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2023 10.04

中科院紫金山天文台墨子巡天望远镜正式开展观测研究

9月17日，中国科学技术大学—紫金山天文台大视场巡天望远镜（即墨子巡天望远镜）正式启用，成功发布仙女座星系图片，标志着经过一个月左右的设备运行测试，望远镜设备基本达到设计标准，已经可以开展天文观测研究。墨子巡天望远镜启用活动在青海省海西州冷湖天文观测基地举行，中国科学院、青海省海西州有关领导和国内天文领域的院士、专家等出席、参加了本次首光活动。仙女座星系(又称M31)是距离银河系最近最大的旋涡星系，它的结构特点和金属丰度与银河系相近，是探索银河系及同类星系形成与演化的理想研究对象。由于仙女座星系在天空中跨度大，已有的天文望远镜观测仙女座星系比较费时，难以同时拍摄它的精准全貌及周围环境。墨子巡天望远镜兼具大视场和高分辨成像能力，首光获取了仙女座星系和其外围区域多色图像，揭示了仙女座星系及其周围天体的明亮至暗弱星光分布特征，可以用于细致刻画星系内部及星系间相互作用的动力学过程。首光图像利用了不同夜晚观测的150幅图像叠加而成，可以测定仙女座星系和其周围环境中的天体的亮度变化，开展时域天文学研究。此外，结合FAST射电观测数据，首光科学图像数据能够进一步揭示星系中恒星形成和气体之间的演化。墨
2023 10.04

中科院合肥研究院科学岛团队基于新型热敏感型铁蛋白突变体实现化疗药物高效装载

近日，中国科学院合肥物质院强磁场中心王俊峰研究员课题组基于对人源铁蛋白分子结构的深入理解，依托稳态强磁场实验装置，成功开发了新型热敏感型铁蛋白突变体，实现了化疗药物阿霉素的简便高效装载，相关成果发表在国际期刊International Journal of Biological Macromolecules上。　　人源铁蛋白可以通过自组装形成均一稳定的纳米笼，在过去的几十年里，利用这种独特的天然靶向能力和纳米笼结构，人源铁蛋白已经被广泛用于药物分子、成像剂、核酸等的装载，并用于多种疾病的诊断和治疗。然而，目前已提出的铁蛋白药物装载策略步骤复杂，反应条件较为苛刻（如高温、强酸/碱等），导致药物装载率和蛋白质回收率较低，限制了铁蛋白纳米药物的临床应用。在本研究中，通过对铁蛋白表面八个三相亲水通道和六个四相疏水通道结构的深入分析，研究团队成功预测了铁蛋白四相通道结构域与热敏性之间的关联。在此基础上，研究团队构建了一种新型的高效热敏感型铁蛋白突变体（Ecut-HFn），通过结合铜离子的辅助作用，成功实现了低温条件下的一步法药物装载。这种新型的铁蛋白药物装载策略具有以下优点：1. 整个封装过程在
2023 10.04

中科院合肥研究院科学岛团队发现CDK9抑制剂的新型耐药机制

近日，中国科学院合肥物质院健康所刘青松药学团队在针对抗肿瘤靶点CDK9的研究中发现了一种针对CDK9激酶的新型耐药机制。该研究成果发表于国际期刊Acta Pharmaceutica Sinica B。CDK9属于丝氨酸/苏氨酸激酶家族成员，是基因转录延伸复合物pTEFb中的重要催化亚基。CDK9的过度活化通过增强原癌基因的转录延伸与表达，从而促进肿瘤的发生和发展。因此，抑制CDK9的活性可以有效地抑制肿瘤中高度活化的转录过程，降低原癌基因的转录，进而诱导肿瘤的生长抑制及细胞凋亡。目前，已有多个CDK9抑制剂正在进行临床研究，在实体瘤及血液瘤中展现了较好的抗肿瘤药效。但目前针对CDK9激酶抑制剂的耐药机制研究报道较少，而这些机制探究是研发能够克服现有CDK9抑制剂耐药问题的新一代药物的关键环节。在本研究中，科研人员首先针对CDK9抑制剂潜在的耐药机制进行了预测研究，通过体外细胞耐药模型的诱导及构建，发现长期药物处理后，CDK9的点突变L156F会介导CDK9抑制剂获得性耐药的发生，同时L156F也是CDK9的单核苷酸多态性位点（SNP），这表明该SNP的存在有可能导致CDK9抑制剂的原发
2023 10.04

中科院合肥研究院科学岛团队在虚像相位阵列光谱仪研制及吸收光谱应用方面取得新进展

近日，中国科学院合肥物质院安光所张为俊研究员团队在虚像相位阵列光谱仪装置研制及其吸收光谱应用方面取得新进展，相关研究成果以《基于虚像相位阵列的可见光波段皮米分辨宽带CCD光谱仪》和《基于虚像相位阵列光谱仪的宽带高分辨CO2吸收光谱测量技术研究》为题分别发表在学术期刊 Analyst 上和《光学学报》上。宽带、高分辨光谱可同时精准识别多种物质成分，获取相关的理化特性，在精密测量等众多科学研究与应用领域具有重要的应用价值。然而传统光谱仪难以兼顾高光谱分辨率与宽光谱检测范围，近年来发展的新型色散元件虚像相位阵列为解决该问题提供了新的紧凑型方案。团队赵卫雄研究员和周昊博士设计并建立了可见光和近红外波段两台虚像相位阵列光谱仪（分别工作于可见光660 nm和近红外1.4 μm波段）。使用近红外光谱仪于1.42 ~ 1.45 μm波段测量了CO2气体的吸收光谱，并利用HITRAN数据库实现了一维光谱信息的高精度提取，测量结果与数据库模拟光谱吻合，证明了研制的虚像相位阵列光谱仪的测量准确性及相关光谱反演算法的可靠性。该装置在大气痕量探测、精密测量及基础物理化学研究等领域有着重要的应用前景。本研究工作得
2023 09.15

中科院苏州纳米所周小春团队Adv. Sci：一种用于高功率密度PEMFC的具有波形流道和微通道脊的新型一体化GDL

氢气具有高能量密度、燃烧热量高、燃烧产物无污染等特点，被誉为二十一世纪的“终极能源”。质子交换膜燃料电池是一种以氢气为能源的能源转换装置，具有高效、环境友好、工作条件温和等优势，受到人们广泛关注。尽管质子交换膜燃料电池近些年得到了快速发展，但是质子交换膜燃料电池目前仍面临着传质和水管理薄弱的问题，从而导致较低的峰值功率密度。一些科研工作者通过改变流场板的流道结构，又或者采用金属泡沫、石墨烯泡沫取代传统流场板，以提高质子交换膜燃料电池的传质能力，提升燃料电池性能。尽管金属泡沫以及石墨烯泡沫这种无流场结构可以促进传质，但是在高电流密度下仍会存在传质和水淹问题，这会极大的影响燃料电池的性能。最近，中国科学院苏州纳米所周小春团队利用激光雕刻技术以东丽碳纸为基材，设计制备了具有波形流道和微通道脊的新型一体化GDL。这种新型一体化GDL底部和脊具有丰富的多孔结构，具有优异的气体传质和水管理能力，可极大提升燃料电池的性能（图1）。　　图1. 传统流道、一体化GDL及新型一体化GDL示意图新型一体化GDL具有波形流道和微通道脊这种特殊结构，使其具有优异的电池性能。可以使用低至0 kPa和50 k
2023 09.15

中科院苏州纳米所吴晓东团队许晶晶等与国家纳米科学中心魏志祥团队合作ACS Nano：无共嵌醚基弱溶剂化电解液实现快充和宽温区锂离子电池

随着电力驱动的新能源汽车的快速发展和普及，对动力储能电池技术提出了更高的要求，下一代锂离子电池技术需要满足高功率快充和宽温度应用需求。然而，传统碳酸酯类电解液由于凝固点较高以及界面脱溶剂化行为较慢的限制，导致锂离子电池在快速充放电和低温条件下的容量表现不佳。相比之下，醚类溶剂具有更低的凝固点和低的粘度，被认为具有改善锂离子电池低温性能的潜力。不过，传统的醚类溶剂（例如乙二醇二甲醚DME）与锂离子间的结合能力很高，导致在充放电过程中难以实现快速的脱溶剂化过程。结果，这类醚类溶剂会和锂离子一起共嵌入到石墨层状结构中，从而破坏了石墨结构，难以有效应用于锂离子电池系统。针对以上问题，中国科学院苏州纳米所吴晓东研究员团队许晶晶项目研究员等与国家纳米科学中心魏志祥研究员团队合作，通过醚类溶剂分子结构设计，筛选出一种与锂离子结合能力较弱，不共嵌入石墨负极，低成本且液态温度范围宽（-140~+106℃）的醚类溶剂环戊基甲醚（CPME）。并以CPME为主溶剂，高介电常数氟代碳酸乙烯酯（FEC）为共溶剂制备了一种具有较高离子电导率（2.23 mS/cm）和快速脱溶剂化能力的弱溶剂化电解液（WSE），成功
2023 09.15

中科院金属所亚纳米尺度配位不饱和Zn催化乙苯脱氢研究取得进展

亚纳米尺度下原子级分散的金属活性中心通常具有较强的C-H键活化能力，但由于其具有高表面能和热力学不稳定性，在烷烃脱氢等高温催化反应中较易烧结形成较大的纳米颗粒，从而降低催化性能。因此开发热稳定性高的烷烃脱氢催化材料是烷烃脱氢领域的一个研究焦点。最近，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心刘洪阳研究员、刁江勇副研究员、特别研究助理王琳琳博士与王晓辉研究员、北京大学马丁教授、香港科技大学王宁教授、中国科学院煤化所温晓东教授等团队合作，通过调控硅酸锌材料的合成方法，成功构建了表面具有高密度配位不饱和结构的Zn催化剂（HD-Zncus@ZS），该催化剂在高温乙苯直接脱氢反应中表现出较高的脱氢活性、结构稳定性和优异的可循环性，为设计新型高温脱氢催化材料提供了新的思路。近日，该成果以“High-Density Coordinatively Unsaturated Zn Catalyst for Efficient Alkane Dehydrogenation”为题发表在《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc.)期刊上。苯乙烯是工业上重要的聚合物单体，其主要通过乙苯直接脱氢催化反应
2023 09.15

中科院金属所金属材料低温应变硬化研究取得重要进展

长期以来，基于位错理论的晶体材料应变硬化被视为现代凝聚态物理和材料科学领域里最重要且棘手的科学问题之一。其重要性源于提高应变硬化可同时提高材料强度和塑性；而其棘手性在于应变硬化涉及宏量应变载体（位错）的增殖、交互作用、湮灭、重排等极其复杂的动态演变过程，且存储位错的饱和密度依赖于微观结构。普遍认为粗晶中位错存储空间大而具有最强的应变硬化能力。诸多强化策略可有效提升材料强度，但不可避免会降低位错存储密度而显著降低其加工硬化，低温变形亦是如此。追踪溯源，应变硬化能力的降低是造成结构材料强度-塑性/韧性等性能倒置的根本原因。近期，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心卢磊研究员团队在这一科学难题方面取得重要研究进展，相关研究结果于2023年9月14日在《科学》(Science)周刊First Release在线发布。具有空间梯度序构位错胞结构的合金在低温拉伸变形时不仅具有优异的强度和塑性，而且表现出超高的应变硬化能力，其应变硬化率甚至超过粗晶(图1)，颠覆了粗晶结构具有最高加工硬化能力的固有认识。这种低温超高应变硬化源于多滑移原子尺度层错束萌生主导的动态结构细化。细化形成的亚十纳米层错
2023 09.15

中科院合肥研究院科学岛团队在水稻抗草铵膦基因发掘和功能研究方面取得突破性进展

近日，中国科学院合肥物质院智能所吴跃进课题组在水稻抗草铵膦基因发掘和功能研究方面取得突破性进展。团队利用重离子辐照获得对草铵膦具有耐受性的水稻突变种质，克隆草铵膦抗性新基因，并对其基因功能进行了深入解析。相关研究成果发表在植物分子生物学领域Top期刊Plant Biotechnology Journal上。水稻是世界上最重要的粮食作物之一，养活了全球一半以上的人口。其中直播稻轻简栽培模式因其省时省力节约成本的优势，而得到广泛推广，但是草害却严重影响着直播稻的生产与产量，因此水稻抗除草剂种质资源的选育和研究对有效治理杂草和推进现代农业发展具有重要意义。草铵膦因其非选择性、广谱、高效的除草效果和人畜无毒、环境友好的特性，在农业生产中得到广泛应用。但目前在水稻中还未有关于抗草铵膦内源基因的报道。因而，水稻抗草铵膦种质创建以及基因发掘和育种，应用对未来现代化农业发展具有十分重要的作用。科研团队深入开展重离子束诱变抗草铵膦突变基因克隆和功能以及抗性机制研究。在大田筛选中获得了具有草铵膦抗性的水稻突变体glr1和glr2，围绕glr1突变体及控制基因，已申请专利并获得授权，研究显示，突变体glr1
2023 09.15

中科院合肥研究院科学岛团队揭示新型DNA链置换反应实现G四链体重组装

近期，中国科学院合肥物质院强磁场中心张钠研究员课题组依托稳态强磁场实验装置（SHMFF），首次揭示G四链体中自发进行基于非经典Hoogsteen氢键配对的新型DNA链置换反应，实现G四链体重组装。团队解析了首个由一条靶标链和两条富G短链探针构成异三聚G四链体的核磁共振溶液结构。研究成果发表在国际期刊Journal of the American Chemical Society。DNA链置换反应通常基于经典Watson-Crick碱基配对原则，以一条DNA单链将另一条序列相似的目标DNA单链从所处的DNA双螺旋结构中置换出来。这种在DNA双链螺旋结构中进行的常规链置换反应，已被广泛应用于纳米分子组装、生物传感器、基因诊断与分子治疗等领域。不同于DNA经典双螺旋结构， G四链体是由富含鸟嘌呤G的核酸序列折叠而成的独特拓扑结构，在人类基因组中分布广泛，备受生物、医药等领域关注。G四链体具有丰富的结构多样性，根据核酸链聚集度，可分为单聚、二聚或四聚G四链体，极少有三聚G四链体的报道。G四链体结构具有优良的稳定性，通常不与其他富G序列进行链置换，长期以来G四链体一直被认为对富G链置换反应有惰性

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