取向效应

导 读碳纤维作为高性能纤维的翘楚，具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性，并且沿纤维轴方向有很高的强度和模量，其外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，一直以来，是航空航天、风电叶片、汽车、压力容器等高端应用场景的核心材料之一。 老话常说：心往一处想，劲儿往一处使。其实说的就是“方向一致进而形成强大的合力”。类似，对纤维材料而言，其分子链、微晶在拉伸等加工过程中产生的方向效应，即取向效应，亦对纤维的机械性能有着直接影响。岛津XRD（X射线衍射仪），配有纤维取向度专用附件，可方便、迅捷的对聚合物等纤维材料取向程度进行测定。 什么是纤维取向度？定义：表示纤维的晶体轴沿着纤维长度方向排列的平行程度或择优取向程度。 先来看两张示意图：左图给各位看官直观的感觉是不是就像一群散兵游勇？ 而右图则是整齐队列的既视感？整齐划一、万众一心、众志成城！！！ 是的，合成纤维等线形聚合物在未发生取向时，大分子链或链段、微晶的排列是随机的、无序的；而在纺丝、拉伸等加工过程中，大分子链或链段、微晶受到外力的作用，则会表现出不同程度的取向效应。 发生取向后，由于在取向方向上原子之间的作用力以化学键为主，而在与之垂直的方向上，原子间的作用力以较弱的范德华力为主，因而纤维取向度越高，则纤维长度方向上的机械强度、弹性模量等机械性能越好。 XRD测试纤维取向度原理 XRD作为材料结构分析的典型手段，可对纤维材料取向度进行有效表征。图1 纤维取向度测试时光路示意图 在正交透射模式下（图1），将纤维束置于子午线方向，保持光管、样品位置固定不动，探测器作2θ扫描收集衍射信号，此过程称为子午扫描。将纤维束置于赤道线方向，重复上述过程，即为赤道扫描；存在高度取向的纤维，赤道扫描与子午扫描谱图差异较大。 选取某特征衍射峰，将探测器固定于该特征峰峰位处，纤维束在垂直于入射X射线的平面内旋转（图1），测得β-I角度-强度分布曲线，此过程称之为方位角扫描，并采用以下经验公式即可计算纤维取向度π。 式中：π—纤维取向度 H—方位角扫描谱峰半峰宽（单位°） 岛津解决方案 针对纤维取向度测试，岛津XRD开发有纤维取向度专用附件，纤维专用样品架（图2）可保证纤维束平直拉紧，旋转样品台（图3）可实现正交透射模式及平面内旋转，以及数据处理模块“Preferred Orientation”可一键给出纤维样品取向度。 以某碳纤维样品实际测试为例，其赤道扫描及子午扫描谱图叠加见图4；显然，纤维束在两种方向放置测试，测得谱图差异十分明显，例如黑色箭头标示处，赤道扫描，该衍射峰强度非常高，而在子午扫描时该处基本未出峰，这表明该碳纤维存在很强的取向。 图4 碳纤维样品赤道扫描与子午扫描谱图叠加 利用岛津分析软件“Basic Process”模块，对赤道扫描谱图进行处理，读取最强峰衍射角2θ=25.69°，将探测器固定在25.69°进行方位角扫描，测得的强度分布曲线如图5所示。 图5 碳纤维样品方位角扫描谱图 利用岛津分析软件“Basic Process”模块，对方位角扫描谱图进行平滑、扣除背底、寻峰等操作后，利用岛津分析软件“Preferred Orientation”模块即可直接计算出碳纤维样品取向度为83.7%。 结语 纤维取向度对纤维的机械强度、弹性模量及其它机械性能有着直接影响，因此对纤维取向度进行测定有着非常重要的实际意义。类似的测试可拓展用于不同批次、不同工艺下纤维产品的对比，进而指导工艺优化。 撰稿人：崔会杰 *本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

在纤维纺丝、薄膜拉伸和塑料注塑成型加工过程中，聚合物结晶一般都发生在高速取向变形过程中，这一过程还伴随着聚合物的应力松弛。因此聚合物结晶、取向和松弛这三种非平衡动力学过程相互竞争，对应的调控因素例如加工温度、应变速率和拉伸应力就共同决定着聚合物材料制品最终的半结晶织态结构及其综合性能。在国家自然科学基金委的项目支持下，南京大学胡文兵课题组在采用动态蒙特卡洛分子模拟研究应变诱导聚合物结晶微观机理方面近年来取得了一系列的进展。分子模拟结果揭示了应变诱导结晶成核阶段所存在的分子内链折叠成核和分子间缨状微束成核之间的竞争关系（Polymer, 2013, 54, 3402）以及结晶成核、晶体生长和后生长三个阶段不同的链折叠变化趋势及其微观机理（Polymer, 2014, 55, 1267）；研究还推广到双链长分布聚合物（Chin. J. Polym. Sci., 2014, 32, 1218），无规共聚物（Soft Matter, 2014, 10, 343 Eur. Polym. J., 2016, 81, 34 Polymer, 2016, 98, 282），溶液聚合物（J. Phys. Chem. B, 2016, 120, 6890），结晶/非晶共混物（J. Phys. Chem. B, 2016, 120, 12988），外消旋共混物（J. Phys. Chem. B, 2018, 122, 10928）和短链支化聚合物（Polym. Int., 2019, 68, 225）等复杂多组分体系。最近，他们将麦克斯韦应力松弛模型引入到每条高分子链中。分子模拟结果揭示了非晶聚合物应力松弛的熵势垒微观机制（Chin. J. Polym. Sci., 2021, 39, 906）以及聚合物重复单元结构间各种局部相互作用对链扩散势垒的贡献（Polymer, 2021, 224, 123740），他们甚至还发现了低温区非晶聚合物非线性粘弹性的微观发生机制（Chin. J. Polym. Sci., 2021, 39, 1496）。他们进一步对比了引入和不引入应力松弛的聚合物拉伸结晶过程，如图1所示，发现应力松弛在结晶成核、晶体生长和后生长阶段三个阶段都发挥了独特的作用。图1：没有应力松弛（Strain-induced）和引入应力松弛（Stress-induced）的聚合物应变诱导结晶对比示意图。在结晶成核阶段，聚合物的取向变形减小了构象熵，提升了聚合物的平衡熔点，导致结晶成核的过冷度，即热力学驱动力增强，于是结晶的起始应变随温度升高而变大。增大应变速率，聚合物链内调整这一动力学效应将推迟结晶成核的发生，结晶的起始应变也相应变大。一开始他们合理地猜想应力松弛将削弱聚合物的取向变形程度，给热力学上带来不利于结晶成核的作用。由于在高速拉伸过程中应力松弛的时间窗口很小，对聚合物取向变形程度的影响较为有限，实际的模拟结果显示这一热力学效应并不明显。实际上引入应力松弛对结晶起始应变的影响与增大应变速率的效果相似，即在高温区都不改变结晶的起始应变，说明聚合物来得及链内调整；在低温区都增大了结晶的起始应变，说明应力松弛对结晶主要起到了动力学阻滞效应，而不是预期的热力学削弱效应。在晶体生长阶段，由于折叠链片晶生长动力学主要由链内次级成核机理所控制，应力松弛同样在动力学上阻滞晶体生长。于是，应力松弛显著减缓了拉伸过程中结晶度随应变增大而提高的动力学过程，导致在相同应变程度下，引入应力松弛的结晶过程所能达到的结晶度相对较低。在后生长阶段，聚合物晶体发生应变诱导的熔融重结晶过程。在这一过程中晶体的折叠链被迫打开转变为伸直链，片晶转化为纤维晶，对应于半结晶聚合物冷拉的细颈化过程。分子模拟观察到熔融重结晶带来显著的应力松弛加速现象，证明外力做功迫使折叠链晶体熔化，然后以重结晶生成伸直链纤维晶的形式将外界冲击能转化为热能耗散到周边的环境中去，从而使得半结晶聚合物表现出优异的韧性特点，不同于金属和陶瓷材料。这一阶段应力松弛与增大应变速率对结晶形态的影响有所不同：在其它条件相同时，应力松弛显著减少晶粒的数目，而增大应变速率显著减小晶粒的尺寸，如图2所示。图2：不同拉伸速率下应变诱导与应力诱导结晶的晶区形貌快照，20000对应于相对慢速的拉伸应变过程，5000对应于中速应变。这项工作揭示了聚合物应力松弛、拉伸变形和结晶这三个非平衡过程之间在聚合物取向结晶过程中的微观相互竞争机理，有助于更好地理解实际聚合物高速取向加工成型过程中的高分子结晶行为以及各种加工因素对半结晶聚合物制品内部结构和性能的调控机制。相关成果发表在Polymer（2021, 235, 124306）。论文的第一作者是博士生罗文。文章链接：https://doi.org/10.1016/j.polymer.2021.124306

近日，清华大学材料学院于荣教授课题组与李千副教授课题组在晶体取向成像方法和位错三维结构研究中取得进展。该研究基于课题组近期发展的自适应传播因子叠层成像方法，在自支撑钛酸锶薄膜中同时实现了深亚埃分辨的原子结构成像和亚纳米分辨的晶体取向成像，并揭示了钛酸锶中位错芯在电子束方向的结构变化。晶格缺陷是材料中的重要组成部分。相对于完美基体，缺陷处的对称性、原子构型、电子结构都发生变化，在调节材料整体的力学、电学、发光和磁性行为方面发挥着关键作用。然而，缺陷处的对称破缺和原子的复杂构型也给缺陷结构的精确测量带来障碍。比如，位错附近不可避免存在局域应变和晶体取向变化，但是用高分辨电子显微学表征晶体中的原子构型又要求晶带轴平行于电子束，否则分辨率会显著降低。这个矛盾一直是位错原子结构的实验分析中难以克服的困难。研究组通过自适应传播因子多片层叠层成像技术研究了钛酸锶中位错芯的原子结构。如图1所示，研究成功地将晶体倾转从原子结构成像中分离出来，同时实现了达到深亚埃分辨率的原子结构成像和亚纳米分辨率的晶体取向成像。图1. SrTiO3中位错的结构像和取向分布。a、叠层成像的重构相位。b、图a中相位图的衍射图，黄色虚线表示0.3Å的信息极限。c、叠加相位图的晶体倾转分布，白色箭头表示[001]方向在平面内的投影，黄色箭头表示位错核的横向移动。d、晶体在[100]和[010]方向的倾转的分布。标尺长1nm在图1中，位错芯看起来范围很小，只有一两个单胞。这种衬度在位错的高分辨成像中很普遍，人们通常认为这样的位错是沿着电子束方向的直线。然而，应用多片层叠层成像的深度分辨能力，可以看出该位错并不是一根直线，而是随着样品深度发生横向位移，形成位错扭折，如图2所示。图2. 刃位错的三维可视化。a、刃位错的相位图；标尺长5Å。b、图a中用A-B标记的分裂原子柱相位强度的深度变化。c、Sr、TiO和O原子柱的相位强度的深度分布。d、深度分别为2.4nm、6.4nm和12.0nm的相位图；标尺长5Å。e、图d中标记的原子柱的相位随样品深度的变化。f、位错扭折示意图该研究还比较了叠层成像和iCOM技术（其简化版即常见的iDPC技术），结果显示叠层成像在横向和深度方向的分辨率都显著优于iCOM和iDPC，如图3所示。图3.多片层叠层成像和系列欠焦iCOM的深度切片。a、多片层叠层成像和iCOM的深度切片；从上到下，切片深度分别为1nm、4nm和11nm；标尺长5Å。b、沿着位错扭折的势函数和相位图的横截面；从左到右分别是用于生成模拟数据集的势函数、多片层叠层重构的相位和系列欠焦iCOM相位；可以看出，iCOM的模糊效应显著大于叠层成像。c、图b中所示的原子柱的相位随样品深度的变化。黑色垂直虚线表示沿原子柱的转折点的真实位置（与图b中白色虚线所示位置相同）；可以看出，iCOM在深度方向的模糊效应也大于叠层成像研究总结了多个位错芯的深度依赖结构与晶体取向分布，揭示了位错移动与薄膜形变方式的相互关系。如图4所示，当薄膜绕位错的滑移面法线方向扭转时，位错滑移；当薄膜绕位错的滑移面法线方向弯曲时，位错攀移。图4. SrTiO3中多个位错的晶体倾转分布。a、包含三个位错的区域的相位图。b、对应图a中区域的晶体倾转分布，其上叠加了相位图；黄色箭头表示位错的横向移动方向。图a和b中的标尺为15Å。c、晶体倾转与位错横向位移的相互关系；晶格矢量c由于倾斜矢量t变为c’，即c’=c+t；黑色方块用于说明应变状态；左边为扭转，右边为弯曲；在两种形变模式中，薄膜上部和下部的应变都是反向的，对应位错向相反方向的横向移动。图b中左上角的位错和图2中的位错对应于扭转模式；图b的中心和右上方的位错对应于两种模式的混合研究结果以“晶体取向的亚纳米尺度分布和钛酸锶位错芯的深度依赖结构”（Sub-nanometer-scale mapping of crystal orientation and depth-dependent structure of dislocation cores in SrTiO3）为题于1月11日发表在学术期刊《自然通讯》（Nature Communications）上。清华大学材料学院2018级博士生沙浩治、2022级博士生马云鹏、物质科学实验中心工程师曹国平博士、2019级博士生崔吉哲为共同第一作者，于荣教授与李千副教授为共同通讯作者。物质科学实验中心程志英高级工程师在实验数据采集中提供了重要帮助。该研究获得国家自然科学基金基础科学中心项目的支持。

在过去的十年里，红外（IR）光谱已被广泛应用于哺乳动物组织中的胶原蛋白研究。对有序胶原蛋白光谱的更好理解将有助于评估受损胶原蛋白和疤痕组织等疾病。因此，利用偏振红外光研究胶原蛋白（I型胶原和II型胶原）的层状结构和径向对称性逐渐成为研究热点。目前，基于焦平面阵列检测器的偏振远场（FF）傅立叶变换红外（FTIR）成像、偏振远场（FF）、光学光热红外（O-PTIR）以及散射型扫描近场光学显微镜（s-SNOM）的纳米红外技术在胶原蛋白领域得到广泛应用。偏振远场（FF）方法可应用于完整肌腱的截面，其纤维平行且垂直于偏振光排列。光学光热IR红外（O-PTIR）和纳米傅立叶变换红外（nano-FTIR）方法则应用于直径为100~500 nm的原纤维，在生物聚合物上共同实现互相印证和互补的结果。 通常，I型胶原蛋白在偏振红外光下反应不同。采用基于焦平面阵列（FPA）检测的远场傅里叶变换IR（FF-FTIR）对其进行成像时，受制于蛋白质酰胺I和II的红外特征峰吸收带的波长（~7 μm）的分辨率限，难以获取高质量的成像结果。而采用散射型扫描近场光学显微镜（s-SNOM）方法的纳米FTIR（nano-FTIR）光谱技术，可以获得空间分辨率约为20nm的红外光谱，解决了受限于IR辐射波长的限制（通常5-10 μm）。此外，采用光学光热红外技术（O-PTIR）成像和光谱学的方法，也可以摆脱红外波长的限制，实现亚微米（500nm）的空间分辨率，为完整组织和原纤维胶原蛋白的研究打开了一个新窗口。 近期，在Kathleen M. Gough等人的研究中[1]，作者采用基于光学光热红外（O-PTIR）技术的PSC非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统 mIRage对样品～500 nm单点区域收集振动光谱，如图1所示。该光学光热红外（O-PTIR）技术的工作原理是光热检测，其中红外量子联激光器（QCL）激发样品在1800–800 cm-1光谱范围内的分子振动。产生的光热效应通过短波长探测激光器检测。图2A-B中的光谱表明，固有的激光偏振所获得的高对比度所产生的光谱与使用FTIR焦平面阵列和偏振器组合进行的光谱测试近乎一致。并且对于安装在玻璃显微镜的不同载玻片，样品均获得了具有良好SNR的高质量光谱。图1. 完整肌腱的光学光热IR（O-PTIR）光谱，?500 nm测量点。（A）利用线性偏振量子联激光器（QCL）从CaF2窗口在平行和垂直两个不同方向上获得光谱。插入的可视图像显示了6个采谱位置；比例尺= 70 μm。（B）对比从CaF2（部）和玻璃（底部）载玻片在线性偏振QCL的平行和垂直方向上获得的光谱。 光学光热红外（O-PTIR）技术可以通过在载物台上轻易地旋转样品来测试平行和垂直于红外激光偏振方向的光谱。并利用光学光热红外（O-PTIR）技术在几个单一频率下对原纤维成像，以获得表观物理宽度的确定性估计。如图2右侧所示，在垂直方向上， 1655 cm-1处记录的单波长图像的红黄带表明该原纤维的宽度不超过500 nm。该尺寸将目标物标定为真正的原纤维，并且可与红外s-SNOM实验中检测到的300 nm原纤维相当。光学光热红外（O-PTIR）技术与nano-FTIR的测试结果相互印证，反映了“原纤维”宽度的标准范围。此外作者观察到，来自原纤维的酰胺I和II谱带比完整肌腱的窄，并且相对强度和谱带形状都发生了变化。这些光谱反映出在偏振红外光下正常I型胶原纤维的更多有用信息，并可作为研究胶原组织的基准。图2. 从CaF2窗口利用O-PTIR测试控制肌腱原纤维获得的光谱。用平行于激光偏振的原纤维获得的光谱（红色）；蓝色是垂直方向上的光谱。右侧是在垂直方向基于1655 cm-1的单波长图像。正方形表示光谱采集位置。比例尺= 1 μm。 与基于焦平面阵列检测器的偏振远场傅立叶变换红外（FF-FTIR）光谱相比，光学光热红外（O-PTIR）具有更高的空间分辨率，且可提供单波长光谱。使用FF-FTIR FPA探测往往包括其他非胶原材料。同时，光学光热红外（O-PTIR）还可以提供偏振平行于原纤维取向的原纤维光谱。这也是光学光热红外（O-PTIR）和纳米FTIR光谱对直径为100~500 nm的胶原原纤维给出证实性和互补性结果的次证明。综上所述，这些结果为进一步研究生物样品中的胶原蛋白提供了广阔的基础。 参考文献：[1]. Gorkem Bakir, Benoit E. Girouard, Richard Wiens, Stefan Mastel, Eoghan Dillon, Mustafa Kansiz, Kathleen M. Gough, Molecules 2020, 25, 4295 doi:10.3390/molecules25184295.

导读：布拉迪斯拉发先进材料应用中心（Center of Advanced Material Applications in Bratislava）的科研工作者利用对光致各向异性有不同响应的超高分辨散射式近场光学显微镜-neaSNOM，研究了有机半导体薄膜的分子取向与离散分子结构异质性的关系，揭示了分子取向对分子缺陷的影响。在此过程中，作者自创了一种综合利用振幅和相位信号测量分子取向的方法。上图：利用Neaspec设备表征材料得到的s-SNOM结果 文献解析：近年来, 共轭高分子以及小分子在有机电子设备方面的应用受到广泛关注，这是因为相比于无机半导体，它们在以下方面展现了其潜在优势：应用适配性、生物相容性、以及相对简单的制备过程。简单的制备过程也吸引化学家设计并研发了具有各种不同结构和功能基团的共轭分子，以此来满足有机电子设备的需要。而电导率作为重要的功能指标之一，与分子的取向息息相关。考虑到大多数分子都是各向异性的，分子取向将直接影响其光电特性（也就是能量转换效率）和机械特性。而根据具体应用的不同，设备需要一种特定的分子取向以满足其需要，并且此时其他的分子取向会被视为材料的缺陷。也因此，缺陷分析在有机半导体设备的开发与改进工作中，起到了举足轻重的作用。然而，对尺寸小于100 nm缺陷的判定一直是一块未被充分研究与记录的领域。 光学技术是表征分子取向的主要手段。而衍射限的存在限制了其测量精度，致使得到的光学响应信号体现的只是（精度范围内）很多纳米颗粒的平均情况。面对该问题，德国Neaspec公司历经多年研发出散射式近场光学显微镜（scattering-type scanning near-field optical microscopy，s-SNOM）。该设备突破衍射限(优于10 nm空间分辨率)并完成了超高空间分辨率的纳米成像。它能表征薄膜材料的固有纳米晶体结构、局部多晶型、异质性或应变性以及反应分子取向等信息。尽管近些年技术方面的进步日新月异，利用s-SNOM分析分子取向的工作却迟迟没有进展，眼下只有寥寥几篇的相关报告得以被发表。在本文中，作者深入研究了分子取向，并对离散分子结构的异质性做了分析。在此之上，作者观察到了与表面形貌并不相关的定向缺陷。这些缺陷对有机电子系统的功能性产生了直接的影响。 参考文献[1] Nanoimaging of Orientational Defects in Semiconducting Organic Films, [J]. The Journal of Physical Chemistry C, 2021, 125(17):9229-9235.

单颗粒冷冻电镜三维重构技术是目前用于解析生物大分子高分辨率结构的主流手段之一。然而，高质量的冷冻电镜样品制备仍然面临很多挑战，如气液界面、优势取向和背景噪音等，极大地限制了结构解析的效率。针对这些问题，清华大学王宏伟教授课题组、饶燏教授课题组和北京大学彭海琳教授课题组合作研发了一种新型功能化石墨烯电镜载网，有助解决样品颗粒优势取向和气液界面等问题。在该研究中，他们合成了多种带有不同电荷性质基团（如氨基和磺酸根）的重氮盐分子，并利用这些重氮盐分子对CVD生长的石墨烯膜进行功能化修饰，进而获得带有不同电荷性质的石墨烯支撑膜。他们利用石蜡作为转移介质，将石墨烯支撑膜洁净转移到电镜载网上，用以冷冻电镜样品制备。经过冷冻电子断层扫描重构表征，这种功能化石墨烯支撑膜保证了对目标生物大分子的有效吸附，避免了气液界面所带来的潜在风险。另外，因为石墨烯表面修饰的基团带有不同的电荷性质，从而提供了与目标生物大分子不同的相互作用方式，达到丰富取向分布的目的。单颗粒冷冻电镜数据分析表明，带有负电性修饰的石墨烯倾向性地结合生物大分子颗粒表面的正电性区域，而带有正电性修饰的石墨烯则结合生物大分子颗粒的负电性区域，实现了调控生物大分子的取向分布。乳酸乳球菌第二类内含子LtrBRNP在常规支撑膜上具有严重的优势取向问题，从而较难获得高分辨率重构。在该研究中，这种带有不同电性修饰的功能化石墨烯支撑膜能够调控LtrBRNP的取向分布，成功解决了优势取向问题，最终获得了分辨率达3.2埃的三维重构结果。并且，在三维重构过程中，相比没有修饰的普通石墨烯支撑膜，LtrBRNP在功能化石墨烯膜上的颗粒有效利用率也明显增加。这些数据表明这种功能化石墨烯支撑膜提供了一个较为友好的作用界面，有助于保护生物大分子的三维结构。20S蛋白酶体以及核糖体在不同电性修饰的石墨烯（NFG：正电性修饰；SFG：负电性修饰）上的取向分布该研究于11月7日在《自然通讯》（Nature Communications）在线发表，题为“带有多种电性修饰的石墨烯支撑膜用以单颗粒冷冻电镜结构解析”（Functionalized graphene grids with various charges for single-particle cryo-EM）。清华大学生命科学学院/结构生物学高精尖创新中心王宏伟教授、生命学院博士后刘楠、清华大学药学院饶燏教授以及北京大学化学与分子工程学院彭海琳教授为本文共同通讯作者，清华大学生命科学学院2019级博士生陆叶、博士后刘楠，药学院2019级博士生刘永波以及北京大学化学与分子工程学院博士毕业生郑黎明为本文共同第一作者。王宏伟课题组王家博士、2020级博士研究生杨君豪、2020级博士研究生贾霞、2022级博士研究生资沁茹以及实验室其他成员对该工作提供了重要帮助。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、北京生物结构前沿研究中心、清华-北大生命科学联合中心、科学探索奖和中国博士后科学基金等的支持。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-34579-w

《RISE大招》前情回顾：与RISE之相遇、相知、相恋和相爱。本系列前几集讲述了RISE拉曼-电镜一体化系统在传统扫描电镜“心有余而力不足”的分析困境下一跃而出到它对于无机材料分析的武功路数：无机相鉴定、金属夹杂分析、结构和结晶度分析等等。（前三集链接：点击下列文字即可快速查看）。01 “我的前半生”结束了，后面的科研之路就靠它了！02 无机材料分析，RISE还有这些大招！03 《RISE大招》无机材料之结构分析和结晶度分析今天呢，主要给大家讲讲RISE对于无机材料中微量元素分析、取向分析和取向应力分析的解决方案。无机材料之微量元素分析在传统的电镜中，由于EDS的检出限为0.1%，所以对于一些微量元素的分析来说较为困难。尤其是要做微量元素或者差异很小的面分布来说，EDS往往不能满足我们的需要。虽然拉曼光谱并不能直接得到元素含量和分布分析，但是有时候微量元素的变化足以引起对应的特征拉曼峰的变化。此时便可利用拉曼光谱去进行微量元素的分析。 如下图，为某矿物试样。Nd元素含量较低，EDS无法通过Mapping将其分布准确的显示。 如果要点扫描，虽然单点数据可以比mapping更准确的测出Nd的含量，但是无法得到分布。如果要仔细分析，需要用户选择很多个测试点进行分析。但是这样得到的数据工作效率很低，数据整理困难，且准确性也难以评价。 而在RISE下则可以先进行拉曼面扫描，发现Nd元素对应的特征峰的积分强度随元素含量而有变化。元素Nd含量偏高的区域的拉曼光谱和红色接近，含量偏低的和蓝色谱图接近，所以根据谱图拟合后得到了根据Nd元素含量而得到的RISE图像。很快的可以找到Nd元素含量偏高或偏低的区域。根据RISE图像，我们还可以再去进行EDS分析，对含量偏高或偏低的区域做更精确的EDS定量分析。这比没有RISE图像仅根据SEM图像随机选点采集很多个数据点，再进行后期分析，无论是准确度还是效率上均要提高很多！无机材料之取向分析取向是晶体材料的重要基本参数，拉曼光谱虽然不能像EBSD一样直接进行晶面指数的分析，但是对于很多无机材料来说，取向不同其拉曼特征峰也会产生积分强度不同或者峰位有所偏移的情况。 如下图，试样为白铁矿晶体，主要成分为FeS2，结构属斜方双锥晶类，对称性较低。在RISE系统下，SEM图像获得了明显的ECC衬度，然后再进行拉曼光谱面扫描，发现不同晶粒的拉曼特征谱线有一定的变化，其峰的积分强度和峰的位置都随取向有一定的关系。进行谱线拟合后，得到了随取向变化的RISE图像。虽然我们不能得到每个晶粒的精确的取向，但是晶粒的分布及大小却可用非常清楚的从RISE图像获得。RISE不同于EBSD识别衍射花样，它另一个角度为分析晶粒提供了一定新的方法。 无机材料之取向应力分析应力测试也是无机材料分析的重要方面，目前微区应力分布测试主要手段是EBSD，通过测试取向差的分布来间接的反应的情况下。但是EBSD分析手段又有一定的局限性。 拉曼光谱也可以间接的反应应力的情况。如果存在压缩应力，特征峰会往高波数方向移动；反之，若存在拉伸应力，特征峰会向低波数方向移动。且应力越大，特征峰的位移越大。 RISE系统的拉曼成像能力非常强大，可以用特征谱线的位移来进行成像。如下图，对做过纳米压痕的单晶硅表面进行RISE成像。发现压痕中心区，特征峰往高波数方向移动，周边往低波数方向移动。根据此规律成像后，得到了纳米压痕区域，硅表面的压缩和拉伸应力分布图。 RISE七十二般武艺，招招新奇，但一招一式，每一个路数都为更好地帮助您的科研分析而生。除了应对传统扫描电镜分析能力薄弱的问题，RISE系统还切实突破并解决了传统意义上的电镜-拉曼联用系统的种种分析弊端，采用了扫描电镜-拉曼光谱一体化的硬件和软件设计，使得综合分析更加行之有效。《RISE大招》下集看点：说了这么多，是时候总结一下啦~Hahaha...关于TESCANTESCAN发源于全球最大的电镜制造基地-捷克Brno，是电子显微镜及聚焦离子束系统领域全球知名的跨国公司，有超过60年的电子显微镜研发和制造历史，是扫描电子显微镜与拉曼光谱仪联用技术、聚焦离子束与飞行时间质谱仪联用技术以及氙等离子聚焦离子束技术的开拓者，也是行业领域的技术领导者。↓ ↓ ↓ 观看RISE大招全系列，请戳：01 “我的前半生”结束了，后面的科研之路就靠它了！02 无机材料分析，RISE还有这些大招！03 《RISE大招》无机材料之结构分析和结晶度分析

近来，3D打印技术热浪频频袭来，异常火爆。一位从事该技术多年的研究者感慨：以前辛苦做研究，没人关注，得不到经费支持 现在是被捧上天，又走向了另一个极端。 　　像这位研究者一样，从事的科研工作随着社会关注的&ldquo 冷热&rdquo 坐起&ldquo 跷跷板&rdquo 的人不在少数。现实中往往有这样的情形：当某个概念火起来，或某个研究项目被一些权威人士论证为有远大前景时，大量资金、人力等资源便立刻向其倾斜 但同时，有一些基础性的、急需支持的科研项目，因为缺少眼球度而&ldquo 冷暖自知&rdquo 。 　　如果单从获得资金投入这方面看，像3D打印技术的研究者是幸运的。不过，&ldquo 冷&rdquo 不好，&ldquo 热&rdquo 到过度未必就是好事。火起来之后，又有了新烦恼：由于公众对3D打印技术缺乏了解，期许过高。因此过不了几年，或许当研究成果达不到预期时，反而很快就会从云端跌落。 　　科研冷暖应有度，太冷或太热都不利于科研的健康推进。仍以3D打印技术为例，作为一种与传统制造方法不同的技术手段，它的确具有一些传统方法无法比拟的优势，但却决非无所不能。经过最初的兴奋时期，在欧美主要国家，人们已经对3D打印技术有了比较理性的认识，随着材料和设备功能方面的不断完善，其在产业上的应用也不断扩展。而眼下国内对3D打印技术则似乎还停留在热捧应用阶段，没有进一步思考产业发展的瓶颈等难题。过度热炒而致迷失方向，正是有识之士所担心的。 　　科学研究有一定的发展规律，一项技术的进展、突破，需要相应的外在环境支撑，并不是所有的研究经过高关注、高投入就能大步向前，更何况有些还是炒作出来的热度。因而，当一些科研项目被热炒升温时，我们不妨浇点凉水，让它降降温，清醒清醒，回头看清楚困难在哪里。 　　而且，支撑社会均衡发展的是一个全面的科研体系，从自然科学到社会科学，从基础研究到高新技术等等，可以有侧重但不宜有偏废。这就需要统筹规划、未雨绸缪的智慧。因此，浇凉水之时别忘了给&ldquo 冷&rdquo 的研究添点柴，升点温，给科研系统创造一个合适的成长环境。 　　还应该引起注意的是，在科学界，部分研究者和科研机构自己身上也有趋热避冷的倾向。&ldquo 热&rdquo 的科研项目，通常容易立项，比较快出成果，名利双收。一个热点出现，不管自身有无科研基础、研究规划，也有科研人员一拥而上，这种&ldquo 逐热而动&rdquo 的科研取向，不仅不利于取得有价值的成果,也影响了科技资源的配置和效率。 　　因此，要推进科研良性健康发展，有关科研管理机构应该努力为科学研究营造良好适合的环境，科研人员也应有自己的眼力和定力，而不是盲目追求所谓的热点科研项目。

1月26日，第十四届全国政协常委、经济委员会副主任、中国国际经济交流中心常务副理事长毕井泉在第十五届健康中国论坛上发表主题演讲。本次演讲生物医药产业发展、医疗领域人员就业、养老保险、农民工市民化、污水处理达标排放等五个方面介绍推进健康中国建设的方案。在生物医药产业发展部分，毕井泉强调了当前行业面临的资金挑战，指出生物医药创新是一个高风险、高投入、长周期的漫长过程，如果不能融入新的资金支撑实验室研究、动物试验、人体一二三期临床试验，生物医药的创新可能戛然而止； 建议应当研究改革创新药价格形成机制。创新药定价，涉及鼓励创新、专利市场独占、投资人回报、医保资金支付、患者可及等一系列重大问题；此外，明确了一系列该领域应该研究的内容。如果相关政策和相关工作落实到位，将为我国生物医药产业的发展带来新的动力。第十四届全国政协常委、经济委员会副主任、中国国际经济交流中心常务副理事长毕井泉毕井泉，现任中国国际经济交流中心常务副理事长、第十三届全国政协经济委员会副主任。历任国家发展改革委副司长、司长、秘书长、副主任，国务院副秘书长、机关党组成员，原国家食品药品监督管理总局局长、党组书记，国家市场监督管理总局党组书记、副局长。中共十八大、十九大代表，第十九届中央委员。一、生物医药产业发展，就是国民经济的高质量发展生物医药的创新与人民群众健康息息相关。发展生物医药产业是推进健康中国建设的迫切需要，也是以科技创新带动产业发展的需要。生物医药产业发展，就是国民经济的高质量发展。近十年来，中国生物医药产业实现了跨越式发展。2011年以来我国批准上市新药510个品种。目前在研的生物医药管线占全球35%。通过仿制药质量疗效一致性评价和按新标准批准上市的仿制药8400多个品规。近三年，有11个新药在美国批准上市，跨国公司购买国内创新药企业的研发项目每年30多起，仅去年12月份以来就有12起。百利天恒与施贵宝达成协议的一个项目交易金额高达84亿美元。目前生物医药产业正遭遇资本“寒冬”。据医药魔方数据，中国创新药一级市场融资金额2020年为869亿元、2021年为877亿元，2022年下降到433亿元，比上年下降50%；2023年降为309亿元，比上年又下降29%；两年累计下降65%。生物医药板块股价大幅度下跌，二级市场融资面临严重困难。毕井泉指出，生物医药融资大幅度下降意味着很多生物医药企业面临严重的资金困难。生物医药创新是一个高风险、高投入、长周期的漫长过程，如果不能融入新的资金支撑实验室研究、动物试验、人体一二三期临床试验，生物医药的创新可能戛然而止。 为支持生物医药产业发展，帮助企业度过资本寒冬，提升企业市场信心，毕井泉建议，应当研究改革创新药价格形成机制。创新药定价，涉及鼓励创新、专利市场独占、投资人回报、医保资金支付、患者可及等一系列重大问题。生产是消费的前提。鼓励创新是当前的主要矛盾。中办国办日前印发的《浦东新区综合改革试点实施方案（2023－2027年）》中提出，依照有关规定允许生物医药新产品参照国际同类药品定价。这是一个让业界充满希望、值得期待的改革方向。我们应当：1、研究取消创新药进入医院的各种限制；2、取消医院药事委员会批准采购新药的规定；3、提高医疗服务价格；4、推进医药分开；5、鼓励医生走出医院开办诊所；6、鼓励全科医生到社区和农村执业。我们应当研究：1、支持符合科创板第五套标准的创新药企业上市；2、鼓励龙头企业增资扩股；3、开展企业并购；4、恢复二级市场的融资功能；5、鼓励地方政府设立生物医药母基金；6、支持生物医药早期投资。我们应当研究：1、把细胞治疗和基因治疗从外商投资负面清单中移除；2、允许临床数据的跨境流动；3、促进生物医药国际合作；4、开辟生命科学新赛道。在生物医药领域，我们尤其需要增强宏观经济政策取向一致性。按照把生物医药产业作为战略性新兴产业的要求，对涉及生物医药的研发、注册、生产、使用和支付各个环节进行“取向一致性”评估，及时调整取向不一致的政策，确保同向发力、全链条支持，帮助这个战略性新兴产业从资本寒冬中走出来，以科技创新带动经济发展。二、医生护士比例提高到1:4，医疗领域可以增加1500万人就业 中国居民日益增长的医疗健康需求与医疗资源发展不平衡不充分之间的比较突出，根源在于医疗服务价格长期偏低，制约了医疗服务供给的增加。毕井泉举例说，住院普通病房普遍是4人间、6人间，甚至8人间，加上陪护的护工，挤在一个狭小的空间里，患者很难得到很好的休息。现在城镇居民平均住房面积已达30多平方米，人们愿意多支付一些费用改善住院条件。如果把医疗机构的部分病房改造为2人间或3人间，把一些城市里的烂尾楼改造为医院的住院部，并相应提高住院费标准，既可增加建筑业的需求，扩大建筑业农民工就业，又可以改善患者住院环境，促进健康中国建设。再如，我国医生与护士的比例为1:1，低于国际平均水平的1:3，住院患者不得不每天花费200~300元请护工。如果把护理费标准提高到护工的水平，使护理费能够覆盖护士工资性支出，就可以大量增加护士就业。如把医生护士比例提高到1:4，可以减少很多患者家属陪护的劳动损失，医疗领域可以增加1500万人就业。三、建议把征收工资6%的职工医疗保险金（统筹部分）改为医疗保险税应对人口老龄化挑战，是推进健康中国建设的重要内容。人口老龄化叠加人均寿命增加，老年人养老服务问题愈加突出。老年人养老的核心问题是医疗和失能照护。毕井泉建议，加快发展多层次、多支柱养老保险体系，对满足老年群体多层次生活需求、促进养老保险制度可持续发展具有重要作用。老年人患病是大概率事件，对这种必然性的问题应当研究通过政府提供公共服务的方式，解决老年人医疗和失能护理问题。建议把征收工资6%的职工医疗保险金（统筹部分）改为医疗保险税，专项用于65岁以上老人的基本医疗和照护服务，委托社保机构经办。同时，鼓励保险公司推出老年人补充商业保险，解决看专家、吃好药、住单间等多层次医疗需求。这将极大地刺激养老产业发展，并释放攒钱养老工作人群的消费需求。四、农民工享受当地均等化公共服务尚没有真正落实，扎实推进农民工市民化农村留守儿童、留守妇女、留守老人的身心健康是很大的社会问题。城镇化的核心是人口城镇化，解决农民工住房是推进城镇化健康发展的关键。 “我国在城镇工作的农民工近3亿人，已占到城镇就业人员的近65%。农民工享受当地均等化公共服务尚没有真正落实。根源在于住房问题没有解决，配偶孩子无法进城”。毕井泉说。推进农民工“市民化”进程，关键是把农民工纳入城镇住房保障范围。毕井泉认为，有了住房，就可以把农村的留守儿童、留守妇女和留守老人接入城市一起生活，实现家庭团聚，子女就可接受城市的中小学教育，推进人口城镇化进程，从根本上解决城乡二元结构问题。五、实现污水全部处理达标排放，是生态文明建设的重大问题据住房城乡建设部统计，我国城市污水处理率97%，建制镇76%，农村只有37%。污水处理率低，主要原因是污水管道缺乏，污水收集不起来。我国污水管道长度37万公里，雨污合流管道10万公里，合计47万公里，只相当于供水管网长度110万公里的43%。 “排水管网也不能适应城市发展需要，很多城市都存在暴雨内涝的问题。”毕井泉指出，地下管网还涉及电力、热力、燃气、电信等多个部门，多头管理，道路反复开挖，造成极大浪费。据北京市测算，如以百年计算，统一建设地下管廊比分头建设维护节约成本60%。地下管网建设需要大量资金投入。我国上世纪八九十年代解决电力、交通、通信等基础设施建设的经验，就是在相关产品和服务上加收专项建设基金。如电力加价专项用于电力建设，铁路加价专项用于铁路建设，加收电话初装费，收取民航机场建设费，贷款修路、收费还贷等。正是采取了这些措施，保证了基础设施建设的投入，为我国经济腾飞奠定了坚实的基础。我们现在有条件对进入地下管网的公共服务通过加价方式筹措资金专项用于地下管网建设。毕井泉算了一笔账，初步匡算，如果把入网的电力、供水、供热、供气、电信平均加价10%，每年可以筹措6000亿元。加上市场融资，每年可用于地下管网建设资金3万亿元。这既促进了生态文明建设，从源头上解决水体污染问题；又可以拉动钢材、水泥需求，增加就业，促进经济增长。今年可以先在发行超长期国债中划出一部分，专项用于地下管网建设。“上述五大领域（生物医药产业发展就是国民经济的高质量发展、医生护士比例提高到1:4、建议把征收工资6%的职工医疗保险金改为医疗保险税、农民工享受当地均等化公共服务尚没有真正落实、实现污水全部处理达标排放），都是与健康中国建设有关的产业，都是有需求无供给或供给严重不足的领域。只要解放思想，深化改革，认真设计方案，精心组织实施，一定能收到功在当代、利在千秋的实效”。毕井泉说。（资料整理自人民日报健康客户端）

氧化石墨烯液晶材料由于其片径之间产生取向堆叠而展现出独特的物理性能，让其在光电器件、储能器件和电磁屏蔽领域的应用备受关注。片径取向程度也影响着材料相应的性能。近日，中科院苏州纳米所钱波课题组开发了一种新型氧化石墨烯液晶材料的制备方法，并成功制备了片径具有长程高度取向的氧化石墨烯液晶材料。该方法依据氧化石墨烯分散液的流变参数和衣架式挤出模具的设计，借助摩方精密PμSL 3D打印技术（NanoArch S140），定制化的制备出100 μm狭缝厚度的衣架式挤出模具；随后利用此模具在玻璃衬底上挤出氧化石墨烯液晶材料，成功制备出取向结构的氧化石墨烯液晶材料，并且该材料在偏振显微镜下未观察到明显双折射条纹。该成果以“Preparation of graphene oxide liquid crystals with long-rangehighly-ordered flakes using a coat- hanger die”为题发表在RSCAdvances期刊上。原文链接：https://doi.org/10.1039/D1RA01241J图1 长程取向结构氧化石墨烯液晶材料制备示意图图2 五组不同浓度的氧化石墨烯分散液（2mg/mL~10 mg/mL标记为GO-2～GO-10，片径直径约为50μm）的流变测试结果从流变测试中可以看到，氧化石墨烯分散液的剪切粘度与剪切速率呈非线形关系，是一种典型的非牛顿流体，并且存在剪切变稀现象（shear-thining），这是由于剪切应力使氧化石墨烯片径取向由相互交错趋于相互平行，从而呈现出较低的粘度特性。另外，随着剪切应力的增加，分散液的剪切粘度逐渐降低，这也意味着较大的剪切应力可以使氧化石墨烯片径整体更具有取向性。因此衣架式挤出模具的尺寸和精度对制备长程取向结构的氧化石墨烯液晶材料有着重要的影响。图3 挤出模具的制备实物图和相关设计尺寸图3是通过摩方精密PμSL 3D打印机（NanoArchS140）制备出的衣架式挤出模具实物图，模具实际尺寸与设计保持一致，并且狭缝厚度尺寸十分精确，宽度幅度在2%以内，这也有利于减少材料挤出过程中因尺寸不精确而引起的湍流等副作用的产生。图4 a)未经过挤出模具挤出的氧化石墨烯材料，b)经过挤出模具挤出后的氧化石墨烯材料；尺寸标尺200 μm。从图4对比图中可以看出，经过定制化挤出模具挤出后的材料无明显的双折射条纹，这是由于氧化石墨烯片径高度取向，偏振光无法发生偏振。从偏振显微镜图片可看出，不同浓度的氧化石墨烯分散液经挤出模具挤出后均具有良好的片径长程取向结构。图5 a)经过定制化挤出模具制备的取向结构石墨烯气凝胶；b)未经挤出的无取向结构石墨烯气凝胶；尺寸标尺为200 μm图5为利用定制化挤出模具制备的取向结构石墨烯气凝胶材料，从材料截面电镜图中的红色箭头方向可看出，石墨烯片径具有明显一致的取向结构，并且如黄色箭头所示，氧化石墨烯片径之间相互连接良好，材料整体无明显的纵向空隙。利用此方法制备的片径长程取向结构的石墨烯气凝胶相较于片径无取向的石墨烯气凝胶材料而言，其导电性从32S/m提高到92 S/m，证明片径高度取向的结构能进一步提高气凝胶材料的导电性。 需要指出的是，衣架式挤出模具作为传统高分子液晶的制备工具的研究已开展很多，但受限于模具精度和尺寸多样性，目前未曾有过利用衣架式挤出模具制备氧化石墨烯液晶材料。摩方精密PμSL 3D打印技术因其高精度和高效的制备方法，让定制化的挤出模具应用于长程取向结构氧化石墨烯液晶材料的制备成为可能，并且100 μm的狭缝的厚度是目前衣架式挤出模具制备已知的最小值。依托于摩方精密的3D打印技术，未来对不同片径直径和浓度的氧化石墨烯分散液的液晶制备研究的可能性大大增加，有望能够进一步拓展片径取向结构的石墨烯基材料在众多领域内的应用。

985、211工程高校的去向终于有了定论。今天(3月7日)，教育部部长袁贵仁在列席全国政协十二届三次会议教育界别联组会议时透露，经教育部和财政部、国家发改委沟通，国家将继续支持985工程和211工程，但对两个工程的管理方式将要发生变化。 　　前段时间，网上传出国家要取消985工程和211工程的消息。袁贵仁今天正式作出回应：国家继续支持985工程和211工程的方向没有变。他说，这两个工程是一个好的平台，也确实作出了积极的贡献。但是，两个工程已经&ldquo 干了几届了，不能从开始第一天到最后一天，都是一个模式，总要与时俱进&rdquo 。 　　对此，教育部、财政部和国家发改委达成的共识是：强化一流。袁贵仁说，对大学就是要扶强扶优，使它更好。至于说有的学校办不下去，&ldquo 我认为办不下去不要紧，那是自然规律，符合教育教学规律。&rdquo 　　此次一流更强调的是学科。&ldquo 一流大学一定有个学科群，才能说是世界一流大学。&rdquo 袁贵仁说，因为数量的限制，有的大学既没有进入985工程，也没有进入211工程，但它有的学科可能是国内最好的，同样也要支持，这个支持范围也包括省属高校。 　　在经费使用效率方面，各个学校不尽相同。袁贵仁说，有的学校花钱多一些，效果很好，而有的学校花的钱多，效果不怎么好，还有的学校得到的支持不大，但确实作出了重大贡献。 　　所以，此次对一流大学的管理特别强调绩效。&ldquo 这不是戴帽子，而是有个帽子&rdquo ，袁贵仁说，戴了帽子之后还得考虑国家给钱的效益，每一分钱都要花好，要把它花到提高学校的办学水平和学生的创新创业能力上来。 　　李克强总理在今年的政府工作报告中指出，要&ldquo 建设世界一流大学和一流学科&rdquo ，袁贵仁认为，这既包括了对985工程和211工程的继承，也包括了将来在管理上，比如经费的拨放等方面进行调整。 　　&ldquo 大众创业、万众创新&rdquo 是今年的热词。今年的政府工作报告中也提到，&ldquo 要加强就业指导和创业教育&rdquo 。教育部此前已经出台了加强高校创新创业教育改革的相关文件。袁贵仁坦言，现在的教育没有最大限度调动学生创新创业的激情、能力和实际应用水平。现行的一些管理办法不能说是完全压制，但至少不是非常支持和鼓励学生创新创业。 　　袁贵仁还对去年出台的深化考试招生制度的一揽子方案作出了回应。在方案出台之后，民间不断有质疑的声音传出来，具体的操作环节也有争议。 　　袁贵仁也注意到各方面对此的评论，&ldquo 确实大家现在有些质疑。&rdquo 　　在袁贵仁看来，有质疑是好事，如果都是一片叫好的声音，就会放松警觉。他对教育界别的委员表态：&ldquo 欢迎大家继续关心这个工作的落实，包括可能修正原来的一些设想。&rdquo 　　袁贵仁希望全社会都共同关注这场改革，并把改革不断推向深入。毕竟高考是&ldquo 寒门子弟、农村子弟纵向上升的一个渠道，你不能把它弄得不公平&rdquo 。

“曼”谈光谱——荧光效应与抑制大家好，我是曼曼，好久不见，甚是想念。之前在介绍拉曼光谱的波长选择时，我们曾提到过“荧光效应”日常生活中荧光类物品随处可见，荧光笔、荧光粉、荧光灯等等，这些日常用品在为我们带来便捷的同时也给予了我们美的视觉享受。荧光效应是光与物质之间的一种作用方式，当紫外-可见光照射到物质时，物质可以重新释放出吸收的光，并且其波长大于入射光的波长。有色样品和大生物分子的荧光特性非常强，荧光分析法可以直接利用这些物质自身发射的荧光进行测定分析；还可以通过荧光试剂把不发射荧光的物质转化成能发射荧光的物质，再进行测定。但对于拉曼光谱而言，荧光却是一个致命的干扰，由于拉曼信号很弱，荧光信号又宽又强，会覆盖拉曼信号。所以选择适当的方式抑制荧光效应尤为重要。安东帕Cora家族抑制荧光的方式 【1064nm激发光波长】荧光物质在长波长激光照射下不容易发出荧光，图中蓝色曲线为785nm下物质的拉曼光谱图，拉曼信号几乎全部被荧光覆盖，红色曲线是1064nm下该物质的拉曼光谱图，没有荧光的干扰。【基线校正】拉曼光谱基线校正的示意图引自“白静. 拉曼光谱预处理关键技术研究[D].合肥工业大学,2019. ”荧光背景并不像拉曼峰那样的尖锐，一般较为平缓，可以通过多项式拟合或是其它方式拟合出荧光背景曲线，然后在光谱图中将其扣除，达到去除荧光干扰的目的。但是，该方法只能处理一些拉曼信号本身比较强的光谱，由于拟合误差的影响，系统会将一些强度弱小的拉曼峰误判为荧光背景加以扣除。如何保证质量？ 要保证洗手液达到消毒杀菌的要求，产品的浓度配比必须正确，快速、精确地获得产品成分的浓度数据，这是保证质量的关键。安东帕Abbemat 折光仪，只需一滴样品，按下按钮，10秒内即可得到准确数据。Abbemat折光仪可以显示浓度的质量和体积。其测量符合所有sop的要求及FDA的规定，无需专门知识或专业操作人员，简单操作。测量步骤 1、从Abbemat菜单中根据您的样品选择方法2、滴样品(0.1mL或更多)在折光仪上3、按下开始按钮4、见测量结果(如乙醇浓度)如此简单，安东帕折光仪可以在几秒钟内得到洗手液成分浓度数据，保证产品质量。

近日，云南省首个城市热岛效应监测站网在昆明主城区建成并投入运用，这不仅标志着昆明城市热岛效应强度评估研究工作正式启动，还将为昆明市建设世界知名旅游城市和2017年创建国家生态园林城市提供更全面的决策性依据。 　　城市热岛现象即城区和郊区的温度差异，是反映城市环境质量的重要指标，也是昆明市2017年创建国家生态园林城市的重要指标。城市热岛效应的重要特征是城区气温明显高于郊区。引起城市热岛效应的原因有多方面，如城市人口密集、建筑密布、各种消耗能量的设施不停地耗散大量的热能，高楼大厦林立，使城市中的气温、湿度及烟尘扩散与郊区截然不同，形成城市特有的城市气候，特别是气温和污染明显高于郊区。 　　昆明市主城区城市热岛效应监测站网建设按照&ldquo 四创两争&rdquo 的总体要求，紧紧围绕国家生态园林城市创建的城市热岛效应强度指标进行建设，更好地反映了国家园林城市和国家生态城市建设的最新成果。昆明市主城区城市热岛效应监测站网由昆明市气象局、昆明市创建办和昆明市园林绿化局共同出资，分别在昆明市月牙塘公园、圆通山公园和大观公园建设3套自动气象站，形成昆明城市热岛效应监测站网。观测内容包括气温、降水、湿度、风向、风速等气象要素。主城区城市热岛效应监测站网建成后，昆明市将进一步完善城市热岛效应动态监测机制，按年度发布城市热岛监测公报，跟踪研究昆明市城市热岛效应的形成机理和强度变化规律，推进城市组团规划设计、绿化隔离带设置及生态廊道建设，争取把昆明市城市热岛效应强度控制在2.5℃内。

中科院广州地球化学研究所赵振华研究员及研究小组在对河北省张家口东坪特大型金矿中钾化-硅化碱性正长岩研究中，发现了一种新类型的稀土四分组效应—MW复合型，该研究成果已作为科学通报2010年第15期封面文章发表。 　　赵振华研究员是国际上最早发现和研究高分异花岗岩及水岩作用过程中稀土元素四分组效应的地球化学家之一。他发现的稀土四分组效应—MW复合型显示了M型和W型稀土四分组效应同时出现在同一类岩石(矿石)中。对该种岩石中磷灰石和锆石单颗粒矿物的稀土组成原位分析一致显示了熔体结晶(岩浆)及热液流体交代叠加作用，并可能至少有两期热液活动。它揭示了具有MW复合型稀土四分组效应的东坪特大型金矿形成过程中熔体-流体共存及富Cl, CO2和Si, K, Al, 高温、中低盐度热液流体交代作用的叠加。该新发现丰富了稀土四分组效应的类型和内容，并为探讨与碱性岩浆的金成矿作用提供了新资料。 　　稀土四分组效应(tetrad effect)是由于镧系元素4f电子层1/4, 1/2, 3/4, 至完全充满状态其化学性质的差异性变化造成的。即La-Ce-Pr-Nd, Pm-Sm-Eu-Gd, Gd-Tb-Dy-Ho 和Er-Tm-Yb-Lu化学性质分组，Nd/Pm, Gd, Ho/Er 为分界点，每4 个稀土元素为一组，各组在化学过程呈现出更相似的性质。在球粒陨石标准化图解中形成四组上凸或下凹的曲线，分别称为M型和W型四分组效应,它完全偏离了岩石中常见的线性分布规律。在已有研究中发现的高演化岩浆岩、水溶液和热液成因矿物中M型和W型稀土元素四分组效应均是分别单独存在的。

中国科学技术大学教授曾长淦、副研究员李林研究团队与北京大学教授冯济课题组合作，通过构筑氮化硼绝缘层间隔的多种石墨烯基电双层结构，首次揭示了在层间拖拽这一复杂的多粒子输运过程中存在显著的量子干涉效应。相关研究成果日前在线发表于《自然-通讯》。量子干涉效应是量子力学中波粒二象性的直接体现。在固体材料中，弱局域化、普适电导涨落和Aharonov-Bohm效应等独特量子输运现象，都源于载流子扩散路径之间的量子干涉。然而这些量子干涉行为均发生在单一导体内的载流子输运过程，可以在非相互作用的单粒子框架下很好地解释。与之相比，诸如层间拖拽效应这种路径更为复杂的多粒子耦合输运中是否会展现出类似的量子力学行为，是一个重要的基础科学问题。所谓拖拽效应，是指对于两个空间相近但彼此绝缘的导电层构成的电双层结构，在其中一层（主动层）施加驱动电流，层间载流子之间的动量/能量转移会诱导另一层（被动层）载流子移动，从而在被动层产生一个开路电压或闭路电流。此前，拖拽效应被广泛用于研究载流子长程耦合特性，发现如间接激子波色爱因斯坦凝聚等层间关联量子态。然而，对这一独特输运过程本身的外场响应特性及可能的量子效应研究还十分缺乏。石墨烯基二维电双层结构为在二维极限下深入相关研究提供了很好的平台，作为天然且理想的二维电子气，石墨烯本身载流子类型和浓度均高度可调，且利用氮化硼作为绝缘层，两层石墨烯之间的间距可以低至数纳米，从而使得在更广阔参数空间内表征层间拖拽特性成为可能。此次研究中，研究团队构筑了双层石墨烯/氮化硼/双层石墨烯（以下称双层/双层）、单层/单层以及单层/双层等多个石墨烯基电双层结构。通过系统的外磁场下拖拽响应特性测试，研究团队发现在很大的温度/载流子浓度范围内，低磁场区间内拖拽磁电阻均会明显偏离经典库伦拖拽行为，并且这种偏离的符号直接取决于石墨烯层的能带拓扑性。如对于双层/双层和单层/单层体系，拖拽电阻在电子-电子区间的修正均表现为低场的电阻峰，而对于双层/单层体系，则为电阻谷。通过对拖拽输运过程的系统性分析，研究团队发现观察到的低场修正可以很好地归因于由时间反演和镜面对称联系起来的两个层间拖拽过程之间的量子干涉，而其干涉路径则由空间分隔的两个石墨烯层层内载流子扩散路径共同组成。这种层间量子干涉的产生依赖于两层石墨烯中空间重叠的扩散路径的形成，其中中间绝缘层的杂质势散射起到至关重要的作用。研究人员认为，这一新型量子干涉效应的发现，将固体材料中的量子干涉行为，从单一导体内单一粒子输运行为，拓展到多个导体间多粒子耦合输运过程，进一步丰富了量子干涉的物理内涵。此外，相比于传统层内量子干涉导致的磁阻修正，层间量子干涉导致的拖拽磁电阻的修正显著增大，从而有望为发展新原理存储器件提供新的思路。

有机场效应晶体管(organic field—effecttransistors)作为新一代电子元器件，自1986年问世以来，引起了学术界和工业界的广泛关注。与传统的无机半导体材料相比，有机半导体具有材料来源广，制备工艺简单，可与柔性衬底兼容等优点，在众多领域具有广泛的应用。有机场效应管性能的调解可以采用两种不同的手段：一、通过化学修饰来调解分子聚集态结构与界面电荷陷阱；二、提高载流子注入电的效率，通常方法为采用钙、镁等低功函数材料或采用复合电，减小接触电阻。Science China Chemistry近发表的一篇文章，报道了一种基于C60单晶的新型有机场效应管。通过PFN+Br-中间层的引入，大大地减小了电与半导体层的接触电阻，提高了载流子注入电的效率。其电子迁移率高达5.60cm2V-S-，阈值电压能够低至4.90V，性能远远高于没有PFN+Br-中间层的器件。 图1. C60带状晶体的形貌与晶体结构图：（a）C60晶体光学成像图；（b）C60晶体的AFM形貌图；（c）C60晶体的TEM成像图；（d）C60晶体的SAED图本研究采用美国Delong公司生产的超小型低电压透射电镜—LVEM5来表征C60的单晶带结构（如图1c所示），其主机采用Schottky场发射电子枪，能够提供高亮度高相干的电子束，并可直接放置于实验室的桌面上。在输出曲线中可以看出，IDS与VDS具有良好线性，表现出良好饱和特性。（如图2所示）。图2. 场效应管的性能表征：C60单晶不涂覆（a-c）/涂覆（d-f）共轭聚电；(a,d)转移曲线图；（b,e）45个器件电荷迁移率柱状图；（c,f）输出曲线图LVEM5加速电压只有5KV，但可以实现1.5 nm的分辨率，纳米结构可以获得高质量的电镜照片，且直接保存Tiff格式，无需转码。无需液氮，无需专人操作管理，操作维护简单快捷，是实验室的理想选择。* 展会快讯：Quantum Design中国子公司参加了 10月17-22日 在 成都 举办的“2017年电镜年会”，欢迎各位感兴趣的老师、同学亲临展台，参观指导，我们随时期待与您相会！ * 参考文献：Enhanced performance of field-effect transistors based on C60 single crystals with conjugated polyelectrolyte. Sci China Chem. April (2017) Vol.60 No.4.相关产品及链接：LVEM5 超小型透射电子显微镜 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C157727.htmRHK 扫描探针显微镜 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C44442.htm电导率-塞贝克系数扫描探针显微镜 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C71734.htm美国RHK无液氦低温STM/qPlusAFM系统 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C205015.htm超高分辨散射式近场光学显微镜 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C170040.htm

磁性材料是构成现代工业的重要基础性材料，在永磁电机、磁制冷、磁传感、信息存储、热电器件等领域扮演着重要角色。在自旋电子学前沿领域，利用磁性材料中的磁矩引入额外对称性破缺效应是一个研究热点。最近，中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室的朱礼军团队在单晶CoFe (001)薄膜器件中观测到各向异性的平面能斯特效应（Planar Nernst Effect），其强度随 (001) 晶面的晶格方向强烈变化并呈现面内双轴各向异性（见图1）。当磁矩在外磁场驱动下在薄膜材料平面内旋转时，电流产生的温度梯度导致的平面能斯特电压表现为一个sin2φ依赖的二次谐波横向电压信号（φ为磁矩相对电流的夹角）。这种有趣的各向异性平面能斯特效应被认为主要起源于内禀的能带交叠效应，可能对谐波霍尔电压、自旋扭矩铁磁共振、自旋塞贝克等自旋电子学实验的分析产生重要影响（见图2），有望应用于能量收集电池和温度传感器等。然而，这种平面能斯特效应的各项异性并没有导致任何极化方向的非平衡自旋流（Spin Current）或自旋轨道矩（Spin-Orbit Torque）的产生。该工作以“Absence of Spin-Orbit Torque and Discovery of Anisotropic Planar Nernst Effect in CoFe Single Crystal”为题发表在期刊Advanced Science上 [链接:https://doi.org/10.1002/advs.202301409]。朱礼军研究员为通讯作者，博士后刘前标为第一作者，博士生林鑫作为合作者完成了有限元分析并参与了器件的加工测量。该工作的完成离不开中国科学院半导体研究所赵建华研究员（单晶CoFe样品生长）、周旭亮副研究员（光刻工艺）、北京师范大学熊昌民副教授（PPMS测试）、袁喆教授（能带理论讨论）的支持和帮助。相关工作得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金委面上项目和中国科学院战略先导专项的资助。图1. （a）双十字霍尔器件中的平面能斯特效应；（b）CoFe (001)平面能斯特电压的各向异性。图2. 各向异性平面能斯特效应对（a）谐波霍尔电压、（b）自旋塞贝克、（c）自旋扭矩-铁磁共振等自旋电子实验的广泛影响及其在（d）热电器件方面的应用案例。

缓解城市热岛效应 | 实现节能措施 ——功能性材料的光学特性评价 在城市住宅和商业楼宇密集地区，往往可以观测到“热岛效应”（Heat Island Effect）的存在。由于城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得城市地区升温较快，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温。这种现象尤其在北京、上海、东京、纽约等大城市较为显著。它严重危及着人们的生活与健康，而且高温促使人们更多的使用空调、电扇等制冷设备，而这些都需要消耗大量的电力，这完全有悖于节能理念。因此，现在很多住宅和大厦等建筑物的屋顶、外墙涂料以及道路施工材料都采用可以把太阳光中红外线产生的热量返辐射回去的特殊材料，以此来抵挡室外热量传入室内。比如，目前已研发出可降低红外线透射率的玻璃膜等。艺术家兼摄影师 Nikolay Lamm 通过一组热成像照片，对比展现了纽约市的另一面 日立紫外可见近红外分光光度计UH4150，作为分析光学材料性能的重要工具之一，可用于研究解决“热岛效应”和能源浪费问题的功能性材料的光学特性。应用1：隔热涂料隔热涂料和普通涂料颜色一样，它可以反射太阳光中的红外线，防止热辐射进入到建筑物内部。将这种隔热涂料涂于住宅或大厦的屋顶，不但可以起到隔热的作用，还不影响建筑物外观。解决“热岛效应”的同时实现了空调系统的高效节能。因此，近年来隔热涂料的光学特性测定受到广泛的关注。这里，我们准备了黑色隔热涂料和普通涂料两种样品，通过UH4150的检测，对比它们的光学反射率。详细解决方案：https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/s898101.htm应用2：调光膜以建筑物内部损耗热量较大的窗户为例，太阳光通过窗户射入室内，会使室温升高。为此，我们通过采用能够阻断红外光射入，只允许可见光射入的窗户玻璃专用功能性薄膜。这种薄膜就是调光膜，它可以大幅降低太阳能热量进入室内。与传统的百叶窗和窗帘不同，调光膜依然保证室内光照充足、房间明亮，而且室外风景一览无余。此外，它还可以间接提高室内空调系统的制冷效率，达到高效节能的效果。下面，我们也对调光膜的透射率作了进一步的分析。详细解决方案：https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/s898100.htm城市“热岛效应”，由于人为原因，改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，加之近年来空气污染的雾霾现象，现已应引起人们的高度重视，治理刻不容缓。多个城市社区现已积极修复生态体系、改造新建城市基础设施建设，全面推进海绵城市建设。日立集团基于“通过开发先进的自主技术和产品为社会做贡献”这一企业理念，希望通过自主研发技术对解决“热岛效应”问题这一重要的社会课题做贡献，实现可持续发展社会的目标。日立高新技术公司是日立集团旗下的一家仪器设备子公司。全球雇员超过10000人，在世界上26个国家及地区共有百余处经营网点。企业发展目标是"成为独步全球的高新技术和解决方案提供商"，即兼有掌握最先进技术水准的开发、设计、制造能力和满足企业不同需求的解决方案提供商身份的综合性高新技术公司。其产品涵盖半导体制造、生命科学、电子零配件、液晶制造及工业电子材料。其中，生命科学领域产品包括电子显微镜、原子力显微镜和分析仪器（色谱、光谱、热分析）等。

由德国哥廷根大学领导的一个国际研究团队在最新一期《自然》杂志上发表论文称，他们在对天然双层石墨烯开展的高精度研究中，发现了新奇的量子效应，并从理论上对其进行了解释。这一系统制备简单，为载荷子和不同相之间的相互作用提供了新见解，有助于理解所涉及的过程，促进量子计算机的发展。2004年，两位英国科学家用一种非常简单的实验方法从石墨中剥离出石墨片，并借助特殊胶带得到仅由一层碳原子构成的石墨烯。石墨烯是强度最高的材料之一，具有很好的韧性、超强导热性与导电性，应用前景十分广阔。如果将两层石墨烯彼此以特定的角度偏转，所得到的系统甚至会表现出超导性和其他激发量子效应，如磁性。但迄今为止，很难制备出这种偏转的双层石墨烯。在最新研究中，科学家们使用了天然形成的双层石墨烯。他们首先使用简单的胶带从一块石墨中分离出石墨烯样品。为观察量子力学效应，施加了垂直于样品的高电场。他们发现，所得到系统的电子结构发生了变化，且拥有类似能量的电荷载流子出现强烈的累积效应。研究进一步发现，在略高于绝对零度（-273.15℃）下，石墨烯中的电子可相互作用，出现了各种意想不到且复杂的量子相。如相互作用导致电子自旋对齐，使材料在没有施加外部影响的情况下具有磁性。通过改变电场，研究人员也能不断改变双层石墨烯中载流子相互作用的强度。此外，电子运动的自由度在特定条件下会受限，形成电子晶格，且由于相互排斥作用，不再有助于传输电荷，导致系统对电绝缘。哥廷根大学物理系托马斯韦茨教授表示，新系统的主要优势之一在于材料制备非常简单，研究人员不需要像以前那样在高温下才能获得所需结果，可用于进一步研究各种量子态及量子计算机等。

袁亚湘院士简介：在英国剑桥大学读完博士且留校做了几年研究后，1988年在他科研事业蒸蒸日上之时，选择从英国回国，入职中国科学院数学与系统科学研究院，成为了当时中科院最年轻的正研。2011年12月，袁亚湘当选中国科学院院士。长期从事计算数学、应用数学、运筹学等领域研究工作，他在非线性规划方面的研究成果被国际上命名为“袁氏引理”。袁亚湘院士资料图从“Learn”到“Re-search”讲座一开始，袁亚湘首先讲到研究生与大学生的差别，指出从大学生到研究生是一个从学习到研究的转变过程，用英语来表示即为从“Learn”到“Re-search”的过渡。他在这里着重分析了“Re-search”，告诉大家做研究可能要“翻来覆去地找很多遍”。袁亚湘说做研究也是一个从集体到个体的转变过程。读大学时，一个教室的人要考一样的试，答一样的卷子；但到了研究生阶段，即使是同属一个导师的学生，也有可能有各自不同的研究方向。他强调，研究生的道路是很艰难的，需要同学们做好充分的准备，做研究生不同于读大学，不可以只做个好学生，更要善于发现新问题，发掘新方法，勇于做出新东西。袁亚湘院士2019年在国科大中关村校区做客“院士大讲堂” 图源：中国科学院大学对于“研究生要做什么”这个问题，袁亚湘院士表示研究生目前的首要任务是学好基础课程，虽然分数可能没那么重要，但“分数高总没什么坏处”，并鼓励大家：“充分利用时间，多多学习”。研究生的另一个任务是完成一篇学位论文，其中包括选题、研究、撰写论文等部分。袁亚湘告诫大家，“每个人这一辈子也许只有这一篇博士学位论文，一定要引起高度重视。国家图书馆都有论文存档，谨防以后被自己的学生嘲笑。”这一番话引得同学们哄堂大笑。在谈到培养研究生的目标时，袁亚湘说研究生要培养的是做研究的能力，并提醒大家做研究不等价于写论文，会写论文不等于会做研究，如果研究做得足够好，论文是水到渠成的事情。作为研究生，应该有远大的目标，脚踏实地且拥有足够的自信。如果不思考，人再聪明也无济于事袁亚湘提到了三个重要的因素：思考、兴趣和坚持。思考，就是要逼着自己去想问题，要不断地思考，不可朝三暮四，也不能浪费了自己的聪明才智。灵感并非凭空而来的，而是与思考紧密相关的。他提到：“牛顿那么聪明都要思考，那我们有什么理由不思考呢？” 袁亚湘说：“最大的浪费，就是‘聪明人不去想问题’的浪费。每天晚上睡前想一下，今天自己思考了没有，如果没有思考，人再聪明，也无济于事。”想问题要想深、想透，并且要敢于问问题，善于问问题，勤于问问题。图源：中国科学院大学三个重要因素兴趣会带来无穷无尽的动力，即找自己感兴趣的事情去做，如果对某一研究方向有兴趣则会发挥出巨大的潜力，就像刚会走路的孩童会为钥匙如何打开锁孔而独自琢磨大半个小时，好奇和兴趣会促使大家做研究时能够持之以恒。在做科研时，我们常常会面对谁都没有做过的事情，这些事情当然是很难解决的，因此我们要有坚持的精神。针对如何提高自己的科研能力，袁亚湘表示这个问题并没有标准答案，需要自己不断地探索寻找，自己去“悟”。作为一个研究生，一定要培养发现问题、解决问题的能力。即使日后不做科研，做其它的事情也能得心应手。“其实认识自我是一件很难的事”袁亚湘说，他鼓励大家一定要发现自身之长，学会设计自我成长之路，平时要和导师多沟通交流，找到适合自己做的事情。现场听众中，九成以上都是国科大的在学研究生。从开始研究生学习生活，“如何做好研究生”的话题大家听过不止一次，但袁亚湘的讲座，总是有独特的魅力。在讲座中，他更像一位爱子心切的父亲。他不止一次提到同学们的身心健康：“开心最重要，如果我的孩子因学业而抑郁，作为父母，我一定不会希望看到这样的事情。” 他祝福同学们在研究生阶段成果丰富，生活多彩，并叮嘱大家一定要快乐科研，只有身体健康、心情愉快，做科研才更有动力。人的一生是长跑，研究也是一场长跑，打好基础很重要。图源：中国科学院大学提问环节讲座进入提问环节，现场举起几十只手，分会场及直播网站也不例外，学习和生活中遇到的困惑和问题顺着网络纷纷涌来。袁亚湘通过亲身经历和小故事的形式给大家分析问题，他和蔼的笑容和幽默的言辞让同学们倍感亲切，现场气氛热烈，掌声和笑声交织在一起。Q1 ：如何培养专业兴趣?很多同学选择专业是受父母影响的，可能本人对所选的专业并不是那么感兴趣，但是兴趣是可以培养的。首先应该要求自己尽可能做好手边的事，做得好就会收到正面的反馈，这样的成就感有利于兴趣的培养。如果尽了最大的努力还是做不好或是实在不感兴趣，人的一生很长，不是一定要坚持原来的方向，要思考自己喜欢什么、擅长什么，找到自己感兴趣并且擅长的东西。Q2：研究遇到瓶颈怎么办？冷静判断问题的类型：是研究走不通？还是超出自己能力范围？不能轻易放弃，也不要一条路走到黑，尝试把问题放几天再解决，以三个月为期限。Q3：如何平衡科研与生活，并保持积极乐观阳光的心态？无论哪个阶段，健康（身体和心理）是最重要的。遇到困难不是坏事而是常态，要开心对待，只有解决了困难才会有收获。Q4：选题阶段如何处理个人兴趣与导师方向的分歧？鼓励与导师的分歧并坚持自己判断，但是切勿好高骛远。主动与导师沟通交流，用理性说服导师，最终达成一致。Q5：请问您本科毕业后，四年从剑桥大学博士毕业是怎么做到的？其实做学位论文只有三年，如果大家真正努力去做一件事，选一个好的导师，指导一个好的方向，三年是足够的。Q6：女研究生是否在科研上存在劣势？如何解决？不要被世俗干扰，要有自信，正确对待此类问题，从做研究角度，女研究生也可以做的非常优秀。结合导师指导，通过自己详略得当的阅读，大致了解领域发展现状并能够基本完成一篇综述。梳理清楚：做了什么事？谁在做？自己对哪个点感兴趣？

目前我国已经初步具备了进行国际先进科学技术研发活动的条件和水平。随着越来越多外资研发中心进入我国，这些外资研发中心或将在我国形成一种技术溢出的“蝴蝶效应”，对我国建设创新型国家具有积极意义。 　　打开搜索网页，输入英文关键词，浏览最新的英文资讯，时不时嘴里还冒出一两句英文单词，这是王鑫每天工作中必不可少的事情。2007年王鑫离开某外资软件开发公司后，创办了自己的手机游戏开发公司。回顾创业经历时，王鑫说：“在学校时就想创业，现在发觉还是工作一段时间后再创业更有感觉。” 　　一只蝴蝶在巴西雨林轻扇一下翅膀，可能导致一个月后美国德克萨斯州的一场龙卷风。在专家看来，王鑫这种情况正是外资在华研发中心的一种人才溢出现象。随着越来越多外资研发中心进入我国，这些外资研发中心或将在我国形成一种技术溢出的“蝴蝶效应”，对我国建设创新型国家具有积极意义。 　　外资研发中心“扎堆”落户 　　商务部、财政部等四部门日前联合发布通知，就办理外资研发中心进口科技开发用品免征进口税收和采购国产设备全额退还增值税的有关事项加以细化，鼓励外资在华研发中心积极开展技术创新。 　　商务部新闻发言人姚坚此前曾表示，近年来跨国公司在华研发投入不断加大，而且外资研发中心的基础型、创新型本地化研究占比有所上升，越来越多的跨国公司将在华研发中心作为其亚太区研发总部，有些甚至升级为全球技术研发中心。 　　据不完全统计，目前跨国公司在华设立的各类研发中心超过1200家。截至2009年年底，商务主管部门批准的独立法人形式外资研发中心共465家，投资总额128亿美元，注册资本74亿美元，主要集中在上海、北京、广东、江苏和浙江。外资研发中心主要集中在技术密集型行业，如电子通信、生物医药、化工、软件设计等行业。 　　事实上，除了北京、上海等地，越来越多的外资研发中心开始在我国西部地区“扎堆”落户。 　　来自美国硅谷的应用材料有限公司今年在西安召开了股东大会。该公司2006年4月在西安投资建设了其全球太阳能研发中心，这是全球首个集合薄膜和晶体硅太阳能技术的大规模研发中心。该公司执行副总裁Mark Pinto还将家搬到了北京。 　　“简直是春潮汹涌。”成都高新区发展策划局局长汤继强这样形容外资研发中心入驻成都高新区的态势。 　　据成都天府软件园有限公司总经理杜婷介绍，目前排名世界前20强的软件企业有一大半在成都天府软件园建立了分支机构或研发中心。 　　业内人士共同的看法是，国际金融危机后，我国成为跨国公司寻求新发展的突破口，同时我国广阔的市场、相对充足的研发人才和研发成本较低的优势对跨国公司来华设立研发中心极具吸引力。 　　技术溢出效应 　　业内人士表示，在全球兴起开放式创新的趋势下，这些外资在华研发中心的研发创新活动对推动我国建设创新型国家，实现由“制造工厂”向“制造中心”、“创新中心”转变具有积极意义。 　　“外资在华研发中心80%-90%的员工会从本地雇佣。”汤继强说，外资研发中心具有培养高层次技术人才与管理人才的良好环境，本土员工可以在此积累大量经验，学习先进的知识技能，成为高层次人才，这些人将来还可能自主创业，这种人才外溢对于提高当地科技创新水平意义重大。 　　长城企业战略研究所所长王德禄认为，跨国公司在我国布局研发中心，增加了我国参与世界前沿技术竞争的机会，并可提升研发管理水平。国内充裕的资本与丰厚的人力资源、技术“知本”相结合，能够使外资研发中心的技术快速溢出和转移，迅速、持续地拉动产业结构调整，同时还能为我国训练一支庞大的技术管理人才队伍，这对我国参与国际竞争和自主创新具有积极作用。 　　“事实上，很多本土技术人员在外资研发中心的发展会遭遇‘天花板’，这种情况会使一大批人才从外资研发中心流出，即使这些人只是把外资研发中心的行为习惯带出来，都会形成一种良性溢出。”长期研究这一问题的中国科学院战略研究中心研究员刘海波博士说，知识具有特殊性，只要是有心人，哪怕只是到外资研发中心参观过一次，都会对其产生影响。 　　刘海波认为，目前外资研发中心的一种新趋势是开放式创新，他们不再局限于必须自己研发技术并生产、销售产品，开始在全球整合外部研发资源和市场化渠道，将其纳入自身的知识体系和创新战略的新型管理模式。“哪里创新资源丰富，就到哪里去”。在这种示范效应作用下，本土企业通过学习与模仿外资在华研发中心的内部组织方式、对高层次人才的管理方法与激励制度，可以在“干中学”实现技术进步。 　　创新工场首席执行官李开复曾表示，跨国公司在中国设立研发中心的正面意义很大，一是很多外资研发中心的研究成果是公开的，二是这些外资研发中心在与国内大学合作设立实验室，向其传播新的思想方法。他认为，这些外资研发中心在中国每雇佣一个人才，就有可能培养10个人才，并正面影响1000个人才。如今李开复也在以天使投资人的身份培育新人和新项目。 　　建立良好的创新生态环境 　　因为看好外资研发中心的技术溢出效应，目前我国各地、各部门都在加大吸引外资研发中心落户的力度。但也有不少人士提出，建设创新型国家最终还应依靠内生力量，由于外资研发中心对其知识产权有着严格的管理，这种溢出效应究竟有多大值得怀疑。 　　他们认为，这些外资研发中心通过在我国密集地申请专利，对关键性技术实施严格的专利保护，会对本土企业的创新与经营造成不利影响。与外资在华研发中心相比，国内科研机构在资金、人员、体制等方面均处于劣势，制约了本土科研机构与企业的创新和竞争力。此外，跨国公司对关键技术主导权的控制，会对我国产业的发展带来极大的影响，导致我国在新一轮国际分工中重新沦为“加工厂”。 　　对此，有专家表示，如果中外双方的技术水平差距较小，这种技术溢出效应就比较明显且容易被国内企业学习 反之应就会变弱甚至没有。目前国内的人才储备、技术资源储备、生产能力和技术水平已经初步具备了承接国际领先技术的能力，具备了进行国际先进技术研发的条件和水平。 　　王德禄说，这其中典型的代表就是我国的国家高新区。国家高新区是我国科教资源、高端人才和高新技术产业最为集中的政策区域，由于注重依靠科技创新的内涵式发展，国家高新区的创新创业环境进一步优化，在有效利用国内外科技资源，实现自主创新发展方面极具优势。 　　“事实上，关键在于我们是否拥有良好的创新生态环境，并且能够激发出生活在其中的人的创新能力。”刘海波认为，一种良好的创新生态环境要具备各种各样的创新要素，各要素之间有合作有竞争才会使这个创新生态环境充满活力，而且在不断地演变过程中延续下去。

图一，量子反常霍尔效应的示意图，拓扑非平庸的能带结构产生具有手征性的边缘态，从而导致量子反常霍尔效应 　　 　　图二，理论计算得到的磁性拓扑绝缘体多层膜的能带结构和相应的霍尔电导 　　 　　图三，在Cr掺杂的(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜中测量到的霍尔电阻 　　中新社北京3月15日电 (记者 马海燕)北京时间3月15日凌晨，《科学》杂志在线发文，宣布中国科学家领衔的团队首次在实验上发现量子反常霍尔效应。这一发现或将对信息技术进步产生重大影响。 　　这一发现由清华大学教授、中国科学院院士薛其坤领衔，清华大学、中国科学院物理所和斯坦福大学的研究人员联合组成的团队历时4年完成。在美国物理学家霍尔1880年发现反常霍尔效应133年后，终于实现了反常霍尔效应的量子化，这一发现是相关领域的重大突破，也是世界基础研究领域的一项重要科学发现。 　　由于人们有可能利用量子霍尔效应发展新一代低能耗晶体管和电子学器件，这将克服电脑的发热和能量耗散问题，从而有可能推动信息技术的进步。然而，普通量子霍尔效应的产生需要用到非常强的磁场，因此应用起来将非常昂贵和困难。但量子反常霍尔效应的好处在于不需要任何外加磁场，这项研究成果将推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展，可能加速推进信息技术革命进程。 　　美国科学家霍尔分别于1879年和1880年发现霍尔效应和反常霍尔效应。1980年，德国科学家冯克利青发现整数量子霍尔效应，1982年，美国科学家崔琦和施特默发现分数量子霍尔效应，这两项成果分别于1985年和1998年获得诺贝尔物理学奖。 　　相关链接 　　“量子反常霍尔效应”研究获突破 　　中国科学网 　　由中国科学院物理研究所和清华大学物理系的科研人员组成的联合攻关团队，经过数年不懈探索和艰苦攻关，最近成功实现了“量子反常霍尔效应”。这是国际上该领域的一项重要科学突破，该物理效应从理论研究到实验观测的全过程，都是由我国科学家独立完成。 　　量子霍尔效应是整个凝聚态物理领域最重要、最基本的量子效应之一。它是一种典型的宏观量子效应，是微观电子世界的量子行为在宏观尺度上的一个完美体现。1980年，德国科学家冯克利青(Klaus von Klitzing)发现了“整数量子霍尔效应”，于1985年获得诺贝尔物理学奖。1982年，美籍华裔物理学家崔琦(Daniel CheeTsui)、美国物理学家施特默(Horst L. Stormer)等发现“分数量子霍尔效应”，不久由美国物理学家劳弗林(Rober B. Laughlin)给出理论解释，三人共同获得1998年诺贝尔物理学奖。在量子霍尔效应家族里，至此仍未被发现的效应是“量子反常霍尔效应”——不需要外加磁场的量子霍尔效应。 　　“量子反常霍尔效应”是多年来该领域的一个非常困难的重大挑战，它与已知的量子霍尔效应具有完全不同的物理本质，是一种全新的量子效应 同时它的实现也更加困难，需要精准的材料设计、制备与调控。1988年，美国物理学家霍尔丹(F. Duncan M. Haldane)提出可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应，但是多年来一直未能找到能实现这一特殊量子效应的材料体系和具体物理途径。2010年，中科院物理所方忠、戴希带领的团队与张首晟教授等合作，从理论与材料设计上取得了突破，他们提出Cr或Fe磁性离子掺杂的Bi2Te3、Bi2Se3、Sb2Te3族拓扑绝缘体中存在着特殊的V.Vleck铁磁交换机制，能形成稳定的铁磁绝缘体，是实现量子反常霍尔效应的最佳体系[Science，329, 61(2010)]。他们的计算表明，这种磁性拓扑绝缘体多层膜在一定的厚度和磁交换强度下，即处在“量子反常霍尔效应”态。该理论与材料设计的突破引起了国际上的广泛兴趣，许多世界顶级实验室都争相投入到这场竞争中来，沿着这个思路寻找量子反常霍尔效应。 　　在磁性掺杂的拓扑绝缘体材料中实现“量子反常霍尔效应”，对材料生长和输运测量都提出了极高的要求：材料必须具有铁磁长程有序 铁磁交换作用必须足够强以引起能带反转，从而导致拓扑非平庸的带结构 同时体内的载流子浓度必须尽可能地低。最近，中科院物理所何珂、吕力、马旭村、王立莉、方忠、戴希等组成的团队和清华大学物理系薛其坤、张首晟、王亚愚、陈曦、贾金锋等组成的团队合作攻关，在这场国际竞争中显示了雄厚的实力。他们克服了薄膜生长、磁性掺杂、门电压控制、低温输运测量等多道难关，一步一步实现了对拓扑绝缘体的电子结构、长程铁磁序以及能带拓扑结构的精密调控，利用分子束外延方法生长出了高质量的Cr掺杂(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜，并在极低温输运测量装置上成功地观测到了“量子反常霍尔效应”。该结果于2013年3月14日在Science上在线发表，清华大学和中科院物理所为共同第一作者单位。 　　该成果的获得是我国科学家长期积累、协同创新、集体攻关的一个成功典范。前期，团队成员已在拓扑绝缘体研究中取得过一系列的进展，研究成果曾入选2010年中国科学十大进展和中国高校十大科技进展，团队成员还获得了2011年“求是杰出科学家奖”、“求是杰出科技成就集体奖”和“中国科学院杰出科技成就奖”，以及2012年“全球华人物理学会亚洲成就奖”、“陈嘉庚科学奖”等荣誉。该工作得到了中国科学院、科技部、国家自然科学基金委员会和教育部等部门的资助。(中科院物理研究所 作者：薛其坤等)

最新研究发现，全球大气尘埃——来自沙漠沙尘暴的微观空气传播颗粒等从沙漠等土地上产生的大气尘埃，对地球具有轻微的整体冷却效应，掩盖了温室气体引起的全部变暖。图源：NASA Scientific Visualization Studio该研究由加州大学洛杉矶分校发表于《自然综述-地球与环境》（Nature Reviews Earth and Environment）。研究发现，自19世纪中期以来，沙漠沙尘的数量增长了大约55%，这增加了沙尘的冷却效果。研究首次证明了大气沙漠尘埃的整体冷却效果。大气尘埃的一些影响使地球变暖，但由于尘埃的其他影响实际上抵消了变暖——例如通过将阳光散射回太空，驱散使地球变暖的高空云层，该研究计算出尘埃的整体影响是冷却的。“如果尘埃水平下降，甚至只是停止增长，变暖可能会加剧。” 研究的主要作者，加州大学洛杉矶分校大气物理学家Jasper Kok说。“我们发现沙漠尘埃增加了，并且很可能略微抵消了温室变暖，这是当前气候模型中缺失的。增加的灰尘并没有导致大量的冷却，气候模型仍然接近。但我们的研究结果表明，仅温室气体就可能导致比模型目前预测的更多的气候变暖。”Jasper Kok将这一发现比作在高速驾驶汽车时发现车辆的紧急制动器已部分接合。正如完全松开刹车可以使汽车行驶得更快一样，停止灰尘水平的增加可能会略微加速全球变暖。虽然自前工业化时代以来，大气沙漠尘埃水平总体上有所增加，但趋势并不稳定——一路上升和下降。由于有太多的自然和人为影响的变量会导致尘埃水平增加或减少，科学家无法准确预测未来几十年大气尘埃的数量将如何变化。“燃烧化石燃料产生的一些微小的空气传播颗粒也暂时有助于冷却。但是，尽管科学家们花了几十年的时间来确定这些人造气溶胶的后果，但到目前为止，沙漠尘埃的确切变暖或冷却效果仍然不清楚。研究人员面临的挑战是确定尘埃已知的变暖和变冷效应的累积效应。”“除了大气与阳光和云层的相互作用外，当尘埃落回地球时，它会通过沉淀在雪和冰上而变暗，使它们吸收更多的热量。尘埃还通过沉积铁和磷等营养物质来冷却地球。例如，当这些营养物质降落在海洋中时，它们支持浮游植物的生长，这些浮游植物从大气中吸收二氧化碳，从而引起净冷却效应。”Jasper Kok说。自1850年以来，人类活动使地球变暖了1.2摄氏度，或2.2华氏度。如果没有尘埃的增加，气候变化可能会使地球变暖多出约0.1华氏度。“随着地球接近科学家认为特别危险的2.7华氏度变暖，十分之一度都很重要。”“我们希望气候预测尽可能准确，而这种灰尘的增加可能会掩盖高达8%的温室变暖。通过增加沙漠尘埃，占大气颗粒物质量的一半以上，我们可以提高气候模型预测的准确性。这非常重要，因为更好的预测可以为如何缓解或适应气候变化的更好决策提供信息。”研究人员使用卫星和地面测量来量化空气中微观矿物颗粒的当前数量。他们确定全球有2600万吨这样的颗粒——相当于漂浮在天空中的约500万头非洲大象的重量。接下来，他们查看了地质记录，从冰芯，海洋沉积物记录和泥炭沼泽样本中收集数据，这些样本都显示了从天而降的大气尘埃层。来自世界各地的样本显示沙漠尘埃稳步增加。由于土壤干燥、风速提高和人类土地利用的变化，例如，将水用于灌溉，并将边缘沙漠地区变成牧场和农业用地，灰尘可能会增加。Jasper Kok说：“虽然由于这些类型的土地利用变化而导致的尘埃水平增加主要发生在世界上最大的沙漠的边界上，如非洲的撒哈拉沙漠和萨赫勒地区以及亚洲的戈壁沙漠，但类似的变化也发生在加利福尼亚州的欧文斯湖，现在也发生在加利福尼亚州的索尔顿海。”他强调：“虽然大气尘埃的增加在一定程度上掩盖了温室气体使气候变暖的全部潜力，但研究结果并未表明气候模型是错误的。气候模型在预测未来的气候变化方面非常有用，这一发现可以进一步提高其实用性。”

表面等离子体光刻（Plasmonic lithography）作为一种近场成像技术，具有可打破衍射极限的特性，能够为发展高分辨率、低成本、高效、大面积纳米光刻技术提供重要方法和技术途径，是下一代光刻技术的主要候选方案之一。目前，虽然已通过实验验证表面等离子体光刻可以满足微纳制造领域对14 nm及以下技术节点分辨率的要求，但随着集成电路特征尺寸的进一步缩小，严重的近场光学邻近效应（Near-field optical proximity effect，near-field OPE）不仅会降低曝光图形的分辨率，而且会增大曝光图形的失真现象，造成纳米器件物理性能及电学特性的偏差，进而影响到产品的功能和成品率，限制了表面等离子体光刻技术的实际应用性。为满足集成电路中对纳米结构器件的尺寸及质量的高性能要求，有效地解决表面等离子体光刻技术中存在的near-field OPE问题，中国科学院大学集成电路学院教授韦亚一课题组通过对表面等离子体光刻特有的近场增强效应进行定量表征，从物理根源上揭示了near-field OPE的产生机理，以及倏逝波（Evanescent waves）复杂的衰减特性和场分布的不对称性对曝光图形边缘特征尺寸的影响，并从光刻参数与表征光刻图形保真度的指标之间的数学关系出发，通过对曝光剂量和目标图形的联合优化，提出了基于倏逝波场强衰减特性进行空间调制的近场光学邻近效应矫正（Near-field optical proximity correction，OPC）的优化方法。相比于传统的OPC优化方法，该方法能够实现对近场高频倏逝波信息的空间调制，可提高优化自由度，能够更有效地提高表面等离子体光刻系统的成像及曝光图形质量，为批量生产低成本、高分辨率和高保真度的任意二维纳米图形奠定了技术基础，并为微纳米光刻加工技术的发展提供了理论支持。 3月30日，相关研究成果以Enhancement of pattern quality in maskless plasmonic lithography via spatial loss modulationh为题，发表在Microsystems & Nanoengineering上。研究工作得到中科院和中央高校基本科研业务费专项资金资助项目的支持。

兰州大学青藏高原大气粉尘气溶胶科考团队分别于2020年和2021年在喜马拉雅区域的亚东站和珠峰大本营站开展了粉尘气溶胶综合科学考察，获得了第一手观测资料，在喜马拉雅区域气溶胶辐射效应方面取得新认识。兰州大学青藏高原大气粉尘气溶胶科考团队于2020年6月11日至8月31日以及2021年5月20日至6月13日分别在亚东站和珠峰大本营站开展大气粉尘气溶胶综合科学考察课题组供图相关研究成果以《大气气溶胶粒径谱分布通过改变单次散射反照率影响喜马拉雅区域气溶胶的辐射效应》为题，于近日在《自然》旗下期刊《气候与大气科学》发表。大气气溶胶的光散射和吸收通过气溶胶-辐射和气溶胶-云相互作用对地气系统产生重要的辐射效应。气溶胶的单次散射反照率（散射与散射和吸收之和的比值）不仅影响辐射强迫的大小，还可能决定气溶胶在大气层顶的加热或冷却效应。喜马拉雅区域是南亚人为污染物向青藏高原输送的重要通道。南亚地区人为排放的黑碳等强吸收性气溶胶导致南亚和喜马拉雅区域单次散射反照率较低。以往在喜马拉雅和南亚开展的观测和数值模拟研究工作，仅用气溶胶吸收性来解释单次散射反照率的变化，其结果和结论存在矛盾和错误，给该区域气溶胶辐射效应的评估带来较大不确定性。青藏高原大气粉尘气溶胶科考团队研究发现，喜马拉雅区域气溶胶粒径谱分布决定了气溶胶的散射效率，从而决定了单次散射反照率的变化，而单次散射反照率的变化又影响气溶胶的直接辐射强迫效率。因此，大气气溶胶的粒径谱分布通过调节单次散射反照率影响喜马拉雅区域气溶胶的辐射效应。这项新认识将对理解全球范围内气溶胶的辐射效应具有重要意义。据悉，论文第一作者为兰州大学大气科学学院青年研究员田鹏飞，通讯作者为中国科学院院士、兰州大学教授黄建平和兰州大学教授张镭。

记者从中国科学院兰州化学物理研究所获悉，该所环境材料与生态化学研究发展中心硅基功能材料组与山东鑫纳超疏新材料有限公司合作，研发出了兼具优异耐压性、机械稳定性和耐候性的5G天线罩、雷达罩超疏液防雨衰涂层，能有效解决5G信号在降雨时的“雨衰效应”。相关研究论文近日发表于《自然通讯》。5G天线罩是5G基站的重要组成部分，用来保护天线系统免受外界复杂环境干扰，提高天线精度和使用寿命。但是，雨水会在5G天线罩表面形成水滴或水膜产生“雨衰效应”，即水的介电常数很高，会吸收、反射大量电磁波，导致5G信号严重衰减。“避免雨水在5G天线罩表面形成水滴或水膜是解决‘雨衰效应’的关键。”中国科学院兰州化学物理研究所环境材料与生态化学研究发展中心副主任、研究员张俊平介绍，仿生超疏液涂层（超疏水、超双疏涂层）具有液滴接触角高（大于150°）、滚动角低（小于10°）等特点，液滴易从表面滚落，在自清洁表面、抗液体黏附、防液体铺展等领域具有广阔的应用前景，有望用于5G天线罩表面，解决其“雨衰效应”。然而，采用仿生超疏液涂层解决5G天线罩“雨衰效应”尚需突破涂层不能同时具有优异的耐压性、机械稳定性及耐候性的技术瓶颈。张俊平团队与山东鑫纳超疏新材料有限公司合作，研发了一种兼具优异耐压性、机械稳定性和耐候性的5G天线罩、雷达罩超疏液防雨衰涂层，该涂层能够避免雨滴在5G天线罩、雷达罩表面黏附，有效解决了其“雨衰效应”，并在全国多地5G天线罩、雷达罩上进行了实际应用。张俊平介绍，黏结剂的引入虽然能够提升涂层的机械稳定性，但也同时将低表面能纳米粒子包埋，导致涂层具有较高的表面能，进而使得涂层的超疏水性和耐压性较差。通过调研大量文献，并结合此前的研究经验，该团队对涂层进行了系统设计，成功制得兼具优异耐压性、机械稳定性和耐候性的仿生超疏液涂层。“首先，涂层的三级微/微/纳米结构以及致密的纳米结构，使其具有优异的耐压性。其次，涂层的近似各向同性结构及黏结剂的黏结作用，使其具有优异的机械稳定性。同时，我们选用具有化学惰性的原材料制备涂层，使其具有优异的耐候性。”张俊平说。此外，5G天线罩、雷达罩基材大多为ABS塑料。“这类基材具有较低的表面能，导致涂层与基材的黏结强度较弱。”张俊平说，团队通过对黏结剂的种类进行优化，筛选出与ABS等基材具有优异黏结强度的黏结剂来制备涂层，成功克服了涂层与ABS等基材黏结强度弱的缺陷。经过3年的研发、产业化和规模化应用，该涂层性能已取得大幅提升。张俊平告诉记者，未来，团队将探索更多仿生超疏液涂层的潜在应用领域，实现其在高压输电线路、桥梁、隧道防结冰，5G天线罩、雷达罩防雨衰，抗危化液体黏附，电子产品防水防油膜，自清洁市政工程等方面的工程化应用。

众所周知，在经济危机到来、大环境不景气或个人经济困难的时候，消费者没钱去度假或购买昂贵的名牌商品时，他们就会把钱花在“小确幸”的小奢侈品上，比如高档口红。消费者将口红视为一种“廉价的奢侈品”，其作为一种“廉价的非必要之物”，可以对消费者起到一种“安慰”的作用，这一趋势最早在2001年经济危机时期由时任雅诗兰黛公司董事长的伦纳德兰黛（Leonard Lauder）提出，也被称为“口红效应”。“口红效应”向来是美妆品牌衡量消费者对市场信心的一个既定经济指标，但彭博社于上周五（8月9日）的报道中却对化妆品行业敲响警钟：“口红效应”已经失去了魔力。“历史告诉我们，当通货膨胀加剧、收入受到压力时，消费者确实会购买更多的口红、香水和昂贵的护发精华。”彭博社作者Andrea Felsted写道，“但随着全球经济复苏步履蹒跚，以及对美国经济衰退的担忧重现，这次的消费者对化妆品的需求可能远不如品牌想象的那么明显。”01 各大巨头财报均下滑彭博社指出，夏洛特蒂铂里的所有者Puig集团的股票自5月份上市以来已经下跌了约5%，而包括知名美国女歌手赛琳娜戈麦斯的Rare Beauty在内的独立美妆品牌最近也在寻求出售；联合利华集团于7月25日公布2024上半年财报，高管们在对上半年业绩的评论中提到了美国美容市场的放缓，其中高档美容产品受到的影响最大。尽管丝芙兰的业绩增长强劲，但LVMH集团在2024年上半年的业绩仍未达到分析师的预期，凸显了奢侈品行业的增长放缓。该集团净利润下降了14%，第二季度的有机收入增长仅为 1%。在财报电话会议上，LVMH首席财务官 Jean-Jacques Guiony承认，这一转变并不是集团预料之中的，并表示，上半年的业绩表现迫使集团下调了对2024年剩余时间的预期。欧莱雅集团7月底公布的财报中，其第二季度销售额增长5.3%，也没有达到预期。包括CeraVe和理肤泉在内的皮肤美容品牌的表现优于其他美容品类，销售额同比增长10.8%，但仍低于预期的17.4%。今年5月，雅诗兰黛集团公布的2024财年第三季度净销售额为39.4亿美元，同比增长5%。其2024财年九个月的销售额总计为111.4亿美元，同比下降5%。“综上所述，很难不认为我们的美容市场已经达到了‘过饱和’的程度。美容业多年来的大幅增长，也意味着消费者囤货的需求可能会减少。” Andrea Felsted在报道中称。彭博社援引杰富瑞（Jefferies）的分析师观点指出，2021年至2023年，全球美容市场将增长6%至8%。但越来越多的迹象表明，需求正在放缓。“市场研究公司LookLook定期对100名高消费中国女性进行调查。该公司表示，首先，中国消费者正在削减化妆品方面的开支，并开始转向本土品牌，因为在她们看来，国货品牌比国际品牌更物美价廉；其次，迄今为止，美国和欧洲一直在试图接过美容市场的接力棒，但这正变得越来越困难。在过去的三年里，化妆品品牌与巨头们在欧美市场强劲扩张，销售额最终不可避免地会出现回落。通货膨胀和高借贷成本给当地中低收入购物者带来压力，加剧了这种情况。”02 护肤彩妆市场双双疲软香水与轻医美成“中流砥柱”彭博情报(Bloomberg Intelligence)分析师林赛&bull 达奇(Lindsay Dutch)进行的一项调查显示，自今年1月以来，欧美化妆品市场需求已经疲软。在该公司6月份对欧盟与美国各650名化妆品消费者发起的调查中，受访者中40%以上的人表示，今年他们会先削减其他方面的支出，然后再削减美容和个人护理用品的支出。但这一比例比1月份的调查结果低了10个百分点，也是该调查自两年前开始以来的最低水平。美国大型美妆连锁零售商Ulta Beauty在4月初表示，它看到大众市场和高端市场的化妆品销售额都在放缓。6月，欧莱雅集团将其对今年全球美容市场销售增长的预测从之前的5%下调至4.5%-5%。就连它的新预测也可能过于乐观。市场咨询公司Circana的数据也印证了这一说法，该公司显示，今年上半年，美国高端化妆品产品的销售额仍增长了8%，但这一数据与前两年每年高达两位数的增长额相比，增速已大大放缓。大众市场在上半年亦表现平平，唯一的特例是e.l,f,Beauty，Circana指出，这得益于该品牌其实惠的价格定位。Circana还在报告中表示，TikTok出现的一个显著趋势值得注意，那就是“消费不足”（Underconsumption），各个美妆网红都出现在这一标签下，鼓励粉丝少买化妆品。并非所有化妆品品类都走势低迷，价格昂贵的香水和美发用品依然坚挺，不过，即使在这两个领域，一些年轻消费者也开始购买迷你装的香水和身体喷雾，价格低于25 美元。另一亮点是“轻医美”——这也解释了为什么欧莱雅集团于本月收购了Galderma Group AG 公司 10% 的股份，该公司生产治疗各种皮肤病的产品以及医用注射填充剂。然而，据彭博情报称，全球注射美容市场的价值可达90亿至150亿美元，这只是整个美容市场的一小部分，根据欧睿国际（Euromonitor International）的数据，2023 年美容市场的销售额约为 5700 亿美元。但是，如果消费者将资金从传统的护肤品转向此类产品，那么欧莱雅就不能“坐视不理”。“这两家公司将结成战略合作伙伴关系，我们不难看出，涂抹在皮肤上的产品（如外用面霜）和进入皮肤的产品（如注射填充剂）之间的界限正在逐渐模糊。欧莱雅可能会把医用美容疗法推向主流，就像它在抗衰老成分（如透明质酸和发油）方面所做的那样。”彭博社评论道，“此举也凸显出，作为全球最大的美容集团，欧莱雅拥有向邻近品类转型的灵活性和敏锐嗅觉。目前，这使它领先于雅诗兰黛等其他竞争对手——尽管如此，如果美容产品的整体销售不能从经济低迷中复苏，即使是最强大的美妆集团也不得不承受损失。”编辑视角：针对美妆行业出现的增长放缓趋势这一现象，彭博社的报道指出，“口红效应”失灵，美妆巨头们的财报纷纷下滑，这引发了市场对美妆行业未来发展的担忧。报告中提到，通货膨胀和消费者收入压力是导致美妆行业增长放缓的主要原因。随着全球经济复苏步履蹒跚，消费者对未来的信心不足，开始削减非必需品的开支，包括化妆品。此外，美妆市场竞争激烈，消费者选择更加多样化，本土品牌崛起也对国际品牌造成冲击。尽管如此，美妆行业并非全然没有亮点。香水和轻医美等细分市场依然保持着稳健的增长，欧莱雅集团也通过收购 Galderma Group AG 公司股份，布局轻医美领域，展现出对市场变化的敏锐洞察和转型能力。总体而言，美妆行业面临着挑战，但也蕴藏着机遇。企业需要更加关注消费者需求的变化，进行产品创新和渠道拓展，才能在激烈的市场竞争中脱颖而出。

近日，广东省科学院生态环境与土壤研究所研究员贺斌团队对微塑料和敌草隆对淡水及海洋硅藻的毒性效应进行了研究，发现微塑料和敌草隆对淡水硅藻的单一和联合毒性均高于海洋硅藻。相关成果发表于《整体环境科学》（Science of the Total Environment）。该研究通过开展微宇宙实验，分析了微塑料和敌草隆对两种硅藻的单一及联合毒性。结果发现，两种硅藻的生长均受到微塑料和敌草隆的单独、联合毒性显著影响。研究显示，单一微塑料暴露对硅藻产生物理损伤，而单一敌草隆暴露诱导硅藻发生氧化应激反应；微塑料和敌草隆的联合毒性表现为拮抗效应，微塑料对敌草隆的吸附行为减轻了敌草隆对硅藻的细胞内损伤，敌草隆诱导的氧化应激减轻了微塑料对硅藻的物理损伤。该研究结果表明，微塑料和/或敌草隆对淡水硅藻（小环藻）的毒性效应均高于海洋硅藻（骨条藻），并且两种硅藻的毒性机制不同。该研究的相关结果有助于深入理解淡水和海洋环境中微塑料和敌草隆的毒性效应。上述研究得到广东省重点研发计划、国家自然科学基金项目、广东省科技计划项目等项目的支持。

中国科学技术大学郭光灿院士团队在集成光子芯片量子器件的研究中取得新进展。该团队邹长铃、李明研究组提出人工合成光学非线性过程的通用方法，在集成芯片微腔中实验观测到高效率的合成高阶非线性过程，并展示了其在跨波段量子纠缠光源中的应用潜力。相关成果10月20日在线发表于《自然—通讯》。　　自激光问世以来，非线性光学效应已经被广泛应用于光学成像、光学传感、频率转换和精密光谱等领域中。对于新兴的量子信息处理来说，它也是实现量子纠缠光源以及量子逻辑门操作的核心元素。然而受限于材料非线性极化率随阶数呈指数衰减这一本征属性，人们对光学非线性的应用主要局限于二阶和三阶过程，多个光子同时参与的高阶过程很少被研究。一方面，低阶过程限制了传统非线性与光量子器件的性能，比如量子光源的可扩展性；另一方面，人们也好奇高阶非线性过程所蕴含的新颖非线性与量子物理现象。　　利用集成光子芯片上的微纳光学结构可以增强光子间的非线性相互作用，这已经成为目前国际上集成光学与非线性光学方向的研究热点。邹长铃研究组李明等人长期致力于集成光子芯片量子器件的研究，开拓微腔增强的非线性光子学，提出并证实了微腔内多种非线性过程的协同效应，开辟了室温下少光子、甚至单光子级的量子器件的新途径。现阶段，该研究组已经能够将非线性相互作用强度随阶次的衰减速率从10-10提升到10-5。即使如此，在集成光子芯片上实验观测到阶次大于三的高效率非线性效应依然极具挑战。　　针对该难题，李明等人另辟蹊径，提出一种新颖的非线性过程人工合成理论，即利用材料固有的较强的二阶、三阶等低阶效应，通过人工调控多个低阶过程级联形成的非线性光学网络来实现任意形式、任意阶次的光子非线性相互作用。这种方法避免了在原子尺度去修饰材料的非线性响应，而仅需要控制微纳器件的几何结构就可实现高效率、可重构的高阶非线性过程。　　利用集成的氮化铝光学微腔，该团队在实验上同时操控二阶的和频过程和三阶的四波混频过程，合成了更高阶的四阶非线性过程。实验证明，该人工合成的过程比材料固有的四阶非线性效应强500倍以上。如果进一步提升微腔的品质因子，该增强倍数可达1000万以上。　　该团队将人工合成的四阶非线性应用于产生跨可见-通信波段的量子纠缠光源。通过测量跨波段光子间的时间-能量纠缠验证了人工合成过程的相干性。相比于传统跨波段量子纠缠光源的产生方法，该工作极大降低了相位匹配的困难，并且仅需要通信波段单一泵浦激光，展现了人工合成非线性过程的优势和应用潜力。审稿人高度肯定了该工作的创新性。　　中科院量子信息重点实验室博士研究生王家齐、杨元昊为论文共同第一作者，李明副研究员、邹长铃教授为论文通讯作者。

表面等离子体光刻（Plasmonic lithography）作为一种近场成像技术，具有可打破衍射极限的特性，能够为发展高分辨率、低成本、高效、大面积纳米光刻技术提供重要方法和技术途径，是下一代光刻技术的主要候选方案之一。目前，虽然已通过实验验证表面等离子体光刻可以满足微纳制造领域对14 nm及以下技术节点分辨率的要求，但随着集成电路特征尺寸的进一步缩小，严重的近场光学邻近效应（Near-field optical proximity effect，near-field OPE）不仅会降低曝光图形的分辨率，而且会增大曝光图形的失真现象，造成纳米器件物理性能及电学特性的偏差，进而影响到产品的功能和成品率，限制了表面等离子体光刻技术的实际应用性。为满足集成电路中对纳米结构器件的尺寸及质量的高性能要求，有效地解决表面等离子体光刻技术中存在的near-field OPE问题，中国科学院大学集成电路学院教授韦亚一课题组通过对表面等离子体光刻特有的近场增强效应进行定量表征，从物理根源上揭示了near-field OPE的产生机理，以及倏逝波（Evanescent waves）复杂的衰减特性和场分布的不对称性对曝光图形边缘特征尺寸的影响，并从光刻参数与表征光刻图形保真度的指标之间的数学关系出发，通过对曝光剂量和目标图形的联合优化，提出了基于倏逝波场强衰减特性进行空间调制的近场光学邻近效应矫正（Near-field optical proximity correction，OPC）的优化方法。相比于传统的OPC优化方法，该方法能够实现对近场高频倏逝波信息的空间调制，可提高优化自由度，能够更有效地提高表面等离子体光刻系统的成像及曝光图形质量，为批量生产低成本、高分辨率和高保真度的任意二维纳米图形奠定了技术基础，并为微纳米光刻加工技术的发展提供了理论支持。 3月30日，相关研究成果以Enhancement of pattern quality in maskless plasmonic lithography via spatial loss modulationh为题，发表在Microsystems & Nanoengineering上。研究工作得到中科院和中央高校基本科研业务费专项资金资助项目的支持。 论文链接 近场光学邻近效应对表面等离子体光刻曝光结果的影响及基于高频倏逝波信息空间调制式的OPC优化方法