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2022 03.18

中科学院苏州医工所先进成像课题组在乳腺癌新辅助化疗预测模型研究中取得重要进展

乳腺癌是在全世界女性中发病率最高的恶性肿瘤。新辅助化疗（Neoadjuvant chemotherapy, NAC）已被广泛应用，病理完全响应（Pathologic complete response, pCR）是用来评估NAC治疗疗效，能达到pCR的患者被证实能具有更好的预后和更长的生存期。但是，乳腺癌患者中只有7%-38%能达到pCR的治疗效果。因此，在NAC治疗前能预测患者pCR应答效果是至关重要的，这对达到pCR概率较低的患者而言能及时地调整治疗方案，避免不必要的化疗毒性。磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）能从宏观角度反映病灶的变化，进而有效地评估治疗的响应情况。除了常用的形态学特征外，由动态增强磁共振成像（dynamic contrast-enhanced MRI，DCE-MRI）计算而来的血液动力学参数（如：Ktrans，Kep, Vp）能进一步反映血管密度和通透性等肿瘤微血管功能。此外，病理分子信息与治疗的敏感性也被证实具有相关性，能为疗效预测提供重要信息。近期，苏州医工所杨晓冬研究员课题组与中山大学附属孙逸仙纪念医院合作，构建了
2022 03.09

中国科学院合肥物质科学研究院湍流驱动电流首次在EAST亿度高温等离子体中得到证实

近日，中科院合肥研究院等离子体所联合法国原子能委员会、中国科学技术大学、核工业西南物理研究院、美国加州大学洛杉矶分校和深圳大学等单位，首次证明托卡马克等离子体中存在湍流驱动的电流成份，是支持高电子温度稳定运行的关键物理机制。这一新成果于2月25日发表在物理类顶级期刊《物理评论快报》上。托卡马克中的等离子体电流是维持高约束性能的关键，主要包括欧姆电流、辅助加热驱动电流、自举电流。理论上预测湍流可以驱动电流，但至今从未得到实验证明。龚先祖研究员带领EAST运行团队耗时近三年实现电子温度超过1亿度的长脉冲等离子体运行，并在实验研究中发现当电子温度梯度超过一定的阈值条件，电流被湍流调制，在远小于电阻扩散时间尺度上，随着湍流强度增大，自举电流和湍流驱动的电流方向相反，从而可在实验中将二者区分（见下图）。借助湍流回旋动理学模拟计算最终证实了实验中观察到的湍流是电子温度梯度模，其产生的剩余协强可以驱动这一电流。湍流驱动的电流和压强梯度共同驱动内扭曲模，形成湍流-湍动电流-内扭曲模自我调节系统，从而维持芯部电子温度梯度稳定，这是支持高电子温度长脉冲运行的关键物理机制。同时，电流直接影响等离子体不稳定性
2022 03.09

中国科学院合肥物质科学研究院高效癌症化学动力学治疗取得新进展科研人员设计出碳包覆氧化亚铜空心纳米胶囊

近日，中科院合肥研究院强磁场中心王辉研究员与中国科学技术大学陈乾旺教授、中科院合肥研究院健康所钱俊超副研究员合作，采用溶剂热法设计了一种氮掺杂碳包覆的氧化亚铜空心纳米胶囊（HCONC），未来有望应用于高效癌症化学动力学治疗，相关成果发表在国际期刊Small上。近年来，由于选择性高、侵袭性小，肿瘤微环境（TME）响应性的化学动力学治疗（CDT）受到研究者的广泛关注。由于传统CDT主要集中在Fe2+介导的Fenton反应，其受到较强肿瘤微酸环境和较低反应速率的限制。此外，肿瘤细胞中谷胱甘肽（GSH）的过度表达会破坏细胞内的活性氧（ROS），导致治疗效果有限。因此，设计一种生物相容性的纳米催化剂来抑制GSH的过度表达以增强CDT效果变得很有必要。在各种金属基纳米催化剂中，亚铜基纳米催化剂在弱酸性条件下甚至在中性介质中都表现出作为类芬顿剂的巨大潜力。此外，由于Cu+/Cu2+的低氧化还原电位，亚铜基纳米催化剂对·OH的生成和降低GSH过度表达具有更高的催化活性。然而，亚铜基纳米催化剂的易氧化性和潜在的离子毒性限制了其临床应用。本研究中，HCONC中Cu+介导的类Fenton反应不仅能在相对宽松
2022 03.09

苏州纳米所吴晓东团队许晶晶等Adv. Funct. Mater. :宽温度高电压锂金属电池安全电解液

高电压锂金属电池被视为下一代极具前景的高能量密度储能器件之一，并且不断朝着电动汽车、太空探索、海底作业和大规模电网储能等应用领域发展。这意味着储能电池需要兼顾高能量密度，高安全性和宽的应用温度范围。但是目前广泛使用的商业碳酸酯类电解液很难满足上述需求：一方面，商业电解液中碳酸酯类溶剂较高的熔点和低的电化学窗口会大大限制电池在低温和高电压条件下的性能；另一方面，锂金属表面不稳定的固体电解质中间相(SEI)会导致锂枝晶的生长，极易刺穿隔膜，导致电池发生内短路从而引起热失控，同时碳酸酯类有机溶剂极易参与燃烧反应，从而造成严重的安全隐患。为了解决上述问题，中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所吴晓东团队许晶晶项目研究员和王志诚博士生在不可燃电解液和安全锂金属电池方面取得一系列研究进展。他们从调控锂离子溶剂化结构的角度出发，采用高浓度锂盐搭配离子液体溶剂和低粘度有机溶剂构建了双阴离子型阻燃电解液，并成功应用于高电压锂金属电池体系(Energy Storage Materials, 2020, 30, 228-237)。为了改善电解液的润湿性和锂金属电池倍率性能，研究团队进一步采用非极性氢氟醚稀释剂的
2022 03.09

苏州纳米所张学同团队ACS Nano：微凝胶悬浮3D打印气凝胶的通用策略

气凝胶是一种具有三维连通网络的纳米多孔固体，具有超大比表面积、超低密度、高孔隙率等特点，在汽车和航空航天组件的隔热/隔音、环境处理、储能器件和医疗设备等方面有着重要应用。气凝胶的应用场景，无论是作为设备的功能组件还是作为单个使用对象，通常都具有不规则的外观。因此在气凝胶各种应用中，不仅需要展示其非凡的功能，还需要具有任意形状的外观结构。鉴于此，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张学同研究员领导的气凝胶团队开发了一种通用的微凝胶辅助悬浮打印（MSP）策略，用于按需构筑各种具有任意立体结构的介孔气凝胶。作为概念证明，采用去质子化的凯夫拉纳米纤维（KNF）分散液为墨水，选用经合理设计的微凝胶作为辅助基质，通过基于挤出的3D打印技术，将KNF墨水按预先设定的结构逐层沉积到微凝胶基质中。如图1所示，后经基质去除、溶剂交换和超临界CO2干燥，获得了由随机缠结纳米纤维组成的3D打印Kevlar气凝胶（3D-KA）。在MSP策略中，可打印墨水的储能模量（G′）、屈服应力（τy）和表观粘度（ηa）必须相互匹配，以确保墨水顺利从喷嘴挤出；相应微凝胶基质的G′、τy和ηa也要相互匹配，以确保针头的稳定移
2022 03.07

中国科学院合肥物质科学研究院科研团队成功制备出兼具室温拉伸塑性和高强度的纯钨块材

近期，中科院合肥研究院固体所内耗与固体缺陷研究部与西安交通大学合作在高性能钨材料研究方面取得新进展，通过多尺度微结构调控策略，在纯钨块材中实现室温韧性和高强度。相关成果发表在金属材料顶级期刊Acta Materialia上。聚变堆材料问题，特别是面向等离子体材料（PFM）问题，是制约聚变能发展的瓶颈之一。钨（W）具有高熔点、高热导率等优点，成为PFMs最佳的候选材料。然而，纯钨存在低温脆性、高温再结晶脆性和辐照脆性等缺点，因此亟待发展兼具低温韧性和高强度的钨材料。国内外研究人员通过弥散强化、轧制、拉拔等物理和化学手段提高钨材料的低温韧性和强度，制备出了具有室温塑性的钨薄片、钨丝和第二相弥散强化钨合金。但是，在大块纯钨中同时实现室温拉伸塑性和高强度仍是一个巨大挑战，这主要是由于经过常规的高温烧结和后续热形变，钨晶粒易粗化，难以细化到微米或亚微米级。鉴于此，研究团队在前期高性能W-ZrC块体合金的基础上，受其微结构特征的启发，提出了多尺度微结构调控策略，成功制备出兼具室温拉伸塑性和高强度的纯钨块材（图1）。首先，通过对活化的W粉进行快速两步低温烧结，得到的烧结钨板坯平均晶粒尺寸为8.9 μ
2022 03.07

中国科学院合肥物质科学研究院科研团队在寻找恶性胶质瘤放疗增敏靶点方面取得新进展

近日，中科院合肥研究院健康所方志友研究员和陈学冉副研究员（中科院青年创新促进会成员）课题组在寻找恶性胶质瘤放射增敏的新靶点方面取得新进展，成果发表在放疗红皮杂志International Journal of Radiation Oncology Biology Physics上。由于恶性胶质瘤手术存在难以彻底切除病灶、对化疗药物不敏感、放射抗性显著及缺乏增敏药物等问题，恶性胶质瘤患者的预后仍然较差，绝大多数肿瘤在放疗野内仍会复发和进展。因此，寻找恶性胶质瘤放射增敏的新靶点，进一步提高恶性胶质瘤的放疗效果，具有十分重要的临床意义。该研究团队通过对近十年相关文献检索以及整理，总共收集402个基因，涉及人类肿瘤辐射敏感调控分子机制。研究发现，由ZDHHC（zinc finger DHHC domain）结构域蛋白家族所介导的棕榈酰化修饰与恶性胶质瘤细胞的发生、局部的浸润及预后有着相当密切的关系。进一步研究发现，肿瘤辐射敏感调控因子中有126个基因所编码的蛋白能够或具有潜在的棕榈酰化修饰。其中，辐射敏感调控中处于关键位置的SETD2蛋白我们首次通过质谱及生化分析，证实能够被S-棕榈酰化修饰。
2022 03.07

苏州纳米所张珽团队Nature Communications：用于可穿戴电子器件的热传导增强型柔性水伏发电机

利用蒸发驱动水流经过功能化纳米通道，在固-液界面相互作用下将环境热能转化为电能的水伏效应是近年来新兴的绿色环境能源捕获技术。由于蒸发的自发性和地理环境约束小等特性，水伏发电机可以实现长时间、持续的产能，因此在用于自驱动传感、可穿戴电子器件能源供给等方面具有广阔的应用前景。目前，对于水伏发电器件的研究大都聚焦于通过纳米结构设计或表面功能化处理来提升产电性能，然而，环境中缓慢的水分子蒸发速度（驱动力小）是限制水伏器件产电效率的瓶颈。中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的张珽研究员团队在前期湿气驱动的自供能柔性可穿戴传感系统(Nano letters. 2019,19,5544-5552.)、用于柔性传感器件能源供给的水伏发电机(NanoEnergy. 2020,72,104663.)以及可利用汗液发电的水伏发电机(Nano Energy., 2021, 85, 105970.)等工作基础上，将柔性离子热电(i-TE)明胶材料与多孔Al2O3水伏发电机结合，利用它们的协同作用构建了一种热传导增强型柔性水伏发电系统。在该系统中，i-TE材料可有效改善水伏发电机与环境之间的热传导。同时，水蒸发
2022 01.10

中科院广州能源所国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项“生物燃料及生物炼制中心—甘蔗渣制备生物燃料联产化学品关键技术研究”启动会暨实施方案论证会在广州能源所召开

1月6日，由中国科学院广州能源研究所主持的国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项 “生物燃料及生物炼制中心—甘蔗渣制备生物燃料联产化学品关键技术研究”项目启动会暨实施方案论证会在广州能源所以线上线下结合的形式召开。中科院国际合作局主管黄赛，广州能源所副所长黄宏宇、科技处处长白羽，项目专家及中澳双方项目负责人和项目参与单位代表近20人参加了会议。白羽主持启动会。会上，黄宏宇代表广州能源所致辞，对项目的正式启动表示热烈祝贺，对中国科学院国际合作局的持续大力支持表示感谢，对专家和中澳双方项目参与单位代表表示欢迎和感谢，并希望这一项目顺利攻关、落地，在生物质燃料及高值化学品炼制的前沿领域取得关键性技术突破，为我国清洁能源利用做出积极贡献。黄赛指出该项目契合国家推动发展生物质资源利用技术重大战略需求，符合生物燃料绿色发展方向，对强化中澳科技交流，推动国际合作，具有重要意义。中方项目负责人广州能源所生物质能生化转化研究室副主任庄新姝研究员就项目的关键技术问题、研究内容、具体实施方案进行了详细汇报；澳大利亚合作方昆士兰科技大学工程学部副主任Ian O’Hara教授介绍了澳方的具体情况，张占营
2021 12.30

中科院合肥物质科学研究院研制水面智能保洁无人子母船系统

近年来，中科院合肥研究院固体所余道洋博士主持研制出多种功能的智能保洁水面机器人，并在此基础上，联合研究院技术创新院孵化的创业公司（安徽中科合鼎科技发展有限公司），成功研制了无人控制的智能保洁子母船装置及系统，实现了水面保洁子母船系统的无人化、自动化和智能化，显著提高了工作效率、减少了人工和成本。据统计，国内每年水面漂浮物及垃圾总量超过2亿吨，城市公园和河道总量达数百万，然而多数水面保洁还停留在手划船、手工打捞的粗放作业阶段。少数经济发达地区采用了部分半自动保洁船舶提高水面保洁作业效率，但对于较宽的河面仍然存在作业面积覆盖较小等问题。固体所研究团队研制的无人控制的智能保洁子母船装置由1艘母船和2艘子船组成，子母船协同作业时可扩展作业面积超过30米。为解决3艘独立的船体自主协同作业（特别是在无人控制模式下）的关键技术问题，研究团队提出针对多目标协同的自适应PID控制方法及几何逼近算法，分别研究了子船自主控制、子母船协同的规划路线逼近、溜边逼近、自主巡航和障碍规避模式和方法，实现了水面保洁子母船系统的无人化、自动化和智能化。该项目研制的子母船在实际作业时，可开启河道逼近、河道中央行驶、河道靠

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