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當今凝聚態物理研究中最重要的問題之一是揭示磁性材料中的高溫超導機制。帶有自旋的電子常被認為是局域在磁性離子實周圍的，而形成電流的電子則被視為在晶格中巡游。但事實上這兩者均為同一粒子。因此，這對立的兩面如何共同協助超導形成，是一個非常有趣的問題。這種“非常規”的機制與銅基超導體、鐵基超導體以及重費米子超導體都密切相關。 在具有多個電子軌道的體系，例如鐵基超導材料中，電子自旋和軌道自由度的相互作用使得這個問題更為復雜。李源研究員與合作者之前的研究報道已經揭示了自旋-軌道耦合對材料的磁性性質有非常重要的影響。他們的實驗同時還表明鐵基超導材料中的磁性具有巡游與局域的雙重特性。這并不是一個完全意外的結果，因為已有的一些理論研究也說明鐵基超導體可以被所謂“洪德金屬”的模型描述。不過自旋-軌道耦合以怎樣的方式影響鐵基材料中的超導機理，依然是一個未知的問題。Figure 1. (a-c) Imaginary part of dynamic spin susceptibility measured at different temperatures. (d) Imaginary part of dynamic spin susceptibility integrated over 4-8 meV based on the data in (a) and (b). 現在，李源研究組及合作者采用基于飛行時間原理的中子散射譜學技術，發現在一種鐵基超導材料中，有一類特定的磁激發對超導的形成至關重要，其作用機理與材料中的自旋-軌道耦合效應密切相關。這項工作于2019年1月4日發表在《物理評論快報》上。 這項研究針對的是近年來發現的空穴摻雜的“122”體系鐵基超導材料中新奇四重對稱性磁相。在傳統的二重對稱性磁相中，電子自旋指向在晶體的ab面內，而在這種新發現的磁相中電子的自旋指向沿晶體的c方向。有這種四重對稱性磁相的晶體中超導溫度也被壓制。該項研究旨在探索超導的壓制與四方磁相中探測到的譜學特征的聯系。基于這一目的，研究組瞄準了Sr1-xNaxFe2As2這一種有魯棒性的四方磁相，且較易制備大單晶的鐵基超導材料。Figure 2. (a-b) Constant-Q cuts measured at (0.5, 0.5, 1) and (0.5, 0.5, 3), with background subtracted. (c-d) Intensity difference between 6 K and 20 K at L = 1 and 3. 實驗發現，在材料發生從二重對稱性（圖1a, T = 80 K）轉化為四重對稱性（圖1b, T = 20 K）的相變后，低能的自旋激發發生了顯著的變化。根據中子散射截面與散射幾何的關系，在L = 1處測量到的信號中c方向的磁激發有更大的比重，而在L = 3處則可探測到更多的ab面內的磁激發。圖1d顯示，當溫度從80 K降到20 K后，由于自旋的方向發生偏轉到了c方向，在低能激發中將難以沿c方向時自旋的長短發生改變，因此低能磁激發中c方向的自旋激發被抑制。實驗還發現了重要的一點：超導相（圖1c, T = 6 K）的自旋激發相對非超導相的自旋激發有輕微的改變，這說明材料超導與的磁性質相關聯。進一步的分析（圖2）發現，這種改變主要發生在L = 1的位置，這說明在四重對稱性磁相中，盡管c方向的磁激發被抑制，但它們仍然是與超導關系最密切的磁激發。這項結果揭示了在多軌道序洪德金屬中實現高溫超導的一個“兼容性”要求：局域的磁矩必須能夠為巡游電子提供后者在實現超導配對過程中所需的磁激發。由于在四重對稱性磁相中，該要求恰好不被滿足，所以超導溫度被抑制。 量子材料科學中心博士研究生郭見青和岳莉為該項工作的共同第一作者。相關的中子散射實驗是由日本的MLF, J-Parc用戶實驗項目支持完成的。這項工作由量子材料科學中心李源研究組和張焱研究組合作完成。研究課題得到了中國自然科學基金委和科技部項目的資助。References:[1] C. Wang et al., Phys. Rev. X 3, 041036 (2013).[2] M. Ma et al., Phys. Rev. X 7, 021025 (2017).[3] Z.P. Yin et al., Nat. Mater. 10, 932 (2011).[4] J. Guo, L. Yue et al., Phys. Rev. Lett. 122, 017001 (2019).

在具有多個電子軌道的體系，例如鐵基超導材料中，電子自旋和軌道自由度的相互作用使得這個問題更為復雜。李源研究員與合作者之前的研究報道已經揭示了自旋-軌道耦合對材料的磁性性質有非常重要的影響。他們的實驗同時還表明鐵基超導材料中的磁性具有巡游與局域的雙重特性。這并不是一個完全意外的結果，因為已有的一些理論研究也說明鐵基超導體可以被所謂“洪德金屬”的模型描述。不過自旋-軌道耦合以怎樣的方式影響鐵基材料中的超導機理，依然是一個未知的問題。Figure 1. (a-c) Imaginary part of dynamic spin susceptibility measured at different temperatures. (d) Imaginary part of dynamic spin susceptibility integrated over 4-8 meV based on the data in (a) and (b). 現在，李源研究組及合作者采用基于飛行時間原理的中子散射譜學技術，發現在一種鐵基超導材料中，有一類特定的磁激發對超導的形成至關重要，其作用機理與材料中的自旋-軌道耦合效應密切相關。這項工作于2019年1月4日發表在《物理評論快報》上。 這項研究針對的是近年來發現的空穴摻雜的“122”體系鐵基超導材料中新奇四重對稱性磁相。在傳統的二重對稱性磁相中，電子自旋指向在晶體的ab面內，而在這種新發現的磁相中電子的自旋指向沿晶體的c方向。有這種四重對稱性磁相的晶體中超導溫度也被壓制。該項研究旨在探索超導的壓制與四方磁相中探測到的譜學特征的聯系。基于這一目的，研究組瞄準了Sr1-xNaxFe2As2這一種有魯棒性的四方磁相，且較易制備大單晶的鐵基超導材料。Figure 2. (a-b) Constant-Q cuts measured at (0.5, 0.5, 1) and (0.5, 0.5, 3), with background subtracted. (c-d) Intensity difference between 6 K and 20 K at L = 1 and 3. 實驗發現，在材料發生從二重對稱性（圖1a, T = 80 K）轉化為四重對稱性（圖1b, T = 20 K）的相變后，低能的自旋激發發生了顯著的變化。根據中子散射截面與散射幾何的關系，在L = 1處測量到的信號中c方向的磁激發有更大的比重，而在L = 3處則可探測到更多的ab面內的磁激發。圖1d顯示，當溫度從80 K降到20 K后，由于自旋的方向發生偏轉到了c方向，在低能激發中將難以沿c方向時自旋的長短發生改變，因此低能磁激發中c方向的自旋激發被抑制。實驗還發現了重要的一點：超導相（圖1c, T = 6 K）的自旋激發相對非超導相的自旋激發有輕微的改變，這說明材料超導與的磁性質相關聯。進一步的分析（圖2）發現，這種改變主要發生在L = 1的位置，這說明在四重對稱性磁相中，盡管c方向的磁激發被抑制，但它們仍然是與超導關系最密切的磁激發。這項結果揭示了在多軌道序洪德金屬中實現高溫超導的一個“兼容性”要求：局域的磁矩必須能夠為巡游電子提供后者在實現超導配對過程中所需的磁激發。由于在四重對稱性磁相中，該要求恰好不被滿足，所以超導溫度被抑制。

本發明公開了一種紙基離子印跡復合材料、其制備方法及應用，屬于新材料領域。利用可逆加成鏈轉移聚合技術和紙材料可隨意裁剪/折疊的優勢，在紙材料表面修飾出鏈轉移試劑二乙基二硫代氨基甲酸鈉。隨后，以醋酸鎘為模板，甲基丙烯酸和 4-乙烯吡啶為功能單體，在紫外燈照射下在紙材料表面可控制備離子印跡聚合物，實現對鎘離子的高選擇性識別。紙基離子印跡復合材料具有成本低廉、綠色環保、操作簡單、容易回收的特性，特別是其具備了良好的透光性和保水/親水特性，可以直接作為光學檢測池，實現重金屬離子的快速、高通量檢測。

項目組圍繞航空航天領域對高性能樹脂及先進結構/功能一體化復合材料的迫切需求，在國家重點項目支持下，從分子結構出發，發明了三種含芳雜環結構的新型雙馬單體，在國際上創制了服役溫度介于280～350℃可調控的系列耐高溫雙馬樹脂，比國內外同類產品高40～114℃；發明了優化復合材料界面結構與性能的在線低溫等離子體調控技術，其高性能有機纖維復合材

針對富鋰錳基正極材料電壓衰減問題，通過理論計算闡明了表面氧優先析出機制及對應的表面重構動力學，并提出了硫改性穩定多陰離子的技術方案，研究成果發表于Nat. Comm.，申請國際專利1項。

N，N-二甲基苯胺（DMA）主要用于三苯甲基甲烷類染料生產，還可作為溶劑、炸藥、醫藥等原料，也用于生產堿性嫩黃素O；堿性紫5BN、堿性艷蘭RB、陽離子紅2BL等，也用于生產堿性染料中間體四甲基米氏酮等。我國生產的DMA除供國內消費外，每年有一定量出口。DMA的主要消費部門是染料工業和香料工業。由于近年來堿性嫩黃、堿性紫等品種銷路趨好，DMA消費有所上升。在香料工業中，DMA主要用于香蘭素生產中。 南開大學針對國內DMA生產工藝的落后現狀，經多年開發研究，成功地開發了常壓、氣相、連續合

該技術采用共沉積+剝離+破碎法制備非晶合金粉末，擺脫了水霧法對非晶成形能力的限制，適用于可以與鐵、鈷、鎳一起共沉積元素合金體系非晶合金粉末的生產。該粉末適合用于磁性材料、催化劑等領域。 該成果已申請一系列（鎳基、鐵基、鈷基的非晶電鍍，非晶粉末，催化電極等）發明專利，已有部分取得授權。

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本發明屬于新材料領域，涉及磁性納米復合材料，特別涉及一種選擇性識別全氟化合物的高吸附容量磁性納米復合材料及其制備方法，以解決現有吸附劑識別機制單一或選擇性不理想的問題。其特征在于：以親水基團修飾的 Fe3O4 納米顆粒為基底，“一步法”合成由全氟辛基和胺基功能化的磁性納米復合材料，制備方法簡便快速、成本低廉、易于操作。材料對全氟化合物的識別基于氟氟相互作用和靜電吸引，顯著提高了其對目標分析物的特異性識別能力和吸附容量；制備得到的磁性納米復合材料為核殼結構，表面吸附賦予了材料快速的吸附動力特征，加之材

自養型富油微藻具有光合作用效率高、環境適應能力強、生長周期短、生物產量高的特點，是理想的生物質能源材料。利用藻類生物質生產液體燃料對緩解人類面臨的糧食、能源、環境三大危機，有著巨大的潛力。本項目開發的富油舟形藻屬硅藻類，是富油潛力藻種之一。對原始藻種馴化和篩選后，在不補充CO2的情況下，以自養方式培養藻細胞，干重可達3.66g/L，生長周期15天，油含量達到40%以上，達到了國際先進水平。現完成實驗室3L規模的小試階段，500L規模的中試培養正在進行中，10噸級規模的光生物反應器正在建設投產，可年產960kg的干藻粉。更大規模的光生物反應器正在籌備之中。富油小球藻是本實驗室開發的第二個品種。以BG11為培養基，在100L光生物反應器中，優化后的藻細胞自養培養，干重可達5.5g/L培養基，總油脂含量可達藻細胞干重的50%左右，達到國內外先進水平。已達到500L的中試培養規模，10噸級規模的光生物反應器正在建設投產。以年產10 M gallons生物柴油的投資成本計，約10年即可完全收回投資成本。自養型微藻的無機鹽占到總成本的60%以上。本項目已成功把沼氣發酵和小球藻的培養兩個體系進行偶聯，即利用沼氣發酵的沼液作為小球藻的培養基，同時把沼氣中的CO2作為微藻培養的CO2來源。偶聯后小球藻的各項指標和無機鹽培養相近。這樣既解決了微藻培養的培養基成本問題，又提高了沼氣的純度與質量，還減少了沼液的環境污染。已申請專利一項。