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2023 07.21

中科院合肥研究院科学岛团队在超高温陶瓷粉体研制方面取得新进展

近期，中科院合肥物质院固体所李越研究员团队与哈尔滨工业大学张幸红教授团队合作，在超细、高纯超高温陶瓷粉体制备与机理研究方面取得新进展，发展了一种液相陶瓷前驱体-碳/硼热还原新工艺，该工艺可实现批量化制备多种高纯、超细硼化物陶瓷粉体。相关成果相继发表于材料领域国际期刊Journal of Materials Science Technology和ACS Applied Engineering Materials等。硼化物超高温陶瓷及其复合材料由于其优异的综合理化特性，已成为空间飞行器在极端热环境服役中重要的候选材料。其中，ZrB2、HfB2因其极高的熔点（超过3000°C）、高抗氧化性和优异的耐腐蚀性而受到广泛关注。研制高性能硼化物陶瓷材料的关键是获得高性能的陶瓷粉体。一般来说，超细粒径、高纯度和低氧含量的陶瓷粉体不仅有利于低温烧结过程中块材的致密化，还可以避免对陶瓷基复合材料基体的损伤，从而提升陶瓷基复合材料的抗氧化性和机械性能。传统的机械化合金、高温自蔓延等方法难以获得同时具有高纯度和超细粒径的硼化物陶瓷粉体。因此，亟需研发出新工艺实现高纯和超细粒径硼化物陶瓷粉体的工程化制备，为硼
2023 07.21

中科院合肥研究院科学岛团队在X射线直接探测及成像研究方面取得新进展

近期，中科院合肥物质院固体所潘旭研究员团队与中国工程物理研究院郑霄家研究员等合作在钙钛矿材料的新应用——X射线直接探测及成像领域中取得新进展，相关研究成果发表在ACS Nano上。卤化物钙钛矿材料具有优异的光电性能，在X射线直接探测方面具有很大的应用潜力，与目前商用探测器材料相比，其灵敏度和检测下限提升了多个数量级，有望大幅降低射线成像中辐射剂量率。钙钛矿晶圆相较于薄膜、单晶器件具有高度可扩展性并易于制备，使其成为X射线检测和阵列成像应用中最有前景的候选者。然而，多晶晶圆的制备过程中不可避免的会产生大量的晶界和孔隙，从而导致严重的离子迁移并进一步引起器件不稳定和电流漂移，严重限制了探测器的成像分辨率和未来的商业化应用。(1D) δ该研究为钙钛矿应用于X射线成像提供了一种新的设计思路和材料选择体系，并有望实现未来商业化应用。该研究第一作者为固体所博士研究生汪子涵，通讯作者为潘旭研究员、叶加久博士后。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、安徽省杰出青年基金等项目的支持。论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c02476图.
2023 07.21

中科院合肥研究院科学岛药学团队发现曲西立滨在FLT3-ITD阳性急性白血病中的新应用

近日，中科院合肥物质院健康所刘青松药学团队基于药物重定位策略，发现了AKT抑制剂曲西立滨具有靶向STAT5进而抑制FLT3-ITD阳性急性髓系白血病（FLT3-ITD+AML）并克服耐药的作用。该研究成果在线发表于国际期刊MedComm。FLT3-ITD+AML在急性髓系白血病中约占25%，其主要发病机制是由于FLT3激酶基因发生了ITD突变进而导致白血病细胞的异常增殖。虽然目前针对FLT3激酶已开发出多款靶向药物，然而这些药物的长期使用会产生复发耐药等问题，因此开发新型的治疗策略具有重要的意义。在该研究中，科研人员采用老药新用的研究策略，通过高通量筛选的方法，发现AKT激酶抑制剂曲西立滨具有选择性抑制FLT3-ITD+AML细胞增殖的作用，而其它AKT激酶抑制剂却没有类似的效果。有研究报道，核转录因子STAT5是FLT3-ITD介导的信号通路的关键下游蛋白，其过度活化是临床上常见的引起FLT3-ITD突变细胞耐药的主要原因，对FLT3-ITD+AML的发生发展起着重要的调节作用。科研人员通过分子生物学、生物化学以及组学研究手段发现，曲西立滨通过结合STAT5影响了STAT5的二聚并阻
2023 07.21

中科院合肥研究院科学岛团队在地表水质的光谱监测技术方面取得新进展

近日，中科院合肥物质院智能所光谱智能感知团队提出了一种基于紫外可见光谱（UV-Vis）和近红外（NIR）光谱数据融合策略，用于地表水质的快速高精度检测。相关研究成果已在分析化学领域期刊Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy上发表。水质参数的实时监测对地表水污染的防治具有重要意义。化学需氧量(COD)、氨氮(AN)和总氮(TN)是反映地表水污染程度的关键指标。紫外-可见(UV-Vis)光谱和近红外(NIR)光谱作为两种快速、简便、多组分的分析技术，在水质监测中具有传统化学检测方法无法比拟的优势。为了进一步提高光谱方法检测水质的精确性，科研团队开发出一种基于UV-Vis和NIR光谱数据融合(UV-Vis-NIR)的地表水质检测策略。研究人员首先对70份不同污染程度的河流样本进行光谱采集和化学测定，通过UV-Vis与NIR光谱的初级融合获得UV-Vis-NIR融合数据，采用不同的变量选择算法优化地表水污染指标的UV-Vis-NIR融合模型。研究结果表明，基于UV-Vis-NIR数据融合策略的地表水
2023 07.21

中科院合肥研究院科学岛团队在高结晶石墨烯宏观体研究方面取得新进展

近期，中科院合肥物质院固体所王振洋研究员团队在高结晶石墨烯宏观体的共价生长及其电学行为调制方面取得系列进展，相关研究成果发表在Advanced Functional Materials和Chemical Engineering Journal上。石墨烯是一种具有优异力学、电学、热学和光学性能的二维碳材料。石墨烯的高效制备及宏观组装对其规模应用具有重要意义。目前，石墨烯宏观体的常规制备方法如液相自组装、3D打印和催化模板法等仅能实现石墨烯片层间的非共价弱相互作用连接，导致石墨烯晶体结构的不连续，成为限制石墨烯宏观体电学性质的主要因素。鉴于此，研究人员开发了一种激光辅助的layer-by-layer共价生长方法来制备高结晶石墨烯宏观体，分子动力学模拟从理论上揭示了其共价生长机制。共价生长法使得材料具有连续的晶体结构，与非共价组装相比，其跨层电导率实现了100倍的提高。该材料有助于解决石墨烯规模化应用面临的层状堆垛、晶体质量调控、离子输运通道、体积效应等问题，为石墨烯的储能电极应用奠定了基础。相关研究成果发表在Advanced Functional Materials (Adv. Funct
2023 07.07

中科院苏州医工所李辉团队在SIM超分辨显微成像研究中取得系列进展

结构光照明显微镜(SIM)以成像速度快、无需特殊荧光标记和光毒性小等优势，被视为当前最适合活细胞成像的超分辨（SR）技术。经过二十多年的快速发展，SIM在成像理论和应用研究方面都取得了长足进步，但依然有许多普遍存在的棘手问题亟待解决和完善。中国科学院苏州生物医学工程技术研究所李辉团队着眼于解决SIM在实际生物成像应用中的短板，致力于打造“useracknowledgeable”的SIM成像技术和仪器装备，最近在避免结构光参数估计、深度学习图像重构、升级宽场显微镜系统的模块化SIM解决方案等方面取得系列重要进展。长期以来，大多数SIM算法直接或间接遵循标准的Wiener-SIM架构或依赖于其重建结果。Wiener-SIM重建涉及耗时的照明条纹参数估计和伪影敏感的频域去卷积。此前，李辉团队发展了基于“频谱优化”理念的高保真SIM重建技术HiFi-SIM并发表于Light: Science Applications, 10, 70, (2021)，有效克服了SIM图像中的典型伪影，但HiFi-SIM仍依赖于结构光条纹参数的精确估计。然而，条纹参数很小的偏差就会导致Wiener-based
2023 07.07

中科院苏州纳米所康黎星等在大载流、高导电碳纳米管复合薄膜研究方面取得新进展

导体材料是信息交互、电能传输和力、热、光、电、磁等能量转换的基础性材料，在航空航天、新能源汽车、电力线路等领域具有重要应用价值。随着大功率器件的发展，对轻量化、大载流、高导电性材料的需求越来越迫切。单根单壁碳纳米管（SWCNT）拥有极高的载流能力和电导率，载流能力比传统金属铜高出2~3个数量级，电导率更是银的1000倍以上。然而，当SWCNT组装成宏观薄膜的时候，由于碳管间电子/声子散射的影响，载流能力和电导率会显著降低，从而严重制约SWCNT薄膜在大功率器件领域的应用。针对上述问题，中科院苏州纳米所康黎星研究员等人提出并研制了一种新型大载流、高导电碳纳米管复合薄膜材料。研究团队采用化学气相输运法将CuI均匀高效地填充到SWCNT管腔中，制备出CuI@SWCNT一维同轴异质结。SWCNT对CuI具有保护作用，保持了CuI的电化学活性，使其能够在恶劣的酸性环境和长期电化学循环下保持稳定性。通过电学测量发现CuI@SWCNT薄膜相较于SWCNT薄膜具有更优的电导率和更强的载流能力，其载流能力提升4倍，达到2.04×107 A/cm2，电导率提升8倍，达31.67 kS/m。　　图1. (
2023 07.07

中科院苏州纳米所在仿生人工肌肉研究方面取得新进展

仿生肌肉纤维在外界刺激下能够产生类生物肌肉的收缩运动，作为一种新型的驱动器，有望推动仿生软体机器人、智能变翼飞行器、可穿戴及可植入医疗技术等方向的创新发展。螺旋仿生肌肉纤维凭借其独特的驱动放大结构可以输出优异的驱动性能。但在收缩前需要对螺旋仿生肌肉纤维施加张力将纤维相邻的螺环分开为其收缩提供空间，而且其回复过程也需要相同的应力将纤维拉回原长，这导致在一个驱动循环过程中螺旋仿生肌肉纤维的净做功为零。针对上述问题，中科院苏州纳米所李清文、邸江涛研究员等报道了一种无预应力、可自回复并能高效循环做功的仿生肌肉纤维。该仿生肌肉纤维以碳纳米管（CNT）纤维的弹性螺旋结构驱动回复，并利用液晶弹性体（LCE）的可逆相变产生驱动形变。所获得的肌肉纤维表现出56.9%的可逆收缩量，1522%/s的收缩速率，7.03 kW kg-1的功率密度和32,000次的稳定循环。　　图1. LCE/CNT复合纤维的制备与表征通过连续的浸渍涂覆固化技术实现了复合纤维的连续制备，随后进行并股加捻得到螺旋纤维。其中，CNT纤维表面的沟道初步诱导了液晶分子的排列，加捻进一步诱导液晶分子重排变为相对有序的状态，复合纤维在温
2023 07.07

中科院紫金山天文台领衔国际研究团队证认出宇宙中最剧烈的光学紫外耀发

近日，紫金山天文台范一中、金志平研究员领衔的国际团队提出了雨燕（Swift）卫星紫外光学望远镜（Swift/UVOT）在中等饱和情况下的数据处理方法并将其应用到伽马暴GRB 220101A的分析研究中，证认出了迄今为止人类探测到的最剧烈光学紫外耀发。该研究成果在2023年6月26日以An optical–ultraviolet flare with absolute AB mag-nitude of -39.4 detected in GRB 220101A为题在线发表在《自然天文学》(Nature Astronomy)上。　　伽马暴是宇宙中最剧烈的恒星尺度的爆发现象，其主要辐射能量集中在软伽马射线波段。因此，软伽马射线辐射时期也被称为伽马暴的瞬时辐射阶段。瞬时辐射结束后，人们往往能观测到持续约数周甚至数年的X射线，光学乃至射电辐射，也就是常说的余辉辐射。在GRB 990123瞬时辐射的末期，人们看到了明亮的光学闪耀现象，被认为标志着余辉辐射的开始。在当时该光学闪耀也是人类记录到地宇宙中光度最高的紫外光学辐射。对该闪耀的深入研究表明辐射区具有很强的磁场，反应了磁活动在提取中心引擎中所
2023 07.07

中科院金属所超塑性钛合金研究取得重要进展

超塑性成型技术有望解决复杂构件的成型问题，在航空航天等重要领域中有着广阔的应用前景。然而，目前多数金属超塑性成型的温度较高且应变速率极为缓慢，这不仅增大了超塑性成型的能耗与时间，还使成型后的材料表面发生了严重的氧化，制约了该技术的广泛应用。为解决上述问题，中科院金属研究所杨柯、任玲研究团队与澳大利亚皇家墨尔本理工大学邱冬教授研究团队合作，在前期开发的高性能双相核壳纳米结构Ti6Al4V5Cu合金基础之上（Nature Communications, 2022, https://doi.org/10.1038/s41467-022-29782-8），设计并制备了具有多相纳米网状结构的新型钛合金（图1），它利用基体中的纳米β网促进微纳米晶晶粒间的滑移与倾转，并利用沿/β相界钉扎的纳米Ti2Cu相提高该纳米网状结构的稳定性（图2），全面提升材料的超塑性变形能力。这一组织设计使材料的超塑性变形温度较Ti6Al4V合金下降了约250℃，在750℃和应变速率高达1 s-1的条件下，它可以获得超过900%的延伸率，意味着该材料超塑性变形的应变速率较现有材料提高了2~4个数量级（图3）。在超塑性变形后

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