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科大资讯 | 近期科研成果速览

中国科学技术大学

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原标题:科大资讯 | 近期科研成果速览

来源:中国科学技术大学

1.中国科大在非均相催化剂均相化方面取得重大进展

2.中国科大在抗胰腺癌纳米医药研究方面取得进展

3.中国科大实现分子内电子-振动耦合作用的实空间直接观察

4.中国科大在疼痛与情绪交互作用领域取得进展

5.中国科大应用人工智能实时估算地震震源破裂面获突破性进展

6.中国科大第一性原理激子动力学研究中取得新进展

7.中国科大实现远距离非视域成像

8.中国科大揭示了表面位点敏感的界面电荷转移和光催化反应效率

9.中国科大在量子资源领域取得重要进展

中国科大在非均相催化剂均相化方面取得重大进展

近日,中国科学技术大学化学与材料科学学院吴长征教授实验课题组和工程科学学院近代力学系的吴恒安教授理论计算课题组合作,将电催化活性金属溶解于熔融态镓中,成功实现了非均相催化剂表面活性位点的均相化,将二氧化碳还原产物甲酸的选择性提高到95%以上,相关成果于3月11号在线发表在《自然•催化》杂志上。

Ga-Sn和Ga-In合金固态和液态时的原子/电子结构以及催化性质对比

该项研究工作探索了液态材料作为非均相催化剂负载基底方面的可行性,为非均相催化剂均相化提供了一种新的表界面合成思路。

详细阅读:

http://news.ustc.edu.cn/info/1055/74430.htm

论文链接:

https://dx.doi.org/10.1038/s41929-021-00576-3

中国科大在抗胰腺癌纳米医药研究方面取得进展

近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心、化学与材料科学学院阳丽华课题组提出发展100%由破膜高分子组成、能在血液中保持长循环时间、且可在肿瘤微环境特有微酸性pH刺激下发生解离的酸敏纳米颗粒作为治疗胰腺癌的新方案。这项工作首次提出了发展由单一破膜大分子自组装所形成的酸敏纳米颗粒作为能同时实现胰腺癌基质重塑与癌细胞清除双重目标的治疗前药这一思路,可望为研发既能消除胰腺癌又不诱发肿瘤转移的新型药物提供帮助。相关研究成果于2021年3月9日发表在国际学术期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》上。

图.荷瘤小鼠模型实验显示,酸敏颗粒M-4K能消除胰腺癌并重塑胰腺癌基质、而与其结构相似但没有酸敏特性的类似物M-35K却如同磷酸盐缓冲液(PBS)一般无此活性。

详细阅读:

http://news.ustc.edu.cn/info/1055/74415.htm

论文链接:

https://doi.org/10.1021/acsami.0c16576

中国科大实现分子内电子-振动耦合作用的实空间直接观察

图注:(a) STM诱导单个分子电致发光的实验示意图;(b)并五苯结构示意图和STM形貌图;(c)分子位置依赖的电致发光点谱;(d) FC贡献主导的v1电子-振动峰对应的光谱成像实验图及其相关理论模拟;(e) HT贡献主导的v2电子-振动峰对应的光谱成像实验图及其相关理论模拟。

最近,中国科学技术大学侯建国院士单分子科学团队的董振超、张杨研究小组与燕山大学田广军研究组合作,利用扫描隧道显微镜诱导发光技术,对单个分子内电子-振动态发光进行了亚纳米分辨的成像表征,首次从实空间直接观察到了分子振动对电子态及其跃迁的影响,并结合理论计算,深刻揭示了电子-振动耦合如何影响电子跃迁和分子光谱的微观机制,为理解电子-振动耦合和分子光谱提供了重要的基本科学信息。该成果于2021年2月24日在国际学术期刊《自然·通讯》上在线发表。

这些研究结果表明,具有各向异性特征的电子-振动峰成像图案可以为我们理解分子振动与电子跃迁之间的耦合作用以及激发能量再分布等微观图像提供直观深刻的认识。

详细阅读:

http://news.ustc.edu.cn/info/1055/74356.htm

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-021-21571-z

中国科大在疼痛与情绪交互作用领域取得进展

组织损伤和抑郁情绪产生痛敏的丘脑-皮层神经环路

模式图

近日,张智课题组与中国科大附属第一医院(安徽省立医院)麻醉科李娟团队联合研究发现,抑郁情绪产生的躯体疼痛与组织损伤产生的疼痛存在不一样的丘脑-皮层神经环路基础,成果于北京时间2021年3月9日在线发表于《Nature Neuroscience》杂志。

本研究不仅为不同病因产生的躯体疼痛(临床治疗方案和治疗效果也不尽相同)发病机理提出了深入的和新的理论见解,也可能为临床上利用rTMS等精准靶向特定神经环路开展物理干预治疗提供新策略。

详细阅读:

http://news.ustc.edu.cn/info/1055/74355.htm

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41593-021-00811-x

应用人工智能实时估算地震震源破裂面获突破性进展

中国科学技术大学地球和空间科学学院张捷教授课题组在监测地震、应用人工智能实时估算地震震源破裂机制参数领域取得了突破性进展,这一研究成果于2021年3月4日发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。

中国科大张捷教授课题组采用人工智能方法有效地解决了这个复杂计算问题。应用完备的理论地震大数据训练人工智能神经网络,完善了该系统的准确性和可靠性,当地震发生后,实际地震数据进入人工智能系统,在不到1秒的时间内系统准确地估算出震源机制参数(见图),大量实际数据测试证实了该方法的有效性,实现了该领域的重要突破。该成果目前正在转化成实际运行的功能,近期将在中国科学技术大学和中国地震局合作研发的“智能地动”人工智能地震监测系统上试运行。

详细阅读:

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/74467.htm

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-021-21670-x

中国科大第一性原理激子动力学研究中取得新进展

近日,来自中国科学技术大学物理学院、合肥微尺度物质科学国家研究中心,国际功能材料量子设计中心(ICQD)的赵瑾教授研究团队在第一性原理激子动力学方法发展方向取得了重要进展。团队在自主知识产权的程序Hefei-NAMD中率先实现了自旋分辨的real-time GW+BSE(GW+rtBSE)激子动力学,可以在第一性原理的层面上准确包含多体效应,突破了GW+BSE方法在含时动力学上的瓶颈。该研究结果发表在Science Advances上。

这是第一个基于GW+rtBSE的激子动力学的工作,首次由第一性原理计算的角度给出了MoS2中的谷激子动力学清晰完整的物理图像,同时这套方法也可以广泛应用于其他材料体系,可以研究激子的弛豫、寿命、解离、以及与缺陷的相互作用等重要的物理问题,为基于第一性原理的固体材料激子动力学研究领域打开了大门。

详细阅读:

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/74468.htm

论文链接:

https://advances.sciencemag.org/content/7/10/eabf3759

中国科大实现远距离非视域成像

图:远距离非视域成像实验装置图:A.现场实验拓扑,B.光学系统,C.隐藏场景示意,D. 实验装置实物,E. 隐藏场景远景,F. 隐藏场景近景,G.隐藏场景实物。

中国科学技术大学教授潘建伟、窦贤康、徐飞虎等在国际上实验实现了1.43公里的远距离非视域成像,次将成像距离从米级提高到公里级,为非视域成像技术的开拓及在实际场景中的应用开辟了新道路。该成果于2021年3月4日发表在国际学术知名期刊《美国国家科学院院刊》上。

传统成像技术受限于一定范围的视场,非视域成像技术能够对隐藏在视线外的物体进行拍照,实现“隔墙观物”,极大地拓展了人类的成像能力。在该项工作中,研究团队从光学系统和重构算法同时出发,通过系统性的设计远距离成像解决方案,发展高效率、低噪声的非视域成像系统以及高效的成像算法,将非视域成像的距离从米级提高到公里级,相比先前的实验结果提升了三个数量级。最终,基于成像技术和算法的突破,该项工作成功在现场环境下实现了对1.43公里外的非视域场景进行成像以及对隐藏的物体进行实时跟踪。

详细阅读:

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/74469.htm

论文链接:

https://www.pnas.org/content/118/10/e2024468118

中国科大揭示了表面位点敏感的界面电荷转移和光催化反应效率

近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心、化学与材料科学学院黄伟新教授和华东理工大学龚学庆教授、中国科学技术大学张群教授、中国科学院大连化学物理研究所范峰滔研究员合作研究了优先暴露不同晶面的锐钛矿TiO2纳米晶光催化甲醇氧化反应,揭示了TiO2表面位点敏感的界面电荷转移和光催化反应效率。研究成果于3月8日发表在Angew. Chem. Int. Ed.上。

该甲醇/TiO2纳米晶体系光催化表面化学与黄伟新教授课题组之前的甲醇/TiO2单晶体系光催化表面化学相一致,充分证实了黄伟新教授提出的“从单晶到纳米晶模型催化体系”概念的科学性和可行性。

详细阅读:

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/74471.htm

论文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202014037

中国科大在量子资源领域取得重要进展

局部量子态区分成功概率的实验测定值

我校郭光灿院士团队在量子信息基础理论研究中取得重要进展。该团队李传锋、项国勇研究组与华沙大学Alexander Streltsov等人合作,对复数这种量子资源进行了深入的研究,并取得一系列重要的进展,相关结果以“Editors’ Suggestion”(编辑推荐文章)的形式于3月1日在国际著名物理期刊《Physical Review Letters》和《Physical Review A》上联合发表。

项国勇等人利用参量下转换制备的双光子纠缠态,进一步测定并比较了当仅用实数测量基和可使用任意测量基情形下的局部量子态区分的成功概率,成功观察到了当使用复数测量基时其成功概率的增加,从而验证了复数在量子力学中具有重要的作用。该工作证明了虚部在量子力学理论中是不可或缺的。

详细阅读:

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/74472.htm

论文链接:

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.090401

https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.103.032401

中国科学技术大学新闻中心

中国科学技术大学全媒体中心

信息来源:中国科大新闻网

本期编辑:刘源渤   实习编辑:陈晓静

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