Nature

斑馬魚睡眠的神經(jīng)特征

Nature封面：一只正在睡覺的白點(diǎn)河豚魚。Nature雜志第7764期封面文章報(bào)道了魚是怎么睡覺的。雖然科學(xué)家已經(jīng)在哺乳動(dòng)物、鳥類和爬行動(dòng)物中識(shí)別并定義了各種睡眠階段，但是，尚不清楚這些階段對(duì)魚類等其他脊椎動(dòng)物是否同樣適用。來(lái)自斯坦福大學(xué)的研究人員利用無(wú)侵入分子、成像和生理學(xué)工具，觀察到斑馬魚的神經(jīng)特征可以分為至少兩個(gè)不同的睡眠階段，這類似于其他生物體中發(fā)現(xiàn)的慢波睡眠期和快速眼動(dòng)期。在魚類中發(fā)現(xiàn)此類特征表明，脊椎動(dòng)物的大腦可能在4.5億年前就已出現(xiàn)了這些睡眠階段。

硅中磷施主電子之間的雙量子比特門

Nature封面：量子邏輯。Nature雜志第7765期封面文章報(bào)道了硅中磷施主原子的電子之間的一個(gè)納秒雙量子比特交換門?；诹自与娮幼孕孔颖忍卣宫F(xiàn)出作為量子計(jì)算平臺(tái)的巨大潛力。為了創(chuàng)造邏輯門（處理器的基本組成），電子自旋被非常緊密地放置在一起，從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)相互作用和高速邏輯門操作?？茖W(xué)家在原子尺度上設(shè)計(jì)量子比特布局及其相關(guān)的控制電路，對(duì)自旋態(tài)進(jìn)行高保真讀出。這一高速交換門的成功實(shí)現(xiàn)，使得基于硅中電子自旋量子比特的大規(guī)模量子電路距離現(xiàn)實(shí)更近了一步。

異二聚體ABC外向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在翻轉(zhuǎn)狀態(tài)下的構(gòu)象空間

Nature封面：鑲嵌在細(xì)胞膜中的多個(gè)TmrAB蛋白復(fù)合物（藍(lán)色和黃色）。Nature雜志第7766期封面文章報(bào)道了名為TmrAB的ABC外向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在動(dòng)態(tài)下的8張結(jié)構(gòu)快照，呈現(xiàn)了該蛋白在轉(zhuǎn)運(yùn)底物過(guò)程中的各種構(gòu)象。ABC外向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是細(xì)胞膜中一類具有高度活性的分子機(jī)器。它們會(huì)從細(xì)胞內(nèi)排出各種物質(zhì)，因而參與了許多關(guān)鍵過(guò)程，包括適應(yīng)性免疫和多藥耐藥。研究人員使用冷凍電子顯微鏡在成像過(guò)程中捕捉到了這些狀態(tài)，該方法也應(yīng)適用于其他轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，包括很多與人體生理學(xué)和疾病密切相關(guān)的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。

混合式“天機(jī)芯”架構(gòu)幫助向人工通用智能邁近

Nature封面：芯片。Nature雜志第7767期封面文章報(bào)道了施路平和他同事設(shè)計(jì)的“天機(jī)芯”（Tianjic），一款將兩種方法集成到同一個(gè)混合平臺(tái)的電子芯片。發(fā)展人工通用智能的方法主要有兩種：一種基于神經(jīng)科學(xué)，試圖構(gòu)建類似大腦的電路；另一種以計(jì)算機(jī)科學(xué)為基礎(chǔ)，讓計(jì)算機(jī)運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)算法?！疤鞕C(jī)芯”具有多個(gè)可輕松重構(gòu)的功能核，能同時(shí)支持機(jī)器學(xué)習(xí)算法和類腦電路。為了展示這種方法的潛力，研究人員將芯片集成到一輛無(wú)人智能自行車中，該自行車可以實(shí)現(xiàn)自平衡、語(yǔ)音控制、探測(cè)和避障，所有這些功能都源于“天機(jī)芯”能夠同時(shí)處理多種算法和模型。

（本頁(yè)期刊封面圖來(lái)自Nature官網(wǎng)）

Science

登月計(jì)劃

Science封面：尼爾·阿姆斯特朗的影子投射在月球表面。這張照片是1969年7月21日阿姆斯特朗拍攝的，作為阿波羅11號(hào)著陸點(diǎn)全景的一部分，當(dāng)時(shí)巴茲·奧爾德林正在部署科學(xué)儀器。太陽(yáng)就在阿姆斯特朗的正后方，在他的頭盔周圍形成了一個(gè)明亮的光環(huán)。相機(jī)光學(xué)器件引入了黑十字，用于畸變校準(zhǔn)。Science雜志第6450期封面文章回顧和展望了人類登月計(jì)劃。50年前的1969年7月20日，人類首次登上另一個(gè)世界的表面，當(dāng)時(shí)阿波羅11號(hào)登月艙在月球上著陸。

在潮汐冰川直接觀測(cè)海底融水和地下幾何形態(tài)

Science封面：冰川前緣的海底融冰正在以比預(yù)期更快的速度流入海洋。Science雜志第6451期封面文章報(bào)道了冰川損失導(dǎo)致海平面上升，影響海洋環(huán)流和生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力，預(yù)測(cè)冰川的變化很大程度上取決于海底融化的無(wú)約束理論。這部分冰山是從阿拉斯加?xùn)|南部的勒孔特冰川崩解出來(lái)的，造成質(zhì)量損失，使冰原不穩(wěn)定，并導(dǎo)致海平面上升速度加快。該研究使用重復(fù)的多波束聲吶測(cè)量來(lái)成像潮汐冰川表面，記錄與融化和崩解模式相關(guān)的時(shí)間變量、三維幾何結(jié)構(gòu)。研究觀測(cè)到融化速度比理論預(yù)測(cè)值高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)冰川損失的模擬結(jié)論提出挑戰(zhàn)。

中國(guó)CRISPR革命

Science封面：番茄幼苗發(fā)芽。Science雜志第6452期特刊報(bào)道了中國(guó)在利用CRISPR基因編輯技術(shù)改良作物方面走在了前列。自2012年人類發(fā)現(xiàn)CRISPR能用于基因編輯以來(lái)，不到10年的時(shí)間，與其相關(guān)的論文從最初的127篇，已飛速增長(zhǎng)到了14000多篇，增幅超過(guò)100倍。中國(guó)在CRISPR技術(shù)上投入了大量資源，并快速發(fā)展成了全球的CRISPR大國(guó)之一。其中，農(nóng)業(yè)與醫(yī)藥是其應(yīng)用的主要前沿。在普利策中心（Pulitzer Center）的協(xié)助下，Jon Cohen先生拜訪了5座位于中國(guó)的CRISPR大城市，匯總成5篇文章，以特刊形式發(fā)表介紹。

發(fā)生在位于宇宙學(xué)距離的大質(zhì)量星系的一個(gè)快速射電暴

Science封面：在位于澳大利亞西部的射電望遠(yuǎn)鏡——澳大利亞平方公里陣列探路者（ASKAP）上方看到的銀河系。Science雜志第6453期封面文章報(bào)道了單脈沖FRB180924在距離一個(gè)發(fā)光星系（紅移0.3214）中心四千秒差距位置的干涉定位。不重復(fù)的單脈沖快速射電暴（FRB）觀測(cè)的位置精度不夠，難以定位到單個(gè)宿主星系。該報(bào)道的FRB不重復(fù)，其本身與其宿主星系的性質(zhì)與其他精確定位的FRB源明顯不同。沿視線方向其積分電子柱密度與星系際介質(zhì)的模型非常吻合，表明部分FRB是探測(cè)宇宙中重子成分的可靠證據(jù)。

（本頁(yè)期刊封面圖來(lái)自Science官網(wǎng)）

量子科技

利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星率先開展引力誘導(dǎo)量子糾纏退相干實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授及其同事彭承志、范靖云等與美國(guó)加州理工學(xué)院、澳大利亞昆士蘭大學(xué)等單位的人員合作，利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星對(duì)一類預(yù)言引力場(chǎng)導(dǎo)致量子退相干的理論模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。研究論文發(fā)表于Science。在“墨子號(hào)”現(xiàn)有500公里軌道高度下，糾纏退相干現(xiàn)象將表現(xiàn)得比較微弱。為了進(jìn)一步進(jìn)行確定性的驗(yàn)證，未來(lái)需要在更高軌道的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開展研究。這是國(guó)際上首次利用量子衛(wèi)星在地球引力場(chǎng)中對(duì)嘗試融合量子力學(xué)與廣義相對(duì)論的理論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，將極大地推動(dòng)相關(guān)物理學(xué)基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)研究。

檢測(cè)引力致糾纏退相干現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)示意圖（圖片來(lái)源于中國(guó)科大新聞網(wǎng)）

摻雜量子點(diǎn)中的“聲子瓶頸”動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象

中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所光電材料動(dòng)力學(xué)特區(qū)研究組研究員吳凱豐團(tuán)隊(duì)在半導(dǎo)體量子點(diǎn)熱電子馳豫動(dòng)力學(xué)研究方面取得新進(jìn)展。研究論文發(fā)表于Nature Communications。首次觀測(cè)到亞銅離子可在飛秒時(shí)間尺度（＜390fs）快速捕獲價(jià)帶中的光生空穴，削弱了電子—空穴耦合，使量子點(diǎn)中1Pe熱電子壽命從～0.25ps延長(zhǎng)到～8.6ps（＞30倍），有望實(shí)現(xiàn)高效率的熱電子提取。還發(fā)現(xiàn)光生空穴的捕獲也可能使導(dǎo)帶中電子波函數(shù)收縮，抑制了熱電子通過(guò)表面配體分子誘導(dǎo)的非絕熱作用進(jìn)行馳豫。這樣的雙重抑制效應(yīng)使得銅摻雜量子點(diǎn)的熱電子馳豫速率不僅顯著慢于未摻雜量子點(diǎn)，而且比近期各類鈣鈦礦材料都要慢20倍以上。

自旋量子霍爾材料研究進(jìn)展

北京大學(xué)量子材料中心杜瑞瑞教授課題組在自旋量子霍爾材料研究方面持續(xù)取得新成果。研究論文發(fā)表于Physical Review Letters。金屬的磁阻振蕩來(lái)自帶電粒子在磁場(chǎng)下的朗道量子化。這一現(xiàn)象已被人們廣泛認(rèn)可，并作為一種標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量手段用于探測(cè)金屬的費(fèi)米面。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)費(fèi)米能級(jí)跨過(guò)能態(tài)邊緣進(jìn)入能隙時(shí)，振蕩頻率會(huì)出現(xiàn)一個(gè)突變。這一結(jié)果提示，在能隙中，由于屏蔽作用的減弱，帶間電子空穴相互作用必須被考慮。平行磁場(chǎng)響應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)一步印證了這一猜測(cè)，震蕩在平行磁場(chǎng)下的穩(wěn)健性顯示了單粒子圖像在此處是失效的，這個(gè)系統(tǒng)中存在多體相互作用甚至可能的拓?fù)浼ぷ咏^緣態(tài)。

自旋阻挫重費(fèi)米子體系中的量子臨界相

中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心極端條件物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室EX9組研究員孫培杰團(tuán)隊(duì)博士生趙恒燦、張佳浩等人和萊斯大學(xué)教授Q.Si以及馬普所教授F.Steglich合作，發(fā)現(xiàn)當(dāng)重費(fèi)米子體系的近藤晶格位于阻挫kagome格子時(shí)，通過(guò)磁場(chǎng)和壓力調(diào)控，體系會(huì)產(chǎn)生一個(gè)在壓力磁場(chǎng)相圖上很寬的、安定的量子臨界相。研究論文發(fā)表于Nature Physics。壓力下的電阻率、磁化率和比熱等測(cè)量表明，自旋阻挫導(dǎo)致的量子漲落是產(chǎn)生該量子臨界相的主要原因。和其他各類材料中常見的量子臨界點(diǎn)不同，相圖空間上廣域的量子臨界相的發(fā)現(xiàn)預(yù)示著一個(gè)由量子漲落導(dǎo)致的穩(wěn)定新物態(tài)的產(chǎn)生。

量子科技

量子精密測(cè)量新進(jìn)展

華東師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院精密光譜科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室荊杰泰教授團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)上利用干涉（Interference）效應(yīng)，在連續(xù)變量量子體系中實(shí)現(xiàn)了兩光束間以量子壓縮（Quantum Squeezing）表征的量子關(guān)聯(lián)的增強(qiáng)。研究論文發(fā)表于Physical Review Letters。實(shí)驗(yàn)分別測(cè)量了相同實(shí)驗(yàn)條件下非相敏放大器和相敏放大器產(chǎn)生的強(qiáng)度差壓縮光束的量子關(guān)聯(lián)。結(jié)果顯示相敏放大器產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)光束的量子壓縮度要顯著優(yōu)于非相敏放大器，并成功突破10dB。研究結(jié)果清晰地表明相敏放大器中的量子壓縮增強(qiáng)來(lái)源于其內(nèi)在的干涉本質(zhì)。該工作是一種新的增強(qiáng)量子壓縮的有效方法。

雙光束相敏放大器系統(tǒng)示意圖、系統(tǒng)輸出端的干涉條紋以及干涉誘導(dǎo)的量子壓縮增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（圖片來(lái)源于華東師范大學(xué)精密光譜科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站）

量子密鑰分發(fā)實(shí)際安全性研究進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授郭光燦院士團(tuán)隊(duì)的王雙、陳巍、銀振強(qiáng)、韓正甫等人提出并驗(yàn)證了一種可以有效抵御量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)探測(cè)器控制攻擊的方法，為提高實(shí)用化BB84量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的安全性提供了新思路。研究成果發(fā)表于Optica。該可變衰減探測(cè)器防御模型將單光子探測(cè)器作為一個(gè)黑盒子，通過(guò)在單光子探測(cè)器前增加一個(gè)可變衰減器，并隨機(jī)改變可變衰減器的衰減值。根據(jù)理論上嚴(yán)格證明的防御判據(jù)，對(duì)計(jì)數(shù)率和量子比特誤碼率進(jìn)行對(duì)比分析，可以有效防御這一類探測(cè)器控制攻擊。同時(shí)，由于該防御模型和探測(cè)器具體的實(shí)現(xiàn)方式無(wú)關(guān)，因此適用于半導(dǎo)體單光子探測(cè)器、超導(dǎo)探測(cè)器以及光電倍增管等多種單光子探測(cè)器。

新的拓?fù)淞孔游飸B(tài)：二維外爾半準(zhǔn)金屬態(tài)

中國(guó)科學(xué)院大學(xué)教授蘇剛團(tuán)隊(duì)與新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)教授楊聲遠(yuǎn)團(tuán)隊(duì)合作，首次提出了一種新的拓?fù)淞孔游飸B(tài)——“二維外爾半準(zhǔn)金屬態(tài)（2D Weyl half-semimetal, WHS）”，這既是一種具有拓?fù)湫再|(zhì)的二維外爾半金屬（Weyl semimetal），同時(shí)也是一種完全極化的鐵磁性半金屬（half-metal），其低能電子是自旋完全極化的外爾費(fèi)米子，相關(guān)論文發(fā)表于Physical Review B。拓?fù)湮飸B(tài)和二維磁性是當(dāng)前凝聚態(tài)物理前沿研究中令人著迷的兩大主題，兩者結(jié)合是否會(huì)產(chǎn)生新的量子物態(tài)成為人們關(guān)注的重要科學(xué)問(wèn)題。該研究論文嘗試回答了這一問(wèn)題。

拓?fù)涞依斯?jié)線量子態(tài)誘發(fā)表面電聲耦合反常增強(qiáng)現(xiàn)象

中國(guó)科學(xué)院金屬研究所陳星秋研究員團(tuán)隊(duì)及合作者發(fā)現(xiàn)了金屬鈹表面的巨大電聲耦合的反常增強(qiáng)是其塊體材料中拓?fù)涞依斯?jié)線量子態(tài)誘發(fā)的。因?yàn)樵摴?jié)線態(tài)會(huì)導(dǎo)致鼓膜類拓?fù)浔砻鎽B(tài)，它們?cè)诒砻尜M(fèi)米能級(jí)附近局域,增高了態(tài)密度，尤其是通過(guò)與低頻區(qū)表面聲子的耦合誘發(fā)了巨大的電聲耦合效應(yīng)。研究論文發(fā)表于Physical Review Letters。使用精確算法和工具，計(jì)算量化了電子動(dòng)量空間下的伊利艾伯格函數(shù)，發(fā)現(xiàn)金屬鈹?shù)依斯?jié)線量子態(tài)引發(fā)的鼓膜類拓?fù)浞瞧接贡砻鎽B(tài)對(duì)其電聲耦合的貢獻(xiàn)占比超過(guò)了80%，澄清了長(zhǎng)期以來(lái)廣受爭(zhēng)議的金屬鈹表面電聲耦合反常增強(qiáng)的機(jī)理，揭示了其他拓?fù)洳牧现写嬖谙嗨频男?yīng)。

精密儀器

高產(chǎn)率的瞬態(tài)電子器件研究進(jìn)展

北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院電子學(xué)系、納米器件物理與化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室胡又凡研究員課題組，以碳納米管網(wǎng)絡(luò)薄膜作為溝道材料，通過(guò)轉(zhuǎn)移加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了晶圓規(guī)模、可在環(huán)境中自行降解、具有高產(chǎn)率和高均一性的電子元器件和集成電路，并且在一個(gè)人造生態(tài)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)和自行降解。研究論文發(fā)表于Advanced Functional Materials。一方面，器件在加工完成后轉(zhuǎn)印到目標(biāo)水溶性襯底的成功率高達(dá)100%；另一方面，能夠正常工作的器件在所有器件中的平均比例達(dá)到96.6%。此外，制備得到的器件具有超高的均一性，晶體管閾值電壓和反相器轉(zhuǎn)變電壓的標(biāo)準(zhǔn)差分別為55mV和60mV。

a～c分別為：位于植物葉片上的傳感系統(tǒng)；傳感系統(tǒng)對(duì)于環(huán)境中光強(qiáng)和溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；傳感系統(tǒng)在人造雨環(huán)境中的降解。（圖片來(lái)源于北京大學(xué)新聞網(wǎng)）

a～d分別為：器件的晶圓尺寸加工；加工所得到的器件性能高度均一性；器件產(chǎn)率的空間分布；不同芯片的器件產(chǎn)率統(tǒng)計(jì)情況。（圖片來(lái)源于北京大學(xué)新聞網(wǎng)）

新的基態(tài)冷卻方法應(yīng)用于腔光力學(xué)系統(tǒng)

清華大學(xué)物理系劉永椿副教授、鄭盟錕副教授、尤力教授研究團(tuán)隊(duì)與合作者提出將機(jī)械振子冷卻到量子基態(tài)的新方法，能夠用于實(shí)現(xiàn)宏觀大質(zhì)量振動(dòng)物體的基態(tài)冷卻。研究論文發(fā)表于Laser & Photonics Review?？茖W(xué)家利用具有腔內(nèi)壓縮效應(yīng)的光學(xué)腔，在腔內(nèi)部產(chǎn)生壓縮態(tài)光場(chǎng)，利用量子干涉效應(yīng)，將所有通道的耗散引起的噪聲在腔內(nèi)發(fā)生干涉，從而消除量子反作用引起的加熱效應(yīng)。通過(guò)壓縮泵浦光場(chǎng)與冷卻光場(chǎng)振幅和相位的匹配，由耗散導(dǎo)致的加熱效應(yīng)安全被抑制，使得凈冷卻速率大大提高，且冷卻極限大幅降低，完全突破了量子反作用極限。

微納結(jié)構(gòu)單模激光研究進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所激光與紅外材料實(shí)驗(yàn)室張龍研究員、董紅星研究員領(lǐng)銜的微結(jié)構(gòu)與光物理研究團(tuán)隊(duì)與南京曉莊學(xué)院、中科院上海技物所等國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)合作在微納單模激光研究領(lǐng)域取得進(jìn)展。相關(guān)論文發(fā)表在Angewandte Chemie International Edition。研究團(tuán)隊(duì)提出并制備了一種新型全無(wú)機(jī)鈣鈦礦RbPbBr3材料，通過(guò)理論模擬與實(shí)驗(yàn)解析了鈣鈦礦材料的相態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)程及其內(nèi)在化學(xué)機(jī)制，并基于鈣鈦礦RbPbBr3材料成功實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)、藍(lán)光單模激光的輸出。該研究對(duì)高品質(zhì)微納激光器件、多色激光器及激光顯示等的研究具備重要意義。

基于深度學(xué)習(xí)的空間信息保持的雙耳語(yǔ)音增強(qiáng)技術(shù)

中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所中科院語(yǔ)言聲學(xué)與內(nèi)容理解重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的孫興偉與其導(dǎo)師李軍鋒研究員等人研究語(yǔ)音增強(qiáng)方法，以及雙耳信號(hào)空間信息保持，提出一種基于深度學(xué)習(xí)的保持空間信息的雙耳語(yǔ)音增強(qiáng)方法，在語(yǔ)音增強(qiáng)的同時(shí)保留其空間信息，有助于提高人耳對(duì)語(yǔ)音的理解能力。相關(guān)研究成果近期發(fā)表于2019 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing?；趶?fù)數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的雙耳語(yǔ)音增強(qiáng)方法將語(yǔ)音信號(hào)的信噪比提升超過(guò)10dB，并且能夠保持語(yǔ)音原有的空間信息。此雙耳語(yǔ)音增強(qiáng)方法可應(yīng)用于助聽器等設(shè)備，幫助人耳理解語(yǔ)音。

精密儀器

微型機(jī)器人研究進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所科研團(tuán)隊(duì)在微型機(jī)器人及微操作領(lǐng)域取得新進(jìn)展，研究成果發(fā)表于Small。微結(jié)構(gòu)的操作和組裝，特別是三維姿態(tài)的控制和復(fù)雜構(gòu)型的裝配面臨著諸多挑戰(zhàn)。研究人員利用液體環(huán)境中的氣泡作為微型機(jī)器人，對(duì)微結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維操作和組裝。科研人員研究了光熱效應(yīng)產(chǎn)生和控制氣泡的方法，利用氣泡微型機(jī)器人對(duì)水凝膠微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多種操作，包括二維移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和三維翻轉(zhuǎn)等，實(shí)現(xiàn)了對(duì)微結(jié)構(gòu)的三維姿態(tài)控制。綜合上述操作方法，通過(guò)氣泡微型機(jī)器人可將多個(gè)微模塊組裝成復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，為微結(jié)構(gòu)的操作及裝配，體外構(gòu)建生物組織結(jié)構(gòu)提供了新的解決方案。

通過(guò)氣泡微型機(jī)器人進(jìn)行微操作和裝配（圖片來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所）

通過(guò)介質(zhì)集成光學(xué)摻雜實(shí)現(xiàn)近零指數(shù)概念器件

清華大學(xué)電子工程系李越副教授課題組開展用于近零指數(shù)器件的介質(zhì)集成光學(xué)摻雜的研究，提出可與介質(zhì)集成的光學(xué)摻雜方法，實(shí)現(xiàn)具有近零指數(shù)電磁特性的功能器件，為新型芯片集成電路提供新的設(shè)計(jì)手段，在生物傳感、集成電路、功能材料等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值。研究論文發(fā)表于Nature Communications?；诮橘|(zhì)集成的光學(xué)摻雜方法，結(jié)合典型集成電路工藝，將光學(xué)摻雜對(duì)等效媒質(zhì)磁特性的調(diào)控表現(xiàn)為對(duì)芯片集成器件的電磁響應(yīng)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了多種近零指數(shù)功能器件。例如，借助摻雜介質(zhì)內(nèi)局域場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)的高靈敏度生物傳感器、利用微弱的機(jī)械振動(dòng)的高效光聲調(diào)制器、可任意彎折形變且工作頻率不變的“電纖”（類比于光纖）。

新方法一步制備集成化微型超級(jí)電容器

中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所二維材料與能源器件研究組（DNL21T3）吳忠?guī)浹芯繂T團(tuán)隊(duì)與包信和院士團(tuán)隊(duì)、吳仁安研究員團(tuán)隊(duì)合作，采用激光熱解聚酰亞胺的方法，一步實(shí)現(xiàn)了石墨烯電極材料的制備、微型超級(jí)電容器單體的構(gòu)建和多個(gè)微型超級(jí)電容器的一體化集成。研究結(jié)果發(fā)表于Advanced Functional Materials。根據(jù)不同的實(shí)際應(yīng)用需求，不僅可以對(duì)集成化微型超級(jí)電容器的形狀和大小進(jìn)行有效調(diào)控，而且能夠?qū)崿F(xiàn)任意數(shù)量平面微型超級(jí)電容器的串并聯(lián)集成，有效定制輸出工作電壓和電流。由于集成化微型超級(jí)電容器具有良好的一體性、柔韌性和性能一致性。

全溶液倒置綠光量子點(diǎn)器件研究進(jìn)展

上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院/金屬基復(fù)合材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李萬(wàn)萬(wàn)研究員團(tuán)隊(duì)與上海大學(xué)張建華教授、楊緒勇教授合作，在全溶液倒置綠光量子點(diǎn)器件領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表于Materials Horizons。采用該量子點(diǎn)制備的全溶液倒置綠光QLED, 電流效率超過(guò)96cdA-1，相對(duì)應(yīng)的外量子效率為25.04%，初始亮度100cdm-2的T50為4943.6h。該外量子效率超過(guò)了目前已報(bào)道的文獻(xiàn)數(shù)值，且壽命比先前報(bào)道的全溶液倒置QLED的壽命提升了19倍多。該研究為制備兼具高效率和長(zhǎng)壽的QLED開辟了新的研究途徑，可加速倒置QLED滿足實(shí)際顯示和照明的應(yīng)用要求。