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課題組受植物體多孔三維結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，直接利用干燥的自然材料（例如花瓣、葉片）作為電子皮膚的介電層（Small 2018, 1801657）。研究表明，新鮮的自然植物材料的離子液和電極之間形成的雙電層作用，器件具有較大的電容響應(yīng)，但隨著自然材料干燥水分揮發(fā)，器件的性能穩(wěn)定性較差。通過臨界點干燥處理植物材料，材料本身的幾何構(gòu)架不發(fā)生改變，所制備的器件性能穩(wěn)定，具有較高的靈敏度、較低的檢測限以及較高的穩(wěn)定可靠性，能進行運動檢測、壓力分布測試等。該工作被評為月度熱點論文。使用仿生微結(jié)構(gòu)或直接利用自然材料制備柔性觸覺傳感器，能大大簡化制備工藝，降低制備成本，符合可持續(xù)發(fā)展理念，對構(gòu)建環(huán)境友好型柔性電子體系具有重要意義。 這一系列基于植物模板或自然植物材料的電子皮膚的研究，有效降低了器件制造成本，提高了器件的靈敏度等性能，開辟了一條制備柔性電子器件的新道路。本系列研究中制備的電子皮膚能用于人體健康監(jiān)測、運動監(jiān)測、人機交互等，在智能機器人、智能假肢、可穿戴柔性設(shè)備等方面有潛在的應(yīng)用前景。

提出了時間無依賴可用格點QCD計算的 quasi-PDFs，并發(fā)現(xiàn)，當(dāng)動量非常大的時候quasi-PDFs可以近似為PDFs。近期，馬滟青研究員與合作者把季向東教授的方法進行推廣，提出了最一般的方法“格點散射截面”。在該方法中，保留了時間無依賴這一要求，但是與PDFs之間的聯(lián)系是通過證明因子化定理來保證。馬滟青研究員與合作者構(gòu)造出了一系列便于格點QCD計算的“格點散射截面”，并量子場論框架下嚴(yán)格證明了它們與PDFs之間聯(lián)系的因子化定理，從而能夠利用格點QCD計算得到PDFs。

研究強子（比如質(zhì)子、中子）的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對理解強相互作用規(guī)律以及我們現(xiàn)實世界的物質(zhì)構(gòu)成至關(guān)重要。但是對強子結(jié)構(gòu)的理論研究極其困難，在強相互作用基本理論量子色動力學(xué)（QCD）提出約40年后的今天，人們依然未能利用QCD計算得到夸克和膠子在質(zhì)子內(nèi)部的動量分布函數(shù)（PDFs）。近些年，PDFs的第一原理計算方法上有了巨大的突破。 在2013年，季向東教授提出了時間無依賴可用格點QCD計算的 quasi-PDFs，并發(fā)現(xiàn)，當(dāng)動量非常大的時候quasi-PDFs可以近似為PDFs。近期，馬滟青研究員與合作者把季向東教授的方法進行推廣，提出了最一般的方法“格點散射截面”。在該方法中，保留了時間無依賴這一要求，但是與PDFs之間的聯(lián)系是通過證明因子化定理來保證。馬滟青研究員與合作者構(gòu)造出了一系列便于格點QCD計算的“格點散射截面”，并量子場論框架下嚴(yán)格證明了它們與PDFs之間聯(lián)系的因子化定理，從而能夠利用格點QCD計算得到PDFs。結(jié)果已發(fā)表在《物理評論快報》上【Phys.Rev.Lett. 120 (2018) 022003】，馬滟青研究員是第一作者。 此外，在量子場論框架下，quasi-PDFs要想能夠用于計算PDFs，它們必須滿足紫外發(fā)散的可重整性質(zhì)。馬滟青研究員與合作者嚴(yán)格證明了這一性質(zhì)，這為quasi-PDFs的應(yīng)用奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。結(jié)果已發(fā)表在《物理評論快報》上 【Phys.Rev.Lett. 122 (2019) 062002】，物理學(xué)院理論所的李正陽博士生是第一作者、馬滟青研究員是通訊作者。 相關(guān)文章鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.062002https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.022003

氫是元素周期表中的第一個元素，亦是宇宙中豐度最高的元素。其在宇宙演化、生命起源、分子構(gòu)成、生物大分子組裝、化工生產(chǎn)等扮演著極其重要的角色。在單個團簇中成功揭示3個“金屬氫”的存在不僅深化了對含有“金屬氫”納米材料結(jié)構(gòu)化學(xué)的認(rèn)識，而且更為重要的是，這為我們從多維度認(rèn)識氫元素的本質(zhì)提供了巨大的可能。

李天來院士團隊許濤課題組在Science子刊發(fā)布植物器官脫落分子機制最新研究成果

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通過利用環(huán)形明場成像技術(shù)在皮米（0.001 納米）尺度上精確測量陰、陽離子之間的鍵長來計算表面結(jié)構(gòu)的細微畸變（圖一）。研究表明，在不同極化取向的鐵電疇中，PbZr0.2Ti0.8O3的表面原子結(jié)構(gòu)完全不一樣，在表面薄層中可以存在“鐵電死層”和高能的帶電疇壁。這些發(fā)現(xiàn)為鐵電薄膜、鐵電陶瓷、鐵電表面催化等應(yīng)用提供了非常重要的信息。同時，發(fā)展起來的基于環(huán)形明場像技術(shù)定量測量絕緣氧化物表面結(jié)構(gòu)的方法，將極大地提高我們對這些復(fù)雜功能氧化物材料物性的認(rèn)知。

線性規(guī)劃問題在實際生活中有著廣泛的應(yīng)用，隨著經(jīng)濟和計算機技術(shù)的發(fā)展，作為最優(yōu)化方法的一個重要分支，非線性規(guī)劃方法在經(jīng)濟、工業(yè)、國防等國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的各領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。但是在非線性規(guī)劃中，有一些理論問題沒有解決，有些新的方法有待進一步完善，特別在當(dāng)前大數(shù)據(jù)背景下，傳統(tǒng)的算法已經(jīng)不能適應(yīng)新的需求（如問題的數(shù)據(jù)量龐大且?guī)в刑厥饨Y(jié)構(gòu)，Jacobian矩陣計算困難等）。因此，一方面需要對原有的算法理論進一步完善，另一方面，需要研究在大數(shù)據(jù)背景下的優(yōu)化算法的理論和實際計算效果。 本項目考慮把NCP函數(shù)和濾子方法相結(jié)合，利用對偶信息，減弱收斂的條件，提高計算效果。其次，針對濾子方法、SQP方法各自的不足之處，考慮將其同其它算法結(jié)合并利用數(shù)值代數(shù)技術(shù)，如與序列線性方程組方法相結(jié)合，以減少其計算量，可以克服原約束優(yōu)化算法的一些缺點。最后，考慮一些帶有特殊結(jié)構(gòu)的大規(guī)模優(yōu)化問題，如約束Jacobian計算困難或Jacobian結(jié)構(gòu)特殊，利用數(shù)值代數(shù)技術(shù)對模型降階并設(shè)計合適的優(yōu)化算法。簡言之，在現(xiàn)有的濾子方法的研究結(jié)果基礎(chǔ)上，擬利用數(shù)值代數(shù)（如Krylov子空間方法）和濾子技術(shù)提出一些解決約束非線性規(guī)劃問題的新方法，完善它們的收斂性分析和其它理論分析，提高它們的計算效果。這不僅在濾子方法等數(shù)學(xué)規(guī)劃理論與算法方面有所貢獻，而且在經(jīng)濟、工程、科學(xué)計算領(lǐng)域也具有重要的應(yīng)用價值。 該項目已獲國家自然基金項目立項支持。

在固態(tài)鋰電池研究領(lǐng)域連續(xù)取得重要進展。繼全面解析電動汽車三元單晶材料性能衰減機制后(Nature Communications, 2020, 11, 3050)，固態(tài)電池的研究成果“洞察固態(tài)電池多晶正極中的界面效應(yīng)和局部鋰離子遷移”（Insightsinto interfacial effect and local lithium-ion transport inpolycrystalline cathodes of solid-state batteries）也發(fā)表在最近的 Nature 子刊上(Nature Communications，2020，11，5700）。青年教師婁帥鋒士為本文第一作者，王家鈞教授為唯一通訊作者。