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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
2023 07.07

中科院合肥研究院科学岛团队创新性采用等离子体技术制备偕胺肟复合材料用于海水提铀

近日，中科院合肥物质院等离子体所陈长伦研究员课题组在等离子体技术制备偕胺肟复合材料用于海水提铀研究中取得新进展。相关成果被国际知名学术期刊Applied Surface Science接收。双碳减排目标的提出，核能作为清洁能源迎来了快速发展的历史机遇，然而我国陆生铀资源比较匮乏，仅占世界铀矿储量的1%。因此开发非常规铀资源具有重要的战略意义。海水中铀总量约45亿吨，是陆地1000多倍。海水提铀对核电事业的快速发展具有极其重要的现实意义，已经成为新形势下各国争相研究的热点。基于偕肟基团修饰的高分子功能材料被认为是目前比较理想的海水提铀材料。合成偕胺肟基材料主要有基于偕胺肟的聚合物高分子小球、化学途径制备的偕胺肟基纤维、辐射接枝途径制备的偕胺肟基纤维、静电纺丝、吹气纺丝等。目前，海水提铀材料面临的挑战是偕胺肟基吸附材料的吸附性能受环境影响很大，实验室测得的吸附容量普遍高于真实海水中的吸附容量；官能基团没有达到充分利用；一些接枝方法使材料的机械性能受到损失；偕胺肟基复合材料对吸附选择性还需要进一步提高。低温等离子体技术活化材料优势是活化材料表面，不会破坏材料体积结构，待修饰单体不需要保护具有
2023 07.07

中科院合肥研究院科学岛团队建成CRAFT负离子源中性束注入系统1kW@4.5K氦低温系统并调试成功

近日，由中科院合肥物质院等离子体所自主设计与建造的CRAFT负离子源中性束注入系统（NNBI）1kW@4.5K氦低温系统调试成功，各项性能指标达到设计要求。该系统是聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）的重要建设内容之一，可为NNBI测试装置、束源测试平台和超大抽速低温泵的测试运行提供低温冷却条件。NNBI氦低温系统由氦压缩机系统，1kW@4.5K制冷机冷箱，液氦杜瓦，分配阀箱，氦回收纯化系统、氦储气系统、液氮系统、低温传输管线和低温控制系统组成。1kW@4.5K氦制冷机采用液氮预冷，由三台动压气体轴承透平膨胀机组成的氦气制冷循环获得4.5K的温区冷量。该制冷机采用两台80K低温吸附器设计，可相互切换再生，从而保障制冷机长周期连续运行要求。该套氦低温系统的建成与调试成功，将为未来磁约束聚变装置负离子源中性束注入系统的研制提供支撑，同时也为未来聚变堆的中性束注入低温系统的设计、建设和运行奠定了工程基础。压缩机系统及液氦杜瓦1kW@4.5K氦制冷机冷箱氦气储存及液氮系统
2023 07.07

中科院合肥研究院科学岛团队在酸性介质中高选择性分离锶方面取得新进展

近日，中科院合肥物质院核能安全所黄群英研究员项目组制备了一种新型无机硅基吸附材料，可用于酸性介质中锶的高选择性分离，相关研究成果发表在化工领域国际知名期刊Separation and Purification Technology上。放射性锶（90Sr）因其较高的生物化学毒性被认为是危害最高的放射性核素之一。在高放废液玻璃固化过程中，90Sr的存在将使玻璃基体不稳定并导致放射性核素浸出。在玻璃固化工艺之前将90Sr从高放废液中有效分离可减少热量产生，并缩短玻璃基体在储存库中的冷却时间，有利于放射性废物的进一步深地质处置。针对上述问题，该项目组利用真空浸渍法和氧化法制备了一种新型硅基无机吸附材料Sb2O5/SiO2，研究了该吸附材料在低酸（pH 6）和高酸（1?M HNO3）介质中对锶稳定核素的吸附行为。研究结果显示，所制备的吸附材料具有良好的耐酸稳定性，在低酸和高酸介质中对锶稳定核素均展现出良好的吸附效果；吸附材料对锶的吸附机制为离子交换，且吸附过程伴随着能量的降低和电荷的转移。该研究不仅开发了一种高稳定性新型硅基吸附材料的制备方法，也为酸性环境下锶的选择性分离研究提供了相关实验数据和
2023 06.28

中科院紫金山天文台研究团队从近邻原行星盘的类地行星形成区域拍摄到盘风

由中国科学院紫金山天文台（PMO）和北京大学科维理天文与天体物理研究所（PKU/KIAA）领导的国际团队报告了迄今为止最高空间分辨率的原行星盘的盘风发射图像，其分辨能力达到3.7 AU，可对类地行星形成的区域的物理现象进行分析研究。该团队使用最先进的数值模拟并与观测结果比对，其结果改变了人们对原行星盘演化过程的认知，研究结果于6月19日在线发表于《自然·天文学》。太阳系内的行星以及目前已探测到的数以万计的系外行星都形成于原行星盘中。随着观测设备的发展和计算能力的提升，天文学家在过去十余年对原行星盘物理和行星形成的理解有了翻天覆地的革新。即使如此，测量原行星盘“类地行星”的形成区域依旧极具挑战性：因为这些区域离中心恒星较近、空间尺度较小，所以观测上极难分辨。目前一般认为三种机制决定原行星盘演化：(1) 行星形成，(2) 吸积活动，(3) 盘风。盘风大致可分为两种：离恒星较近部分由磁流体动力学（MHD）机制驱动，而距恒星较远部分或可由光致蒸发（photoevaporation）驱动。在观测上，这两种机制可由中性氧原子的发射线进行测量、表征和区分。研究团队借助 MUSE 仪器（依托于甚大望远
2023 06.28

中科院金属所亚纳米尺度原子级分散Rh催化C≡N加氢研究取得新进展

最近，中国科学院金属所沈阳材料科学国家研究中心刘洪阳研究员和博士研究生陈家威等人与北京大学马丁教授、纽黑文大学肖德泉教授、香港科技大学王宁教授以及中科院山西煤化所温晓东研究员等团队合作，在一种弯曲的石墨烯（ND@G）界面上精准构建原子级分散Rh1催化剂，实现其高效催化C≡N加氢制仲胺，并在亚纳米尺度下系统理解C≡N加氢的尺寸效应与金属依赖效应。该项研究成果于近日在ACS Catalysis在线发表。胺作为一类重要的有机中间体被广泛的应用于农业、医药、印染等领域。腈加氢制胺作为一种原子经济的合成路线受到了工业生产的广泛关注，同时实现高的活性和选择性仍是这一过程面临的主要挑战。尽管近些年已经研究开发了一些诸如雷尼镍、RhB等用于腈加氢的催化剂，但这些催化剂的原子利用率较低，且反应过程条件较为严苛（常伴随着高温高压），限制了其工业应用。本工作在富缺陷的纳米金刚石/石墨烯载体上构建了原子级分散的 Rh 金属催化剂。在温和条件下，其在腈加氢反应中表现出了优异的催化活性（TOF=2592 h-1）极高的选择性（对二苄胺99%）。同时，研究团队通过探究其与不同尺寸 Rh 催化剂以及原子级分散贵金属M

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