二维框架Cu3(HHTP)2和Cu3(HITP)2中观察到显着的 Cu(II)/Cu(I)混合价。为了确定在CuTOTP-OR中是否观察到类似的混合价，研究团队使用easyXAFS公司的实验室用台式X射线吸收精细结构谱仪探测了Cu K-edge X射线近边吸收谱（XANES）（图2b-2c）。Cu(I)化合物的吸收边（由一阶导数光谱的个峰定义）通常约为8981 eV，Cu(II)化合物约为8985 eV。所有四种CuTOTP-OR材料的XANES光谱几乎相同，边缘能量在8985和8986 eV之间（图2d），表明以Cu(II)形式存在，与XPS的数据结果保持一致。从扩展边区EXAFS拟合获得的平均Cu-O键长（dCu-O = 1.94 Å）与Cu(acac)2参考化合物同样非常相似（图2d-2e），印证了CuTOTP-OR的配位结构。在室温下对CuTOTP-OR进行两点电导率测量。尽管结构被截断，但CuTOTP-OC2（10-3 S cm-1）的颗粒几乎与Cu3(HHTP)2粉末（10-3-10-2 S cm-1）的压片导电率相同。图3. easyXAFS公司的台式XAFS/XES谱仪 实验室台式XAFS谱仪优势：1. 台式设计，可以在实验室内随时满足日常样品分析；2. Python软件脚本控制，附带8位自动样品轮，可以同时进行多个样品或样品参数条件下的测试；3. 可集成辅助设备，搭配原位池，可实现高压、气体氛围、电化学等条件下的测试（已辅助客户成功验证），实现原位表征测试；4. 台式XAFS/XES谱仪具有XAFS和XES两种工作模式，可快速切换，满足不同科研试验需求 5. 台式XAFS/XES谱仪测得的谱图效果可以媲美同步辐射数据，如图4所示，其测得的Ni元素的EXAFS，Ce和U元素的L3-edge的XANES谱图数据与同步辐射光源谱图效果完全一致； 图4. (a-b) 台式XAFS/XES谱仪与同步辐射光源测得的Ni EXAFS及傅里叶变换后R空间对比谱图，(c-d) Ce和U L3-edge XANES谱图数据对比图6. 多种型号和配置可选，满足不同科研要求；7. 操作便捷，维护成本低，安全可靠。 参考文献：[1] Zasada L B, Guio L, Kamin A A, et al. Conjugated Metal–Organic Macrocycles: Synthesis, Characterization, and Electrical Conductivity[J]. Journal of the American Chemical Society, 2022.

近日，大化所固体核磁共振及前沿应用研究组（510组）侯广进研究员、陈魁智研究员团队，利用固体核磁共振（ssNMR）技术，研究了客体芳烃分子运动行为，并对分子筛孔道的限域效应提出了新的理解。分子筛独特的微孔孔道结构赋予其限域效应，对吸附分离和择型催化发挥重要作用。通常，分子筛限域效应随吸附分子尺寸和分子筛孔道尺寸临近而愈发显著，但考虑到分子筛骨架结构、酸性位点分布和吸附分子构型之间的复杂关联，在分子尺度上借助实验研究分子筛限域效应较为困难。MFI型分子筛独特的直通孔道、zigzag孔道及孔道交叉共存的环境，对以甲基取代苯为代表的芳烃分子具有独特的限域效应，芳烃相关的反应和失活机理受到广泛关注。本工作中，研究人员借助2H NMR并结合DFT计算发现，体积较大的偏三甲苯在室温下即可被MFI型分子筛吸附并占据孔道交叉处。偏三甲苯的传输扩散在纯硅silicate-1中表现为沿直通孔道的一维扩散，在孔道交叉处表现为孔道结构关联的三维受阻运动行为。动力学过程速率由快到慢的顺序为甲基C3转动、朝向zigzag孔口112o翻转、朝向zigzag孔口和直通孔口间90o翻转、延直通孔道的跨孔扩散运动。研究还发现，在H-ZSM-5中，上述平动和转动行为受Brønsted酸位吸附影响，进一步受阻。该工作为MFI型分子筛对芳烃分子独特的限域效应提供了实验证据，对理解芳烃相关的反应和失活过程提供了新的见解。相关成果以“Untangling Framework Confinements: A Dynamical Study on Bulky Aromatic Molecules in MFI Zeolites”为题，于近日发表在ACS Catalysis上。该论文的共同第一作者是大化所510组博士研究生纪毅和刘正茂。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、辽宁省兴辽英才计划等项目的资助。

近日，大连化物所固体核磁共振及前沿应用研究组（510组）侯广进研究员、陈魁智研究员团队，利用固体核磁共振（ssNMR）技术，研究了客体芳烃分子运动行为，并对分子筛孔道的限域效应提出了新的理解。分子筛独特的微孔孔道结构赋予其限域效应，对吸附分离和择型催化发挥重要作用。通常，分子筛限域效应随吸附分子尺寸和分子筛孔道尺寸临近而愈发显著，但考虑到分子筛骨架结构、酸性位点分布和吸附分子构型之间的复杂关联，在分子尺度上借助实验研究分子筛限域效应较为困难。MFI型分子筛独特的直通孔道、zigzag孔道及孔道交叉共存的环境，对以甲基取代苯为代表的芳烃分子具有独特的限域效应，芳烃相关的反应和失活机理受到广泛关注。本工作中，研究人员借助2H NMR并结合DFT计算发现，体积较大的偏三甲苯在室温下即可被MFI型分子筛吸附并占据孔道交叉处。偏三甲苯的传输扩散在纯硅silicate-1中表现为沿直通孔道的一维扩散，在孔道交叉处表现为孔道结构关联的三维受阻运动行为。动力学过程速率由快到慢的顺序为甲基C3转动、朝向zigzag孔口112°翻转、朝向zigzag孔口和直通孔口间90°翻转、延直通孔道的跨孔扩散运动。研究还发现，在H-ZSM-5中，上述平动和转动行为受Brønsted酸位吸附影响，进一步受阻。该工作为MFI型分子筛对芳烃分子独特的限域效应提供了实验证据，对理解芳烃相关的反应和失活过程提供了新的见解。相关成果以“Untangling Framework Confinements: A Dynamical Study on Bulky Aromatic Molecules in MFI Zeolites”为题，于近日发表在ACS Catalysis上。该论文的共同第一作者是大连化物所510组博士研究生纪毅和刘正茂。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、辽宁省兴辽英才计划等项目的资助。

p 　　1月8日上午，2018年度国家科技奖励大会在人民大会堂隆重举行。中国科学院生态环境研究中心刘景富研究员主持的“纳米材料的选择性吸附环境污染物机理及水相分离功能调控”项目荣获国家自然科学二等奖。项目的主要完成人有中国科学院生态环境研究中心刘景富研究员、蔡亚岐研究员、刘倩研究员、赵宗山研究员、江桂斌院士。 /p p 　　该项目属于环境科学与技术领域。水环境中的持久性有毒污染物严重危害生态环境与人体健康，高效分离富集和去除这些微量污染物的方法是研究其环境行为与效应并发展污染防治技术的重要基础，也是我国环境与人体健康保护的重大需求。纳米材料在水中污染物的高效吸附去除等方面具有巨大的潜力，选择性吸附目标污染物和水相分离功能是决定纳米材料吸附去除水中污染物性能的关键因子。该项目以纳米材料的选择性吸附污染物原理和水相分离功能调控等前沿科学问题为核心，系统研究了纳米材料吸附污染物的分子作用机制与调控以及纳米材料的水相分离富集和回收等关键难题，取得了以下重要发现： /p p 　　1.揭示了纳米材料对不同类型污染物的选择性吸附原理。构建了具有不同表面电荷、络合能力和疏水性等表面特性的纳米吸附剂，发现这些吸附剂的表面结构和官能团性质决定了其对不同金属离子和不同类型有机污染物的吸附性能，揭示了纳米材料对污染物的选择性吸附作用机制，为设计制备选择性吸附目标污染物的纳米材料提供了理论依据。 /p p 　　2.阐明了磁性纳米材料的水相分离性能及选择性吸附功能的调控机制，构建了兼具选择性吸附和水相分离功能的系列磁性纳米材料。发现Fe3O4纳米材料可在重复使用中保持优异的选择性吸附和磁性分离功能 通过改性或表面修饰增加磁性纳米材料选择性吸附目标物的表面官能团，可显著提高其选择性吸附目标污染物的能力，消除水环境中大量共存物质的干扰。构建了选择性吸附去除砷、氟、全氟化合物、烷基酚类内分泌干扰物等典型污染物的系列磁性纳米材料，突破了纳米材料高效选择性吸附水环境中微量污染物和水相分离的难题。 /p p 　　3.发现了基于浊点萃取调控纳米材料水相分离功能的新原理，创建了基于该原理分离回收纳米材料的新方法。发现了利用浊点萃取调控纳米材料水相分离功能的新途径，并揭示了其通过形成非离子表面活性剂-纳米材料胶团复合结构而实现水相分离的作用原理。基于该原理创建的萃取痕量纳米材料的新方法，可富集不同粒径、化学组成和表面修饰的纳米材料并保持其原有形貌和尺寸特征，为纳米材料的分离回收及环境行为与效应研究提供了关键技术。 /p p 　　研究成果发表在 Environ. Sci. Technol. 等本领域著名 SCI 期刊，得到国际同行广泛引用，丰富了纳米材料功能化修饰和水相分离调控理论，在国际上引领了磁性纳米材料选择性吸附污染物及纳米材料浊点萃取分离等研究方向，创建的纳米材料浊点萃取分离富集方法在国内外得到广泛应用并取得重要学术成果，推动了环境科学与技术等基础学科的发展。8篇代表性论文被 SCI 他引1552次，其中4篇的单篇 SCI 他引超过200次(单篇最高 SCI 他引428次)，6篇入选 ESI 高被引论文，1篇获 J. Chromatogr. A 高引用论文奖。项目获授权发明专利3件。项目完成人获得全国百篇优秀博士学位论文(3人)、国家杰出青年科学基金(2人)、国家优秀青年科学基金(1人)，受聘 Environ. Sci. Technol. ， Nanolmpact 等4个 SCI 期刊主编和副主编，入选 Elsevier 高引用论文作者榜单(2人)。 /p

成果简介2021年4月，兰州大学吴剑峰课题组在ACS Catalysis上发表题为&ldquo Insights into Bimetallic Oxide Synergy during Carbon Dioxide Hydrogenation to Methanol and Dimethyl Ether over GaZrOx Oxide Catalysts&rdquo 的论文，研究了GaZrOx催化剂在CO2加氢制甲醇反应中的活性位点、协同作用及反应机理。 背景介绍二氧化碳（CO2）是一种温室气体，其排放量过多会引起全球性气候变化，如全球变暖、海平面上升等。为了实现可持续发展，科学家们提出将CO2和可再生的绿色H2共同反应生成甲醇这一解决方案。既能减少CO2的排放，又具有开发清洁能源的潜力，可谓一举两得（图1）。甲醇（DME）不仅是重要的平台分子，而且可以作为储氢化合物进一步转化为燃料和其他有价值的化学品。 图1 减少二氧化碳含量的三种方式（内圈）以及二氧化碳氢化的主要产物（外圈） 在该反应中，双金属氧化物催化剂因其优异的CO2加氢制甲醇性能而备受关注，但目前的研究仍然缺乏对其结构与催化活性之间关系的深入理解。兰州大学吴剑峰课题组利用溶剂挥发诱导自组装方法合成了一系列GaZrOx催化剂，并从原子和电子层面对其在CO2加氢制甲醇反应中的活性位点、协同作用及反应机理进行了研究（图2）。 图2 GaZrOx双金属氧化物催化CO2加氢制甲醇的协同机理研究 图文导读图3 GaZrOx双金属氧化物催化CO2加氢制甲醇反应协同机理研究思路示意图 催化活性测试本工作中，使用溶剂挥发诱导自组装方法合成了一系列GaZrOx双金属氧化物催化剂。该方法可以合成出孔径分布均一、Ga 分散性好、比表面积大的介孔催化剂，从而提高其在CO2加氢制甲醇反应中的催化活性。对其进行了催化活性测试，结果表明Ga和Zr之间存在很强的协同作用。 活性位点研究基于X射线光电子能谱、飞行时间二次离子质谱、原位漫反射红外傅里叶变换光谱、电子顺磁共振以及固体核磁共振等技术，提出GaZrOx催化剂的协同效应源自Ga-O（H2活化位点）和Zr3+-Ov（CO2活化位点）两个相邻位点。反应机理探究结合固体核磁共振实验结果，我们观测并提出了GaZrOx催化剂上CO2加氢制甲醇反应的详细机理。 提出反应机理基于以上研究思路，作者提出了GaZrOx催化剂催化CO2加氢制甲醇的反应机理，具体包括以下步骤：（1）H2在GaZrOx催化剂上极化的Ga&ndash O位点发生活化，生成Ga&ndash H物种和&ndash OH基团。（2）氧空位和Zr3+离子均参与CO2的活化。氧空位用于捕获CO2，同时Zr3+将电子转移给CO2形成激活的CO2分子，随后活化的CO2插入Ga&ndash H键中，从而产生关键中间体表面甲酸盐物种。（3）表面甲酸盐物种进一步氢化产生表面甲氧基物种、甲醇。同时GaZrOx催化剂也在氢化过程中再生。此外，甲醇也有可能通过表面甲氧基物种的水解和氢化生成。 仪器推荐本研究中使用了HORIBA LabRAM HR Evolution光谱仪进行了拉曼光谱的测试。针对GaZrOx催化剂，通过传统XRD检测方法无法区分四方相和立方相ZrO2，但拉曼光谱可以对两者进行区分。此外，拉曼光谱不需要对样品进行前处理，且具有样品无破坏可回收的优点。LabRAM HR Evolution 高分辨拉曼光谱仪配备科研级正置/ 倒置显微镜，可实现UV-VIS-NIR 全光谱范围拉曼检测。焦长达到800mm，具有超高的光谱分辨率和空间分辨率。LabRAM HR Evolution 高分辨拉曼光谱仪 如果您对上述产品感兴趣，欢迎扫描二维码留言，我们的工程师将会及时为您答疑解惑。 吴剑锋简介吴剑峰，博士，硕士生导师，兰州大学青年研究员。致力于固体核磁共振技术在多相体系下的反应机理研究（C1化学）和多相催化剂的催化评价研究。先后在J. Am. Chem. Soc., Angew Chem., Chem.&ndash Eur. J., ACS Catal., J. Catal.和Appl. Catal. A: Gen.等杂志发表过学术论文。为J. Catal., Ind. Eng. Chem. Res., ACS Catal.等期刊担任审稿人。联系作者：fengwh18@lzu.edu.cn 文献信息英文原文标题：Insights into Bimetallic Oxide Synergy during Carbon Dioxide Hydrogenation to Methanol and Dimethyl Ether over GaZrOx Oxide Catalysts发表期刊：ACS Catalysis文章署名作者：Wen-Hua Feng, Ming-Ming Yu, Li-Jun Wang, Yu-Ting Miao, Mohsen Shakouri, Jiaqi Ran, Yongfeng Hu, Zhiyun Li, Rong Huang, Yi-Lin Lu, Daqiang Gao, and Jian-Feng Wu原文链接 ：https://doi.org/10.1021/acscatal.0c05410

p 　　现代化学工业原料主要依赖于石油裂解产生的乙烯丙烯等低碳烯烃。我国作为一个石油进口国，石油进口依存的现实限制了石化产品的发展。以中科院大连化学物理研究所刘忠民院士，魏迎旭研究员的团队，在甲醇制烯烃的生成机理方面取得了新的进展。这一技术进步我国石化产业发展，实现“石油替代”战略，保证我国能源安全具有重大战略意义。这一团队又创造了新的功勋。 /p p 　　乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基本化工原料，随着我国国民经济的发展，特别是现代化学工业的发展对低碳烯烃的需求日渐攀升，供需矛盾也日益突出。目前，乙烯、丙烯主要依赖于石化路线生产，但我国石油资源短缺，石油进口依存度逐年增加，在一定程度上限制了以石化路线生产乙烯和丙烯产品的发展。 /p p 　　甲醇制烯烃(Methanol to Olefins，MTO)是重要的C1化工新工艺，是指以煤合成的甲醇为原料，借助类似催化裂化装置的流化床反应形式，生产低碳烯烃的化工技术。由于我国特殊的能源结构特点——煤炭资源相对富裕，这种以煤炭资源为原料的，非石油路线制取低碳烯烃的技术表现出了很大的优势。 /p p 　　什么是DMTO? /p p 　　DMTO是中国科学院大连化学物理研究所的专利专有技术，MTO代表甲醇制烯烃技术，D代表二甲醚/大连/double的意思，最初的研究是基于二甲醚制烯烃，后来技术改进从甲醇开始，而从甲醇开始的过程也包含甲醇转化为二甲醚，二甲醚转化烯烃的过程，故引用double的意思 由于大连化物所地处大连，大部分人认为这个D也是大连的意思。 /p p style=" text-align: center " img title=" 01.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/93dc63c8-3fe4-45b0-9038-bd1079fd8afc.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong DMTO技术荣获2014年国家技术发明一等奖 /strong /p p 　　DMTO工业化技术解决了煤制烯烃的技术瓶颈，是连接煤化工和石油化工的桥梁，为煤化工行业和煤制烯烃产业提供了有力的技术支撑。DMTO工业化技术可缓解我国石油资源的不足，使低碳烯烃生产原料多元化。在当今国内石油资源短缺的背景下，该技术对于实现我国“石油替代”战略，保证我国的能源安全具有十分重大的战略意义。 /p p 　　DMTO技术目前的发展 /p p 　　DMTO工业化技术研发成功，对于减少我国石油进口、开辟我国烯烃产业新途径具有重要意义。同时，这也标志着我国甲醇加工能力将由万吨级装置一举跨越到百万吨级大型装置。DMTO成套技术的开发与应用，无论从经济上还是战略上对我国发展新型煤化工产业、实现“石油替代”的能源战略都具有极其重要的意义。2010年甲醇制烯烃国家工程实验室与合作单位研发的具有自主知识产权的DMTO技术成功应用于世界首套煤制烯烃工业项目、国家示范工程神华包头年产180万吨甲醇制取年产60万吨烯烃装置，技术指标达到国际领先水平。目前DMTO技术已实现技术实施许可1313万吨烯烃/年，已投产646万吨烯烃/年。 /p p style=" text-align: center " img title=" 02.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/f46d15fd-c2b3-41bd-a8ba-9e51c85c645f.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 2015年底第九套神华榆林年产180万吨甲醇制取年产60万吨烯烃DMTO装置投产 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 03.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/16d0361f-b74f-4b59-9bb3-28ce81cbe63e.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 至2015年底已经投产的九套DMTO装置 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 04.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/f0058c83-9e05-42ce-b6ad-11485cd9fd79.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 甲醇制烯烃国家工程实验室下属部分研究组 /strong /p p 　　DMTO机理研究再升级 /p p 　　甲醇制烯烃国家工程实验室一直坚持应用研究与基础研究并重，不但在MTO过程工业化方面取得巨大成功，而且长期致力于该化学过程中的基础科学问题研究。虽然MTO过程稳态反应阶段的间接机理已形成广泛的共识，但MTO反应中从C1物种甲醇或者二甲醚生成第一个C-C键的反应一直是C1化学中极具挑战性和争议性的课题。由于转化发生在反应的最初始阶段，难以捕获中间物种，一直以来所提出的反应机理缺乏直接证据。 /p p 　　最近，大连化学物理研究所刘中民院士、魏迎旭研究员团队在甲醇制烯烃初始C-C键生成机理方面取得新进展，相关研究成果以热点文章形式发表在《德国应用化学》(Angewandte ChemieInternational Edition)杂志上(doi: 10.1002/anie.201703902)，并被推荐为内封面文章。 /p p style=" text-align: center " img title=" 05.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/2fc60744-3054-46ac-8e25-b01bfc64fb6c.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 刘中民院士 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 06.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/bd29ddc7-114e-4d33-9913-0e12d736492a.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 魏迎旭研究员 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 07.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/151b78ee-4a38-4db9-a765-e6708247d5ab.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 研究成果论文文章 /strong /p p 　　本项工作中，研究人员通过在线监测最初始反应阶段，推测初始烯烃来源于催化剂表面C1吸附物种的直接转化 随后通过催化剂液氮淬冷和固体核磁表征，确定了催化剂上最初始反应阶段存在的表面C1吸附物种(甲醇和二甲醚)和C1活性物种(表面甲氧基和三甲基氧鎓离子) 进一步通过原位固体核磁研究，在真实甲醇转化反应条件下，成功捕捉到二甲醚C-H键活化后生成的类亚甲氧基(methyleneoxy analogue)物种，由此获取了C1物种活化生成第一个C-C键的直接证据 在此基础上提出了初始烯烃生成的反应路径—表面甲氧基/三甲基氧鎓离子协助甲醇/二甲醚活化转化的协同反应机理。 /p p style=" text-align: center " img title=" 08.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/9041f9be-cf2f-4f62-8d8b-748c8a90871e.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 反应机理示意图 /strong /p p 　　这是首次在MTO反应过程中原位观测到C1物种的初始活化和转化，这一发现将关联甲醇初始转化的直接机理和高效转化阶段的间接机理，建立甲醇转化反应完整的反应历程。此前在MTO反应稳定阶段烃池(Hydrocarbon Pool)机理的研究中，研究人员曾直接捕捉到最为重要的反应中间物种—苯基和环戊烯基碳正离子中间体，并确定了分子筛催化甲醇制烯烃的催化循环途径(J. Am. Chem. Soc. 2012，134(2)，836—839 Angew. Chem. Int. Ed. 2013，52(44)，11564-11568)。 /p p style=" text-align: center " img title=" 09.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/7439a642-45a7-4f32-88e1-0ba6fe8afebd.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 分子筛催化甲醇制烯烃的催化循环途径 /strong /p p 　　这些基础机理研究的工作，不但丰富了C1催化化学的基本理论，也对DMTO的工业应用具有重要的促进和支撑作用。 /p

记者22日从黑龙江省卫生厅获悉，由黑龙江省疾病控制中心专家新近完成的一项科研课题，在国内外首次系统地揭示了三聚氰胺引发动物肾损伤的发病机理、病变特点、肾脏结晶体形成的条件。研究结果为相关部门对三聚氰胺风险评估、制定食品和饲料中三聚氰胺的安全管理限量值提供了重要科学依据。该成果近日获得2009年度黑龙江省医药卫生科技进步一等奖。 　　因三聚氰胺并非食品添加剂，国内外对三聚氰胺毒性研究资料掌握甚少，对三聚氰胺所造成肾损伤的量效关系、结晶体与肾脏病理损伤的关键环节等问题也缺乏深入探讨。据此，黑龙江省疾病控制中心毒理所主任医师王玉燕等首次成功建立三聚氰胺在肾脏形成结晶的大鼠动物模型，重现了这一疾病的病变过程。该模型方法科学先进，有可重复性。研究结果揭示肾脏为三聚氰胺的毒作用靶器官。其发生机理是三聚氰胺在胃内由胃酸催化水解生成三聚氰酸，两者在肾脏再结合形成三聚氰胺—三聚氰酸结合晶体，晶体充满肾小管，使肾脏体积增大、重量增加，因管壁的挤压作用而使肾组织严重缺血，导致肾脏呈现出特征性土黄色沙石样的外观。 　　观察结果还表明，三聚氰胺结晶体还可导致肾脏炎症反应和纤维组织增生等病理改变，进一步引发肾脏代谢功能障碍，使血中尿素氮、肌酐等含量增加，最终使实验动物发生肾衰竭。王玉燕等在研究中，首次采用X射线衍射法确定肾脏中形成的结晶体为三聚氰胺—三聚氰酸的结合晶体，进而证实摄食三聚氰胺可使肾脏中形成三聚氰胺—三聚氰酸结合晶体，此手段具有明显的创新性。 　　专家评价指出，该课题填补了我国三聚氰胺毒理学研究空白，对基础医学、药学和临床医学有重要意义。

近日，大连化物所理论催化创新特区研究组（05T8组）肖建平研究员团队与电子科技大学夏川教授团队、中国科学技术大学曾杰教授团队合作在二氧化碳（CO2）转化研究中取得新进展，研发出铅单原子合金化的铜基催化剂（Pb1Cu），实现了CO2高活性、高选择性还原制备甲酸盐，并探究了该过程的理论机理。利用可再生能源进行CO2电还原是实现“双碳”目标的重要手段之一。甲酸是一种能量载体，也可作为燃料电池的液体燃料，通过CO2电还原制备甲酸是其资源化利用的重要研究方向。研究中，夏川团队和曾杰团队通过制备铅单原子合金化的铜基催化剂Pb1Cu，在实现CO2高效电还原制备甲酸盐的同时，保证了该铜基催化剂的高选择性和稳定性。肖建平团队进一步确定了Pb1Cu的催化机理及活性位点，揭示了Pb1Cu的高催化活性和高选择性的根本原因。肖建平团队建立了“双通道”二维反应相图，用于模拟CO2还原在不同催化剂表面的活性趋势变化。研究发现，不同于传统单一催化反应通道所建立的活性趋势，CO2电还原制备甲酸盐过程中存在羧酸根（COOH*）机理和甲酸根（HCOO*）机理，形成催化反应的“双通道”。因此，CO2电还原制备甲酸盐过程的活性趋势体现了双活性顶点的性质。通过反应相图活性趋势的研究，肖建平团队证明，CO2电还原制备甲酸盐反应中，Pb1Cu催化剂主要符合HCOO*机理，这说明更优的HCOO*吸附能是Pb1Cu催化剂表现出高CO2电还原活性的原因。此外，铜位点也被验证是Pb1Cu催化CO2电还原制备甲酸盐的活性位点。该研究为设计高活性和特定选择性电催化材料提供了新思路。相关研究以“Copper-catalysed Exclusive CO2 to Pure Formic Acid Conversion via Single-atom Alloying”为题，于近日发表在《自然-纳米技术》（Nature Nanotechnology）上。该工作的第一作者是中科大博士后郑婷婷，中科大博士研究生刘春晓，我所05T8组助理研究员郭辰曦。上述工作得到中科院洁净能源创新研究院合作基金、国家自然基金委、中科院B类先导专项“功能纳米系统的精准构筑原理与测量”等项目的支持。文章链接：https://doi.org/10.1038/s41565-021-00974-5

p & nbsp 　激光最新发现与创新 br/ /p p 　　从电子科技大学基础与前沿研究院获悉，该院王志明教授团队与来自河南工程学院、休斯顿大学、哈佛大学等高校的合作者，发现了一种全新的光流体学机理，并成功利用脉冲激光在纯水中驱动持续高速的水流喷射。相关论文已在《科学前沿》在线发表并登上首页头条。 /p p 　　高效地利用脉冲激光直接驱动液体流动，一直是困扰国内外科学界一大难题。王志明团队在发现这种全新光流体学机理的实验中，首先在溶液中加入金纳米颗粒，利用光声效应实现激光对液体的首次驱动 随后将含有金纳米颗粒的液体替换成纯净水，再次利用脉冲激光照射后，发现其在纯水中依然可以持续、高速地驱动水流。 /p p 　　为揭开这一神奇现象，团队发现首次实验中玻璃皿内壁激光聚焦处，会产生一个附有大量金纳米颗粒的微流体腔，而这个如同“火山口”的微腔，正是溶液替换后依然能被激光驱动的关键。“这个‘火山口’连接了光声效应和声波驱动效应。”王志明说，该微腔通过激光照射后，在金纳米颗粒和腔体的共同作用下，可产生定向的高频超声波，通过声波驱动效应，驱动分散液产生高速流动可产生超声波并驱动液体流动。 /p p 　　“这种全新的光流体机理，有机地融合了光声效应和声波驱动流体效应两个基本的物理过程，最终实现激光对液体的驱动。”他说，正是在这种原理下，一旦微腔形成，将金纳米颗粒分散液替换为纯水或其他溶液后，激光依然可驱动其他液体流动。 /p p br/ /p

7月19日，云南省科技厅基础研究处率验收专家组一行对中国科学院昆明动物研究所承担建设的云南省动物模型与人类疾病机理重点实验室进行了验收。云南省科学技术厅副厅长王建华出席了验收会。 　　昆明动物所副所长王文首先代表研究所对与会领导及专家表示欢迎，希望大家对实验室的建设和未来发展提出宝贵建议。随后，省科技厅详细介绍了验收要求及验收专家组成员，验收会正式开始。 　　验收专家组首先对重点实验室进行了现场考察，接着认真听取了省重点实验室主任的工作汇报，对实验室的学科方向、在建设期内承担的重大项目、取得的科研成果、人才引进与培养、管理规章、基础建设以及体制机制等方面进行了认真细致的审阅和质询。 　　验收专家组认为，该重点实验室通过交叉学科的集群攻关，利用西南地区丰富多样的生物资源，创建特色动物模型如树鼩和猴模型，致力于生命科学前沿和重大疾病机理研究，在国内外形成了特色。 　　验收专家组经商议认为，该重点实验室完成了培育计划任务书所规定的各项指标，一致同意通过验收。

氟在化学世界中具有重要地位。氟在所有原子中电负性最高、极化率最低。同时，氟是所有非惰性气体和非氢元素中半径最小的元素。通常，氟的引入使得有机化合物和无机化合物产生独特的物理性能、化学性能和生物性能。地壳中氟元素的丰度排在第13位，是自然界中含量最丰富的卤素。当前，氟已应用于制药、催化、生物、农业和材料等领域。在无机氧化物体系中，氟和氧的离子半径相似，具有较好的可替代性。因此，利用氟替代氧/羟基成为增强氧化物/羟基氧化物物化性质的有效途径之一。尽管氟化策略已在无机氧化物/羟基氧化物结构和性能改性中受到重视，但反应产物的结构分析仍是化学表征的难题。由于氟和氧对X射线和电子束的散射能力相近，致使准确区分和鉴别这两类元素变得困难。更复杂的是，X射线和电子束几乎不和氢原子相互作用，故X射线和电子束方法难以区分氟和羟基。因此，氟化产物中氟和氧/羟基的准确区分是确定取代位点、研究氟化反应规律以及明晰反应路径等课题的研究基础。近日，中国科学院新疆理化技术研究所潘世烈团队与内蒙古医科大学教授额尔敦、台湾大学教授Hayashi Michitoshi、日本静冈大学教授Tetsuo Sasaki、日本神户大学教授Keisuke Tominaga，以水溶液中硼酸的氟化反应为研究对象，发展了基于高分辨率太赫兹光谱的结构解析方法。该团队利用这一方法测定了反应产物中功能基元上氟和羟基的位点。结果表明，该反应体系中氟原子只出现在BO2F2阴离子功能基元上。在结构测定的基础上，该研究推导了水溶液中硼酸的氟化机理，提出了两步氟化历程。第一步是氟离子和硼酸分子B(OH)3形成配位共价键，促使硼的电子轨道经历从sp2到sp3的转变，形成B(OH)3F中间体。第二步是氟化剂产生的酸性环境使该中间体上的一个OH质子化，形成OH2+优势离去基团。进而，氟离子通过亲核取代路径取代OH2+基团，完成第二步氟化。基于高分辨率太赫兹光谱的结构分析方法，适应于含氟/氧、铍/硼、碳/氮等X射线难以识别元素对的结构体系以及用于研究其他羟基氧化物/氧化物氟化反应机理。该方法为无机氟化学晶体结构基元精确解析和反应理论研究提供了新途径。相关研究成果发表在《德国应用化学》上。新疆理化所为第一完成单位。研究工作得到科学技术部、国家自然科学基金委员会、中国科学院和新疆维吾尔自治区等的支持。

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

【论文信息】Enhanced degradation of few-layer black phosphorus by fulvic acid: Processes and mechanisms期刊: Water Research IF 13.4DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.120014 【背景概述】黑磷纳米片是一种与石墨烯相似的具有类似层状结构的二维纳米材料。由于其具有优秀的导电特性与可调控的能带结构，黑磷纳米片已被广泛应用于电池储能、癌症治疗、电催化和光催化固氮等领域。但是，由于第五主族的磷原子上存在孤对电子，导致黑磷纳米片很容易被氧化，尤其当黑磷纳米片被排放到水中时，该材料很容易被水中所溶解的氧气分解，形成磷氧阴离子，如果大量的黑磷纳米片被排放到自然水体中，其分解物质将会给水生生物带来氧化应激和发育毒性，严重制约了黑磷的应用。此外，磷氧阴离子还会刺激小球藻的过量繁殖，导致水体的过营养化。之前关于黑磷纳米片在水中氧化分解的研究，主要集中在氧气含量，PH值对黑磷纳米片氧化分解速度的影响，对于黑磷纳米片与自然水体中广泛存在的黄腐酸之间的作用尚未充分研究。 近日，中国地质大学何伟教授课题组与德国达姆施塔特工业大学强强联合，对不同黄腐酸浓度条件下的黑磷纳米片的分解进行了系统性研究。在研究中，通过利用便携式原子力显微镜(AFM)对黑磷纳米片和黄腐酸的二维、三维形貌进行了系统的微观表征。根据相关AFM表征结果，提出了在黄腐酸的参与下，黑磷纳米片的分解机理。相关研究成果已发表在水科学高水平期刊《Water Research》上。 【图文导读】图1. 在氧化-光照条件下，黑磷纳米片在不同浓度的黄腐酸（0,2.5,5 mgC/L）中的降解动力学过程，（a）总磷-氧阴离子（Δ[O-P]）,（b）次磷酸盐（H2PO2-），（c）亚磷酸盐（HPO32-），和（d）磷酸盐（PO43-）。图2. 在氧化-光照条件下，黑磷纳米片在不同浓度的黄腐酸中降解前（a,b和c）和降解后（d,e和f）的透射电镜表征。黄腐酸在图中用红色圆圈圈出。图3. 在原液中的黑磷纳米片微观表征。（a）用nGauge对样品进行AFM三维形貌表征，（b）透射电镜表征，（c）nGauge对样品的AFM二维表征结果，（d）nGauge AFM对（c）中划线部分，黑磷样品的高度测量数据，和（e）经AFM测量样品厚度的直方图统计图。图4. 在原液中的黄腐酸微观表征。（a）用nGauge对样品进行AFM三维形貌表征，（b）透射电镜表征，（c）nGauge对样品的AFM二维表征结果，（d）nGauge AFM对（c）中划线部分，黄腐酸的高度测量数据，和（e）经AFM测量样品高度的直方图统计图。图5. nGauge AFM表征黑磷纳米片在降解前（a）和在氧化-光照条件下降解43天后的形貌结果。（（b）黄腐酸浓度0 mgC/L，（C）2.5 mgC/L，和（d）5 mgC/L）图6. 在降解反应前和反应后黑磷纳米片的XPS光谱中C1s峰（a）和P2p峰（b）的表征结果。图7. 黄腐酸存在或不存在的条件下，黑磷纳米片的降解机制。本研究中是按照（3）的路径对黑磷纳米片进行降解。 【结论】何伟教授课题组利用便携式原子力显微镜(AFM)，大量测量黑鳞纳米片和黄腐酸在反应过程中二维和三维形貌的表面变化，同时借助XPS等其他技术手段，研究了黑鳞纳米颗粒在不同浓度黄腐酸条件下的分解过程与机理。实验结果表明，黄腐酸的存在，在无氧和有氧条件下均可加快黑鳞纳米片在水中的分解，在光照条件下可以产生更多的次磷酸盐，在无光的条件下主要提高磷酸盐的产生。 本文中研究人员使用的便携式原子力显微镜(AFM)是加拿大ICSPI公司设计和研发的，其基于特有的芯片式自感应探针技术，摆脱了传统AFM对激光的依赖，给AFM带来了里程碑式的变化！同时，设备具有小巧、灵活、方便携带、操作简单、扫描速度快、可扫描大尺寸样品、无需后续维护、无需减震超级稳定等优点，非常适合科研研究、高等教育、工业检测等领域的客户，尤其对于需要在户外和非实验室获得原子力显微镜(AFM)表征的用户来说，是一款不可或缺的设备！ICSPI公司便携式原子力显微镜(AFM)，左）Redux AFM 右）nGauge

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