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水熱合成的流體行為研究
近日，中國科大俞書宏院士團隊與工程科學學院丁航教授課題組和吳恒安教授課題組合作，在間歇式水熱合成的流體行為研究領域取得重要進展。研究人員首次利用氧化石墨烯（GO）的液晶行為和凝膠化能力，借助酚醛樹脂（PF）的固化定型作用，獲得具有環形極向結構的凝膠（GO / PF 凝膠），根據凝膠的微觀結構來揭示水熱合成中的流體行為。該成果發表于Cell Press材料學旗艦期刊Matter上。研究人員發現，在水熱條件下，GO納米片在流體剪切力的作用下可以沿著流場的方向進行排列（圖1）。此外，GO納米片能夠通過與酚醛樹脂的原位交聯固定形成具有環形結構的軸對稱（類似于地球磁場分布結構）凝膠。研究人員可以通過對凝膠形貌和結構的直接觀察分析，進而推測出水熱合成中的流體行為。據此，研究人員開展了加熱溫度、溶液粘度和反應釜尺寸/形貌等多個因素進行了研究。
中國科學技術大學
2021-04-10
時空面板數據模型的研究
近日，中國科學技術大學管理學院在時空面板數據模型的研究中取得重要進展，突破經典的廣義極大似然估計和廣義矩估計理論框架，提出了基于空間權重矩陣特征分解的估計和模型選擇方法。相關論文在學術期刊《美國科學院院報》上發表。現在很多大數據（環境，疫情，犯罪，物流，區域經濟等）呈現出時間和空間的復雜相依關系，由于時空的交互影響提高了對應的時空模型的估計難度。有別于已有的復雜估計方法，文章改變傳統的估計思路，充分利用時空數據的空間結構特征，采用空間權重矩陣的特征分解，極大的簡化了估計方法，提高了估計精度和運算速度，并提出了相應的模型選擇方法。理論部分模型的示意圖如下圖所示：文章以 2008 年 1 月到 2013 年 12 月（72 個月） 138 個美國匹茲堡行政地區的犯罪數據為例做了示范。在這個例子中，犯罪數據重罪（Part I）和輕罪(Par II)在138個行政區的平均犯罪個數分布如下圖：文章還選取了 15 個區域社會經濟變量作為解釋變量，包括區域總人口、收入、失業率、貧苦率、非裔比例、教育水平等。模型的擬合程度指標R平方（接近1時，擬合程度高）達到 0.98，表明選擇的模型非常好的擬合了數據。數據分析結果可以用于以輕罪發生率預測重罪發生率，解釋犯罪學的“破窗理論”，分析重罪發生率和總人口、收入和貧困等的量化關系。論文鏈接：https://doi.org/10.1073/pnas.1917411117詳細閱讀：http://news.ustc.edu.cn/2020/0318/c15884a414854/page.htm
中國科學技術大學
2021-04-10
藥用植物的應用研究
鹽堿地是影響我國農業增產的主要因素之一。近年來植物分子生物學研究表明，植物中存在耐鹽（抗鹽）基因，如果能將耐鹽基因克隆，然后通過遺傳轉化導入目標植物，可以有效提高目標植物的耐鹽性。我們從植物中克隆到了耐鹽相關基因，目前的研究工作正在將耐鹽基因導入牧草包括苜蓿、百脈根等植物中，已得到大量的遺傳轉化植株。
南開大學
2021-04-10
戰略物資應急儲備優化研究
為應對自然災害、價格異常波動、戰爭等突發事件，國家戰略物資儲備對人民生命安全以及國民經濟穩定運行起到重要的保障作用。“國以民為本，民以食為天”，以糧食為例，自2004年起，我國多年的中央1號文件以及黨的十八大、中央經濟工作會議、中央農村工作會議都將國家糧食安全，特別是糧食儲備體系列入重要內容。然而戰略儲備在實際執行過程中仍出現儲備成本過高、倉容不足、儲備規模不達標、儲備結構不合理等問題。
北京大學
2021-02-01
量子幾何相位及其相關問題研究
1）提出冷原子實現和探測相對論狄拉克粒子的理論,并預言可觀測相應的拓撲相變，被斯坦福、ETH和Nice大學的實驗觀察到。2）揭示了幾何相位和量子相變的內在定量聯系。3）是國際上最早研究冷原子幾何相位誘導規范勢的少數理論組之一，提出實現原子自旋霍爾效應理論，并被NIST實驗實現。冷原子相對論效應和誘導規范勢已逐步成為當前量子模擬的新熱點研究。4）提出了非絕熱和非常規幾何量子計算理論，解決了原絕熱理論不易在實際體系中實現的困難，已被7個獨立實驗驗證。發表的20 篇核心論文中，PRL10 篇，被Nature、Science、PRL等SCI 論文他引1137次，8篇代表論文他引602次。
華南師范大學
2021-02-01
關于自旋超流基態的研究
研究小組首先利用激光分子束外延技術生長了具有原子級別平整度的反鐵磁Cr2O3薄膜，是電荷的絕緣體。采用非局域自旋輸運的技術，用熱方法在鉑電極和Cr2O3薄膜界面注入自旋流、產生自旋壓，在另外一個鉑電極處利用鉑的自旋霍爾效應測量自旋流的輸運（圖A）。實驗數據顯示在低溫下自旋輸信號出現飽和現象，對應著自旋導的飽和，也就是零自旋阻效應；即自旋超流基態的最重要基本性質之一（圖B）。在此基礎上，該研究小組又系統研究了不同自旋輸運距離下自旋超流的輸運現象，證明了自旋在該自旋超流基態可以進行長距離的輸運，并且其隨輸運距離的關系與自旋超流態輸運理論預言一致（圖C）。該工作是是自旋超導態領域研究的一項重大突破，勢必推動自旋超導態的快速發展，為研究基于自旋玻色子的玻色愛因斯坦凝聚的基礎物理研究提供了實驗平臺，并為新型量子自旋器件，如自旋流約瑟夫森結等，奠定了實驗基礎。圖：自旋超流基態的重要實驗證據。（A）非局域自旋輸運測量示意圖。用熱方法在左邊鉑電極和Cr2O3薄膜界面注入自旋流，在右邊鉑電極處利用鉑的自旋霍爾效應測量自旋流的輸運。（B）自低溫下自旋輸信號出現飽和現象，反映出自旋超流基態的零自旋阻效應。（C）自旋信號隨其隨輸運距離的關系與自旋超流態輸運理論預言一致。
北京大學
2021-04-11
關于室溫甲烷活化的過程研究
在外場(模擬太陽光)輔助下，以常規浸漬法獲得的二氧化鈦負載鐵為催化劑、過氧化氫為氧化劑，在常溫常壓下實現了甲烷一步活化高選擇性制甲醇。3小時內，甲烷的轉化率可達15%，總醇選擇性可達97%，其中甲醇的選擇性高達90%，且該催化劑具有優異的循環穩定性。球差校正電鏡和吸收譜學研究表明，該催化劑的活性中心為高度分散的三價鐵物種。
北京大學
2021-04-11
有關綠色可回收塑料的研究
合成高分子如各類塑料制品在過去半個世紀為社會發展與生活便捷做出了巨大貢獻。然而近年來，隨著石油資源的日益枯竭以及傳統高分子不可降解所帶來的全球性環境污染問題，發展基于可再生資源、可降解、可回收的高分子成為全社會迫在眉睫的需求。高分子科學家們在過去 20 年中發展了一大批可解聚高分子，特別是近 5 年來可回收塑料領域出現了飛躍性的進展。然而現有的可降解高分子種類較少、且往往存在聚合 / 降解條件劇烈、副反應多、產率低等問題，難以高效回收單體或其他高附件值產品。
北京大學
2021-04-11
超潔凈石墨烯制備的研究
石墨烯因 其 優異 的性質而 被 譽為 “ 材料之王 ” ， 在諸多 領域有著廣闊的應用前景， 但 距離 真正實現產業化 還存在諸多 問題和挑戰 。制備決定 未來， 高品質 石墨烯薄膜的 可控 制備 一直是學術界和業界關注的 重點 。 化學 氣相沉積法（ CVD ） 以 其優良 的 可控性和可放大性被 公認 為最具前景的石墨烯 薄膜 制備方法， 經過 近十年的發展， 雖然 在單晶尺寸上 取得 了諸多突破性進展， 但 CVD 石墨烯的性能 和 理想 水平 仍然有不 小 的差距 ， 這一問題已經困擾石墨烯領域很久 。 該研究首次 揭示了 CVD石墨烯 的本征污染問題，提出氣相反應調控的方法，分別使用泡沫銅輔助催化和含銅碳源實現了超潔凈石墨烯的制備（ Nat ure Commun . 2019 , 10 , 1912 ； J. Am. Chem. Soc. 2019 , 141 , 7670 ）。 對于已存在 本征污染的石墨烯薄膜，他們 巧妙地 使用 二氧化碳 對其進行刻蝕 ，而不引入額外缺陷，從而成功 制備出大面積的超潔凈石墨烯薄膜，該 方法與普通CVD工藝完全兼容 （ Angew . Chem. 2019 ,10.1002/ange.201905672 ）。 同時 ，他們探究 了本征污染物與石墨烯之間的相互作用，發展了基于活性炭的界面力調控方法，成功實現了石墨烯的表面清潔（ Adv. Mater. 2019 , e1902978 ） 。
北京大學
2021-04-11
茶皂素精制提純的中試研究
本技術著力于改進一種性能優良的非離子型天然表面活性劑----茶皂素的提取工藝。 茶皂素具有較強的發泡、乳化、分散、濕潤作用，且幾乎不受水質硬度的影響；此外， 它還具有抗滲、消炎、鎮痛、抗癌等生理活性。而我國目前只能生產粗茶皂素，這種茶 皂素中皂 含量較低，且雜質較多，因此使用限制很大。 本成果將前期首創的溶劑抽提法精致粗茶皂素工藝改進，并擴大至工業生產規模（年 產量 1000kg），通過對茶皂素的不完全抽提和抽提條件的控制，保證精致茶皂素有高的 純度和淺的色澤，該工藝過程合理，條件控制容易，抽提溶劑無毒且可以回收利用，不 產生環境污染，適合工業生產，該工藝屬國內首創。所得精致茶皂素泡沫豐富、持久、 去污力強，是一種優良的天然表面活性劑，適合多種日化用品配方使用。
同濟大學
2021-04-13