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2023 11.07

中国科学院广州能源所在菌群重组解除餐厨垃圾厌氧发酵酸抑制机理方面取得进展

高负荷餐厨垃圾在厌氧消化过程中往往伴随挥发性脂肪酸(VFAs)累积，而高浓度VFAs则将严重抑制底物的降解和甲烷的产生，被认为是导致系统性能下降甚至反应体系崩溃的重要因素。鉴于厌氧消化的本质是水解菌、产酸菌、产乙酸菌和产甲烷菌等多种微生物协同降解有机物生产甲烷的过程，从微生物的角度解析VFAs抑制机制有助于从源头查明失稳原因。目前鲜有文献介绍关于厌氧消化VFAs抑制的生物学机理的研究及从源头改善VFAs抑制问题的方法。近期，中国科学院广州能源研究所研究人员通过逐步提高有机负荷诱导VFAs累积，分析了VFAs胁迫下微生物菌群结构演变特征，并着重阐述了高浓度VFAs下细菌和产甲烷菌对压力环境的差异性响应。在此基础上，利用驯化获得的耐酸产甲烷菌系对VFAs抑制厌氧消化反应器进行菌群定向重组，评价其人工调控效果，并揭示菌群重组强化VFAs抑制产甲烷过程机理。图1. VFAs累积对细菌和产甲烷菌代谢的影响。研究发现，随着有机负荷的逐步提高，累积的VFAs降低了丙酸盐氧化产乙酸菌及产甲烷菌的丰度，并允许水解酸化细菌占主导地位，有序的微生物代谢网络失衡，从而扰乱了甲烷的产生过程。宏基因组技术分析结果
2023 10.27

中国科学院苏州纳米所李清文团队成功实现>7GPa碳纳米管纤维制备

苏州纳米所李清文团队成功实现7GPa碳纳米管纤维制备碳纳米管纤维（Carbon nanotube fiber,CNTF）是由大量一维碳纳米管组装而成的宏观纤维材料，其碳纳米管组装单元（CNT）在理论上具备超高的力学与电学性能，使得碳纳米管纤维展现出兼具金属纤维、高分子纤维及碳纤维的综合性优势。在多种碳纳米管纤维常用制备方法中，浮动催化直接纺丝法（floatingcatalysis chemical vapor deposition, FCCVD）由于具有极高的制备效率，被认为是碳纳米管纤维宏量制备的关键技术。然而，该方法制备的碳纳米管纤维存在着大量的碳纳米管弯曲、缠结及管间孔隙等缺陷，限制了纤维性能的充分发挥以及实际应用。为此，研究人员通过多种后处理手段进行浮动催化碳纳米管纤维的性能增强研究。总体而言，现有后处理手段往往只着重关注纤维中的某一类型缺陷，且关于纤维微观结构变化对纤维载荷传递与性能的影响机理尚不明晰，阻碍了碳纳米管纤维性能的进一步提升。因此，发展出可同时实现纤维再取向及致密化的综合后处理技术，已然成为高性能碳纳米管纤维研究与应用领域的关键。本工作中，中国科学院苏州纳米所李清
2023 10.27

中国科学院苏州纳米所康黎星等在碳纳米管限域合成一维磁性原子链研究方面取得新进展

低维磁性材料由于其特殊的磁学性质，在基础理论发展和自旋电子器件应用均有重要研究价值，因而引起了研究人员的广泛兴趣。二维磁性材料研究在过去的十多年里取得了长足进展，如铬基卤化物范德瓦尔斯磁体CrX3（X=I、Br、Cl）具有高度可调的磁性能，表现出明显的层数依赖。然而，这些奇妙的特性能否从二维延续到一维是一个极具吸引力和挑战性的问题。合成高质量一维磁性原子链是研究其物理特性的重要前提。然而，将二维宏观尺寸缩小到一维原子链，必然会导致卷曲和不稳定，这使得合成和表征非常具有挑战性。针对上述问题，中国科学院苏州纳米所康黎星研究员等人采用碘辅助真空化学气相传输（I-VCVT）方法，以碳纳米管为模板，在其空腔内部高效率地制备了高质量一维CrCl3原子链，并在光谱研究中发现了一维原子链结构与碳纳米管之间的电荷转移。对该体系动态磁性的全面研究发现，一维CrCl3原子链在3 K左右存在自旋玻璃态冻结。该工作为控制合成一维磁性原子链提供了一个有效的策略，其丰富的磁学性质提供了物质基础充分研究其内在物理机制，也为未来开发基于一维磁性的自旋电子器件提供了基础。图1.一维CrCl3原子链的合成方法示意图和结构图
2023 10.04

中科院苏州医工所史国华团队在眼底成像领域取得新进展

9月6日，在中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划的支持下，苏州医工所史国华团队研制的单细胞分辨激光共聚焦扫描眼底造影机在第二十届北京分析测试学术报告会暨展览会上荣获“中国分析测试协会科学技术奖-分析测试技术奖”，简称BCEIA金奖。该奖每两年评选一次，以奖励为我国分析测试技术创新发展做出贡献的科技型企事业单位。该眼底造影机获得评审专家的高度评价，增强了我国在高端眼科影像仪器领域的创新能力。图1BCEIA金奖颁奖仪式眼视光疾病是WHO认定全球性最高发的疾病，在我国更被称为“国病”，眼健康已上升为国家战略。视觉功能依赖于视网膜细胞的正常活动，单个感光细胞的活体成像代表人体视网膜成像的能力极限。能实现对视网膜最基本结构“感光细胞”分辨，结合超大的成像视场与多模态的成像功能，是眼科光学成像与疾病诊疗不断突破极限性能的必备手段。本次获奖的激光共聚焦扫描眼底造影机，取得了一系列的创新成果：（1）细胞级高分辨成像，独家的20倍光学无损变焦技术，实现110°超广角视场到5°超微细分辨，最高光学分辨率可达5μm，有效监测视网膜微小的细胞与微血管病变。（2）多模态分析影像，实现激光彩照、自发荧光、无
2023 10.04

中科院苏州纳米所马昌期团队在喷墨印刷制备高性能有机光伏电池方面取得新进展

有机太阳能电池具有轻质、可半透明化以及可溶液法制备的优点。目前基于新型电子受体材料的有机太阳能电池器件效率已经取得了较大突破，但器件有效面积小，制备工艺难以工业化拓展，距离实际应用有较大差距。喷墨印刷作为一种数字化增材制造工艺，在工业化制备有机太阳能电池显示出较大的应用潜力。而在喷墨印刷制备有机光伏电池中，对于薄膜微观形貌的调控和器件光伏性能之间的构效关系目前缺乏深入研究。近年来，中国科学院苏州纳米所马昌期、骆群研究员就喷墨印刷有机光伏活性层微观相形貌调节开展系统研究。前期研究发现喷墨印刷制备的有机活性层在薄膜垂直方向上呈现出给体和受体体相均匀分布和在薄膜水平方向上沿印刷线交叉分布的特点，与理想薄膜形貌相比表现出相反的形貌特征。研究团队利用先受体后给体的分步喷墨印刷策略来解决上述问题。相比于一步法印刷制备的薄膜，分步喷墨印刷的薄膜表现出了理想的垂直相分离结构，同时也具有较小尺度的分子聚集，使得有机光活性层具备高效的激子解离、电荷传输特性的同时，也具有高的载流子收集效率，进而制备的器件性能到达了当前文献报道的最高值（Adv. Energy Mater. 2022, 12, 2200044
2023 10.04

中科院苏州纳米所吴晓东团队许晶晶等Adv. Sci：通过醚类溶剂分子结构设计提升含石墨负极的锂离子-硫软包电池循环寿命

近些年来，锂硫二次电池因其较高的理论比容量和能量密度而受到了广泛的关注。但是，锂硫电池的发展仍受到许多因素制约。其中，活泼的锂金属负极在循环过程中会出现界面副反应、锂枝晶生长、死锂的产生等情况，从而引起电池容量快速衰减，并带来巨大的安全隐患。相比之下，使用具有层状结构，在锂离子脱嵌过程中体积变化较小的石墨来代替锂金属负极，被认为是一种能有效提升锂硫电池循环寿命的有效策略。不幸的是，通常适用于石墨电极的碳酸乙烯酯基电解液易与多硫化锂发生化学反应并不能在锂硫电池中使用，而对多硫化锂稳定且溶解性较好的醚类电解液（通常为1M LiTFSI DOL/DME），由于DME溶剂分子会与锂离子一起共嵌入石墨层间，严重破坏了石墨的晶相结构，因此醚类与石墨电极并不兼容。　　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从分子结构设计角度，通过在醚类溶剂分子中引入较大的烷基和多个F原子（1,2-（1,1,2,2-Tetrafluoroethoxy）ethane，TFEE），来弱化溶剂分子与锂离子的结合能力，从而抑制了溶剂与Li+共嵌入石墨负极的现象，制备得到的一种弱溶剂化电解液（1M L
2023 10.04

中科院紫金山天文台合作揭示FRB 200428成协X射线暴起源

中国科学院紫金山天文台耿金军副研究员、吴雪峰研究员与北京大学等研究人员合作提出与快速射电暴FRB 200428成协的X射线爆发起源于强磁场重联过程，通过粒子动理学模拟方法（Particle in Cell,简称PIC方法）成功解释这一爆发事件的能谱、光变观测特征。相关研究成果在2023年9月1日以“FRB成协X射线暴发的起源：QED磁重联”（Origin of FRB-associated X-ray burst: QED magnetic reconnection）为题，以封面文章形式在线发表于《科学通报》（Science Bulletin）。快速射电暴（Fast Radio Burst,简称FRB）是宇宙中一类持续时间为毫秒量级的超亮射电脉冲信号，其起源天体和产生机制是当今天文学谜题之一。自2007年发现以来，FRB的研究迅速成为天体物理学前沿热点之一，2023年度邵逸夫天文学奖近期被授予FRB的发现者。2020年4月28日，加拿CHIME射电望远镜和美国STARE-2探测器首次探测到来自银河系内一颗名为SGR J1935+2154磁陀星的射电爆发FRB 200428。同时，我国的
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

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