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北京大學(xué)物理學(xué)院量子材料中心江穎、徐莉梅與美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校曽曉成以及北京大學(xué)/中國科學(xué)院王恩哥等合作，利用高分辨qPlus型原子力顯微鏡技術(shù)，首次在實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了冰在二維極限下可以穩(wěn)定存在，將其命名為：二維冰I相，并以原子級分辨率拍到了二維冰的形成過程，揭示了其獨(dú)特的生長機(jī)制。該工作以“Atomic imaging of edge structure and growth of a two-dimensional hexagonal ice”為題，于1月2日發(fā)表在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》上。圖1 （a）南極羅斯海上的厚冰層；（b）自然界最常見冰相（Ice Ih）的分子模型；（c）本工作發(fā)現(xiàn)的二維冰（實(shí)驗(yàn)結(jié)果的3D效果圖） 冰是水的常見物態(tài)，由水分子規(guī)則排列形成，其結(jié)構(gòu)與成核生長在材料科學(xué)、摩擦學(xué)、生物學(xué)、大氣科學(xué)等眾多領(lǐng)域具有至關(guān)重要的作用。早在20世紀(jì)20年代，英國著名物理學(xué)家、X射線發(fā)現(xiàn)者Bragg與其它幾位科學(xué)家就分別利用X射線對冰晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，經(jīng)過了近一百年的研究和探索，迄今人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了冰的18種晶相（三維冰相），其中自然界最常見的冰相為六角結(jié)構(gòu)的Ice Ih相（圖1a 和b）。然而，冰在二維極限下是否能獨(dú)立穩(wěn)定存在？這個(gè)問題有很大的爭議。一般認(rèn)為在單層極限下，二維冰具有相當(dāng)數(shù)量的未飽和氫鍵，需要靠與襯底的相互作用來使得結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。但如此一來，二維冰的結(jié)構(gòu)就非常依賴于襯底的結(jié)構(gòu)和對稱性，并不是真正意義上的本征二維冰。2015年，石墨烯發(fā)現(xiàn)者Andre Geim帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在雙層石墨烯間發(fā)現(xiàn)了一種與表面結(jié)構(gòu)無關(guān)的四方二維冰相（Nature 519, 443 (2015)），引起了學(xué)術(shù)界的強(qiáng)烈反響，但這種二維冰隨后被質(zhì)疑是NaCl的晶體結(jié)構(gòu)（Nature 528, E1–E2 (2015)），二維冰存在與否一直懸而未決。圖2 二維冰島內(nèi)部結(jié)構(gòu)的亞分子級分辨成像。a、b圖中從左至右，依次為由高至低不同針尖高度下的原子力顯微鏡實(shí)驗(yàn)圖和模擬圖；c為二維冰結(jié)構(gòu)的模型示意圖的俯視圖和側(cè)視圖。圖像尺寸：1.25 nm x 1.25 nm。在大針尖高度條件下，主要利用高階靜電力成像，可以分辨出平躺水分子（暗點(diǎn)）和豎直水分子（亮點(diǎn)）；在中間高度條件下，依靠高階靜電力與泡利排斥力的共同作用，可以分辨出圖中紅色短線所示的氫鍵指向信息。 在本工作中，研究人員通過精確控制溫度和水壓，成功在疏水的金襯底（Au(111)）上生長出了一種單晶二維冰結(jié)構(gòu)，這種二維冰可以完全鋪滿襯底（圖1c）。研究人員進(jìn)一步利用基于一氧化碳針尖修飾的非侵?jǐn)_式原子力顯微鏡成像技術(shù)（non-invasive AFM），借助高階靜電力，實(shí)現(xiàn)了二維冰的亞分子級分辨成像，并結(jié)合理論計(jì)算確定了其原子結(jié)構(gòu)（圖2）。結(jié)果表明，這種二維冰由兩層六角冰無旋轉(zhuǎn)堆垛而成，兩層之間靠氫鍵連接，每個(gè)水分子與面內(nèi)水分子形成三個(gè)氫鍵，與面外水分子形成一個(gè)氫鍵，因此所有的氫鍵都被飽和，結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，與襯底相互作用很弱，是一種本征的二維冰結(jié)構(gòu)。1997年，Koga和曽曉成等人利用分子動力學(xué)模擬首次預(yù)測了這種“互鎖型”雙層二維冰（PRL 79, 5262 (1997)，昵稱：Nebraska Ice，美國Nebraska州的印第安語意：廣闊淺平的河水），但一直缺乏確切的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)證據(jù)。因此，這也是第一種被實(shí)驗(yàn)所證實(shí)的二維冰結(jié)構(gòu)，研究人員將它正式命名為：二維冰I相。圖3 二維冰島的鋸齒狀（a）邊界和扶椅狀（b）邊界對應(yīng)的“搭橋”（bridging）式和“播種”（seeding）式生長模式。生長由1至4依次循環(huán)進(jìn)行，原子力顯微鏡中的紅色箭頭表示水分子加入，球棍模型圖中的紅色結(jié)構(gòu)表示水分子加入形成的新結(jié)構(gòu)。圖像尺寸分別為：（a）3.2 nm x 1.9 nm和 （b）3.7 nm x 2.2 nm。 為了進(jìn)一步揭示二維冰的形成機(jī)制，研究人員利用前面發(fā)展的非侵?jǐn)_原子力成像技術(shù)對二維冰島的邊界進(jìn)行高分辨成像，成功確定了二維冰的邊界是由未重構(gòu)的鋸齒狀（zigzag，圖3a所示）邊界和重構(gòu)的扶椅狀（armchair，圖3b所示）邊界構(gòu)成。同時(shí)，研究人員還通過“速凍”技術(shù)，在邊界上捕獲了冰生長過程中的中間態(tài)結(jié)構(gòu)，并基于這些中間態(tài)邊界結(jié)構(gòu)重現(xiàn)了二維冰的形成過程，結(jié)合理論計(jì)算和模擬提出了二維冰島鋸齒狀邊界的“搭橋”（bridging）式生長和扶椅狀邊界的“播種”（seeding）式生長機(jī)制。此外，根據(jù)理論計(jì)算和模擬的結(jié)果，研究者認(rèn)為該生長機(jī)制具有一定的普適性，適用于其他疏水的襯底。 二維冰的發(fā)現(xiàn)改變了一百多年來人們對冰相的傳統(tǒng)認(rèn)識，開啟了探究二維冰家族系列的大門，為冰在低維和受限條件下的形態(tài)和生長提供給了全新的圖像。同時(shí)，二維冰在很多應(yīng)用領(lǐng)域也有潛在意義。比如：表面上的二維冰可以促進(jìn)或抑制三維冰的形成，這對于設(shè)計(jì)和研發(fā)防結(jié)冰材料具有潛在的應(yīng)用價(jià)值；二維冰中水分子所有的氫鍵都被飽和，因此與表面的相互作用極小，可以起到超潤滑作用，減小材料之間的摩擦；此外，二維冰本身也可以作為一種特殊的二維材料，為高溫超導(dǎo)電性、深紫外探測、冷凍電鏡成像等研究提供全新的平臺。

在膽管細(xì)胞簇的主要部分（占細(xì)胞的59.7%）中發(fā)現(xiàn)了ACE2表達(dá)的大量富集（圖D）。肝細(xì)胞中ACE2的平均表達(dá)水平，要比膽管細(xì)胞群中的表達(dá)水平低20倍。值得注意的是，膽管細(xì)胞中的ACE2表達(dá)水平與肺泡2型細(xì)胞相當(dāng)，而肺泡2型細(xì)胞是肺中SARS和新冠病毒的主要靶向細(xì)胞類型。也就是說，SARS和2019-nCoV患者的肝異常可能不是由于肝細(xì)胞損傷引起的，而是膽管細(xì)胞功能障礙和其他原因，例如藥物誘導(dǎo)的和全身性炎癥反應(yīng)所引發(fā)。研究人員提出，應(yīng)在住院期間和治愈后不久對2019-nCoV患者進(jìn)行肝功能異常特別護(hù)理，特別是注意與膽管細(xì)胞功能有關(guān)的肝反應(yīng)。

液體玻璃化轉(zhuǎn)變過程中的動力學(xué)行為一直是物理、化學(xué)、生物、和材料科學(xué)等諸多領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究問題之一，這不僅歸結(jié)于玻璃材料在工程應(yīng)用方面的潛在價(jià)值，還在于玻璃轉(zhuǎn)變過程涉及很窄溫度區(qū)間其動力學(xué)多達(dá)數(shù)十量級的極速變緩這一挑戰(zhàn)性的基礎(chǔ)科學(xué)難題。正如2003年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主Sir Anthony Leggett在一次演講中所提到的那樣：“Glass: The Cinderella Problem of Condensed-matter Physics”。玻璃形成液體具有諸多簡單液體所不具備的動力學(xué)特征，如動力學(xué)非e指數(shù)弛豫行為這一玻璃液體的典型特征之一。目前為止，無序非晶體系的研究還沒有很好的理論框架和范式來理解和描述玻璃形成液體和玻璃態(tài)物質(zhì)中的諸多異常行為，特別是在過冷液體淬火過程中，隨著溫度的降低系統(tǒng)的時(shí)空關(guān)聯(lián)函數(shù)會從拉伸e指數(shù)衰減（stretched exponential decay）行為逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閴嚎se指數(shù)衰減（compressed exponentials）。玻璃態(tài)中后一種形式的衰減常常被認(rèn)為與體系內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力釋放有關(guān)，但其微觀機(jī)制確有待于進(jìn)一步的考察。如圖所示，在不同的波矢q所定義的空間尺度內(nèi)，具有不同局域連接度的粒子表現(xiàn)出特異的輸運(yùn)性質(zhì)。這些奇異的輸運(yùn)行為都可以跟某種特定的原子結(jié)構(gòu)直接關(guān)聯(lián)，它們本身特征的動力學(xué)與它們周圍的介質(zhì)相互作用、相互影響，造就了其特殊的輸運(yùn)方式。（tau~1/q2: normal diffusion; tau~1/q: ballistic-like motion.） 徐莉梅課題組以典型金屬玻璃形成液體（Cu50Zr50）為模型體系，發(fā)現(xiàn)壓縮e指數(shù)衰減的弛豫方式在降溫過程中的玻璃形成液體中已經(jīng)存在；而且，拉伸和壓縮e指數(shù)衰減所對應(yīng)的兩種動力學(xué)弛豫模式在玻璃轉(zhuǎn)變溫度以上可以共存，并可跟某些特定的原子結(jié)構(gòu)進(jìn)行直接關(guān)聯(lián)。這一研究表明過冷液體中原子的動力學(xué)異常輸運(yùn)方式與多空間尺度和具有非局域性質(zhì)的結(jié)構(gòu)序參量直接相關(guān)，從而建立了結(jié)構(gòu)與復(fù)雜液體的動力學(xué)行為的關(guān)聯(lián)，為研究金屬玻璃所展現(xiàn)出的優(yōu)良力學(xué)性質(zhì)提供了新的思路和認(rèn)識角度。

2020年3月26日，華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院寧琴團(tuán)隊(duì)在國際頂級醫(yī)學(xué)期刊BMJ 發(fā)表題為“Clinical characteristics of 113 deceased patients with coronavirus disease 2019: retrospective study”的研究成果，該研究對死者和已確診COVID-19的患者進(jìn)行了綜合評估，該研究的目的是描述covid-19死亡患者的臨床特征。   該研究發(fā)現(xiàn)，死者的中位年齡（68歲）顯著大于康復(fù)者（51歲），死者中男性占主導(dǎo)地位。死者中的慢性高血壓和其他心血管合并癥比康復(fù)者更為頻繁。死者的呼吸困難，胸悶和意識障礙比康復(fù)的患者更常見。死者從疾病發(fā)作到死亡的中位時(shí)間為16天。死者的丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶，天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶，肌酐，肌酸激酶，乳酸脫氫酶，心肌肌鈣蛋白I，N端腦鈉肽和D-二聚體的濃度顯著高于康復(fù)患者。死者中觀察到的常見并發(fā)癥包括急性呼吸窘迫綜合征，I型呼吸衰竭，敗血癥，急性心臟損傷，心力衰竭，堿中毒，高鉀血癥，急性腎損傷和低氧性腦病。患有心血管合并癥的患者更容易出現(xiàn)心臟并發(fā)癥。無論心血管疾病的病史如何，死者的急性心臟損傷和心力衰竭更為常見。總而言之，嚴(yán)重的SARS-Cov-2感染可引起肺部和全身炎癥，導(dǎo)致高危患者多器官功能障礙。急性呼吸窘迫綜合征和呼吸衰竭，敗血癥，急性心臟損傷和心力衰竭是covid-19惡化期間最常見的關(guān)鍵并發(fā)癥。查看原文

項(xiàng)目概況 以較寬參數(shù)范圍內(nèi)超臨界壓力下豎直上升管內(nèi)對流換熱為研究對象，通過數(shù)據(jù)搜集與數(shù)據(jù)庫整理，完成了超臨界傳熱查詢表的構(gòu)建，并作了相應(yīng)的評價(jià)。主要特點(diǎn) 與傳統(tǒng)的傳熱預(yù)測關(guān)系式相比，查詢表具有高預(yù)測精度、寬應(yīng)用范圍、正確的參數(shù)趨勢、使用方便、計(jì)算時(shí)間少以及便于更新等優(yōu)點(diǎn)。市場前景 本文在國內(nèi)首次提出了一種新的超臨界傳熱預(yù)測方法，并建立了國內(nèi)首張具有自主知識產(chǎn)權(quán)的用于超臨界傳熱預(yù)測的查詢表，隨著第四代核能系統(tǒng)超臨界水冷反應(yīng)堆(SCWR)研發(fā)的展開，超臨界水的傳熱查詢表必將有更廣闊的用武之地。

項(xiàng)目背景：近年來，我國自動售貨機(jī)蓬勃發(fā)展的最佳時(shí) 期已經(jīng)到來，從零售行業(yè)的視角來看，隨著線上流量紅利的 衰退，線下流量的價(jià)值越來越突出，但線下門店業(yè)態(tài)也面臨 著高昂的人力成本和租金成本壓力。而智能化升級引入自動 售貨機(jī)，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)移動支付功能以及貨物管理功能，使 得自動售貨機(jī)運(yùn)營效率得以提升，業(yè)務(wù)模式上也有了無限的 想象空間。隨著移動支付的興起，國內(nèi)自動售貨機(jī)市場近幾 年可謂遍地開花，發(fā)展迅猛。近些年自動售貨機(jī)行業(yè)一直朝 著低成本、多功能、更便利、售貨廣的方向發(fā)現(xiàn)。所以一款 造價(jià)低、性能穩(wěn)定，運(yùn)營簡單，購物便利，售賣商品范圍廣 闊的機(jī)器越來越受到運(yùn)營商的青睞。目前智能視覺柜采用靜 態(tài)識別系統(tǒng)將非常好的滿足上述條件，將來的發(fā)展?jié)摿?大。目前消費(fèi)者掃碼后開門，取走商品后，關(guān)門，通過錄制 取走商品的視頻進(jìn)行解析消費(fèi)者取走的什么商品，從后進(jìn)行 自動結(jié)算流程。核心技術(shù)是視覺識別，能通過人工智能 AI 進(jìn)行識別商品類別及數(shù)量。 所需技術(shù)需求簡要描述：掃碼開門，采集視頻或圖片， 關(guān)門后通過算法自動識別消費(fèi)者購買的商品明細(xì)，目前算法 準(zhǔn)確度只有 90%，尚需突破。希望能基于視頻、圖像等媒體 資源，針對工廠質(zhì)檢、智能識別商品明細(xì)、智能補(bǔ)貨統(tǒng)計(jì)等 場景，提供整體 AI 算法解決方案，全面提升智能售貨機(jī)開 門取貨自動識別商品的準(zhǔn)確率達(dá)到 100%，帶來更便捷的購物體驗(yàn)。  對技術(shù)提供方的要求:1.具有成功的自動化控制實(shí)施案 例，承擔(dān)過國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目。2.熟悉產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 熟悉產(chǎn)品信息化、自動化設(shè)計(jì)。3.具有工學(xué)博士學(xué)位或高級 工程師職稱，技術(shù)方案成熟可靠穩(wěn)定有創(chuàng)新思維，不涉及知 識產(chǎn)權(quán)侵犯。 

近日，上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院、微生物代謝國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室董濤團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)細(xì)菌Ⅵ型分泌系統(tǒng)（T6SS）可以分泌一種新型的具有分子內(nèi)伴侶的核酸酶毒素，并揭示了該毒素蛋白的分泌和自剪切機(jī)制。相關(guān)研究成果以“Intramolecular chaperone-mediated secretion of an Rhs effector toxin by a type VI secretion system”為題發(fā)表于Nature Communications雜志上。上海交通大學(xué)博士研究生裴同同、李浩和碩士研究生梁小夜為共同第一作者，董濤研究員為通訊作者，該文作者還包括謝志平研究員、于明特別研究員、林雙君教授和許平教授等。本文是董濤團(tuán)隊(duì)自2019年11月在PNAS和2020年2月在Nature Microbiology上發(fā)表的研究結(jié)果的延續(xù)和擴(kuò)展，深化了領(lǐng)域?qū)π?yīng)蛋白的分泌機(jī)制和功能的研究，并為下一步對T6SS進(jìn)行合成生物學(xué)工具化改造和應(yīng)用有重要的推動作用。 微生物廣泛存在于自然環(huán)境中或寄主體內(nèi)，相應(yīng)也進(jìn)化出了多種與其他物種競爭的策略。Ⅵ型蛋白分泌系統(tǒng)（T6SS）是大多數(shù)革蘭氏陰性致病菌與環(huán)境中其他微生物競爭及感染宿主的重要“武器”。T6SS 能夠通過直接接觸將具有抗菌活性或細(xì)胞毒性的效應(yīng)蛋白注射到受體細(xì)胞內(nèi)。T6SS效應(yīng)蛋白往往具有不同的大小、結(jié)構(gòu)和功能特性，因此對其分泌機(jī)制的解析一直是領(lǐng)域內(nèi)的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。 本研究在致病性氣單胞菌Aeromonas dhakensis中發(fā)現(xiàn)了首個(gè)能夠自我剪切的T6SS效應(yīng)蛋白TseI。通過多種生化和遺傳突變實(shí)驗(yàn)，作者發(fā)現(xiàn)TseI表達(dá)時(shí)能夠自剪切為三個(gè)片段（N、 Rhs 和 C）。C端是一個(gè)核酸酶毒素，而N端和 Rhs在剪切后能夠作為伴侶蛋白與C端毒素非共價(jià)結(jié)合。在N端和Rhs的輔助作用下，C端毒素能夠通過T6SS分泌到受體細(xì)菌內(nèi)至其死亡。此外，該研究還在包括銅綠假單胞菌、丁香假單胞菌和副溶血弧菌等多種病原微生物中發(fā)現(xiàn)了具有類似特性的T6SS效應(yīng)蛋白。因此，作者將TseI及其同源蛋白定義為一類新型的含分子內(nèi)伴侶的自剪切效應(yīng)蛋白。 A：純化后的 TseI 顯示蛋白剪切為三段； B：TseI同源蛋白的序列對比顯示保守氨基酸序列和N/C端自剪切位點(diǎn)； C：TseI同源蛋白在致病菌中的分布；D：分子內(nèi)伴侶介導(dǎo)的TseI分泌模型。 該研究獲國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目(2018YFA0901200)和國家自然科學(xué)基金委(31770082)等項(xiàng)目的支持。

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