北京量子院開發(fā)完成國內(nèi)首臺(tái)產(chǎn)品級(jí)高功率飛秒振蕩器

高功率飛秒振蕩器在雙光子顯微成像、光參量泵浦等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，超快電鏡、超快電子衍射等標(biāo)準(zhǔn)化儀器對(duì)此類激光器的市場需求也在迅速提升。

近日，北京量子院開發(fā)完成了國內(nèi)首臺(tái)產(chǎn)品級(jí)高功率飛秒振蕩器——Fermion-007。該產(chǎn)品彌補(bǔ)了國內(nèi)瓦量級(jí)飛秒振蕩器的產(chǎn)品空白，在國際上僅有立陶宛Light Conversion等少數(shù)幾家公司具有相當(dāng)技術(shù)指標(biāo)的產(chǎn)品。Fermion-007采用了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，僅一級(jí)振蕩器即可輸出大于7W、重頻80MHz的飛秒脈沖激光，此外，輸出激光還具有優(yōu)異的光束質(zhì)量和長期穩(wěn)定性，兩維M2小于1.2，12小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)功率均方根值小于0.3%。其指標(biāo)、可靠性均達(dá)到國際先進(jìn)水平。目前，研發(fā)團(tuán)隊(duì)已接到超快電鏡應(yīng)用領(lǐng)域的商業(yè)合作訂單。

嫦娥五號(hào)玄武巖揭秘月球年輕火山成因之謎

作為一個(gè)誕生于45億年前的小天體，理論上月球應(yīng)快速冷卻而早早地停止火山活動(dòng)。然而，科學(xué)家證實(shí)月球火山活動(dòng)可以持續(xù)到20億年前，月球火山活動(dòng)為什么持續(xù)如此之久？

中科院地質(zhì)地球所蘇斌、李獻(xiàn)華團(tuán)隊(duì)聯(lián)合南大惠鶴九教授，通過對(duì)27顆代表性嫦娥五號(hào)玄武巖巖屑的研究發(fā)現(xiàn)：與古老的阿波羅低鈦玄武巖相比，嫦娥五號(hào)玄武巖的初始巖漿含有更高CaO和TiO2以及更低MgO；嫦娥五號(hào)玄武巖的源區(qū)含有更高的（～20%）巖漿洋晚期形成的單斜輝石-鈦鐵礦堆晶體，而它們的加入會(huì)顯著降低月幔的熔點(diǎn)，誘發(fā)年輕火山的形成；嫦娥五號(hào)玄武巖與阿波羅玄武巖起源深度大致相當(dāng)，但嫦娥五號(hào)玄武巖的形成溫度更低，指示月球內(nèi)部溫度從38-31億年前到20億年前僅降低了約80 ℃。

該研究表明，盡管月球內(nèi)部在持續(xù)緩慢冷卻，但由于巖漿洋晚期堆晶體翻轉(zhuǎn)引起的月幔物質(zhì)混合作用可能在月球長期演化歷史中逐漸加強(qiáng)，這一過程可以改變?cè)箩Ｔ磪^(qū)物質(zhì)組成，并有效降低源區(qū)巖石的熔點(diǎn)，抵消月幔逐漸緩慢變冷的大趨勢(shì)，引發(fā)長期持續(xù)的月球火山作用。

超彈納米纖維氣凝膠構(gòu)筑“熱開關(guān)”助力熱量可控釋放

氣凝膠具有優(yōu)異的隔熱保溫性能，但是在熱量過載的情況下，會(huì)阻礙熱量耗散。如何實(shí)現(xiàn)“熱量”像蓄電池一樣可控的儲(chǔ)存和釋放，是一個(gè)有待解決的問題。

為此，蘇州納米所輕量化實(shí)驗(yàn)室王錦與東南大學(xué)孫正明、張培根團(tuán)隊(duì)合作，提出超彈“氣凝膠溫度開關(guān)”的概念，即氣凝膠自然狀態(tài)下具有優(yōu)異的隔熱性能，處于熱傳導(dǎo)“關(guān)”的狀態(tài)；在外力大形變的作用下，熱導(dǎo)率的增加與厚度的急劇降低，實(shí)現(xiàn)熱傳導(dǎo)“開”的狀態(tài)。研究組利用緩慢質(zhì)子釋放策略（SPRG）結(jié)合熱誘導(dǎo)交聯(lián)（TIC）的方法制備了超輕超彈的Kevlar納米纖維氣凝膠（HEKA），并成功實(shí)現(xiàn)了熱開關(guān)的應(yīng)用。

SPRG-TIC方法所制備的凝膠均一，無裂紋，經(jīng)干燥后密度僅為4.7mg/cm3，在高分子氣凝膠中處于較低水平?；A(chǔ)表征中發(fā)現(xiàn)HEKA的基本結(jié)構(gòu)得以保留，并維持了高比表面積和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。由于納米纖維之間的交聯(lián)產(chǎn)生的大量弓型結(jié)構(gòu)使得HEKA表現(xiàn)出優(yōu)異的壓縮回彈性，500次壓縮后永久形變僅為8.2%，此外在超低溫（-196 ℃）下依舊保持著良好的回彈性。

基于微流控芯片的靶向多肽分子多維度進(jìn)化新方法

近日，北理工王蔚芝課題組與新加坡國立大學(xué)陳小元課題組合作，開發(fā)了基于微流控芯片的靶向多肽分子多維度進(jìn)化新方法，并在分子、細(xì)胞、活體、PDX水平上對(duì)其抗腫瘤效果及機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)的研究。該方法可同時(shí)針對(duì)多個(gè)腫瘤相關(guān)靶標(biāo)分子篩選兼具高親和力、高特異性和高度穩(wěn)定組裝性能的靶向多肽，在腫瘤診療中顯示出極大的優(yōu)勢(shì)。

首先，課題組通過分析靶標(biāo)蛋白PD-L1與Rbm38的晶體結(jié)構(gòu)，從頭設(shè)計(jì)并構(gòu)筑了容量為105的多肽庫，并在肽庫中引入具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）性能的TPE分子來指示多肽的穩(wěn)定組裝性能。然后利用微陣列芯片上的三維進(jìn)化策略在結(jié)合能力、自組裝性能以及特異性三個(gè)維度進(jìn)行了肽庫篩選，優(yōu)化出了一條具有高內(nèi)涵性能的靶向多肽TAP。

進(jìn)一步地，研究組對(duì)TAP的生物學(xué)性能進(jìn)行了研究，在分子及細(xì)胞水平上證明了TAP在細(xì)胞膜上自組裝阻斷PD-L1，同時(shí)下調(diào)整個(gè)細(xì)胞中PD-L1的表達(dá)，這與其激活p53的能力相結(jié)合，使TAP成為一種潛在的強(qiáng)大的抗腫瘤先導(dǎo)分子。

夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙轉(zhuǎn)位完成，中國空間站“T”字基本構(gòu)型在軌組裝完成

11月3日，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙轉(zhuǎn)位完成，中國空間站“T”字基本構(gòu)型在軌組裝完成，向著建成空間站的目標(biāo)邁出了關(guān)鍵一步。按計(jì)劃，后續(xù)將開展空間站組合體基本功能測(cè)試和評(píng)估。

夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙是中國空間站第三個(gè)艙段，也是第二個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)艙，由工作艙、載荷艙、貨物氣閘艙和資源艙組成。艙體全長17.88米，直徑4.2米，發(fā)射重量約23噸，可為航天員提供超過32立方米的工作、活動(dòng)空間。其主要用于開展空間科學(xué)與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，參與空間站組合體管理，貨物氣閘艙可支持貨物自動(dòng)進(jìn)出艙，為艙內(nèi)外科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供支持。

夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙配置有13個(gè)載荷機(jī)柜，其中8個(gè)為科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜，主要面向微重力流體和燃燒、材料科學(xué)、基礎(chǔ)物理等實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，艙外還有37個(gè)載荷安裝工位，可為各類科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷提供機(jī)、電、信息方面的能力支持。

轉(zhuǎn)角雙層石墨烯精準(zhǔn)原子制造研究取得進(jìn)展

二維材料生長機(jī)理的研究表明，單晶生長取向主要受襯底表面晶格、臺(tái)階等結(jié)構(gòu)的調(diào)制。

近期，北大物理學(xué)院劉開輝課題組與合作者提出“預(yù)堆疊襯底-角度復(fù)制單晶生長”的新生長策略，團(tuán)隊(duì)在宏觀上預(yù)堆疊退火后的單晶Cu(111)襯底以鎖定角度，使襯底之間的旋轉(zhuǎn)角度為預(yù)期生長的雙層石墨烯的目標(biāo)轉(zhuǎn)角；隨后利用Cu(111)表面對(duì)稱性匹配與小晶格失配的特性，確保在預(yù)堆疊的Cu(111)襯底上外延生長單晶石墨烯，并嚴(yán)格復(fù)刻襯底間的旋轉(zhuǎn)角度。而后精準(zhǔn)控溫并利用銅箔平面自鋪展效應(yīng)，獲得具有特定轉(zhuǎn)角和均勻平整范德華界面的雙層大面積石墨烯；最終為了剝離雙層石墨烯，利用等電位面刻蝕方法在刻蝕液中施加平行電場，將一側(cè)銅箔勻速刻蝕并使銅離子沿電場方向遷移，可有效避免非均勻刻蝕。通過三電極電化學(xué)法監(jiān)測(cè)銅表面的刻蝕過程，從而精準(zhǔn)控制刻蝕時(shí)間，獲得完整的大面積雙層石墨烯成品。

該策略在二維晶體制備領(lǐng)域提供了宏觀尺度下精準(zhǔn)操控雙層堆垛結(jié)構(gòu)的新路徑。

葉新山團(tuán)隊(duì)在糖自動(dòng)合成領(lǐng)域獲重大突破

近期，北大葉新山研究團(tuán)隊(duì)基于“預(yù)活化”一釜多組分糖基化反應(yīng)和液相乘法合成的原理，自主研發(fā)了新型雙模式液相糖自動(dòng)合成儀。合成儀的硬件包括自動(dòng)合成系統(tǒng)、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和可編程邏輯控制系統(tǒng)，通過可編程邏輯控制系統(tǒng)將自動(dòng)合成系統(tǒng)和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行耦合，設(shè)計(jì)形成新型雙模式液相糖自動(dòng)合成儀的整機(jī)框架。軟件方面，可編程邏輯控制系統(tǒng)受上位機(jī)控制，基于Labview語言程序設(shè)計(jì)研發(fā)了實(shí)用的特色上位機(jī)軟件控制系統(tǒng)（Ye Glycosoft），完成對(duì)合成儀的整機(jī)控制和調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了合成儀的穩(wěn)定運(yùn)行。

團(tuán)隊(duì)利用該自動(dòng)合成儀合成了各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的寡糖和多糖，其中合成多糖的分子尺寸達(dá)到了驚人的1080糖（1080-mer），將結(jié)構(gòu)均一的多糖分子的合成提升到了一個(gè)新的高度，遠(yuǎn)超核酸（到200-mer）和蛋白質(zhì)（到472-mer）的合成水平。鑒于該成果在大分子合成及其應(yīng)用方面的重要意義，《自然》雜志專門配發(fā)了對(duì)這一工作的亮點(diǎn)評(píng)述。