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北京大學物理學院/定量生物學中心歐陽頎課題組在Nature Physics發表題為“The energy cost and optimal design for synchronization of coupled molecular oscillators”（文章網址：https://www.nature.com/articles/s41567-019-0701-7）文章，揭示了互相耦合的分子振子達到同步化所需的熱力學代價，表明分子振子的同步化需要額外能量耗散，并揭示了能量耗散與所能達到的最優同步化效果及耦合的最佳設計之間的關系。 振子之間的同步化現象在自然界是非常普遍的現象，許多非線性理論與實驗很好地回答了很大一部分非線性振子中的同步化問題。然而，對于分子振子而言，他們的振蕩節律由隨機的、大噪聲的生化反應所決定，與之前相對成熟的非線性理論所涉及的情況有所不同。這類分子振子的同步化規律，尤其是同步化所需的熱力學代價尚不明確。 歐陽頎課題組與美國IBM T. J. Waston 研究中心/北京大學定量生物學中心杰出訪問教授的涂豫海教授展開合作研究，首次在理論上闡明了實現分子振子同步化所需的熱力學代價。該研究提出一個簡單而普適的隨機理論模型，假設不同的分子振子之間被一些額外的分子間化學反應耦合起來從而使彼此的相位相互靠近，用以描述一般的可產生同步化振蕩的分子振子。在這個理論模型中，研究者們找到了單分子穩定振蕩狀態的概率密度的解析解，由此計算了不同條件下的能量耗散，并通過平均場近似得到了該振蕩出現同步化現象的條件。通過比較不同條件下的能量耗散，研究者發現，若要實現分子振蕩的同步化，除去驅動單個分子振蕩的能量以外，還必須要有一部分不為零的額外的能量耗散。除此以外，當外界條件給定能量耗散的大小時，雖然可以通過調整模型中的參數達到各種不同的同步化效果，但是可以達到的最優的同步化效果由給定的能量耗散所限制。當能量耗散小于一個臨界值時（這個臨界值大于驅動單個分子振蕩的能量）同步化是不可能的，給定的能量耗散越大，所能達到的最優同步化效果越好。該結論具有一定的普適性。隨后研究者在藍藻的生物鐘系統中檢驗了該理論，驗證了生物體內的分子振蕩體系確實需要額外的能量來實現同步化。 北京大學物理學院博士生，歐陽頎課題組的張東良為該文章的第一作者，涂豫海教授為通訊作者，合作者包括歐陽頎教授和美國加州圣地亞哥分校的博士后曹遠勝博士。

本發明公開了一種高壓輸電線路絕緣子清掃與檢測機器人，包括可以繞旋轉軸向兩邊打開的環形框 架和控制箱，環形框架包括通過多個輔助支架固定相連的上層支架和下層支架、以及通過清掃層升降機 構可上下移動的中層支架，上層支架上設有用于夾住絕緣子的上夾爪，上夾爪上設有檢測裝置，中層支 架上設有清掃裝置和夾持絕緣子裙部的輔助夾爪，上層支架和下層支架之間還設有通過夾爪層升降機構 上下移動的下夾爪，與轉軸相對的環形框

5-氨基酮戊酸光動力療法（ALA-PDT）是一種藥械聯合的新型靶向療法，治療非黑素性皮膚腫瘤、痤瘡、尖銳濕疣等難治性皮膚病療效顯著、副作用小。但ALA-PDT治療過程伴有劇烈疼痛，嚴重影響患者治療感受，是業界公認的ALA-PDT治療瓶頸。此項目團隊在同濟大學醫學院、附屬上海市皮膚病醫院王秀麗教授帶領下，長期致力于ALA-PDT臨床與基礎研究，在國內外率先掌握了“無痛ALA-PDT關鍵技術”，形成相關成果申請國家專利，并將其轉化生產出第一代無痛光動力治療儀用于臨床治療。在此基礎上擬進一步打造個性化、智能化、便捷的新型無痛ALA-PDT，降低對專業醫師的依賴程度，打破技術壁壘，實現無痛ALA-PDT擴大推廣應用，引領ALA-PDT無痛治療新時代。 第一代無痛光動力治療儀圖片 團隊已將諸多原創性研究成果進行臨床轉化，總結關鍵技術并將其推廣至全國2000多家醫院，直接獲益患者逾100萬人次。 第二代治療儀

量子材料科學中心韓偉課題組在二維磁性體系中展開工作并取得了重要進展，觀測到了二維反鐵磁體系中磁振子的長距離輸運。MnPS3晶體是一種層狀反鐵磁材料，利用機械剝離手段得到了二維的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制備了用于測量磁振子輸運的非局域器件，器件結構如圖A所示。器件左側Pt電極通過熱方法來注入磁振子，右側Pt電極探測在二維MnPS3中擴散傳輸的磁振子。在二維反鐵磁MnPS3中，實驗上觀測到了幾微米的磁振子擴散長度。并且從圖B中可以看出，隨著注入端和探測端距離的增加，探測到的非局域信號表現出e指數衰減的形式，跟一維漂移擴散模型的理論模型一致。在此基礎上，他們還系統研究了MnPS3厚度對磁振子弛豫性質的影響。隨著MnPS3厚度從40nm降低至8nm，磁振子弛豫長度由4μm減小到1μm（圖C），這可能是由較薄的MnPS3中較強的表面雜質散射效應導致的。 二維材料中的磁振子輸運實現為二維磁性材料在磁振子電子學的應用與發展奠定了基礎，也有望推動磁振子在量子尺度下的新穎量子物理性質研究。圖：二維反鐵磁體系中磁振子輸運研究。（A）二維反鐵磁MnPS3中的磁振子輸運測量結構示意圖。（B）自旋信號R_NL^*隨電極間距的依賴關系，與理論預言的e指數衰減吻合。（C）磁振子弛豫長度隨MnPS3厚度的依賴關系。

徐虎課題組發現具有量子谷Berry Phase的拓撲聲子態在二維六角晶格材料中普適存在。隨著研究的深入，拓撲材料的分類越來越豐富和多樣化。到目前為止，拓撲材料的研究主要集中在費米子相關的系統。隨著研究水平的進一步發展，拓撲的玻色子系統也越來越引起人們的關注，例如光子晶體、聲子晶體等人工晶體中的拓撲現象等。但是，固體中的THz頻率段的拓撲聲子的研究相對緩慢。理論研究表明，拓撲聲子對研究量子聲子霍爾效應、拓撲聲子熱器件等具有重要作用。因此，在現實材料中尋找拓撲聲子態是相關領域亟待解決的問題。 在研究中，徐虎課題組研究人員采用基于密度泛函理論的晶格動力學計算，根據二階力常數矩陣構造類似于電子系統的緊束縛哈密頓量，從而可以獲得聲子系統的Berry 相和拓撲邊緣態。在此基礎上，他們結合高通量計算，發現具有量子谷Berry相的Dirac聲子態在二維六角晶格材料中普適存在(圖3a)。研究結果對進一步研究拓撲聲子態以及其實際應用具有重要作用。 近兩年，徐虎課題組致力于拓撲材料的理論預測和設計方面的研究工作，以南方科技大學物理系為第一單位發表1篇Phys. Rev. Lett.，1篇Nano Lett.和8篇Phys. Rev. (其中5篇為Phys. Rev. B Rapid Communications)。

本發明公開了一種產生渦旋電磁波的單極子天線陣列及其饋電系統，屬于無線通信技術領域。本發明包括介質基板、接地面、饋電系統和單極子天線陣列。所述介質基板是形狀為圓形的絕緣介質基板，其表面上方是由金屬材料印刷而成的微帶電路。微帶電路主要分為兩個部分，一部分是 1 路分 N 路的饋電系統，另一個部分是由 1/4 波長金屬貼片作為陣元組成的 N 陣元單極子天線陣列。本發明實現了一種體積小、易生產、具有平面結構、易集成的產生渦旋電磁波的天線。同時還設計了一套完整的饋電系統，解決了陣列天線的饋電問題，只需在輸入端口施加激勵即可得到所需的 OAM 模態，方便操作，使用簡單。

我們對如何通過預測控制的各要素設計，提升逆變系統的性能指標，進行研究，取得了良好的成果。對LCL型三電平逆變系統，我們在分析系統指標與系統控制量之間關系的基礎上，設計了相應的基于個離散控制量的預測控制器，為解決該類非線性約束優化在線計算量大的問題，基于分值定界的思想提出了相應基于DSP的快速算法。為進一步提升逆變系統的效率等指標，我們提出了變系數的光伏逆變預測控制器，在目標函數中對電流跟蹤和大電流時開關動作的抑制實現了統一，設計了相應的系數表達式并給出相關算法和實驗結果。我們進一步研究了基于預測控制的微電網系統的調度問題，針對微電網群系統集中式優化計算量巨大的問題，我們從結合ADMM，從給出了系統的分布式預測控制器并對其在線迭代算法并進行了研究和驗證。同時，我們對無線并聯型逆變系統的穩定性進行了分析。達到了預期研究目標。

與自由基光固化體系相比，陽離子光固化體系具有以下特點：（1）固化體積收縮率小，（2）不被氧氣阻聚，（3）固化反應不易終止。適用于厚膜和色漆的光固化，可廣泛用于涂料、油墨、黏合劑，電子工業的封裝材料，光刻膠及印刷材料等領域。因此，研究開發陽離子的光固化引發劑具有重要意義

"項目涉及兼具高科技和經濟環保意義的光纖光纜傳感技術，獲得山東省科技進步二等獎等兩項，該技術利用光纖對環境變化的敏感性，將輸入物理量變換為調制的光信號。其工作原理基于光纖的光調制效應，即光纖在外界環境因素，如溫度、壓力、電場、磁場等等改變時，其傳光特性，如相位與光強，會發生變化的現象。因此，如果能測出通過光纖的光相位、光強變化，就可以知道被測物理量的變化。憑借自主研發的專利光纖光纜傳感技術以及精湛的工藝水平，并結合多年的行業經驗和客戶積累，開發出了面向通信行業的業界首套智能光纖光纜管理監控系統（IFMS），該系統采用創新式的便攜式音頻標簽，對于無源的光纖線路做業務無損的快速標定。智能光纖光纜管理監控系統具有外形緊湊、節能、智能化、高可靠、無污染、大數據等特點，符合我國建設節約型社會和環境友好型社會的要求。同時，該系統還可以拓展到光纖周界防護、水下震動定位等多個領域，滿足不同行業的需求。在物聯網發展及國家對光纖光纜改造工程的大背景下，“智能光纖光纜管理監控系統”，僅在運營商就擁有每年有~0.9億的市場規模，考慮基于該系統的擴展，計算國防、民生、工程等領域，更是擁有廣闊的市場前景。 "