物理所磁性金屬橫向光伏效應(yīng)的低磁場調(diào)控研究獲進展

中科院物理所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室（籌）孫繼榮研究組通過在半導體與磁性金屬之間建立強烈的關(guān)聯(lián)，通過調(diào)控對磁場更為敏感的磁性金屬實現(xiàn)了對半導體內(nèi)部電子運動行為的低磁場調(diào)控，產(chǎn)生明顯磁效應(yīng)的磁場僅為幾個奧斯特（Oe）。研究人員發(fā)現(xiàn)，利用磁性金屬和半導體構(gòu)成肖脫基結(jié)，當以光激發(fā)非平衡載流子時，半導體中的電子和磁性金屬中的空穴通過界面勢壘和庫侖相互作用形成電子-空穴對。當磁場影響磁性金屬的載流子時，同時影響了半導體中電子的擴散行為，進而產(chǎn)生一種新型的磁效應(yīng)，導致磁性金屬與半導體各自的橫向光伏電壓隨磁場發(fā)生變化。研究發(fā)現(xiàn)，在4Oe下磁性坡莫合金中的橫向光伏變化約為1%，接近坡莫合金的本征各向異性磁電阻；有趣的是，在半導體Si上也觀察到了橫向光伏效應(yīng)隨磁場的變化，且相對變化幅度遠遠高于坡莫合金，最高可達3.5%，從而實現(xiàn)了Si中電子過程的低磁場調(diào)控。進一步，研究人員確定了影響半導體磁場效應(yīng)的關(guān)鍵因素，為半導體磁場效應(yīng)的設(shè)計與調(diào)控提供了理論指導。除橫向光伏效應(yīng)，他們還首次發(fā)現(xiàn)了由非平衡載流子擴散在坡莫合金中形成的平面霍爾效應(yīng)。這些工作，為半導體磁調(diào)控拓展了新的研究空間。相關(guān)研究成果發(fā)表在Adv.Mater.上。

物理所單一手性碳納米管旋光異構(gòu)體分離與物性研究獲進展

中科院物理所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室（籌）劉華平與其合作者，在單一手性碳納米管旋光異構(gòu)體分離和物性研究方面取得了幾項重要進展：（1）發(fā)展了凝膠色譜技術(shù)，通過離子表面活性劑精確調(diào)控碳納米管與凝膠的作用力強度，利用多糖凝膠的手性結(jié)構(gòu)與碳納米管左右螺旋結(jié)構(gòu)作用力的差異，將分散的碳納米管溶液載入多段凝膠色譜柱，同時分離出了9種高純手性碳納米管及其左右螺旋鏡像體結(jié)構(gòu)，真正實現(xiàn)了碳納米管單一結(jié)構(gòu)的宏量制備，解決了碳納米管性質(zhì)和應(yīng)用研究瓶頸。（2）在碳納米管結(jié)構(gòu)分離的基礎(chǔ)上，利用超快激光對分離出的（6,5）碳納米管進行激發(fā)，探測并識別出其14個聲子振動模式，該成果有助于進一步理解一維結(jié)構(gòu)中的聲子與電子的動態(tài)關(guān)系和相互作用，為一維結(jié)構(gòu)中聲子的振動建立更準確的理論模型奠定了基礎(chǔ)。（3）對分離出的單一手性碳納米管（6,4）和（6,5）進行了系統(tǒng)的磁光性能研究。在超高強磁場中，通過對碳納米管光吸收譜的測量，直接觀察到了半導體碳納米管第二子能帶中的明暗激子能量的相對順序與碳納米管的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。該研究成果表明，通過碳納米管激子態(tài)的操控，有望實現(xiàn)碳納米管光學性能的控制。相關(guān)研究成果發(fā)表在Nano Lett.和Scientific Reports上。

武漢物數(shù)所等發(fā)現(xiàn)磁性原子對拓撲電子態(tài)的影響

中科院武漢物數(shù)所曹更玉研究組與物理所孟勝研究組合作在磁性原子的近藤效應(yīng)（Kondo Effect）保護的拓撲電子態(tài)研究方面取得新進展。武漢物數(shù)所研究人員利用低溫掃描隧道顯微鏡研究了磁性鈷原子在銻Sb（111）拓撲表面的物理性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)位于表面上的鈷原子在費米能級附近出現(xiàn)很強的Kondo共振峰；而對于處于表面下的鈷原子并不存在Kondo效應(yīng)。通過研究表面的準粒子相干現(xiàn)象并分析可能的散射通道，發(fā)現(xiàn)無論吸附鈷原子之前和之后表面拓撲電子態(tài)的時間反演對稱性都未發(fā)生破缺。物理所研究人員進行的密度泛函理論計算進一步表明，由于存在Kondo效應(yīng)，磁性鈷原子的磁矩被周圍自旋極化的電子云所屏蔽從而形成Kondo自旋單態(tài)，整體表現(xiàn)為非磁性，因此表面的時間反演對稱性并不會發(fā)生破缺。理論計算結(jié)果與實驗觀察結(jié)果一致。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在美國化學會的ACS Nano上。

大連化物所化學反應(yīng)共振態(tài)研究獲重要突破

中科院大連化物所楊學明、張東輝研究組在分子反應(yīng)動力學研究工作上又獲突破性進展。他們利用實驗室發(fā)展的后向散射光譜（BSS）技術(shù)發(fā)現(xiàn)了后向散射的DCl產(chǎn)物信號隨碰撞能的變化曲線存在著明顯的振蕩現(xiàn)象，但前向散射信號非常小。為解釋這些實驗現(xiàn)象，研究人員重新構(gòu)建了該反應(yīng)高精度的勢能面，在此基礎(chǔ)上開展了精確的量子動力學計算。理論研究找到了反應(yīng)共振態(tài)波函數(shù)，確認了該反應(yīng)中共振態(tài)的存在，從而首次在F+H2體系以外的三原子反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)了反應(yīng)共振態(tài)。與以前在F+H2體系中發(fā)現(xiàn)的Feshbach共振態(tài)不同，新發(fā)現(xiàn)的共振態(tài)兼有Feshbach共振態(tài)和Shape共振態(tài)的性質(zhì)，因而壽命只有20 fs左右，大大短于F+HD反應(yīng)共振態(tài)的壽命（100 fs）。理論分析表明，由于H與DCl的相互作用，過渡態(tài)區(qū)域D—Cl化學鍵在第二振動激發(fā)態(tài)（vDCl=2）的絕熱勢能曲線上明顯被“軟化”，使得該絕熱勢能曲線在反應(yīng)過渡態(tài)區(qū)域形成一個明顯勢阱，這與HD基態(tài)反應(yīng)中過渡態(tài)區(qū)域明顯存在的勢壘有很大的差別。由于Cl+HD（v=1）→DCl+H反應(yīng)主要是沿著該絕熱勢能曲線進行，共振態(tài)對其有重要影響，從而使該化學反應(yīng)顯現(xiàn)出明顯的化學反應(yīng)共振特征。進一步的理論分析表明，此類化學鍵“軟化”現(xiàn)象是由于反應(yīng)過渡態(tài)附近的非諧性所導致的，而幾乎所有的化學反應(yīng)的過渡態(tài)附近都存在非常大的非諧性，因而往往能在振動激發(fā)態(tài)絕熱勢能面上能造成一定的勢阱，并有可能支持共振態(tài)。如，在另外的反應(yīng)通道，Cl+HD（v=1）→HCl+D，理論研究發(fā)現(xiàn)了同類反應(yīng)共振態(tài)的存在。因此，這類化學反應(yīng)共振態(tài)并非是稀有的，可能具有相當?shù)钠毡樾?。因此，化學反應(yīng)共振態(tài)在反應(yīng)物振動激發(fā)態(tài)反應(yīng)中很可能是一個普遍現(xiàn)象，這對于化學反應(yīng)動力學研究具有重要意義。這項研究還能大大幫助科學家認識燃燒化學等過程中普遍存在的分子激發(fā)振動態(tài)反應(yīng)的動力學真面目。從上述理論與實驗緊密相結(jié)合的研究中，研究人員揭示了物理化學家們長期尋找的化學反應(yīng)共振態(tài)的“新機理”——化學鍵軟化，這項研究大大擴展了科學家對化學反應(yīng)共振現(xiàn)象的認識和理解，為今后的化學反應(yīng)共振態(tài)研究指明了一個新的方向。相關(guān)研究成果發(fā)表在Science上。

大氣所北京大氣亞微米氣溶膠理化特性研究獲進展

中科院大氣物理所王躍思研究組利用高分辨率飛行時間氣溶膠質(zhì)譜，對2013年1月北京爆發(fā)重霾污染時段亞微米氣溶膠理化特性監(jiān)測結(jié)果并結(jié)合氣象要素和后向軌跡模型的全面分析，得出以下結(jié)論：（1）1月份北京地區(qū)亞微米氣溶膠平均濃度為89ug/m3，而最高小時濃度達到了423ug/m3，其中有機氣溶膠貢獻可占到50%左右，且主要以二次有機物氣溶膠為主；（2）北京當?shù)夭惋嫽顒訉Υ髿馕廴镜呢暙I也不容忽視，重污染時可占有機氣溶膠的18%；（3）北京偏南區(qū)域污染源排放對北京重霾污染的形成有著重要作用，且主要由二次老化的氣溶膠組分構(gòu)成；（4）隨著霾污染的加重，二次無機和有機組分的比例都出現(xiàn)了明顯升高，氣溶膠酸性加強，氧化性提升。相關(guān)研究成果發(fā)表在Atmos.Chem.Phys.上。

國家天文臺合作研究顛覆星團演化的傳統(tǒng)理論認知

中科院國家天文臺和北京大學聯(lián)合組成的研究團隊的最新科學成果——基于哈勃空間望遠鏡對中等年齡星團的觀測顛覆了星團演化的傳統(tǒng)理論認知。研究人員對星團NGC1651的分析發(fā)現(xiàn)，盡管和其他星團一樣，它的主序轉(zhuǎn)折區(qū)域看起來貌似存在很大的年齡彌散（約4.5億年），它的亞巨星支卻十分狹窄，這標志著它根本沒有任何年齡彌散：如果星團是由年齡連續(xù)分布的星族組成，這些恒星應(yīng)該同時分布在一個展寬的亞巨星支上，令人驚訝的是，分析這些亞巨星分支的寬度表明，它們的年齡彌散最多不會超過8000萬年。研究團隊認為，這一令人驚訝的恒星分布最有可能的解釋是恒星在圍繞自身主軸以不同的速率自轉(zhuǎn)。相關(guān)研究成果發(fā)表在Nu?ture上。

南海海洋所揭示馬里亞納海溝構(gòu)造應(yīng)力

中科院南海海洋所林間研究組通過非均衡地形等新方法，定量分析了沿著馬里亞納海溝巖石圈所受的構(gòu)造應(yīng)力與彈性撓曲的變化，并揭示出其與海溝附近正斷層形成之間的關(guān)系。研究人員通過非均衡地形等新方法，計算了沿著馬里亞納海溝的應(yīng)力，由應(yīng)力造成的海溝深度的變化范圍為0.9km—5.7km，板片在海溝處所受垂直荷載的變化范圍為－0.73×1012—3.17×1012N/m，而在海溝處所受彎矩的變化范圍為0.1×1017—2.7×1017N。研究揭示，沿著馬里亞納海溝，挑戰(zhàn)者深淵處最深，在海溝處所受垂直荷載最大，而在被海山覆蓋的區(qū)域，海溝較淺，所受垂直荷載較小，而所受彎矩較大，前緣隆起處較高。研究發(fā)現(xiàn)，在馬里亞納海溝前緣隆起處向海的一側(cè)，板片最大有效彈性厚度沿海溝的變化范圍為45km—54km；而在向海溝軸一側(cè)，板片最小有效彈性厚度的變化范圍為19km—40km。因此，在距離海溝軸處70km—120km處，板片彈性厚度減少程度為21%—61%，板片有效彈性厚度的減少通常伴隨著大量正斷層的發(fā)育。相關(guān)成果發(fā)表在Earth Planet.Sc.Lett.上。

心理所發(fā)現(xiàn)分裂型特質(zhì)個體的腦結(jié)構(gòu)和腦功能連接異常

中科院心理所陳楚僑研究組通過結(jié)合腦結(jié)構(gòu)和靜息態(tài)功能影像數(shù)據(jù)考察了高分裂型特質(zhì)個體的大腦改變。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高分裂型特質(zhì)組表現(xiàn)出腦島、背外側(cè)前額葉等區(qū)域的灰質(zhì)密度降低；進一步以灰質(zhì)異常腦區(qū)為感興趣區(qū)進行靜息態(tài)功能連接分析，發(fā)現(xiàn)高分裂型特質(zhì)組左半球腦島與殼核的功能連接減弱，而額中回與小腦之間的連接增強。研究還采用基于圖論的方法分析靜息態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)屬性并識別網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對照組相比，高分裂型特質(zhì)組在腦網(wǎng)絡(luò)屬性上沒有表現(xiàn)出異常，但是在額葉識別出更多的中心節(jié)點。該研究提示，高分裂型特質(zhì)個體的大腦結(jié)構(gòu)（灰質(zhì)）和靜息態(tài)腦功能連接方面已經(jīng)表現(xiàn)出異常，特別是在額葉區(qū)域。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Schizophenta Bull.上。

微生物所在流感病毒繼發(fā)細菌性肺炎研究領(lǐng)域取得突破

中科院微生物所王北難研究組發(fā)現(xiàn)流感病毒的神經(jīng)氨酸酶（Neuraminidase，NA）可以活化宿主體內(nèi)的轉(zhuǎn)化生長因子-β（Transforming Growth Factor-β,TGF-β)，導致宿主細胞表面的粘附分子表達增高，此類粘附分子（如纖連蛋白和整合素）與細菌粘附宿主細胞表面相關(guān)，會致使細菌對宿主肺細胞的粘附增加，從而引起繼發(fā)的細菌感染，而抑制病毒NA的活性或TGF-β信號傳導通路就能有效地阻斷流感病毒感染后細菌對肺組織的粘附。該研究還證明，流感病毒介導的細菌粘附由細菌表面的纖維蛋白結(jié)合蛋白引起，因此擁有該類毒力蛋白的細菌與流感繼發(fā)的細菌感染密切相關(guān)，如肺炎球菌、金黃色葡萄球菌、A型鏈球球菌和流感嗜血桿菌。這一研究結(jié)果揭示了病毒和細菌與宿主在致病機制中的相互關(guān)系以及流感病毒與細菌性肺炎相關(guān)的分子機制，為預防細菌性肺炎和控制流感的死亡率提供了不同的角度和新的藥物靶點。相關(guān)研究成果發(fā)表在PNAS上。

上海生科院揭示泛酸跨膜轉(zhuǎn)運蛋白的結(jié)構(gòu)和分子機理

中科院上海生命科學院張鵬研究組通過解析與葉酸ECF轉(zhuǎn)運蛋白同物種來源的泛酸ECF轉(zhuǎn)運蛋白的結(jié)構(gòu)，以及一系列比較分析和功能實驗，揭示了泛酸在轉(zhuǎn)運復合體中S蛋白PanT上的結(jié)合位點，以及group II ECF轉(zhuǎn)運蛋白多個底物結(jié)合蛋白S共享ECF模塊的分子機理：S蛋白上存在一個由跨膜螺旋1、2、6（SM1/2/6）組成的疏水面，不同S蛋白通過這一疏水面與同一T蛋白的CH2/3螺旋（Coupling Helix 2/3）相互作用；T蛋白作為一個介導S蛋白與A/A'蛋白相互作用并傳遞構(gòu)象改變的“腳手架”蛋白，自身構(gòu)象在不同復合體中呈現(xiàn)動態(tài)變化，從而保證了其與不同S蛋白的結(jié)合。相關(guān)研究工作發(fā)表在PNAS上。

動物所發(fā)現(xiàn)炎性信號參與調(diào)控脊椎動物造血干細胞的產(chǎn)生

中科院動物所劉峰研究組利用斑馬魚和小鼠兩種模式生物，發(fā)現(xiàn)在正常生理條件下,炎性信號通路在造血干細胞產(chǎn)生過程中，發(fā)揮著必不可少的作用。首先，斑馬魚造血干細胞RNA-seq結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)炎性信號，尤其是TLR4-Myd88-NFκB信號通路在造血干細胞中高表達?；蚬δ軐嶒炞C明，內(nèi)皮特異性缺失TLR4-Myd88-NFκB通路嚴重影響造血干細胞的產(chǎn)生。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，TLR4-Myd88-NFκB對造血干細胞產(chǎn)生的調(diào)控作用是通過Notch信號介導的。以上結(jié)果在小鼠胚胎中也得到了驗證，證明炎性信號通路對造血干細胞產(chǎn)生的調(diào)控在脊椎動物中是保守的。這一發(fā)現(xiàn)將炎性信號與胚胎期造血干細胞的產(chǎn)生聯(lián)系起來，為體外獲得造血干細胞提供了新的理論依據(jù)，也為造血干細胞再生和天然性免疫疾病的治療提供了新的思路。相關(guān)研究成果發(fā)表在Blood上。

遺傳發(fā)育所在脊髓損傷修復研究中取得進展

中科院遺傳與發(fā)育生物學所戴建武研究組成功研制了能引導神經(jīng)正確生長的有序膠原蛋白生物材料（LOCS）并復合與有序材料特異結(jié)合的改造人神經(jīng)營養(yǎng)因子（CBD-BDNF）。這種生物材料（LOCS+CBD-BDNF）具有智能再生引導功能，在大鼠脊髓橫斷損傷模型中能引導軸突有序再生來促進脊髓損傷的修復。在這種智能再生引導材料應(yīng)用于臨床試驗前，他們以大型動物比格犬脊髓損傷模型來進一步驗證智能再生引導生物材料的應(yīng)用潛能。為進一步模擬臨床病人的實際情況，他們采用了38周的超長觀察期并采用多種輔助康復訓練措施。實驗結(jié)果表明，其能有效引導比格犬脊髓損傷后神經(jīng)有序再生和神經(jīng)電位傳導恢復，而且能極大地促進運動功能的恢復，讓人驚奇的是一些比格犬能用癱瘓的后肢站立起來。這項研究成果為其臨床應(yīng)用進一步提供了理論支撐。相關(guān)研究成果發(fā)表在Biomaterials上。

上海生科院固有免疫信號通路調(diào)控機制研究獲進展

中科院上海生命科學院生物化學與細胞生物學所王琛研究組采用蛋白質(zhì)組學的方法篩選并鑒定出AMFR/INSIG1為STING動態(tài)復合物的組分。在E3泛素連接酶AMFR（Autocrine Motility Factor Receptor）或 者 INSIG1（Insulin Induced Gene 1）缺失的細胞中，由細胞質(zhì)DNA刺激引發(fā)的、STING介導的抗病毒基因的表達顯著減少。與此一致的是，髓樣細胞中INSIG1特異性敲除的小鼠相比于野生型的小鼠更易受HSV-1病毒的感染。深入的分子機制研究表明，AMFR催化STING發(fā)生K27鏈型的泛素化修飾；此泛素鏈作為分子平臺招募TBK1，然后將TBK1轉(zhuǎn)移到核外周小體上。相關(guān)研究成果發(fā)表在Immunity上。

上海巴斯德所發(fā)現(xiàn)人體固有免疫系統(tǒng)識別HCV的關(guān)鍵模式識別受體

中科院上海巴斯德所病毒性肝炎鐘勁研究組通過表達突變型的MAVS蛋白,構(gòu)建了HCV病毒感染可誘導固有免疫反應(yīng)的新型細胞系，發(fā)現(xiàn)RIG-I并不是HCV病毒感染過程中的關(guān)鍵模式識別受體。通過基因敲除、生化及功能實驗，發(fā)現(xiàn)RIG-I樣受體解旋酶家族的另一個成員MDA5是識別HCV病毒感染誘導固有免疫反應(yīng)的關(guān)鍵病原體模式識別受體。該項研究發(fā)現(xiàn)了HCV感染過程中真正的模式識別受體，為探討宿主如何識別HCV以啟動固有免疫應(yīng)答提供了新的研究模型，為最終揭示HCV逃逸宿主的免疫防御系統(tǒng)以建立持續(xù)性感染的分子機制奠定了重要基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在J.Hepatol.上。

水生所在藍藻的蛋白基因組學研究中取得進展

中科院水生生物所趙進東研究組對模式藍藻Synechococcus sp.PCC 7002的蛋白基因組學進行了系統(tǒng)研究。研究綜合采用了最新的基于蛋白和肽段的分離技術(shù)以及高分辨質(zhì)譜分析技術(shù),通過深入的生物信息學分析,鑒定了超過92%的預測的編碼基因，校正了38個預測的編碼基因并且發(fā)現(xiàn)了118個新基因。尤為重要的是，利用蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了蛋白質(zhì)翻譯后修飾的系統(tǒng)全局發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模鑒定了23種不同的翻譯后修飾,其中絕大多數(shù)修飾是首次在藍藻中發(fā)現(xiàn)。進一步研究表明，參與藍藻光合作用的大多數(shù)蛋白具有復雜的翻譯后修飾，在不同的生長和處理條件下會發(fā)生動態(tài)變化，提示這些修飾在光合系統(tǒng)中起著重要的調(diào)控作用。該研究結(jié)果為藍藻基因組的深入解讀及其功能分析奠定了基礎(chǔ)，也為深入研究藍藻光合作用的分子機制提供了新的方向和思路。該研究還建立了較完整的蛋白質(zhì)基因組學研究和分析流程，可適用于各種已經(jīng)測序的原核生物，并成為其中一項標準的注釋流程，成為解讀基因組及其功能分析的有力工具。相關(guān)研究成果發(fā)表在PNAS上。

遺傳發(fā)育所在調(diào)控葉片發(fā)育的Sussex信號研究中取得進展

中科院遺傳與發(fā)育生物學所焦雨鈴研究組在擬南芥和番茄中通過熒光成像發(fā)現(xiàn)，葉片原基中存在生長素濃度差異，近軸面（即葉片靠近莖尖一側(cè)）生長素濃度較低。此外，葉片原基發(fā)生之后，立即出現(xiàn)從近軸面向莖尖干細胞方向的生長素運輸。該研究在番茄中建立了顯微操作體系，對莖尖的生長素分布和運輸進行干擾。番茄中的顯微操作結(jié)果結(jié)合擬南芥中轉(zhuǎn)基因和遺傳學結(jié)果表明，葉片原基近軸面的低生長素濃度和葉片與莖尖的生長素運輸都對葉片極性的建成至關(guān)重要。干擾生長素運輸導致近軸面生長素濃度升高；提高近軸面的生長素濃度導致葉片呈現(xiàn)無極性的遠軸面化。進一步研究證明，生長素下游轉(zhuǎn)錄因子MONOPTEROS介導生長素信號調(diào)控葉片極性建成。此研究對于經(jīng)典的Sussex信號在分子水平給出了機理性的解釋，并證明了生長素對于以葉片為代表的植物器官極性建成的作用。相關(guān)研究成果發(fā)表在PNAS上。

上海生科院揭示昆蟲真菌遺傳進化及寄主適應(yīng)機制

中科院上海生命科學院植物生理生態(tài)所王成樹研究組在分析7種綠僵菌基因組信息的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)綠僵菌由專化性菌經(jīng)過中間型過渡物種向廣譜菌方向加速進化，并與昆蟲寄主表現(xiàn)出協(xié)同進化的特征，期間伴隨著基因擴張、蛋白家族擴張、基因組結(jié)構(gòu)及生殖類型變化等，尤其是與昆蟲寄主識別相關(guān)的GPCR受體蛋白家族在廣譜菌中得到了顯著擴張，從而能夠識別及適應(yīng)更多的寄主種類；廣譜菌中與生物隔離相關(guān)的HET家族蛋白也表現(xiàn)出顯著的基因擴張現(xiàn)象，從而加速了綠僵菌種化（speciation）的速率；研究同時表明，綠僵菌的泛基因組是開放的，預示著仍會有新的物種形成；該研究還證明了過渡物種的存在，支持了物種進化的連續(xù)性學說。相關(guān)研究成果發(fā)表在PNAS上。

理化所在氧化石墨烯潛在生物毒性研究方面取得新進展

中科院理化技術(shù)所微納材料與技術(shù)研究中心研究組在石墨烯生物應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上，首次以哺乳期仔鼠為模型，系統(tǒng)研究了氧化石墨烯（GO）經(jīng)口服暴露后對哺乳期仔鼠生長發(fā)育的影響。之所以選擇哺乳期仔鼠作為模型，是因為納米材料的生殖發(fā)育毒性越來越受到人們的重視，哺乳期母嬰尤其是新生兒由于其特殊的生理階段特性，其肝臟、腎臟功能不完善，抵抗力差，對藥物的代謝和清除能力遠低于成年人，容易產(chǎn)生藥物毒性。因此，研究GO對哺乳期仔鼠發(fā)育的影響對于揭示石墨烯的潛在毒性具有重要的意義。實驗結(jié)果表明，經(jīng)自由飲水21天后，高劑量組（0.8 mg/d）仔鼠的體重、體長以及尾長等發(fā)育指標顯著低于對照組。組織形態(tài)學進一步證實高劑量組GO會引起仔鼠的生長發(fā)育遲緩。研究人員認為，GO引起仔鼠生長發(fā)育遲緩的原因可能是哺乳期間仔鼠在長期接觸GO后導致小腸腸絨毛發(fā)育抑制、變短，從而阻礙了仔鼠對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，導致仔鼠發(fā)育遲緩。該研究為揭示石墨烯與生物體之間的相互作用關(guān)系提供了重要的依據(jù)，為GO進一步的生物應(yīng)用研究奠定了毒理學基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在Biomaterials上。

深圳先進院構(gòu)建智能化腫瘤診療一體化納米探針

中科院深圳先進技術(shù)院蔡林濤研究組采用美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準的可用于臨床的人血清白蛋白（HSA）和吲哚菁綠（ICG）兩種材料，通過程序化自組裝策略，構(gòu)建了一種智能化診療一體的納米探針，用于熒光/光聲雙模態(tài)成像引導腫瘤光熱/光動力協(xié)同治療。研究發(fā)現(xiàn)，HSA-ICG納米探針能有效地在小鼠乳腺癌皮下瘤、原位瘤中高度富集。通過熒光/光聲雙模態(tài)成像和光譜分辨技術(shù)，可實現(xiàn)腫瘤高靈敏顯影和腫瘤邊界的清晰辨析。因此，在上述成像技術(shù)引導下，治療激光可精準地聚焦到整個腫瘤組織，引發(fā)ICG染料同時產(chǎn)生活性氧和高溫，用于腫瘤光動力/光熱協(xié)同治療，有效治愈腫瘤并極大提高其生存率。相關(guān)研究成果發(fā)表在ACS Nano上。

中科大發(fā)現(xiàn)一種新的鐵基超導材料

中科大陳仙輝研究組在鐵基超導研究領(lǐng)域取得重要進展，成功發(fā)現(xiàn)了一種新的鐵基超導材料（Li0.8Fe0.2）OHFeSe，其超導轉(zhuǎn)變溫度高達40K以上，并與其合作者確定了該新材料的晶體結(jié)構(gòu)并發(fā)現(xiàn)超導電性和反鐵磁共存。研究人員首次利用水熱反應(yīng)方法成功發(fā)現(xiàn)了一種新的FeSe類超導材料（Li0.8Fe0.2）OHFeSe，超導轉(zhuǎn)變溫度高達40K以上。通過結(jié)合X射線衍射，中子散射和核磁共振三種技術(shù)手段精確地確定了該新材料的晶體結(jié)構(gòu)。該材料由FeSe層和（Li0.8Fe0.2）OH層沿c方向交替堆垛而成，F(xiàn)eSe層與（Li0.8Fe0.2）OH層之間由極其微弱的氫鍵相連。此外，發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)中嚴重畸變的FeSe4四面體有利于超導，這與FeAs類超導體中完美的FeAs4四面體有利于超導完全不同。同時比熱、磁化率和核磁共振數(shù)據(jù)表明，該新超導材料在低溫－8.5 K存在反鐵磁序，并與超導電性共存。這一重要工作是首次利用水熱法發(fā)現(xiàn)FeSe類新型高溫超導材料，為相關(guān)體系新超導體的探索提供了新的研究思路。同時，該新超導體所具有的高超導轉(zhuǎn)變溫度、空氣中穩(wěn)定等優(yōu)點為進一步的實驗研究提供了可能，同時也為探索鐵基高溫超導內(nèi)在的物理機制提供了理想的材料體系。該新超導體的發(fā)現(xiàn)為探索具有更高超導轉(zhuǎn)變溫度的新型鐵基超導體提供了重要思路，同時也為研究高溫超導的機理提供了新的材料體系。相關(guān)研究成果發(fā)表在Nat.Mater.上。

大連化物所膜分離研究取得重要突破

中科院大連化物所楊維慎和李硯碩研究組將一種取得廣泛研究的沸石咪唑酯骨架（Zeolitic Imidazolate Frameworks，ZIFs），ZIF-7 納米粒子，（Zn（bim）2,bim=benzimidazolate）進行水熱處理，得到具有優(yōu)異穩(wěn)定性的二維層狀骨架母體材料Zn2（bim）4，并以甲醇與正丙醇為分散劑，結(jié)合超低功率濕法球磨與超聲分散技術(shù)，在國際上首次成功開層獲得了單分子層厚度（～1nm）的MOFs納米片。在此基礎(chǔ)上，通過熱組裝方法得到厚度<5nm的超薄分子篩膜。針對50∶50的氫氣/二氧化碳原料氣，該納米片分子篩膜的氫氣/二氧化碳分離系數(shù)達到200以上，氫氣透量達到2000 GPUs（Gas Permeation units,1GPU=1×10-6cm3/cm2·s·cmHg，STP）以上，遠高于迄今報道的有機和無機膜的氫氣/二氧化碳分離性能。該納米片分子篩膜在不同升降溫條件（室溫至200oC）和水熱條件（150oC，4 atm）下進行了長達400h的穩(wěn)定性測試，膜性能保持不變。有望在整合煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）系統(tǒng)中發(fā)揮實際作用，實現(xiàn)二氧化碳的燃燒前捕獲。該項工作首次展示了二維層狀MOFs材料在超薄分子篩膜領(lǐng)域的重要應(yīng)用。與此同時，二維MOFs材料豐富的孔口結(jié)構(gòu)和可調(diào)變的表面性質(zhì)為MOFs納米片分子篩膜的定向設(shè)計合成提供了重要平臺。相關(guān)研究成果發(fā)表在Sci?ence上（相關(guān)圖片請見封面）。

蘇州納米所在非接觸式柔性傳感器研究中取得新進展

中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生所張珽研究組，圍繞碳基納米材料在柔性電子器件及可穿戴智能傳感器的基礎(chǔ)和應(yīng)用領(lǐng)域開展了廣泛研究。研究人員提出了通過液體表面張力在氣-液界面層層剝離的方法（Layer-by-layer exfoliation），通過剝離溶液的調(diào)整，實現(xiàn)了高質(zhì)量rGO超薄膜的可控制備。該方法可有效、重復地制備出厚度可控（89—148 nm）、透光性高（>82%）、尺寸和性能均一的晶圓級rGO超薄膜，實現(xiàn)了薄膜厚度和制備過程的可控化。研究人員從表面及界面化學角度深入分析了rGO薄膜剝離及組裝的過程，揭示了其形成機理。并進一步將其成功應(yīng)用于構(gòu)筑非接觸式柔性陣列化傳感器件，實現(xiàn)了對濕度的高靈敏度、寬范圍（4.3%RH—75.7%RH）、穩(wěn)定及快速檢測。該器件可用于追蹤在非接觸模式下手指尖周圍的濕度分布，有望應(yīng)用于柔性非接觸式控制或?qū)崿F(xiàn)非接觸操作等新型人機交互設(shè)備中。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Adv.Mater.上。