反气旋对称性

最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室丁洪研究组与日本东北大学高桥隆教授小组合作，在铁基高温超导体超导能隙对称性和轨道相关性研究的中取得新进展。 　　高温超导电性一直是一个热门的研究课题。最近发现的铁砷化合物超导体的超导转变温度达到55K，从而结束了铜氧化合物在高温超导领域内的统治地位，更是将这一课题的研究推向了一个新的高潮。和铜氧化合物超导体的情况一样，揭示出这种新型超导体的物理性质，特别是超导能隙对称性和轨道相关性成为理解这种高温超导机理和相关物理特性的最关键的问题。 　　丁洪及其合作者利用高分辨角分辨光电子能谱仪，对新发现的超导体Ba0.6K0.4Fe2As2 (Tc = 37 K)进行了研究。他们观察该材料具有两不同值的超导能隙：较大的能隙(Δ~12meV)处在两个小的类空穴和类电子费米面上 较小的能隙(~6meV)处在一个大的类空穴费米面上。两个能隙都在体转变温度(Tc)处同时闭合，在其各自的费米面附近无节点且几乎各项同性。随着在不同能带上耦合系数2Δ/KBTc从弱耦合变化到强耦合，各向同性的配对相互作用表现出强烈的轨道依赖性。这种相同且相当大的超导能隙归因于两个小费米面上的强配对作用，而这两费米面通过母系统(parent compound)中反铁磁自旋密度波矢量联系。这就表明配对机制源于两个相互嵌套费米面的带间相互作用(inter-band interactions)。 　　该项工作以发表在 Europhys. Lett 83 (2008) 47001。美国阿贡国家实验室的Michael Norman最近为美国物理学会今年创刊的Physics杂志中“trends”栏目撰写了关于铁基超导体物理研究的短评文章，重点介绍了此项工作。同时 EuroPhysics News以 Pairing symmetry of iron-based superconductors为题目选作研究亮点进行报道。2008年8月1号日本《科学新闻》以“铁系高温超导体的超导电子对对称性的成功确定对于物质结构的解析带来很大进步 ”为标题对这项工作进行了报道。 　　此外，他们还对多种铁基超导体进行了一系列深入的研究，其中包括母体材料、空穴型和电子型掺杂材料、欠掺杂和过掺杂材料。主要成果包括：观察到了一种可能是电子配对媒介的反铁磁性玻色子模式，同时对电子结构进行了完整描述，并发现了超导能隙和费米面随掺杂浓度变化的演变。这些成果已被写成6篇论文，即将发表在Physical Review Letters等刊物上。 　　以上研究工作得到中国科学院、国家自然科学基金委和科技部相关项目的资助。

style type=" text/css" .TRS_Editor P{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor DIV{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TD{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TH{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor SPAN{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor FONT{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor UL{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor LI{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor A{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt } /style p 　　微纳加工方法分为“自上而下”和“自下而上”两种基本类型。前者是目前广泛应用于微纳加工领域的主流技术，但其由于受到物理极限的制约，一般加工分辨率在几十纳米量级上。后者则可在更小的尺度（包括分子尺度）上实现加工，被认为是一种突破物理限制的有效途径。然而，“自下而上”的组装方法由于科学认知和实验技术的不足，导致其在低缺陷、大面积、组装过程、组装结构等四个方面存在持续的挑战。相对而言，组装结构面临的障碍最大。这其中最重要问题是如何实现组装对称性的可调控，组装对称性可调控对于组装结构多样性和组装体功能的丰富至关重要。一般而言，由于形状互补性，组装结构对称性受到组装单元的形貌限制，四方单元易于形成四方密排结构，而球型则形成六方密排对称结构。由于在组装动力学过程中组装单元间的复杂力平衡和热力学最小原理的要求，打破形状依赖的组装结构对称性或是难以实现的目标。 /p p 　　中国科学院国家纳米科学中心和中科院纳米科学卓越中心刘前课题组与吴晓春课题组、邓珂课题组，以及美国科罗拉多大学Ivan I. Smalyukh课题组合作，通过引入一种新概念的主导控制力，首次实现了纳米金棒的四方对称性组装，一举突破了一直以来八面体金棒只能是形状依赖的六方对称结构的实验结果。这一结果在八面体银和钯纳米棒上也得到了实现，展示了这种方法的普适性。多尺度模拟计算进一步揭示这种控制力主导了非形状依赖的组装过程，并解释了四方对称比六方对称具有更高的热力学稳定性的实验结果。这一方法开辟了打破形状依赖组装对称性的新途径，为组装结构的多样性和纳米材料组装结构的可设计、可控提供了有力工具，将为推动纳米组装技术的进步提供助力。 /p p 　　该项工作是刘前课题组前期研究的进一步拓展，相关研究结果在线发表在《自然· 通讯》上，研究工作获得了国家重点研发计划纳米科技重点专项、中科院战略性先导科技专项A、国家基金委和欧盟项目的支持。 /p p br/ /p p style=" text-align:center " img alt=" " oldsrc=" W020171116335815903956.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/uepic/363e43be-098e-40e6-9983-f0fef4b2e479.jpg" uploadpic=" W020171116335815903956.jpg" / /p p style=" text-align: center " 多尺度模拟计算揭示四方对称的主导控制力和更小的热力学势能 /p

近期，我国自主研发的大型高能物理实验装置北京谱仪III合作组实现一种创新实验方法，为研究物质和反物质不对称性提供了极其灵敏的实验探针。相关研究成果于6月2日发表在《自然》上。　　宇宙大爆炸之初应该产生等量的正反物质，但为什么我们的宇宙却只有物质组成而非反物质？这个问题困扰了科学界半个多世纪。物质和反物质遵循不同的规律吗？粒子衰变为研究正反物质不对称性提供了重要线索：如果粒子和反粒子的衰变模式存在差异，那么这些差异可能是导致我们今天丰富的物质世界形成的原因。然而，由于粒子衰变通常是由多种相互作用诱导发生的，比如一种类似质子的短寿命粒子叫做科西超子，它的内部含有两个重的奇异夸克和一个轻夸克，带一个负电荷，其衰变过程中既有弱也有强作用发生。如何识别是哪种作用导致正反物质衰变行为不同呢？北京谱仪III实验最近首次利用处于量子纠缠的正反科西超子对的级联衰变，成功把导致正反物质不对称的弱作用力从强作用力中分离出来，这一创新方法和实验结果引起该领域世界同行的密切关注。　　实验数据北京谱仪III实验国际合作组收集的。合作组成立于2008年，由来自亚洲、欧洲和美洲等17个国家80个研究机构约500名科学家组成。在北京谱仪III实验中，电子与其反粒子正电子碰撞的能量是其固有质量的上万倍。在这些碰撞中，电子和正电子湮灭，并从释放的能量中产生其他粒子或粒子对。在这项新的研究中，科研人员利用正反科西超子的“自旋”信息和量子关联来揭示正反物质不对称性，粒子物理学家称为“CP破坏”。超子衰变是寻找CP破坏的一个很有希望的狩猎场，因为它们的“自旋”方向可以通过其“子粒子”的衰变直接测量。考虑成对的正反超子级联衰变，可以把强力和弱力的贡献分开，导致对CP破坏测量的敏感度显著提高。北京谱仪III实验这一创新方法为寻找CP破坏提供了一种全新的视角。　　尽管该研究给出的结果显示没有CP破坏的迹象，但这一创新方法为科学家未来确认或排除超出标准模型的CP破坏来源带来了希望。“这是理解正反物质不对称性的一个里程碑，我期待北京谱仪III合作组将取得更多成就。”中国科学院院士、中科院高能物理研究所所长王贻芳说。“北京谱仪III实验的灵敏度远高于之前费米实验室的HyperCP实验，是HyperCP实验单事例灵敏度的1000倍，这得益于北京谱仪III实验上正反科西超子的自旋极化和量子纠缠。”BESIII国际合作组发言人李海波表示。　　北京谱仪III探测器拥有目前国内正在运行的最大国际合作组。此次研究由中国科学家和国外合作者共同完成，是国际合作的典范。　　论文链接 北京谱仪III探测器侧面照　　正反科西超子级联衰变演示图：如果物质和反物质遵循相同的物理法则，科西超子与反科西超子的衰变应该是镜像对称的，只是空间坐标是相反的。镜像之间纽带连接表示正反超子的量子关联。

4d钌酸盐（ARuO3）作为复杂氧化物体系中一个重要家族，表现出巡游铁磁性、磁性Weyl费米子、磁单极、非常规超导、非费米液体等一系列丰富多彩的物理性质。SrRuO3作为唯一天然具有铁磁性和强自旋轨道耦合（SOC）的钙钛矿氧化物，成为该体系研究的明星材料。 SrRuO3高达160K的铁磁居里温度和良好的金属导电性使它在自旋电子学器件研究中具有巨大潜力，而由铁磁性和强SOC共存所导致的巨大反常霍尔效应、拓扑霍尔效应甚至量子反常霍尔效应等新奇物性也备受人们关注。然而，在各种4d、5d过渡金属氧化物中，SrRuO3的巡游铁磁性似乎成为一个特例，给以此为基础的新型自旋/轨道器件设计带来局限性。 4d、5d氧化物虽然具有较强的SOC，但由于d轨道能带的扩展导致电子关联性下降，通常难以形成长程磁序。人工设计出更多集强SOC和时间反演对称性破缺（即铁磁性）于一体的新材料体系，是目前自旋电子学研究中高度关注的问题。　　CaRuO3的块体材料具有与SrRuO3完全相同的GdFeO3型正交晶体结构和电子构型。但由于Ca离子半径较小，使得CaRuO3的Ru-O-Ru键角仅为148°，远低于SrRuO3的 163°。因此CaRuO3体材料或薄膜材料在整个温区中均表现为顺磁金属性。中国科学院物理研究所研究团队近年来致力于氧化物异质界面物性设计及调控方面的研究工作，希望利用异质界面晶体场、应力场、电荷重组、轨道重构等效应，诱导出完全不存在于体相材料的界面新物态。 近日，团队研究人员等成功利用结构近邻效应在CaRuO3体系中诱导出了长程铁磁序。他们利用脉冲激光沉积技术在衬底基片上交替生长抗磁SrTiO3 (a0a0a0)和顺磁CaRuO3（a-a-c+）两种对称性失配薄膜，获得了高质量的外延超晶格样品；利用界面氧八面体的耦合畸变，成功抑制了CaRuO3层中RuO6八面体的倾斜/旋转。 扫描透射电镜的结果表明，界面处约3个晶胞厚度的CaRuO3层的RuO6八面体的扭转度被大幅度地调控，其Ru-O-Ru键角从~150°增加至~165°，与SrRuO3薄膜中的Ru-O-Ru键角较为接近。这种界面结构耦合的调控必然会带来电子结构的改变。第一性原理计算表明，RuO6八面体的倾斜/旋转的抑制将大幅提高CaRuO3费米面处的态密度【N(EF)】，最终使得界面3个晶胞层CaRuO3层将满足巡游铁磁性的Stoner判据【IN(EF) 1，I为Stoner系数】，由块体的顺磁态进入铁磁有序态。 霍尔输运测量以及宏观磁测量给出了该体系出现界面铁磁相的充分证据，其最高居里温度约为120K，最大饱和磁化强度为~0.7μB/f.u.。各向异性磁电阻测量进一步表面CaRuO3界面铁磁相的磁易轴在面内方向。该工作报道了一种完全基于界面氧八面体耦合畸变设计产生界面铁磁性的示例，特别是构成异质界面的两种氧化物各自均不具备长程磁序，其部分原理也将适用于其他具有类似对称失配的氧化物体系，为探索多功能氧化物材料和器件提供了新思路。 　　相关成果以Symmetry-mismatch-induced ferromagnetism in the interfacial layers of CaRuO3/SrTiO3 superlattic为题发表在《先进功能材料》 (Advanced Functional Materials)上。相关研究工作得到科学技术部、国家自然科学基金委项目、中科院战略性先导科技专项和中科院重点项目的支持。

爱因斯坦的相对论认为，宇宙中物质运动最快的速度是光速，这一限制有没有可能被打破？这个问题可以通过洛伦兹对称性的破缺来检验。近日，位于我国四川稻城的高海拔宇宙线实验LHAASO合作组利用其观测的高能伽马射线事例，对洛伦兹对称性进行了检验。实验结果将洛伦兹对称性的破缺能量标度提高了约10倍，这是迄今对此类洛伦兹对称性的最严格检验，并再次验证了爱因斯坦相对论时空对称的正确性。　　洛伦兹对称性和相对论有何关系？爱因斯坦的相对论是现代物理学的基石，相对论原理要求物理规律具有洛伦兹对称性。自爱因斯坦提出相对论后的100多年时间里，洛伦兹对称性的正确性经历了无数的实验检验。然而，描述引力的广义相对论和描述微观世界规律的量子力学之间存在难以调和的矛盾。理论物理学家为了把广义相对论和量子力学统一起来而不懈努力，提出了弦论、圈量子引力理论等不同理论。这些理论预言洛伦兹对称性在很高的能量下有可能被破坏，这意味着在高能量下相对论可能需要被修正。因此，在实验上寻找洛伦兹对称性破坏的迹象就成为检验相对论、寻找更基本物理规律的“突破口”。　　然而，根据这些理论的推断，洛伦兹对称性破坏只有在所谓的普朗克能标下才显著，这个能标高达1019 GeV。对于人工加速器只能达到大约104 GeV能量的今天，在实验室里这种破坏产生的效应非常微弱，需要极高的实验精确度才可能被测量到，因而难以探测。而在天体活动中存在非常高能的过程，例如，宇宙中存在能量远远高于人造加速器能够加速的能量的粒子，洛伦兹对称性破坏在这些高能粒子上的表现会更加显著，也更易探测。又如，尽管从天体源发射的粒子带有非常微弱的洛伦兹对称性破坏效应，但经过长距离传播的累积而变得更易探测。因而天体物理观测便成为寻找洛伦兹对称性破坏的天然实验室。　　位于我国四川稻城的高海拔大型宇宙线实验LHAASO是我国自主设计建造运行的宇宙线观测实验。2021年，LHAASO尚未建设完成，便探测到目前人类已知最高能量的伽马射线光子，能量达到1.4拍电子伏，刷新这项记录的同时，也为探索基本物理规律、严格检验洛伦兹对称性正确性提供了机会。　　在LHAASO观测中，洛伦兹对称性破坏会造成高能量的光子不再稳定，能够快速衰变为一对正负电子对或者衰变到3个伽马光子。换句话说，高能量的光子在飞往地球的旅程中自动消失了。对于我们在地球上的观测者来说，即使天体源已经发出了能量更高的光子，我们测量到这个天体的光子能谱也在这个特定的能量忽然截断了。而LHAASO的观测数据显示，目前的伽马射线谱到拍电子伏以上都是一直向高能延续的，未发现任何高能伽马事例“神秘”消失的现象，表明洛伦兹对称性在接近普朗克能标下仍是正确的。　　该研究由中国科学院高能物理研究所研究员毕效军与紫金山天文台研究员张毅、袁强合作，带领博士研究生高林青、陈恩生、赵世平等共同完成。相关研究成果以Exploring the Lorentz Invariance Violation from Ultra-high-energy Gamma Rays Observed by LHAASO为题，发表在《物理评论快报》上。　　论文链接

相信小伙伴们在日常测试中会发现，评价色谱峰的峰形对称性，有拖尾因子、对称因子、不对称因子三种参数。而目前使用的分析软件，ChemStation工作站中的对称因子，Empower工作站中的USP拖尾因子，Chameleon工作站中并没有对称因子参数，是以不对称度评价的。这三种参数的关系是什么，有什么区别，今天小编就和大家聊一下。理想条件下，色谱峰应该具有高斯型的特征：式中，χ等于（t-tR）/σ,t是时间，σ=W/4，y是峰高。色谱图中的真实峰通常会稍稍偏离对称的高斯峰形，通常会或多或少带一点拖尾。如下图所示： 拖尾因子：Tailing factor常用Tf表示，以峰高5%处计算。不对称因子：Asymmetry factor常用As表示，以峰高10%处计算。对称因子：Symmetry factor常用S表示，与不对称因子As互为倒数关系。As和Tf值的关系大概可以表达为：As≈1+1.5（Tf-1）所以一般来说As的值在一定程度上大于Tf的值。峰形随着不对称因子（As）和拖尾因子（Tf）而变化。当As或者Tf=1.0时，对应的是一个完美的对称色谱峰，在这种情况下，两个色谱峰可以很好地彼此分开。然而，随着峰拖尾的程度加重，它们之间的分离也变得糟糕。多数情况下峰拖尾的程度并不是很严重（Tf欧洲药典（EP）和英国药典（BP）规定进行有关物质或含量测定时，除另有规定外，色谱图中定量用对照品溶液的色谱峰对称因子应为0.8~1.5。美国药典（USP）中出现了对某些化合物拖尾因子要求不大于2.0。日本药典（JP）中没有具体规定拖尾因子的范围。从各国药典对拖尾因子范围的约束来看，拖尾因子并没有一个数值范围的确定标准，在实际的色谱实验中需要具体问题具体分析。

在哺乳动物和果蝇中，雌性多细胞雌性生殖细胞包囊（Female germline cyst）中只有一个细胞会成为卵母细胞，但是这颗卵母细胞是如何打破对称性从中脱颖而出的还不得而知。为了揭开这一问题的答案，英国剑桥大学D. St. Johnston研究组与D. Nashchekin（第一作者）合作在Science发文题为Symmetry breaking in the female germline cyst，发现微管负极稳定蛋白Patronin/CAMSAP通过标记果蝇中的卵母细胞，促使生殖细胞打破对称性从而特化形成卵母细胞的具体分子机制。在许多生物中并非所有的雌性生殖细胞都会变成卵母细胞，一部分细胞会变成辅助细胞为卵母细胞提供物料和营养支持【1】。举例来说，小鼠卵巢中一个生殖细胞包囊中包含约30个细胞，其中只有一小部分细胞会变成卵母细胞，大多数的细胞会作为营养细胞（Nurse cells）经历细胞凋亡，将胞质的内容物通过环管（Ring canals）输送卵母细胞（图1）【2, 3】。在果蝇中，生殖细胞包囊形成于生殖腺，包囊具有三个区域。生殖干细胞产生成囊细胞（Cystoblast），成囊细胞在不完全的胞质分裂的情况下分裂四次，产生一个包含16个生殖细胞组成的包囊，这些生殖细胞通过环管相连接（图2）。卵母细胞的选择依赖于非中心体组织中心（noncentrosomal microtubule organizing center，ncMTOC）在未来的卵母细胞中组织一个具有极性微管网络指导动力蛋白（Dynein）依赖的细胞命运决定因子的运输。但是这颗卵母细胞是如何脱颖而出获得命中注定的卵母细胞命运呢？为了揭开这一问题的答案，作者们将目光集中在了Patronin以及其脊椎动物同源蛋白CAMSAPs上。该蛋白是微管负极结合蛋白，是 ncMTOCs非常关键的组分【4，5】。作者们在patronin突变体中检测了卵母细胞标记物的分布，发现突变体中卵母细胞标记物的累积显著地降低。限定表达在区域3中卵母细胞中的联会复合体蛋白C(3)G也在patronin突变体中也显著降低。这些结果说明Patronin对于卵母细胞的决定非常关键。为了对Patronin在生殖腺包囊中的定位进行检测，作者们对内源荧光标记的Patronin-Kate品系进行成像，发现Patronin在2a区域时开始在单独的一个细胞中表达，早于既定卵母细胞标记物的表达，该信号会持续累积在此单个细胞中到区域2b-3，发育到该时期时会在细胞中形成点状信号，最终此细胞发育成为卵母细胞。但是作者们发现patronin的mRNA并不会定位在包囊之中，因此这种不对称的分布依赖于Patronin蛋白而非mRNA的定位或者新蛋白的合成。另外作者们发现动力蛋白在patronin突变体中的定位在推定的卵母细胞中，该结果说明Patronin的缺失会破坏前体卵母细胞中MTOC的形成，从而导致极化的微管网络形成的缺失。通过检测微管正极末端追踪蛋白EB1-GFP对包囊中的MTOC进行可视化观察，作者们发现EB1-GFP信号与Patronin的信号在相同的细胞中共定位。同样，EB1-GFP的不对称定位在patronin突变体的包囊中会消失，此时EB1-GFP的分布模式会相对比较均质。随后，作者们想知道中心体是否对Patronin MTOC的形成是否有一定的贡献，为此对中心体蛋白Asterless与Patronin的共定位进行了探究。作者们发现Patronin与Asterless只有小部分共定位，大部分的Patronin信号都在中心体聚集体的之外，该结果说明Patronin形成的MTOCs是非中心体依赖的。目前，Patronin成为了未来卵母细胞最早的标记物。那么提出了一个新的问题即Patronin是如何富集在卵母细胞中从而打破包囊中细胞的对称性的。其中一个可能的机制是对称性打破依赖于融合体（Fusome）的不对称继承【6】。融合体在区域1的有丝分裂过程中就出现了不对称分布，因此母细胞会比子代细胞继承更多的组分，四环管时期两个细胞中的一个会具有比其他细胞更多融合体。为了验证这一想法，作者们使用融合体标记物Hts检测该观点。Patronin与融合体共定位于早期2a区域，但在包囊向区域3发展时信号会集中在一个细胞之中。因此，该结果说明Patronin的最初定位由融合体决定于早期2a区域，随后被某些机制进一步将此不对称性进行扩大。进一步地，作者们想要探究其中可能的扩大机制。Spectraplakin蛋白Shot引起了作者们的注意，因为该蛋白定位融合体上并且与卵母细胞的特化相关【7】。作者们发现在shot突变体中，Patronin不能在一个细胞中累积并且也不能形成点状信号，而且也不能与融合体相互作用。因此，Shot对于招募Patronin到融合体上是非常关键的，从而能够将融合体不对称信号带给Patronin从而交给细胞命运决定过程进行解码。由此，作者们得到了一个卵母细胞命运决定的工作模型，该模型被称为“四步走”模型（图3），第一步，在包囊形成过程中融合体的不对称性促使一个细胞中继承更多的融合体内容物；第二步，在区域2a，Patronin通过Shot蛋白被招募到融合体上，形成一个微微极化的微管网络结构；第三步，包囊中其他细胞通过动力蛋白将Patronin蛋白结合的微管蛋白运输到预卵母细胞之中；第四步，形成一个正反馈循环通路，动力蛋白运输更多的Patronin以及微管蛋白到卵母细胞中，进一步扩大微管的极性，从而促进动力蛋白运输更多的卵母细胞命运决定因子进入该细胞之中。通过该不对称性建立并逐渐扩展的方式，卵母细胞从包囊中“脱颖而出”。Patronin是CAMSAP家族中保守的成员，这说明该机制可能具有一定的保守性，虽然在哺乳动物中未发现融合体的存在，但是微管依赖的细胞器通过细胞环管运输已被证明在小鼠卵母细胞分化中发挥重要作用。这一发现对于卵母细胞命运建立提供了新的思考。原文链接：http://doi.org/10.1126/science.abj3125

液滴的自发定向输运在芯片实验室、能源电力系统、油气输运、水收集和除湿等领域具有广泛的应用前景，其主要取决于表面形貌结构和化学组成的非对称性，具体表现为浸润性梯度、各向异性结构和曲率梯度等。液滴输运的速度和距离是判定输运效率的有效指标。合理的设计并制备表面结构是实现快速、长程的液滴自发定向输运的有效方法。然而，传统的加工技术加工精度较低、加工结构单一，很难满足结构性能要求。近日，大连理工大学冯诗乐副教授，受松针表面多级非对称结构启发，使用深圳摩方材料科技有限公司PμSL 3D打印技术（nanoArch® S140），制备了仿松针多级非对称结构表面，实现了快速、长程的液滴自发定向输运。该研究以“Tip-inducedflipping of droplets on Janus pillars: from local reconfiguration to globaltransport”为题发表在国际顶级期刊《ScienceAdvances》上，为液滴的定向输运领域的发展提供了新的思路。论文第一作者为大连理工大学冯诗乐副教授，通讯作者为香港城市大学王钻开教授和巴黎高等物理化工学院David Quéré教授。图1 松针和仿松针多级非对称结构表面的形貌结构特征图2 仿松针多级非对称结构表面的形貌结构参数调控要点：研究者借鉴松针表面结构特征，设计并制备包括第一级的倾斜阵列结构、第二级的高度梯度结构和第三级的平面/曲面组合的半锥形结构的仿松针多级非对称结构表面。上述表面（图1）由nanoArch S140微尺度3D打印设备加工，使用材料为HTL耐高温树脂，打印层厚为10微米。阵列间距为300微米，尖锥倾斜角度β为70°，高度梯度α为20°，尖锥顶端大小为10-20微米。在打印过程中，通过精密刮刀刮除细小的气泡，来保障加工质量。同时，研究者还设计了仅包含倾斜阵列结构和半锥形结构的对照样品，与仅包含倾斜阵列结构和高度梯度结构的对照样品。通过nanoArch S140微尺度3D打印技术，实现了包括倾斜、高度梯度及平/曲面组合的复杂三维结构表面参数的精确调控及大规模制备（图2）。图3 仿松针多级非对称结构表面微液滴自发定向输运图4 仿松针多级非对称结构尖端效应要点：在凝结过程中，液滴先随机在表面凝结，然后向尖端汇聚，然后尖端液滴会在合并过程中重新配置，并从半锥形结构的平面旋转到曲面位置，随后合并的液滴会沿着高度增加的方向运动，进而实现从微观到宏观的多尺度液滴的定向输运，其液滴定向输运的速度可以达到10 cm/s。研究者发现液滴在合并过程中重新配置是非对称结构诱导的尖端效应导致的，并通过建立能量变化模型证明，当液滴尺寸大于结构尺寸时，液滴坐落于平面的系统能量大于坐落于曲面上的系统能量，从而揭示了液滴从平面向曲面运动的机理。研究者发现毫米级的液滴在合并过程中依然会从平面运动到弧面上，证明非对称结构诱导的尖端效应普遍适用于各种尺度的液滴。论文链接: https://advances.sciencemag.org/content/6/28/eabb4540/官网：https://www.bmftec.cn/links/10

液滴的自发定向输运在芯片实验室、能源电力系统、油气输运、水收集和除湿等领域具有广泛的应用前景，其主要取决于表面形貌结构和化学组成的非对称性，具体表现为浸润性梯度、各向异性结构和曲率梯度等。液滴输运的速度和距离是判定输运效率的有效指标。合理的设计并制备表面结构是实现快速、长程的液滴自发定向输运的有效方法。然而，传统的加工技术加工精度较低、加工结构单一，很难满足结构性能要求。近日，大连理工大学冯诗乐副教授，受松针表面多级非对称结构启发，使用深圳摩方材料科技有限公司PμSL 3D打印技术（nanoArch® S140），制备了仿松针多级非对称结构表面，实现了快速、长程的液滴自发定向输运。该研究以“Tip-inducedflipping of droplets on Janus pillars: from local reconfiguration to globaltransport”为题发表在国际顶级期刊《ScienceAdvances》上，为液滴的定向输运领域的发展提供了新的思路。论文第一作者为大连理工大学冯诗乐副教授，通讯作者为香港城市大学王钻开教授和巴黎高等物理化工学院David Quéré教授。图1 松针和仿松针多级非对称结构表面的形貌结构特征图2 仿松针多级非对称结构表面的形貌结构参数调控要点：研究者借鉴松针表面结构特征，设计并制备包括第一级的倾斜阵列结构、第二级的高度梯度结构和第三级的平面/曲面组合的半锥形结构的仿松针多级非对称结构表面。上述表面（图1）由nanoArch S140微尺度3D打印设备加工，使用材料为HTL耐高温树脂，打印层厚为10微米。阵列间距为300微米，尖锥倾斜角度β为70°，高度梯度α为20°，尖锥顶端大小为10-20微米。在打印过程中，通过精密刮刀刮除细小的气泡，来保障加工质量。同时，研究者还设计了仅包含倾斜阵列结构和半锥形结构的对照样品，与仅包含倾斜阵列结构和高度梯度结构的对照样品。通过nanoArch S140微尺度3D打印技术，实现了包括倾斜、高度梯度及平/曲面组合的复杂三维结构表面参数的精确调控及大规模制备（图2）。图3 仿松针多级非对称结构表面微液滴自发定向输运图4 仿松针多级非对称结构尖端效应要点：在凝结过程中，液滴先随机在表面凝结，然后向尖端汇聚，然后尖端液滴会在合并过程中重新配置，并从半锥形结构的平面旋转到曲面位置，随后合并的液滴会沿着高度增加的方向运动，进而实现从微观到宏观的多尺度液滴的定向输运，其液滴定向输运的速度可以达到10 cm/s。研究者发现液滴在合并过程中重新配置是非对称结构诱导的尖端效应导致的，并通过建立能量变化模型证明，当液滴尺寸大于结构尺寸时，液滴坐落于平面的系统能量大于坐落于曲面上的系统能量，从而揭示了液滴从平面向曲面运动的机理。研究者发现毫米级的液滴在合并过程中依然会从平面运动到弧面上，证明非对称结构诱导的尖端效应普遍适用于各种尺度的液滴。论文链接: https://advances.sciencemag.org/content/6/28/eabb4540/ 官网：http://www.bmftec.cn/smart

超灵敏传感器的构建在危险化学品分析、生物标志物检测和体内成像中发挥重要作用，对环境监测和安全监控具有重要意义。基于探针的传感器是最常用的痕量分析方法之一，具有高灵敏度、高特异性和快速响应等优势。作为常用的加载探针的介质，液相有利于探针分子与目标分析物进行有效碰撞，从而提高反应速度和效率。然而，液体介质中的自由体积扩散特性会导致反应信号的分散，引起来自痕量分析物的信号进一步减弱，影响痕量检测的灵敏度。水凝胶作为含有聚合物网络和液相分散介质的材料，可通过聚合物链的非共价作用以及聚合物网络的筛分效应限制溶质扩散。然而，对于各向同性的水凝胶体系，扩散性质的受限或降低反应的有效碰撞，使得检测反应灵敏度下降。多相界面处产生的化学反应受体系化学势影响，可在不影响溶液自身扩散性质的同时限制反应物迁移方向。因此，在水凝胶体系构建存在非对称扩散性质的反应界面，在保持快速反应的同时有效地限制信号扩散，具有重要意义。中国科学院新疆理化技术研究所爆炸物传感检测团队基于非对称扩散行为对信号分子的限制作用，设计了双层水凝胶体系以增强传感信号，实现了纳克级别亚硝酸盐的比色识别。研究设计了一种双层水凝胶体系，其中聚丙烯酰胺（PAM）进行采样和重氮化亚硝酸盐的瞬时两步反应，而聚乙烯醇（PVA）用于耦合显色反应实现对亚硝酸盐的识别。为了破坏两种紧密接触的水凝胶的扩散对称性，研究通过调控合成方法将PAM和PVA水凝胶之间的孔径比控制为10，扩散系数比控制为1.7。结果表明，显色产物在水凝胶中的扩散具有明显的有界性，且其面内扩散由于PAM和PVA水凝胶的非对称扩散性质得到有效的限制。由此设计的传感器对亚硝酸盐的裸眼检测限为2.898纳克，呈现出优异的灵敏度和抗干扰性。检测图像对目标物残留信息的良好保护性进一步证明了扩散控制对于增强传感信号以及构建适用于实际场景的高性能便携式检测器的重要性，为针对痕量固体样品识别的传感器设计奠定了理论基础。相关研究成果发表在Sensors and Actuators B: Chemical上。研究工作得到中科院“西部之光”人才培养计划、国家自然科学基金、中科院青年创新促进会、中科院基础前沿科学研究计划“从0到1”原始创新项目及国家高层次人才等的支持。a、具有非对称扩散的水凝胶体系示意图；b、用于亚硝酸盐检测的双层水凝胶器件

近期，北京师范大学的张金星与中国科学技术大学的王凌飞教授课题组的研究以封面文章的形式发表在《Advanced Materials》杂志上（见图1），这项工作主要研究了缺陷工程与电场调控SrRuO3中拓扑自旋结构的工作。文章指出在钙钛矿结构的SrTiO3（001）衬底和SrRuO3薄膜之间的界面上，不同的化学势使氧空位优先从SrTiO3扩散到SrRuO3。这种单向氧空位扩散过程可以在化学计量和缺氧SrRuO3层之间创建一个新的界面，由此产生的反转对称性破坏可以进一步触发涡旋状自旋织构，即斯格明子磁泡。图1. 《Advanced Materials》杂志封面文章：缺陷工程与电场调控SrRuO3中拓扑自旋结构拓扑自旋织构，如磁旋涡、螺旋和斯格明子，不仅是利用真实空间磁拓扑的理想平台，而且是下一代量子器件的构建基础。其中，磁性斯格明子，一种纳米旋转的自旋结构，可通过低密度电流进行操作，并通过拓扑霍尔效应（THE）进行电检测。这些特征意味着拓扑自旋结构在能量高效的磁存储、逻辑门等方面具有巨大潜力。通常，Dzyaloshinskii–Moriya相互作用（简称DMI）稳定了特征自旋旋转织构, 而DMI来源于自旋轨道耦合（SOC）和磁体中的反转对称性破缺。在此基础上，DMI的确定性控制仍然具有挑战性但可以提供一种可选策略，将拓扑磁性推向实际的器件应用。图2. a: 氧空位引入异质结中的DMI示意图；b-f: STEM表征SROT/SROl/STO（001）异质结样品，存在氧空位引入的SROl界面；g: 计算的DMI强度，SROT/SROI/STO(001) 异质结中DMI强度大（红色，星形）。在这项工作中，通过利用SrRuO3/SrTiO3（001）上氧空位的不同形成能和扩散势垒，在缺氧和化学计量的SrRuO3之间构建了一个锐的界面（见图2）。这种界面反转对称性破缺导致了一个相当大的DMI，它可以在超过10个单位晶胞厚度（简称10uc）的SrRuO3中诱导斯格明子磁泡和拓扑霍尔效应。这种拓扑自旋织构可以通过电场调控氧空位的迁移进行可逆操纵。特别是，拓扑霍尔信号可以确定性地打开和关闭。图3. a: 低温磁力显微镜MFM表征50uc厚度的SRO薄膜；b: MFM表征10uc厚度的SRO薄膜，磁场强度范围：0.9T-1.4T；c: 10uc厚度的SRO薄膜中，磁泡畴数量（拓扑霍尔效应电阻）与磁场关系。文章中，作者使用了一套attoMFM I低温磁力显微镜，显微镜可以在闭循环低温恒温器attoDRY1000内被冷却到低的液氦温度，显微镜直观的检测到了尺寸在几十到几百纳米尺寸的磁泡畴。低温磁力显微镜（MFM）的测量结果（图3b）证实了在10uc厚度的SRO薄膜中磁泡畴数量随着磁场强度的变化而变化。并且磁芯的磁化强度要么向上要么向下，随H值变化而可调控。有意思的是，作者发现SROT/SROI异质结构的拓扑霍尔效应电阻和磁泡密度之间表现出线性关系。该观察到的拓扑霍尔效应电阻与MFM结果之间的强相关性进一步加深磁泡的拓扑性质。而在50uc厚度的SRO薄膜中磁泡畴尺寸在微米别。图4. a: 不同电场下，10uc厚度SRO薄膜电阻随磁场变化；b: 不同电场下，MFM表征10uc厚度的SRO薄膜；c: 电场调控磁畴泡数量数据；d:外置电场调控氧空位来打开与关闭拓扑霍尔效应电阻。如图4d所示，在STO的背面施加电偏压，可产生±3 kV cm–1的垂直电场来操纵氧空位的分布。氧空位的移动特性使其能够有效地控制拓扑霍尔效应（图4a）和斯格明子磁泡。低温磁力显微镜（MFM）的测量结果（图4b）证实了在10 uc厚度的SRO薄膜中磁泡畴数量可以通过不同的外置电场消除或创建。作者指出，拓扑霍尔效应完全可切换的开关状态为未来基于拓扑磁通的逻辑器件的设计提供了一个确定性的电气旋钮。点缺陷的可移动性可以使所得界面量子和新功能高度可控，这可能对未来自旋电子学和电子器件的设计具有大吸引力。 图5. 低温强磁场原子力磁力显微镜以及attoDRY2100低温恒温器 低温强磁场原子力磁力显微镜attoAFM/MFM I主要技术特点：▪ 温度范围：1.8K ..300 K▪ 磁场范围：0...9T (取决于磁体, 可选12T，9T-3T矢量磁体等)▪ 工作模式：AFM（接触式与非接触式）, MFM▪ 样品定位范围：5×5×4.8 mm3▪ 扫描范围: 50×50 μm2@300 K, 30×30 mm2@4 K ▪ 商业化探针▪ 可升PFM, ct-AFM, SHPM, CFM，cryoRAMAN, atto3DR等功能 参考文献：1. Jingdi Lu, Liang Si, Qinghua Zhang, Chengfeng Tian, Xin Liu, Chuangye Song, Shouzhe Dong, Jie Wang, Sheng Cheng, Lili Qu, Kexuan Zhang, Youguo Shi, Houbing Huang, Tao Zhu, Wenbo Mi, Zhicheng Zhong, Lin Gu, Karsten Held, Lingfei Wang*, and Jinxing Zhang*, Defect-Engineered Dzyaloshinskii–Moriya Interaction and Electric-Field-Switchable Topological Spin Texture in SrRuO3，Advanced Materials., 2021, 33, 2102525.2. Jingdi Lu, Liang Si, Xiefei Yao, Chengfeng Tian, Jing Wang, Qinghua Zhang, Zhengxun Lai, Iftikhar Ahmed Malik, Xin Liu, Peiheng Jiang, Kejia Zhu, Youguo Shi, Zhenlin Luo, Lin Gu, Karsten Held, Wenbo Mi, Zhicheng Zhong, Ce-Wen Nan, and Jinxing Zhang , Electric field controllable high-spin SrRuO3 driven by a solid ionic junction. Phys. Rev. B 101, 214401 (2020) .

液滴的自发定向输运在芯片实验室、能源电力系统、油气输运、水收集和除湿等领域具有广泛的应用前景，其主要取决于表面形貌结构和化学组成的非对称性，具体表现为浸润性梯度、各向异性结构和曲率梯度等。液滴输运的速度和距离是判定输运效率的有效指标。合理的设计并制备表面结构是实现快速、长程的液滴自发定向输运的有效方法。然而，传统的加工技术加工精度较低、加工结构单一，很难满足结构性能要求。近日，大连理工大学冯诗乐副教授，受松针表面多级非对称结构启发，使用深圳摩方材料科技有限公司PμSL 3D打印技术（nanoArch® S140），制备了仿松针多级非对称结构表面，实现了快速、长程的液滴自发定向输运。该研究以“Tip-inducedflipping of droplets on Janus pillars: from localreconfiguration to globaltransport”为题发表在国际顶级期刊《ScienceAdvances》上，为液滴的定向输运领域的发展提供了新的思路。论文第一作者为大连理工大学冯诗乐副教授，通讯作者为香港城市大学王钻开教授和巴黎高等物理化工学院David Quéré教授。图1 松针和仿松针多级非对称结构表面的形貌结构特征图2 仿松针多级非对称结构表面的形貌结构参数调控要点：研究者借鉴松针表面结构特征，设计并制备包括第一级的倾斜阵列结构、第二级的高度梯度结构和第三级的平面/曲面组合的半锥形结构的仿松针多级非对称结构表面。上述表面（图1）由nanoArch S140微尺度3D打印设备加工，使用材料为HTL耐高温树脂，打印层厚为10微米。阵列间距为300微米，尖锥倾斜角度β为70°，高度梯度α为20°，尖锥顶端大小为10-20微米。在打印过程中，通过精密刮刀刮除细小的气泡，来保障加工质量。同时，研究者还设计了仅包含倾斜阵列结构和半锥形结构的对照样品，与仅包含倾斜阵列结构和高度梯度结构的对照样品。通过nanoArch S140微尺度3D打印技术，实现了包括倾斜、高度梯度及平/曲面组合的复杂三维结构表面参数的精确调控及大规模制备（图2）。图3 仿松针多级非对称结构表面微液滴自发定向输运图4 仿松针多级非对称结构尖端效应要点：在凝结过程中，液滴先随机在表面凝结，然后向尖端汇聚，然后尖端液滴会在合并过程中重新配置，并从半锥形结构的平面旋转到曲面位置，随后合并的液滴会沿着高度增加的方向运动，进而实现从微观到宏观的多尺度液滴的定向输运，其液滴定向输运的速度可以达到10 cm/s。研究者发现液滴在合并过程中重新配置是非对称结构诱导的尖端效应导致的，并通过建立能量变化模型证明，当液滴尺寸大于结构尺寸时，液滴坐落于平面的系统能量大于坐落于曲面上的系统能量，从而揭示了液滴从平面向曲面运动的机理。研究者发现毫米级的液滴在合并过程中依然会从平面运动到弧面上，证明非对称结构诱导的尖端效应普遍适用于各种尺度的液滴。论文链接: https://advances.sciencemag.org/content/6/28/eabb4540/

8日笔者获悉，在日前举行的成渝（兴隆湖）综合性科学中心暨重大科技基础设施建设现场推进活动上，西南交通大学准环对称仿星器项目启动建设，该装置建成后将提升我国在受控核聚变领域的原始创新能力。据介绍，准环对称仿星器是目前受控核聚变领域磁场位形最先进的仿星器装置，它兼具了等离子体稳态运行和约束性能高的优势，装置大半径1米、平均小半径0.25米，由线圈系统、真空系统、支撑系统、电源系统、加热系统、水冷系统、中央控制系统和诊断系统组成。西南交通大学相关项目负责人表示，该装置的建成将突破三维非平面模块化线圈制造关键技术和准环对称位形下的新经典输运、湍流输运和磁流体不稳定性等关键科学问题，填补我国在仿星器相关研究领域的空白，为推进人类探索先进磁约束位形和受控核聚变技术作出开创性贡献。同时，还将加快磁约束核聚变能技术研发和应用进程，带动和促进三维复杂精密机械制造、强磁场、超导、微波技术等相关配套产业发展，形成从科学研究到成果转化的可持续发展格局，支撑国家能源高效安全战略和“双碳”战略实施。准环对称仿星器建筑效果图。西南交通大学供图

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 据悉，近年来，二维磁性材料在国际上成为备受关注的研究热点。它们能将自发磁化保持到单原胞层厚度，为人们理解和调控低维磁性提供了新的研究平台，也为二维磁性与自旋电子学器件的研发开辟了新的方向，在新型光电器件、自旋电子学器件等方面有着重要应用价值。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 尽管二维磁性材料的铁磁性质已有研究，但反铁磁态由于不具有宏观磁化，材料体系整体对外不表现出磁性，加之样品既薄又小，其实验研究是领域内的一大难题。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 针对这一问题，近日，复旦大学物理系吴施伟课题组与华盛顿大学许晓栋课题组合作，在二维磁性材料双层三碘化铬中观测到源于层间反铁磁结构的非互易二次谐波非线性光学响应，并揭示了三碘化铬中层间反铁磁耦合与范德瓦尔斯堆叠结构的关联。北京时间8月1日凌晨，相关研究成果以《反铁磁双层三碘化铬中巨大的非互易二次谐波产生》（“Giant nonreciprocal second harmonic generation from antiferromagnetic bilayer CrI3”）为题发表于《自然》（Nature）杂志。 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 273px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/4ab2a45d-ae2c-44ff-a0d7-2d4959a3a9a0.jpg" title=" caef76094b36acaf4a6e7356761eb51503e99cde.jpeg" alt=" caef76094b36acaf4a6e7356761eb51503e99cde.jpeg" width=" 400" height=" 273" border=" 0" vspace=" 0" / /span /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " span style=" font-family: & quot times new roman& quot font-size: 14px " 双层三碘化铬 图片来自复旦大学物理系网站 /span /p p style=" text-align: justify " strong span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 将经典方法引入新领域 开辟广阔研究空间 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 研究工作中观测到的由层间反铁磁诱导的二次谐波响应让团队成员们非常兴奋，因为他们知道，这在二维材料的研究和非线性光学领域都具有重要的意义。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " “意义首先在于其独特性。”吴施伟介绍，迄今为止二维材料领域所研究的二次谐波大多由晶格结构的对称破缺引起。“对称破缺也就是破坏对称性，例如人的左右手原本是镜面对称的，如果一只手指受伤，那么镜面对称就破缺了。”而这种由磁结构产生的非互易二次谐波和前者有本质区别，从原理上就十分新颖。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 反铁磁材料由于没有宏观的磁矩，对外部的物理激励一般难以产生宏观的可测量的响应，对仅有几个原子层厚的二维反铁磁材料往往无能为力。“过去这个问题就像是灯光照不到的地方，一片黑暗无从下手。然而就是这样的一种‘暗’状态，现在能通过二次谐波的方式变‘亮’。这也是将一种经典的方法引入一个新领域的美妙所在。”吴施伟对此颇有感触。这种二次谐波过程对材料磁结构的对称性高度敏感，为二维磁性材料的研究开辟了广阔的研究空间。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 研究团队同时发现，双层反铁磁三碘化铬的二次谐波信号相比于过去已知的磁致二次谐波信号（例如氧化铬Cr2O3），在响应系数上有三个以上数量级的提升，比常规铁磁界面产生的二次谐波更是高出十个数量级。利用这一强烈的二次谐波信号，团队得以揭示双层三碘化铬的原胞层堆叠结构的对称性。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 吴施伟介绍，体材三碘化铬在高温下属于单斜（monoclinic）晶系，在低温下发生结构相变而变为菱形（rhombohedral）晶系，两者的差别在于范德瓦尔斯作用（一种原子或分子之间的相互作用力，相比于化学键的相互作用，范德瓦尔斯相互作用弱得多）的层间平移。但在寡层极限下，低温下的晶格堆叠结构还存在着争议。团队在实验中使用一束偏振光测量了材料在空间不同方向的极化，通过测量偏振极化的二次谐波信号，发现它与单斜晶格的堆叠结构都具备镜面对称性，这与国际上新近发表的理论计算结果一致，为研究二维材料层间堆叠结构与层间铁磁、反铁磁耦合的关联提供了新的实验证据和研究手段。 /span /p p style=" text-align: justify " strong span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 创新研发实验系统 实现基础研究突破 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 研究团队在实验中探测的反铁磁材料仅有两个原胞层厚度（厚度在2nm以下），而在此条件下，中子散射等测量手段很难奏效。针对这一问题，团队基于过去多年在二维材料非线性光学研究领域的积累，运用了光学二次谐波这一方法来探测二维磁性材料的磁结构与相关特性。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 光学二次谐波过程对体系的对称性高度敏感，光学二次谐波的探测方法从体系的对称性入手，能够灵敏地探测体系的反铁磁性。与通常探测磁性的实验手段不同，它不依赖于材料的宏观磁性，而取决于微观磁结构造成的对称破缺。双层三碘化铬在反铁磁态下，其磁结构不但打破了时间反演对称性，也同时打破了空间反演对称性，由此产生强烈的非互易二次谐波响应。当体系升至转变温度以上、或施加面外磁场拉为铁磁态后，磁结构的对称性却发生了改变，这一二次谐波信号也随之消失。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 自2017年至今，两年的协力共进浇灌出如今的成果。团队首先利用实验室已有的无液氦可变温显微光学扫描成像系统进行了初步测量，但由于该系统没有磁场，很多关键的实验测量受到了限制。为解决这一问题，课题组成员攻坚克难，利用一套无液氦室温孔超导磁体，自主研发搭建了一套无液氦可变温强磁场显微光学扫描成像系统，并借助新系统实现强磁场下的光学测量，完成了关键数据的探测。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 据了解，该研究工作的合作团队还包括香港大学教授姚望、卡耐基梅隆大学教授肖笛、华盛顿大学教授曹霆、美国橡树岭国家实验室研究员Michael McGuire，以及我系教授刘韡韬、陈张海、高春雷等。吴施伟和许晓栋为文章的通讯作者，我系博士研究生孙泽元和易扬帆为共同第一作者。研究工作得到自然科学基金委、科技部重大研究计划和重点研发专项计划等项目经费的支持。 /span /p p br/ /p

近日卫生部发布消息称，正在全力组织科研攻关鉴别地沟油检验方法。就目前已经征集到的5种地沟油检测方法，因特异性不强而被否，为此卫生部将继续向社会征集鉴别方法。对此，在10月15日召开的2011年中国食品安全法治高峰论坛陕西分论坛上，重庆大学法学院教授曾文革坦言，到现在仍没有攻克地沟油的检测技术关，表明我国食品安全信息披露的技术支撑不够，后果就是造成公众在参与食品安全社会监督的过程中付出的成本过高。 　　真实性无法保证是短板 　　据介绍，此次地沟油检验方法论证方案，由卫生部组织科技部、工商总局、质检总局、食品药品监管局、粮食局以及中国疾控中心等共同制定。除上述机构外，还包括油脂加工、食品安全、卫生检验、化学分析等13名专家组成的检验方法论证专家组，对相关技术机构研发的检验方法进行科学论证。 　　曾文革向《法制日报》记者坦言，食品安全信息的真实性，所依赖的是完善的技术法规和分布广泛、技术先进的科学实验室。但我国由于食品安全标准和检验技术水平都不高，信息披露的技术要求支撑不够，最终造成所发布食品安全信息的真实性无法保证，比如明明是“地沟油”，却检测不出来。这种监管尴尬，是食品安全信息披露的短板，也揭示了食品安全公众监督的无奈，信息不对称是当前我国食品安全社会监督最大的问题。 　　曾文革介绍，按照欧盟的经验，食品安全信息应是来源广泛、数量庞大、客观真实并公开供公众获知，消费者对食品安全的知情权主要通过公众信息平台，由独立的科学检验机构为技术支持，否则无法制止掺假制假、以次充好行为，也无法验证食品安全信息的真实性。应该披露的信息既包括食品经营者提供的产品信息，也包括政府履行监管职责作出决策的依据、结果，以及对食品安全风险、事故处理的措施等。 　　因此，他建议食品安全信息应朝着公众与政府互动的方向发展，而要达到这些要求，需要制定《政府信息公开法》，将现行《政府信息公开条例》上升为法律。 　　对食品广告风险重视不够 　　“一碗汤的钙质含量更是牛奶的4倍、普通肉类的数十倍。”常去味千拉面的消费者，对这样一份广告词一定不会陌生。但实际证明，以猪骨汤精勾兑的味千面汤，广告宣传存在多处不实。 　　与会法律界人士认为，味千拉面的所为，以不实宣传欺骗消费者，应属消费欺诈。其夸大宣传不仅违反广告法，也侵犯了消费者知情权，消费者有权享有知悉其购买、使用的商品或者接受的服务的真实情况。 　　曾文革认为，类似味千拉面那样的不实广告宣传所蕴含的食品安全风险，目前还未引起充分重视，也没有纳入食品安全监管视野。对食品宣传中营养成分的介绍，也只规定了“可以”而非强制标注的范围，更没有达到考虑膳食平衡、特殊人群需要层次，食品广告宣传仍作为竞争行为来规制，这是产生味千拉面“骨汤门”的深层次原因。 　　信息透明是监督核心环节 　　根据《政府信息公开条例》、食品安全法、行政许可法等规定，与食品安全监管有关的行政许可、行政处罚、食品生产标准、食品安全执法等方面的信息，都应当予以主动公开。但来自社科院《法治蓝皮书》“中国政府2010年透明度年度报告”的数据显示，在食品安全执法方面，43个地方城市中，能够公布食品安全突发事件预警信息或者食品安全曝光信息的有31个，占比为72%。质量技术监督部门、工商行政管理部门、食品药品监督管理部门的网站，公开2010年度食品安全监督检查、专项治理方面信息的分别有30家、30家、31家，监督检查信息披露只有7成。 　　曾文革认为，信息透明是食品安全社会监督的核心环节，信息不对称是当前我国食品安全监督中最大的问题。政府部门在食品安全信息披露方面存在单向性，公众监督的触角没有覆盖食品安全保障的整个过程，公众监督者的意志很难被纳入食品安全制度中。而食品安全监管体系对社会监督的回应性不够，在我国现行食品安全制度中，还没有对公众提供的食品安全信息和消费者投诉处理的法定时限与步骤的规定。在法律责任规定中，更没有对因拒绝公众参与或侵犯公众监督权利的惩戒措施。虽然公众可以通过信访、相关部门负责人信箱等渠道反映，但食品安全监管部门对信息的处理具有随意性，不处理也无法律责任，诉讼机制也不能满足社会监督的制度需求。 　　他建议，在食品安全监督法律关系中，公众、政府部门和食品经营者三者间的角色应明确划分。在监督法律关系下，经营者应提供真实、客观的食品安全信息 政府部门履行监管职责，验证经营者在标签和信息上提供的产品信息是否真实，对违法经营、不实标注、虚假宣传等行为进行惩戒，弥补经营者信息提供的缺陷，充当食品安全信息的筛子，通过听证会、网络采集等方法吸纳公众参与食品风险预防、政策制定等过程，透明、公开地向公众提供行政执法信息 公众在信息链末端通过食品消费和日常生活接触，验证政府和经营者信息的真实性，根据标签、食品标准及指导性规则识别是否安全，对发现的安全隐患向政府进行回馈，政府必须根据法定程序进行处理，否则将承担相应责任。

多铁性是指铁电性、铁磁性、铁弹性等多种有序的共存。多铁性材料与磁电耦合效应不仅蕴含着丰富的基础物理问题，而且具有重要的应用前景，是近年来凝聚态物理和材料科学的一个研究热点。多铁性材料分为复合材料和单相材料两大类，复合材料的磁电耦合是利用界面效应实现的间接耦合，单相材料的磁电耦合是一种本征的体效应。在过去的十多年里，人们已经发现了种类繁多的单相多铁性材料。然而，已知的单相多铁性材料的磁电耦合效应（磁场控制电化或者电场控制磁性）通常比较微弱，这大地限制了单相多铁性材料在未来磁电子学器件中的应用。如何大幅度提高单相材料的磁电耦合效应成为该领域面临的一个重大挑战。近期，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理实验室孙阳研究员（Quantum Design产品用户）、柴一晟副研究员和博士生翟昆等在一种Y-型六角铁氧体Ba0.4Sr1.6Mg2Fe12O22中实现了巨大的磁电耦合效应，获得了高达33000 ps/m的正磁电耦合系数和32000 ps/m的逆磁电耦合系数，创造了单相材料磁电耦合效应的新记录。图1. 六角铁氧体Ba2-xSrxMg2Fe12O22在 10 K下的正磁电耦合效应六角铁氧体是一类具有六角晶系的铁基氧化物，按照结构单元的不同，可进一步划分为M, W, X, Y, Z, 和U型六角铁氧体。由于存在多种磁性相互作用的竞争，在六角铁氧体中可以通过部分元素替换产生丰富的非共线螺旋磁结构。对于一些特定的螺旋磁结构，非共线的自旋之间可以通过逆Dzyaloshinskii-Moriya相互作用产生宏观电化，从而导致磁有序驱动的二类多铁性与磁电耦合效应。在以往的研究中，虽然人们已经在一些六角铁氧体中观察到较强的磁电耦合效应，但是，对于如何在六角铁氧体中进一步实现巨大的磁电耦合效应，还缺乏清晰的认识和思路。　图2. 六角铁氧体Ba2-xSrxMg2Fe12O22(x = 1.6)在 10 K下的逆磁电耦合效应为了理解Y-型六角铁氧体Ba0.4Sr1.6Mg2Fe12O22中巨磁电耦合效应的物理起源，博士生翟昆合成出Ba2-xSrxMg2Fe12O22 (0.0≤x≤1.6) 一系列单晶样品，系统研究了其宏观磁性和磁电耦合效应随Sr含量的变化关系。同时，孙阳研究组与美国橡树岭实验室曹慧波博士等合作，利用中子散射技术详细研究了这一系列单晶样品的磁结构，给出了Ba2-xSrxMg2Fe12O22体系中圆锥状螺旋磁结构随Sr含量及外加磁场变化的相图。图3. 六角铁氧体中自旋锥对称性与磁电耦合系数的关系研究结果发现，六角铁氧体中磁电耦合效应的强度与自旋锥的对称性密切相关：当自旋锥的对称性从四重对称性降低到二重对称性时，在外加磁场驱动下自旋锥可以发生180度翻转；同时，自旋结构产生的电化也会随之发生180度反向。通过元素替换调控磁各向异性使得这一相变发生在零磁场附近，就会导致巨大的磁电耦合系数。因此，该项研究不仅获得了迄今为止单相材料中大的正逆磁电耦合系数，也为如何提高多铁性六角铁氧体中的磁电耦合效应指明了方向。以上研究成果发表于Nature Communications 8，519（2017）。该工作得到了自然科学基金（11534015，11374347），科技部（2016YFA0300701）和中国科学院项目（XDB07030200）的支持。文章来源：（中国科学院物理研究所磁学重点实验室，终解释权归中国科学院物理研究所磁学重点实验室官网所有） 相关产品： SuperME 多铁材料磁电测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C148929.htmTEGeta 多功能热电材料测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C277658.htm完全无液氦综合物性测量系统 DynaCool：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C18553.htmMPMS3-新一代磁学测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C19330.htm

【科学背景】随着低维材料研究的深入，石墨烯，尤其是多层石墨烯结构，因其独特的电子特性和潜在应用，引起了广泛关注。石墨烯作为一种二维材料，展现出许多新奇的物理现象，包括超导性、磁性和独特的电学性质。然而，这些特性背后的物理机制尚未完全理解，特别是在强关联电子系统中，多种基态之间的竞争和相互作用仍然是一个挑战。在石墨烯的相关低能电子物理学中，自旋和谷同位旋空间的近似SU(4)对称性允许存在大量几乎简并能量的破缺对称相，从而导致了多种紧密竞争的基态。在实际实验中，这种简并性可以通过自发破缺或哈密顿量中的弱对称破缺项来解除。这些项可能包括原子尺度的自旋–轨道耦合以及由粒子间相互作用引起的对称性破缺，例如谷间和谷内散射的差异。然而，目前对于这些破缺项的微观参数的强度，无法从第一原理精确确定，因此实验确定基态成为了约束微观哈密顿量的主要方法。为了应对这些挑战，科学家们转向了结构更稳定且可重复性更高的菱形多层石墨烯。与莫尔系统相比，菱形多层石墨烯因其结构稳定性，可以实现精确测量与多体理论之间的具体联系。在这种材料中，实验已经揭示了包括向列相、自旋和轨道磁体以及超导体在内的多种对称破缺态。然而，自旋在这些相中的具体作用，特别是在超导相中的作用，仍未得到充分解释。例如，在六方氮化硼包覆的伯纳尔双层石墨烯中，自旋极化超导态的出现需要一定阈值的平面内磁场，而在零磁场下通过WSe2基底支持的双层石墨烯中，自旋–谷锁定超导性也可被诱导。为了解决这些问题，美国加利福尼亚大学圣芭芭拉分校Andrea F. Young教授团队结合了全局电荷感测和局部磁力测量，重点研究了菱形三层石墨烯中的同位旋铁磁相。通过精确控制总电荷载流子密度和施加的位移场，利用低温晶体管放大器和扫描超导量子干涉设备（SQUID），作者能够分别测量逆压缩率和局部磁场的变化。这些实验手段使我们能够深入探讨在材料掺杂通过零带隙奇异点时，同位旋铁磁相的性质及其背后的物理机制。本研究通过精确的实验测量，揭示了菱形多层石墨烯中同位旋铁磁相和超导相的微观机制，特别是自旋–轨道耦合在这些相中的作用。【科学图文】图1 | 在空穴掺杂的四分之一金属体系中，三层菱方石墨烯的热力学。图2 | 谷间相干性IVC四分之一金属。图3 | 自旋-轨道耦合效应。图4 | 电子掺杂的谷间相干性。【科学启迪】本文揭示了菱形多层石墨烯中的谷间相干性和超导性之间复杂而深刻的关系。研究表明，即使在缺乏声子介导的情况下，谷间相干性的涨落也可能引发电子间的吸引相互作用，从而促进超导性的出现。这一发现不仅拓展了我们对超导性形成机制的理解，还提示了探索新型超导体的潜力，这些超导体不受传统限制，可能在更广泛的温度和掺杂范围内实现。此外，研究中还观察到自旋–轨道耦合在控制石墨烯多层中自旋三重态超导性方面的关键作用，尤其是通过选择Cooper对的自旋方向和禁止特定相的形成。这些发现不仅有助于理解石墨烯及其异质结构中的复杂电子行为，还为设计和制造新型量子材料提供了重要的指导思路。原文详情：Arp, T., Sheekey, O., Zhou, H. et al. Intervalley coherence and intrinsic spin–orbit coupling in rhombohedral trilayer graphene. Nat. Phys. (2024). https://doi.org/10.1038/s41567-024-02560-7

【科学背景】随着材料科学和超导体研究的不断推进，笼目晶格材料因其独特的电子结构而引起了广泛关注。笼目晶格是一种由角共享三角形构成的周期性结构，天然地承载了Dirac费米子、平带和Van Hove奇点等重要电子特性。这些特性不仅提供了拓扑物质研究的新视角，还为研究电子相关现象和长程多体有序提供了有力平台。近年来，笼目超导体AV3Sb5（A = K, Rb, Cs）中的非常规电荷序现象，特别是体积2 × 2排序向量下的电荷密度波和奇性超导性，引发了科学界的广泛关注。然而，这些超导体中电荷序与超导性的相互作用，特别是它们在基态下的具体表现和机制，仍然是实验和理论中未解的难题。有限动量配对不仅能够导致空间间隙和配对密度的调制，还可能出现Bogoliubov费米态等复杂现象。然而，实验上实现这些复杂现象的相互关联一直面临挑战。针对这一问题，南方科技大学物理系殷嘉鑫副教授课题组带领一支由中国（国科学院物理研究所石友国课题组和北京理工大学王秩伟课题组）、瑞士、德国和新加坡学者组成的国际团队利用高分辨率和系统的隧道数据，采用稀释制冷机下的常规和Josephson扫描隧道显微镜，对KV3Sb5和CsV3Sb5中的奇性笼目超导调制进行了深入研究。他们在30毫开尔文的极低温条件下，分辨出微电子伏特级别的电子能量差异，并观察到U形超导间隙和具有平坦残余间隙态的特征。本研究解决了奇性PDW（配对密度波）在笼目超导体中的具体表现及其与电荷序的关系。通过检测到的2 × 2空间调制和磁场可调的奇性，研究揭示了具有时间反演对称性破缺的奇性PDW有序性，并在准粒子干涉成像中发现了作为Bogoliubov费米态候选的残余费米弧。此外，通过与杂质诱导的间隙调制进行区分，研究表明这些奇性PDW具有轨道选择性，并建立了有限动量配对的空间-动量对应关系。这些发现不仅加深了对笼目超导体中奇性PDW有序性的理解，还为低于1 K的超导体中相互交织的有序性研究提供了新的方法和理论依据。【科学亮点】（1）实验首次探测到笼目超导体KV3Sb5和CsV3Sb5中的奇性2 × 2配对密度波（PDW）有序性及其残余费米弧，并通过常规和Josephson扫描隧道显微镜在30毫开尔文下获取了微电子伏特级别的电子能量分辨数据。作者观察到U形超导间隙中存在平坦的残余间隙态，并揭示了具有磁场可调奇性的2 × 2空间调制。（2）实验通过系统的隧道显微镜技术揭示了以下结果：&bull 在笼目晶格的体积电荷序矢量处，检测到配对间隙和配对密度的2 × 2调制，表现出磁场可切换的奇性，突显出具有破坏时间反演对称性的奇性PDW有序性（图5a、5b）。&bull 通过准粒子干涉成像（QPI）数据，检测到V d轨道态的残余费米弧，这些弧线被认为是Bogoliubov费米态的候选（图5c）。&bull 奇性PDW被确定为p-d间轨道通道的有限动量配对，有助于理解其空间-动量对应关系。&bull 此外，作者的研究还区分了奇性PDW有序性与杂质诱导的间隙调制，CsV3Sb5展示了与（表面）条纹相关的额外配对调制通道。作者的系统光谱方法在极端条件下的应用，为进一步探究TC低于1 K的超导体中相互交织的有序性提供了新路径。【科学图文】图1：电荷有序的笼目超导性。图2：配对间隙和配对密度调制。图3：奇性2 × 2配对间隙和配对密度调制。图 4: 在轨道选择性PDW下的残余费米弧。图 5: 有限动量配对超导性的证据链。【科学启迪】本文揭示了笼目超导体中奇性配对密度波（PDW）的复杂行为及其与费米弧的关系。通过高分辨率和系统的隧道数据，作者能够探测到KV3Sb5和CsV3Sb5中的奇性2 × 2 PDW有序性及其残余费米弧，这些结果展示了超导性与电荷序的深刻联系。具体而言，文章建立了有限动量配对的空间-动量对应关系，区分了PDW有序性与杂质诱导的配对调制。研究表明，奇性PDW不仅破坏了时间反演对称性，还在p-d间轨道通道中展现了独特的配对特性。此外，通过对零能态的准粒子干涉成像，发现了分段费米弧，这为Bogoliubov费米态的候选提供了证据。这些发现不仅深化了作者对笼目超导体中奇性PDW的理解，还推动了在极端条件下揭示超导体中相互交织有序性的研究，为未来探索其他低温超导材料中的类似现象提供了新的思路和方法。参考文献：Deng, H., Qin, H., Liu, G. et al. Chiral 笼目 superconductivity modulations with residual Fermi arcs. Nature 632, 775–781(2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07798-y

开发具有预期稳定性、规则结构和精确组分的功能材料是化学研究的重要内容之一。高自旋磁性团簇由于电子结构与几何构型、自旋态以及原子间相互作用区别于块体材料，展现出奇异的物理化学性质，为自旋电子学材料和微器件的设计开发提供了新思路。 　　中国科学院化学研究所分子动态与稳态结构实验室研究员骆智训课题组利用自主设计搭建的质谱与光电子能谱仪器，在金属团簇与超原子研究方面取得了系列进展。 　　近日，骆智训课题组、姚建年课题组，联合清华大学教授李隽理论团队，在探究阴离子Rhn-(n=3-33)簇与几种典型气体(包括O2、CO2、CH4和CH3Br)的反应中发现，Rh19-是具有特殊稳定性的幻数团簇，并结合光电子能谱确定了其高对称性与铁磁性的超八面体结构(S=10/2)。Rh元素本身并非磁性。研究表明，强磁性团簇Rh19-的特殊稳定性主要来源于其独特的电子结构与成键方式，且具有特殊的超原子轨道特征1S2|2S22P6|3S23P6。基于此，研究进一步提出了金属团簇“电子自旋态异构体”(Electron-spin state isomers，ESSIs)的新概念，剖析了Rh19-团簇光电子能谱热带(Hot-bands)。 　　该工作发现了一种高对称的、尺寸在1nm的Rh19-团簇，对应于面心立方晶体铑的一个片段，诠释了从金属原子到可调控磁/电性质固体材料的结构演变规律，为剖析过渡金属光电子性质提供了原子精准的范例，并为材料基因的原子构造提供了新思路。 　　相关研究成果发表在《科学进展》(Science Advances，DOI：10.1126/sciadv.adi0214)上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部和中国科学院的支持。南方科技大学科研人员参与研究。图1. 铁磁性超八面体Rh19-团簇的发现图2. (a)基于自主研制仪器(TOF-MS)制备的阴离子Rhn-团簇与CO2反应前后的质谱图；(b)Rh19-团簇分别在355 nm和266 nm激光下的光电子能谱；(c)金属团簇电子自旋态异构体(Electron-spin state isomers，ESSIs)机制；(d)由全局搜索确定的Rh19-的最低能量结构及范德华半径；(e)Hirshfeld电荷布居；(f)Rh19-的自旋密度布居。

近日 ，美国麻省理工学院 Jeong Min Park、曹原等人在《自然》发文，报告三层扭转石墨烯能够表现出超导性。这个“三明治”比双层的“魔角” 石墨烯更加稳定，并且能够通过两种相互独立的方式进行调节。这样的结构或有助于理解实现高温超导需要的条件。图片来源：Pixabay当两片石墨烯 以 1.1° 的扭转角度交错排列，这个双层结构就会转变为非常规的超导体，从而使电流无阻通过，而不会浪费能量。这种“魔角”石墨烯结构及其超导效应由美国麻省理工学院 （MIT）物理学教授 Pablo Jarillo-Herrero 团队在 2018 年首次发现。这项研究也让中科大少年班毕业生、当时年仅 21 岁的曹原“一战成名”： 他以共同第一作者/共同通讯作者 的身份首次在同一天发表了两篇《自然》 （Nature ）论文，随后他 成为了 《自然》2018 年十大科学人物中最年轻的学者 。扭转电子学 （twistronics）领域从此兴起。此后，科学家一直在寻找其他可以经过扭转而表现出超导性质的材料。但是到目前为止，除了最初的双层“魔角”石墨烯以外，没有发现其他材料具备相似的特性。近日，已经成为博士后的曹原再次以共同第一作者身份 在《自然》发文报告，在三层石墨烯组成的“三明治”中观察到超导性。 在新的三层结构中，中间一层石墨烯相对于外层以新的角度扭转，其超导性比双层结构更稳定。该论文 2 月 1 日在《自然》发表， Jeong Min Park 和曹原为共同一作，此外曹原还与他的导师、Pablo Jarillo-Herrero 共同担任论文通讯作者。日本国立材料科学研究所（National Institute of Materials Science）的渡边贤司（Kenji Watanabe）和谷口尚（Takashi Taniguchi）也参与了这项研究。研究人员还可以通过施加和改变外部电场的强度来调节结构的超导性。而通过调节三层结构，研究人员能够产生超强耦合超导性，这是一种奇特的电学行为，在其他所有材料中很少见。Jarillo-Herrero 说：“目前尚不清楚魔角双层石墨烯是不是特例，但现在我们知道它并不孤单，它有一个三层表亲。这种超可调（hypertunable）超导体的发现将转角电子学领域扩展到了全新的方向，在量子信息和传感技术中具有潜在的应用。”打开新型超导体研究的大门在 Jarillo-Herrero 和同事们发现扭转双层石墨烯中可能产生超导性之后不久，理论物理学家提出，在三层或更多层石墨烯中也可能看到相同的现象。石墨烯就是厚度仅有一层原子的石墨，它完全由排列成蜂窝状晶格的碳原子组成，如同纤细却坚固的金属网格。理论物理学家提出，如果将三层石墨烯像三明治一样堆叠， 中间层相对于两个外层扭转 1.56 度，那么这种扭曲构型将产生一种对称性，从而促使材料中的电子配对，形成无阻力的电流，即超导的标志。Jarillo-Herrero 说：“我们就想，为什么不尝试检验一下这个想法？”为此，Park 和曹原设计了三层石墨烯结构。他们将单层石墨烯小心地切成三个部分，并将其按照理论预测的角度精确堆叠。他们制造了几个这样的三层结构，每个结构的尺寸仅有几微米，大约相当于人类头发的直径的 1/100，高度则为三个原子。Jarillo-Herrero 称之为 “纳米三明治”。接下来，研究小组将电极连接到结构的两端，并通过电流，同时测量材料中损失或耗散的能量。“我们没有观察到能量耗散，这意味着它是超导体。”Jarillo-Herrero 说，“我们必须肯定理论物理学家的贡献，他们算出了正确的夹角。”但他补充说， 这种结构具备超导性能的确切原因仍然有待确认，目前还不确定这是不是因为理论物理学家所提出的对称性。这也是他们计划在未来的实验中进行检验的内容。 他说：“目前我们只能确认相关性，而无法确认因果关系。但现在我们至少有了一条途径，可以根据这种对称性思想探索一大批新型超导体。”“ 最强大的耦合超导体”在探索新的三层石墨烯结构时，研究团队发现，可以通过两种方式控制其超导性。对于团队此前提出的双层石墨烯，可以通过施加外部 门电压来改变流过材料的电子数量，从而调节其超导性。研究团队上下调节门电压，同时测量材料停止耗散能量、转变为超导体时的临界温度。通过这种方式，团队能够像调节晶体管一样打开和关闭双层石墨烯的超导性。团队使用相同的方法来调节三层石墨烯，同时还发现了控制材料超导性的第二种方法，这在双层石墨烯和其他扭转角结构中是不可能的。这种方式就是使用附加电极对材料施加 电场，这能够改变三层结构之间的电子分布，同时不改变结构的整体电子密度。Park 说：“现在，这两个相互独立的‘旋钮’能为我们提供大量有关超导电性出现条件的信息，帮助我们理解这种不寻常的超导状态背后至关重要的物理学原理。”通过同时使用这两种方法调整三层结构，研究小组在一定条件下观察到了超导性，包括在相对较高的 3 开尔文临界温度下，即使此时材料的电子密度很低。相比之下，量子计算领域正在研究使用铝制作超导体，铝具有更高的电子密度，而它仅在约 1 开尔文的温度下才具备超导性。Jarillo-Herrero 说：“我们发现魔角三层石墨烯可以成为最强大的耦合超导体，这意味着在给定的电子数量很少的情况下，它也能在相对较高的温度下进行超导。它能带来最大的收益。”研究人员计划制造三层以上的转角石墨烯结构，以了解具有更高电子密度的此类构型是否可以在更高的温度下表现出超导性，甚至实现室温超导。“如果能够工业化大规模生产这些结构，那么我们就可以制造用于量子计算的超导比特，或者低温超导电子器件、光子探测器等。不过我们还不知道如何一次制造数十亿个这样的结构，”Jarillo-Herrrero 说。Park 说：“我们的主要目标是理解强耦合超导的基本性质。三层石墨烯不仅是有史以来最强大的强耦合超导体，它还具备最大的调节空间。借助这种可调谐性，我们能够真正实现在相空间的任何位置探索超导电性。”论文信息：Park, J.M., Cao, Y., Watanabe, K. et al. Tunable strongly coupled superconductivity in magic-angle twisted trilayer graphene. Nature (2021).

p 　　柔性传感器可穿戴或植入人体，并可检测周围环境信息，在医疗健康领域受到广泛关注。然而，作为用电器件的传感器自身并不能独立工作，需要电源为其供电。平面型微型超级电容器(MSC)作为新型的微型电化学储能器件易与传感器或其它电子器件进行有效集成。一般的方法是将传感器与电源通过外接导线连接，但在柔性可穿戴技术中引起不便。如何将柔性和无线电源与传感器集成到同一芯片，是当前研究所面临的挑战。 /p p 　　纸质材料成本低、可即用即弃，并具有多孔和粗糙的纤维结构，可以增强其与电子器件的结合力。由于纤维素孔隙引起的毛细作用使通过印刷技术印刷的墨水材料在纸基表面扩散，导致形成的图案质量较差。中国科学院兰州化学物理研究所清洁能源化学与材料实验室研究员阎兴斌团队通过丝网印刷技术，在滤纸表面形成金属Ni叉指化集流体，并结合后续的电镀技术增强集流体的导电性，并抑制金属Ni在纸基表面的扩散，形成了分辨率较高的图案化集流体。在Ni表面通过电化学沉积MnO2或者聚吡咯(PPy)活性材料，并滴凃凝胶电解质，形成了基于MnO2的对称性超级电容器，以及基于MnO2和PPy的非对称超级电容器。经过测试，表明该纸基超级电容器具有较好的电化学特性和很强的耐机械形变特性(弯折1万次后容量几乎没有衰退)，其能量密度和功率密度皆位于同类型超级电容器的前列。 /p p 　　基于在纸面印刷的金属集成电路，研究人员将MSC和紫外传感器或气体传感器集成到同一单片纸上，集成器件显示出良好的传感特性和自供电特性。未来有望将能量采集、能量存储和用电器件集成到同一纸基芯片。这种基于纸质基底的集成策略为便携式和可穿戴电子开拓了新的设计方法。 /p p 　　该研究在线发表在Advanced Functional Materials上，研究工作得到了国家自然科学基金和研究所“一三五”重点培育项目的资助和支持。 /p p style=" text-align: center " img title=" 1.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/1ef655a3-bf7a-4a9f-b5ba-3c7d959f2d5a.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 纸基自供电传感器的集成示意图与实物图 /strong /p p & nbsp /p

Labthink兰光2011春季阻隔性测试数据比对成绩优异 　　2011年9月，由Pira International(派诺国际)举办的2011年春季阻隔性测试数据比对项目正式结束，参与比对的各所实验室测试结果均已统计完成，Labthink阻隔性实验室作为其中之一已收到本次比对的统计结果。结果显示，Labthink阻隔性实验室的数据继续保持良好的稳定性和极佳的准确性，我们所提供的4种样品在多种检测条件下的测试数据均处于合格范围内，并与统计结果的中位值非常接近，成绩非常理想。同时通过多年比对项目的完美表现，Labthink阻隔性实验室测试数据的长期稳定性也备受国际认可。 　　作为国际包装研究协会(iapri)的创始人，Pira International(派诺国际)开展的阻隔性测试数据比对项目在相对新兴的阻隔性测试领域具有极大的影响力。鉴于Labthink阻隔性实验室在多次数据比对中稳定的测试实力，Pira再次向我们发出包装物整体阻隔性测试数据比对项目(筹)的咨询函，Labthink阻隔性实验室也将全力以赴，争取在新的测试项目中获得好成绩。 　　未来，Labthink阻隔性实验室仍将积极参与Pira International举办的数据比对项目，为测评检测仪器的长期稳定性提供客观的数据基础。

离心机是一种利用离心力原理对样品进行分离的机械设备，广泛应用于制药、化工、食品、环保等行业。在使用离心机前必须进行配平，若未进行配平、或配平操作不当，离心机会产生较大的振动和噪音，样品的分离效果也会受到影响，严重时导致设备损坏，甚至引发安全事故。离心机转子一般分为角转子和水平挂篮，两种配平都遵循合力为零计算法，具体如下。固定角转子配平对于固定角转子的配平，按照“合力为零，中心对称”法则，可分为2倍配平、3倍配平及2+3结合配平。2倍配平2、4、6管配平示意图3倍配平3、6、9管配平示意图2+3结合配平5、7、11管配平示意图实际操作需保证每一组均平衡*对于特殊情况，如：样品出现单管情况，需要另外取用一只离心管进行配平（平衡管）。但需要注意：（A）平衡管的材质、规格必须与装载样品的离心管一致；（B）必须选择与样品密度相近的配平物质进行填充。水平转子配平而对于水平转子，配平时不仅要考虑单个吊篮内的样品是否对称，还要考虑对应吊篮间的样品是否平衡。简单来说，就是先确保挂篮的重心在挂篮的中心点，再按照中心对称配齐对应挂篮的样品。挂篮讲解示意图正确示范（左），错误示范（右）对于生产较早的老式离心机而言，通常未配备检测自停功能，一旦没有配平，转子就有飞出的风险，引起伤害事故。因此，务必养成良好的习惯，离心前对样品进行称重、配平，确保安全使用离心机。Titan/泰坦台式离心机系列产品钜惠来袭，惊喜不断！即日起至12月31日，通过【探索平台】及其APP和小程序下单台式离心机，可享受买一赠一！买一赠二优惠！活动详情请咨询您身边的泰坦销售或联系marketing@titansci.com。

【概述】光学手性超构表面是由亚波长尺度单元所组成的平面或准平面光子器件。非对称传输是手性超表面的一大光学特性，该特性可应用于集成光路中的光学二极管，与电二极管类似，光学二极管要求器件具有单向性。目前，单层手性超材料中，非对称传输率在理论上被限制在 25% 以内，并伴随很高的吸收损耗，这成为该材料作为光学二极管的应用阻碍。而通过多层三维结构去实现非对称传输，虽然能将传输率突破 25%，但是其加工工艺更加复杂、困难，尤其是亚微米尺度以下的多层结构精准对准目前还很难实现。图1，单层手性超表面2022年，南开大学泰达应用物理学院齐继伟副教授在 Optical Express 上发表了一篇题为《Asymmetric reflection based on asymmetric coupling in single-layer extrinsic chiral metasurfaces》的文章。作者制作了一种单层手性超表面，创新地以圆偏振光斜入射反射的形式提升了非对称传输率，获得了与三维结构相当的非对称传输率。 【样品 & 测试】作者采用电子束光刻技术与金属镀膜技术在石英基底上制备了横向周期 1000nm，纵向周期 650nm 的单层 U型分裂环，该分裂环厚度 100nm，环形宽度 200nm，环形半径 350nm。为观测不同角度倾斜入射的反射情况，作者使用了复享光学的角分辨光谱仪R1，借助设备的自动旋转模块，灵活调整入射角与接收角，实现多角度反射光谱测量。同时，得益于角分辨光谱仪中的通用光学元件插口，作者使用线性偏振片与四分之一波片形成左旋与右旋圆偏振光，轻松获得合适的实验条件。图2，测试示意图作者通过模拟和测量左旋圆偏振光与右旋圆偏振光倾斜入射时超表面的反射光谱，并对比了正向入射与反向入射在 30°~45° 之间的测量结果，如图3 所示。研究发现，在 1120nm 处，右旋圆偏光正向入射与左旋圆偏振光反向入射的反射光谱均呈现出较宽的反射峰；在 1650nm 和 1075nm 处，右旋圆偏光反向入射与左旋圆偏振光正向入射的反射光谱分别显示出相对较窄反射峰。这一结果与 COSMOL 的模拟结果一致。通过理论分析结合实测光谱，作者发现 1120nm 处的反射峰源于四极局域表面等离子体共振模式，而 1650nm 和 1075nm 处的反射峰则源于表面晶格模式。这些发现为深入理解手性超表面的光学特性提供了重要线索。图3，U型分裂环超表面30°~45°反射光谱：（a,b）COSMOL模拟结果；（c,d）角分辨光谱仪测量结果进一步研究中，作者分别对比左旋圆偏振光与右旋圆偏振光正反向反射效率差异，如图4 所示。值得注意的是，反射效率差异在 1000~1600nm 波段最高可达 40%，突破了二维非对称传输理论效率 25% 的限制。图4，圆偏振光非对称反射效率测量结果【总结】作者制备了一种基于单层手性超表面，旨在实现巨大的非对称反射，并将圆偏振光斜入射反射作为关键步骤。复享光学的角分辨光谱仪R1 具备高度适应性，能够轻松适应不同的实验条件，包括变化角度、偏振、相位延迟等参数。这一设备对研究以调控光束特性为主要功能的超表面至关重要。图5，文章对复享光学 R1 的标注【参考文献】 ✽ Fu, Xianhui, et al.Asymmetric reflection based on asymmetric coupling in single-layer extrinsic chiral metasurfaces. Optics Express (2022).

p 　　近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员胡向平领导的研究团队在铜催化不对称炔丙基转化研究中取得新进展，通过运用一种脱硅活化的新策略，成功实现了Cu-催化的炔丙醇酯与β-萘酚及富电子苯酚间的不对称[3+2]环加成反应，相关研究结果以通讯形式发表在最新一期的《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 5014-5018)上。 /p p 　　在炔丙基转化反应中，有效形成亚丙二烯基铜活性中间体是实现反应的关键。针对传统的由端基炔丙基化合物形成亚丙二烯基铜活性中间体能力不足的缺点，该研究利用铜能高效促进Csp-Si键开裂的特点，提出以三甲基硅基保护的炔丙醇酯为底物，通过脱硅活化的策略，实现亚丙二烯基铜活性中间体的不可逆形成。基于这一反应策略，研究组利用自主发展的高位阻手性P,N,N-配体，成功实现了炔丙醇酯与β-萘酚及富电子苯酚间的不对称[3+2]环加成反应。这是该研究组继2014年提出脱羧活化的炔丙基转化策略(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1410-1414)后，在炔丙基转化反应中实现的又一催化活化策略。这些反应策略的提出与实现有效拓展了催化不对称炔丙基转化反应研究的思路。 /p p 　　上述研究工作得到国家自然科学基金委的资助。 /p p style=" text-align: center " img style=" width: 500px height: 216px " title=" W020160419304595129181.jpg" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/dc0e2990-2b81-4183-b6ca-5d3434096321.jpg" width=" 500" height=" 216" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" font-size: 14px " 大连化物所铜催化不对称炔丙基转化研究取得新进展 /span /p p style=" text-align: center " & nbsp /p

剧情提要：不说废话，看图。黑衣妹子为何开心到模糊？白衣姑娘为何露出慈母般微笑？扑克牌和分样瓶的数字存在何种神秘联系？看下文，谜题一一揭晓。??? ?9月12日，临海宁波飘起了绵绵细雨，弗尔德仪器-杭州金谱讲座宾朋满座，细雨微风阻挡不了宁波客户的热情，此次讲座注定是值得期待的仪器交流盛会。 ?思客户仪器使用之需求，解客户产品应用之难题。弗尔德仪器为宁波客户精心设置了一套高端配置的样品处理与分析解决方案。弗尔德仪器携旗下高端马弗炉品牌CarboliteGero（卡博莱特盖罗）、元素分析仪品牌Eltra（埃尔特）、研磨筛分领军品牌Retsch（莱驰）以及多功能粒度粒形分析仪品牌Retsch Technology（莱驰科技），来到临海宁波，解决客户仪器选型与应用难题。 ?从土壤样品的前处理到球磨仪的应用，弗尔德仪器娓娓道来样品粉碎的艺术。为了满足客户对颗粒形态如纵横比、球形度、对称性、破碎度等参数的特殊要求，莱驰科技带来了创新专利的双CCD图像分析技术，能在宽量程范围内实现对颗粒的动态图像分析。除了闻名于世的样品前处理设备，弗尔德仪器拥有众多型号的高端马弗炉，任君挑选。立足于领先的样品前处理技术，弗尔德仪器也在固相样品的元素分析领域占有一席之地，德国Eltra元素分析仪能够快速、准确、简便地检测和分析固相样品中碳/氢/氧/氮/硫元素。众多弗尔德仪器的选型和应用介绍，解决了客户实验室仪器选型和应用的难题。现场样机的展示与操作，满足了客户实景体验、现场做样等需求。 ? 谜底揭晓：黑衣妹子开心到模糊，白衣姑娘投以羡慕的目光，这都是因为黑衣妹子中了弗尔德仪器献上的惊喜大奖！你以为这是故事的结尾吗？答案显然是否定的，说好的戏剧性结局这就慢慢道来。老天总是额外眷顾积极进取的人，宁波讲座抽奖完美地印证了这个说法。黑衣妹子积极主动上台帮助工作人员抽取讲座二等奖，看着自己抽取的小哥顺利领取了奖品，心中有说不出的羡慕，谁料到自己竟然是最后惊喜大奖的获得者。慢着，那扑克牌和分样瓶的数字预示着什么？熟悉弗尔德仪器的小伙伴一定知道弗尔德独特的抽奖方式：采用Retsch自动分样仪PT100进行绝对公平公正的抽奖（下图的抽奖仪器就是PT100哦）。最后的最后，黑衣妹子手持数字4扑克牌带走了惊喜大奖，引起了全场观众的欢呼雀跃！

尊敬的客户 ：您好。弗尔德科学仪器事业部（Verder Scientific Division）旗下包含了多个知名品牌，如德国RETSCH（莱驰）粉碎研磨筛分设备、Carbolite/GERO高温马弗炉、德国ELTRA（埃尔特）元素分析仪等，RETSCH TECHNOLOGY（莱驰科技）是其中一家专业从事粒度及粒形分析仪器生产和研发的厂家，基于ISO13322-2动态图像技术开发而成的Camsizer P4/Camsizer XT系列多功能粒度及粒形分析仪，已经有超过1000多个客户在使用。该仪器能够一次进样，得到粉体颗粒的粒度大小、粒度分布、球形度、对称性、凹凸度、密度，甚至于颗粒计数，在石化、地质、催化剂、玻璃珠、金属粉末、医药等行业有其他粒度分析技术不可比拟的更好的应用优点。为了让更多的客户了解动态数字成像技术，我们每年都会在上海、北京、广州等地举办客户演示日活动。在演示日期间，我们除了对仪器的性能特点做详细介绍外，最主要是结合客户样品进行上机演示实验，务求让到场的客户能够直观的了解到仪器的功能和优点。本次演示日，特邀德国专家Joerg Westermann先生莅临上海指导。日期：2015年4月16日、17日9:30-17:30地点：弗尔德（上海）仪器设备有限公司（浦东张江毕升路299弄富海商务苑（一期）8栋）仪器演示：Camsizer P4多功能粒度及粒形分析仪 Camsizer XT 干湿两用多功能粒度及粒形分析仪 ELTRA 碳/硫/氧/氮/氢元素分析仪 RETCSH研磨仪、破碎仪本次培训免费，请务必携带样品参加，餐饮将由弗尔德公司提供。请您提前报名，以便于我们发给您详细的日程安排及交通指南。报名至： b.cai@verder-group.cn 联系人：蔡斌 13774358570 传真：021-33932950 参加单位：联系人：手机：邮箱：携带样品名称：客户应用及要求：

【科学背景】电子向列有序是指量子态打破了晶体的旋转对称性，同时保持了平移对称性，这种现象在凝聚态物质中普遍存在。这类相的出现通常与多体相互作用密切相关，但其具体的物理机制和实验观测却一直是研究的难点。理论上来说，朗道费米液体理论提出了Pomeranchuk不稳定性的概念，即电子态的固有不稳定性可以导致费米面的形变和点群对称性的破缺。然而，实际材料中的多个自由度（如自旋、轨道、晶格等）的复杂相互作用使得费米面形变的直接观测成为一项具有挑战性的任务。近年来，kagome结构材料因其丰富的相图引起了广泛关注，包括超导性、非常规电荷密度波和电子向列性。特别是在ScV6Sn6这种kagome金属中，研究者们直接通过扫描隧道显微镜技术观察到了一种单元内的向列有序。这种有序不同于其他kagome材料中观察到的破缺对称有序，它在打破晶格的旋转对称性的同时保持了平移对称性，这为研究提供了一个新的视角。为了填补这一知识空白，普林斯顿大学物理系M. Zahid Hasan教授，江玉晓博士，新加坡南洋理工大学Sen Shao, 上海科技大学Wei Xia，瑞士苏黎世大学Michael Denner, 美国哥伦比亚大学Julian Ingham等研究者合作在“Nature Materials”期刊上发表了题为“Van Hove annihilation and nematic instability on a kagome lattice”的最新论文。本研究通过详细的实验分析，揭示了在kagome层中由Van Hove奇异点驱动的电子向列性的实验特征。研究者们不仅确认了费米面的椭圆形变，直接证明了电子介导的旋转对称性破缺，还通过温度依赖性研究确定了向列有序的临界温度范围。这些结果不仅填补了电子向列性与kagome物理之间的理论空白，还为理解相关电子系统中复杂的多体现象提供了新的实验线索。值得一提的是，不久前，2024年4月10日，普林斯顿大学物理系M. Zahid Hasan教授团队在Nature期刊发表题为“A hybrid topological quantum state in an elemental solid”的研究论文，其中江玉晓博士生为共同第一作者。江玉晓，普林斯顿大学博士生，专注于拓扑材料与强相关系统研究；2019年本科毕业于北京师范大学物理学系，期间于邓富国教授课题组进行创新科研训练，并赴加州大学伯克利分校访问交流学习；2019年至今于普林斯顿大学物理系攻读博士学位。【科学亮点】（1）实验首次观察到在kagome金属ScV6Sn6中的单元内向列有序及相关的费米面形变，揭示了在kagome晶格内旋转对称性的破坏。（2）通过扫描隧道显微镜（STM）和扫描隧道光谱（STS）技术，研究发现了条纹状的向列有序，这种有序保持了晶格的平移对称性，但打破了旋转对称性。此外，研究表明Van Hove奇异点（VHS）在布里渊区的特定方向上出现，并在其他高对称性方向上消失，显示了电子态的不稳定性。（3）温度依赖性研究显示，kagome层的向列有序在70K以下开始出现，并在50K时持续存在。傅里叶变换分析表明，kagome层的Bragg峰展现出明显的各向异性特征，直接反映了向列条纹调制的存在。（4）我们还观察到费米面附近的椭圆形变，提供了电子介导的旋转对称性破坏的直接证据。此结果为kagome晶格中VHS驱动的电子向列性提供了实验支持。（5）ScV6Sn6的结构特征以及CDW与晶格不稳定性的关系也被探讨，数据表明CDW主要由Sn和Sc层的晶格不稳定性驱动，而与kagome晶格关系不大。【科学图文】图 1：在ScV6Sn6中，晶胞内向列序和电荷密度波charge density wave，CDW。图 2：电子向列性证据。图 3：观察范霍夫奇点Van Hove singularity，VHSs及其湮灭。图 4：低能电子态的形变。图 5：向列不稳定性，对ScV6Sn6电子结构的影响。【科学结论】本文的研究为理解相关材料中的电子向列性提供了新的视角，尤其是kagome结构中如何实现对称性破缺。首先，通过直接成像kagome金属ScV6Sn6中的单元内向列有序，揭示了电子态在多体相互作用下的复杂行为。这一发现不仅展示了条纹状向列有序如何打破旋转对称性，还强调了其保持平移对称性的独特性。这一特征为探索新的量子相提供了重要线索。其次，研究中观察到的Van Hove奇异点及其在费米面附近的表现，表明了电子态的不稳定性是如何引发向列有序的。这一机制的揭示强调了材料中电子结构的重要性，特别是在低维材料和复杂晶体结构中，费米学的研究能够为理解材料的相变和自发对称性破缺提供基础。此外，温度依赖性实验和光谱分析的结合，为后续研究提供了方法论上的启示。未来，研究者可以利用类似的技术手段深入探讨其他类型相关材料中的电子现象，从而推动新型功能材料的开发。总之，本文不仅拓宽了我们对kagome材料物理的理解，还为未来研究提供了新的思路和方法。通过研究电子向列性与晶体结构之间的相互作用，我们或许能够更深入地揭示多体相互作用的本质，推动量子材料的研究与应用。文献信息：Jiang, YX., Shao,S., Xia, W. et al. Van Hove annihilation and nematic instability on a kagome lattice. Nat. Mater. (2024). https://doi.org/10.1038/s41563-024-01914-z

很多小伙伴对选择一根合适的制备柱而困扰，本文介绍了制备型色谱柱的一些选择要点。 什么是制备型色谱柱 制备的目的是从混合物中得到纯物质，即分离-纯化-目标物，制备柱则是完成这一过程的工具。制备柱固定相种类和分析柱类似，制备柱的特点是：1、柱长短，内径大为了加快分离时间和提高分离效率，制备色谱的进样品量会很大，一般制备柱柱长为50mm-250mm，而内径为10mm-50mm。2、流速高流动相流速一般在10-20ml/min，可以提高产率，降低生产成本。如何选择一款合适的制备柱第一步：选择合适的键合相目前市场需求来看，蛋白质、多肽等类的物质分离纯化十分普遍，其中以C18、C8、C4的键合相居多，月旭科技提供完整的键合相产品线。 第二步：选择合适的填料粒径和孔径根据化合物的性质来选择合适的填料粒径和孔径由分子量选择合适的孔径由压力耐受性和分离难度来选择合适的粒径 第三步：由上样量大小和样品特性选择合适的柱管 第四步：确定合适的流速和上样量制备柱的流速一般与直径的平方成正比，举例：4.6mm分析柱流速为1ml/min，则10mm制备柱约为4.7ml/min。 上样量选择过载上样，特点是节约溶剂、节省时间、增加柱子的使用率，但是过载越多，分离度越差，一般以目标化合物与杂质分离度1.5为标准。上样量可以依据下式计算： Ultimate® 系列制备柱 采用与分析柱所用填料完全相同，保证了分析规模和制备规模的良好重现性，支持直线放大；独特的装柱技术和全不锈钢的modular柱管，保证了柱床的稳定性，经过测试10μm理论塔板数＞35000/m，5μm理论塔板数＞75000/m，峰的对称性值为0.95~1.20；还有上样量高、支持线性放大、制备时间短、节约溶剂等特点。更好的柱效和封尾 更好的分离效率、易于线性放大不同内径的柱子能得到同样完美分离 月旭科技拥有Sail 1000制备液相系统和Ultimate® ，Xtimate® 制备色谱柱系列，小伙伴如果在选择制备色谱柱过程中有什么疑问，欢迎咨询月旭科技当地销售代表和经销商。

从河流到湖泊，从大江到海洋，有着“白色污染”之称的塑料垃圾对人们的生活环境造成了严重的污染，而微纳尺度的塑料作为一种新兴的污染物更是对环境和人体健康具有潜在的危险性。面对这些潜在威胁，开发出高效去除水环境中微纳塑料的技术迫在眉睫。广西科学院生态环境研究所环境新型污染物综合治理与生态修复创新团队李婉赫研究实习员、黄慨研究员、王俊教授等开发了一种新型磁性材料，可对水环境中的微纳塑料进行快速去除，该项研究成果近日发表在国际期刊《整体环境科学》上。“团队开发的这种新型磁性材料主要针对安全饮水领域，尤其是纳米级塑料颗粒的处理。”黄慨说。新型磁性材料具有亲水和疏水特性作为一种人造材料，塑料被广泛应用于国民经济各个行业，在工业、农业、交通运输等多个领域发挥着不可替代的作用，但也带来了严重的环境问题。“微纳塑料在水生环境中广泛分布已是不争的事实，它会对人类健康构成潜在威胁。”黄慨表示，由于微纳塑料体积小，很容易被水生生物吸收，最终进入食物链而对终端消费者人类产生危害。同时微塑料在水中还会从周围环境中吸附其他有毒污染物（比如重金属和永久性有毒物质），这会造成微纳塑料的毒性成几何倍数放大。因此，如何解决水环境微塑料的污染问题，探索有效去除水中微塑料的策略势在必行。“塑料颗粒纳米化后，其在水体中的分散作用更强，疏水性变弱，常规的吸附材料难以在水体中有效地吸附纳米级塑料颗粒。”黄慨说。为此，团队设计并研制了一种具亲水和疏水特性的双亲性吸附材料，该材料既能在水体自由分散又能寻找并吸附塑料微粒，从而实现高效去除和实现生态环境修复的目标。李婉赫介绍，双亲性磁性材料是一种具有化学不对称性的磁性粒子，其表面具有两种或两种以上性质相反的化合物。这种不对称赋予了粒子独特的特性，使材料表面同时具备亲水/疏水、极性/非极性等特点。双亲性磁性janus粒子结构示意图，表明它具有两种亲水疏水基团结构。受访者供图“团队开发的这种新型双亲性磁性材料，以磁性微球为原料，通过皮克林乳液定向控制和磷酸基高分子定向表面修饰，得到的一种单侧花状结构的双亲性磁性粒子。这种粒子具有适宜的电动电势（Zeta电位）和接触角，亲水侧有利于在水环境中充分分散与其他粒子接触，疏水侧则表现出较强的吸附带负电荷塑料粒子的能力。在磁场中，这种双亲性磁性粒子能够实现快速分离，从而完成对水环境中微米级/纳米级塑料微粒的富集与分离。”李婉赫说。未来能广泛应用于水环境中的吸附治理与其他吸附材料相比，此次合成的这种新型磁性材料用于吸附微纳塑料有何优势？“这种新型磁性材料的优势在于对低浓度高度纳米化的微纳塑料具有更显著的吸附能力，亲水侧有利于充分分散接触，疏水侧有利于吸附目标物，在磁场作用下能快速聚集分离。目前从吸附动力学和热力学研究上看，它吸附聚苯乙烯（PS）微粒的吸附速率为每分钟0.759，吸附容量达到每克能吸附2.72克聚苯乙烯微粒，而它吸附聚乙烯（PE）微粒的吸附速率为每分钟0.539，吸附容量达到每克吸附2.42克聚乙烯微粒，这些吸附能力数据比非双亲性吸附材料都要高，因此它在处理聚苯乙烯和聚乙烯两种微纳塑料方面具有更强的竞争优势。”李婉赫说。作为该团队的最新研究成果，该新型双亲性磁性材料在许多领域具有实用价值。“我们开发的新型双亲性磁性材料，不仅可以应用于水环境中微纳塑料颗粒的吸附治理，未来也能应用于水环境中抗生素和其他永久性有机污染物的吸附治理，团队正逐步对相关应用领域开展研究工作。”黄慨说。该团队经过研究还发现，此次研究开发的新型吸附材料，对聚苯乙烯和聚乙烯两类带负电荷塑料微粒表现出强的吸附效果，而对于其他带正电荷塑料微粒的吸附效果不明显，比如吸附带正电荷（MR）的能力就很弱。“相关的甄别研究工作是下一步研究的重点。”黄慨表示，未来，团队将会设计强化亲水侧作用的吸附材料，同时完善材料甄别更多目标物的吸附能力，掌握更丰富的吸附数据，构建各类型塑料微粒的吸附数据库。同时团队与自来水厂合作开展集成设计去除塑料微粒的装置模块，为今后大规模工程化应用研究提供基础数据。