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2023 06.11

中科院广州能源所在生物质全组分高值化利用领域取得进展

近日，广州能源研究所生物质催化转化研究室王晨光研究员与比利时鲁汶大学Bert F. Sels教授合作，在生物质全组分高值化利用方面取得重要进展。5月30日，相关研究以Oxidative Catalytic Fractionation of Lignocellulose to High-Yield Aromatic Aldehyde Monomers and Pure Cellulose为题以长文（Research Article）形式在线发表于《ACS-催化》（ACS Catalysis）。温和氧化是一项具有应用前景的生物质催化转化技术，可将木质纤维素类生物质转化为高价值的化学品和纤维素。然而在此过程中，碳水化合物的溶解和转化以及木质素和单酚类物质的缩聚和降解限制了整体碳效率的提高。该研究针对上述技术瓶颈，借鉴传统氧碱法造纸除木质素工艺，基于木质素优先利用思路提出催化氧化分离策略并应用于木质纤维素组分分离，同时将木质素氧化转化为高附加值单酚。研究发现，温和条件下成本较低的纳米氧化铜颗粒(CuO NPs)表现出优异的催化氧化分离性能，在将木质素催化氧化为芳香醛酮的同时抑制了纤维素水解，该
2023 05.26

中科院苏州医工所马富强课题组就液滴微流控超高通量筛选技术在Biotechnology Advance发表综述文章

近十年来，荧光激活液滴分选技术（FADS）快速发展，已成为一种强大的超高通量筛选工具，广泛应用于酶、代谢产物和抗体筛选。高灵敏度荧光偶联策略（FCSs）是FADS应用拓展的关键技术，可将酶活性、代谢产物浓度、抗体亲和力等性质与荧光信号进行偶联，实现目标物质定量检测，是FADS应用发展关键环节之一。截止目前，一系列FCSs已经被开发，极大地扩展了FADS的应用（图1）。图1. FADS系统工作流程图展示近日，中国科学院苏州生物医学工程技术研究所-医药酶工程研究中心-马富强研究员团队针对FADS在国际TOP期刊BiotechnologyAdvances上发表了题为“Fluorescence coupling strategies in fluorescence-activated droplet sorting (FADS) for ultrahigh-throughput screening of enzymes, metabolites, and antibodies ”的综述论文。该综述系统性回顾了十多年来不同分析物质（酶、代谢产物、抗体）荧光偶联液滴微流控研究最新进展，并根据荧光偶
2023 05.26

中科院苏州纳米所加工平台在自旋纳米微波放大器研制方面取得进展

自旋电子学是微电子技术与磁性物理学结合形成的前沿交叉学科，旨在利用电子的自旋属性作为信息载体，同时兼具数据的非易失性存储、运算和传感功能，有望为后摩尔时代的新型智能芯片架构提供潜在解决方案。其中，由金属磁性层/绝缘层/金属磁性层的核心结构组成的磁性隧道结（MTJ），作为自旋电子学的核心器件，具有尺寸小、磁阻率高、功耗低、非易失以及本征的高频特性，在磁性传感、磁性存储、微波通讯、无线供能以及类脑计算等领域具有重要的应用价值，已经得到科研和产业界的广泛关注。近年来，中科院苏州纳米所加工平台围绕磁性隧道结的多功能器件应用开展了一系列的创新性研究。例如：利用薄膜界面磁各向异性构建纳米磁性隧道结材料与器件，实现了无需外加磁场的低功耗、高灵敏的纳米微波探测器（Appl. Phys. Lett. 113 ,102401 (2018)；Appl. Phys. Lett. 117, 072409 (2020)；Appl. Phys. Lett. 122, 092405 (2023)）；开发了带宽大于3 GHz的宽频微波整流器件，并用于微波能量收集功能，演示了在无线供能方面的应用前景（Phys. Rev
2023 05.26

中科院紫金山天文台最新研究表明大质量中子星内部很可能存在“奇异核”

近日，中国科学院紫金山天文台范一中研究员领衔的研究团队利用多信使天文观测数据来研究大质量中子星核心处的物态，发现最重的中子星内部有超过90%的概率存在偏离于强子物质的“新物态”，很可能是夸克物质组成。研究成果以“Plausible presence of new state in neutron stars with masses above 0.98MTOV”为题发表在我国综合类学术期刊《Science Bulletin》（《科学通报》英文版）上。中子星是宇宙中除黑洞以外最致密的天体，是研究低温下致密物质状态的天然实验室。由于现有的理论和实验都无法对中子星核心处的物态给出明确的限制，所以大质量中子星内部是否存在超越强子的其它自由度是亟待解决的重大科学前沿问题。紫金山天文台引力波天文研究团队综合利用中子星的多信使天文数据，以及手征有效场和微扰量子色动力学计算得到的理论限制，在贝叶斯分析的框架下，基于该团队发展的基于前馈神经网络的中子星状态方程非参数表示法，开展了中子星状态方程以及声速的行为的研究。研究结果表明，状态方程的声速在4.8倍核饱和密度以下（90%置信区间）存在峰结构，非单调的
2023 05.26

中科院金属所钛合金微织构的形成与演化研究取得进展

晶体取向均匀性是除组织形貌和微区成分均匀性外影响金属材料力学性能稳定性的另一关键因素。多晶材料的晶体取向均匀性可用微织构来描述，表现为一给定区域的晶体学择优取向与邻近区域的差异性。微织构在近钛合金和钛合金锻造组织中普遍存在，通过热加工工艺优化容易实现大规格棒材和锻件不同部位显微组织的相对均匀，但它们的晶体取向均匀性却难以控制。研究显示，微织构会导致钛合金超声波探伤的杂波偏高、疲劳（特别是保载疲劳）性能和拉伸性能及其稳定性降低。为进一步提高钛合金棒材和锻件的性能及其稳定性，中国科学院金属研究所轻质高强材料研究部高温钛合金团队针对钛合金锻造组织中微织构的形成和演化机制开展了系统的研究工作。通过对具有板条状组织Ti60钛合金的热压缩实验，研究了两相区变形初始阶段相的球化机制及其晶体取向的演化规律（图1），发现当板条相晶内沿正交方向的滑移累积足够的变形时，相板条内形成的亚晶尺寸远小于其自身宽度，亚晶可通过聚合过程累积足够的取向差，此时板条相以连续再结晶机制球化得到取向分散的等轴相。在较高温度变形时，板条相的晶内滑移较少，形成亚晶的尺寸与板条相宽度相当，此时板条相的球化方式以“晶界分离”机制为主
2023 05.26

中科院金属所非共格界面的结构与物性研究取得进展

功能材料界面由于经常表现出不同于体材料的新颖物理、化学现象与性质而备受关注。比如，人们在材料界面上发现了二维电子气、界面超导、界面发光和界面磁性等。这些有趣的界面现象与性质通常归因于界面上强烈的物理与化学交互作用，因此它们大多数出现在共格界面和半共格界面上。从共格界面到半共格界面、再到非共格界面，界面上的晶格失配不断增大，从而导致了材料界面上存在不同的晶格失配调节机制和界面结构。共格界面的晶格失配小，界面失配由两相邻晶格的弹性变形来调节，界面上形成了原子间完美匹配的界面结构；半共格界面的晶格失配适中，通过形成周期性排列的界面失配位错来补偿晶格失配。非共格界面的晶格失配非常大，界面两侧相邻晶体将保持各自原有的晶格而刚性堆叠在一起，不容易形成界面失配位错。虽然非共格界面比其他两类界面更常见，但由于它的晶格匹配度差并且界面键合强度弱，导致界面上的交互作用非常弱，因此非共格界面上很少表现出独特的界面现象与性质，这极大地限制了非共格界面的相关研究与应用。为了探索非共格界面上的新颖界面现象与物性，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心材料结构与缺陷研究部的相关团队，围绕非共格界面的原子与电子
2023 05.26

中科院合肥研究院科学岛团队在多功能液态金属水凝胶方面取得新进展

近期，中科院合肥物质院固体所高分子与复合材料研究部田兴友和张献研究员团队联合郑州大学杨艳宇副教授等，利用镓铟合金（EGaIn）引发聚合，并作为柔性填料，构建了一种可用于人机交互和红外伪装的超拉伸、自愈合的LM/PVA/P(AAm-co-SMA)双网络水凝胶。相关结果发表在Materials Horizons上。水凝胶是一种具有三维网络结构的软材料，通过引入离子、导电聚合物和导电填料，可获得导电水凝胶。但是，由于导电聚合物共轭结构的固有刚性、导电填料与水凝胶基体的不相容性，以及盐析效应，目前大多数导电水凝胶的机械性能较差，如韧性低、抗拉强度低、自恢复和自愈合性能不理想，大大限制了水凝胶的应用领域。镓铟合金（EGaIn）作为一种熔点接近或低于室温的液态金属（LM），可以通过超声波分散制备成EGaIn微球，用作纳米填料。与其他刚性纳米填料不同，它们可以适应聚合物基体的变形，从而有效地增韧聚合物。此外，EGaIn中的镓（Ga）可以引发乙烯基单体发生自由基聚合。Ga3+能够与羧基、羟基进行配位，形成动态牺牲键，用于耗散能量。因此，镓基液态金属具有改善聚合物基体机械性能的潜力。鉴于此，研究人员利用
2023 05.26

中科院合肥研究院科学岛团队在碲化铋合金热电性能调控方面取得新进展

近日，中科院合肥物质院固体所秦晓英研究员团队在近室温碲化铋热电材料热电性能优化研究方面取得了系列进展。相关工作发表在工程技术类期刊Chemical Engineering Journal上。热电技术作为解决能源问题的有效途径，近年来引起广泛关注。热电技术可实现热能与电能的直接相互转换，具有纯固态、无噪音、无运动部件等优点，在深空探测、废热发电利用(能量回收)，如汽车尾气热量回收发电以提升燃油效率等领域已经实现了重要应用。但是，当前N型碲化铋的热电优值ZT和能量转换效率较低，这限制了其商业应用。针对当前唯一实现商用化的Bi2Te3热电材料，固体所研究人员通过向Bi2Te2.7Se0.3(BTS)基体中复合无机MnSb2Se4(MSS)纳米颗粒，实现材料功率因子(PF)的提高和热导率的显著下降。研究结果表明，功率因子的增加是由于能量过滤效应引起的塞贝克系数的增强；而降低的热导率主要来源于MSS纳米粒子和位错对声子散射的增强。BTS/0.50wt%MSS复合样品的最大热电优值ZT高达1.23(345K)，在300-473K温区内的平均ZT达到了1.15，分别比基体BTS提高48%和42%。同
2023 05.26

中科院合肥研究院科学岛团队研发一种新型纳米复合材料可用于增强光动力治疗

近日，中科院合肥物质院智能所黄青研究员团队研发出一种新型纳米复合材料BMO-MSA，在近红外II区(NIR Ⅱ, 1000～1700 nm)具有增强光动力治疗功能。研究结果发表在Langmuir上，并被推荐为该杂志的封面文章。Bi2MoO6（BMO）纳米材料已被广泛用于光催化应用，如有机污染物的分解和制氢。但对于光动力治疗（PDT）来说，BMO的光吸收在紫外区域，不适合临床应用。为此，研究人员将BMO和MoS2/AuNRs相结合，制备了一种新的纳米复合材料，即Bi2MoO6/MoS2/AuNRs（BMO-MSA），它可以增强近红外区域的光吸收从而有增强PDT效应，并且它有过氧化物酶（POD）活性，同时可以引起化学动力治疗（CDT）效应。研究结果表明，研究团队所制备的BMO-MSA纳米复合材料不仅在1064nm波长的光照射下能产生单线态氧（1O2）杀死癌细胞，而且还可将H2O2转化为羟基自由基（？OH），同时具有CDT杀癌细胞的功能。进一步研究工作中，研究人员展示了BMO-MSA纳米复合材料诱导细胞凋亡，并在秀丽隐杆线虫（C. elegans）模型上验证了PDT效果。在实验中，团队使用参
2023 05.26

中科院合肥研究院科学岛药学团队研发出针对RAF/RAS突变实体瘤的pan-RAF抑制剂

近日，中国科学院合肥物质科学研究院健康与医学技术研究所刘青松药学团队研发出新一代高活性、高选择性的pan-RAF激酶抑制剂IHMT-RAF-128。该研究成果在线发表于国际期刊European Journal of Pharmacology。肿瘤是威胁人类健康的重大疾病，其发病通常与原癌基因的突变密切相关，而RAS-RAF-MEK-ERK信号通路的过度活化是肿瘤发生的最常见分子特征之一。研究显示，大约30%的肿瘤中存在RAS蛋白突变，8%的肿瘤存在RAF激酶的突变，从而导致信号通路的异常激活，使细胞过度增殖，进而引发细胞的恶性转化，最终形成肿瘤。RAF激酶家族包括ARAF、BRAF和CRAF（RAF-1）三位家族成员。其中BRAF是RAS下游突变率最高的基因，一般有I类、II类及III类突变。I类突变主要以V600E等为主，目前获批上市的BRAF抑制剂仅针对I类突变有作用，而BRAF II类或III类突变尚无获批药物。科研团队自主研发的新一代pan-RAF小分子抑制剂IHMT-RAF-128对于RAF激酶家族的BRAF\CRAF及BRAF-V600E蛋白都具有强烈的抑制作用。体内及体外

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