有機(jī)超導(dǎo)體研究取得重要進(jìn)展

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)微尺度國家實(shí)驗(yàn)室陳仙輝課題組通過在具有π分子軌道的菲（菲是具有三個(gè)苯環(huán)的稠環(huán)芳香烴）中摻入堿金屬，實(shí)現(xiàn)了5開爾文溫度的超導(dǎo)電性。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，通過施加1萬個(gè)大氣壓的壓力使得超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度有20%的提高，并且超導(dǎo)體具有局域磁矩。研究結(jié)果表明這種新發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)體可能具有非常規(guī)的超導(dǎo)電性。這類超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)對非常規(guī)超導(dǎo)體機(jī)理的研究具有非凡意義。稠環(huán)芳香烴可以由不同數(shù)量的苯環(huán)組成，有一個(gè)很大的家族，其超導(dǎo)電性的發(fā)現(xiàn)表明又一類新的有機(jī)超導(dǎo)體家族誕生。該成果發(fā)表在Nature Communications上。

科研人員發(fā)現(xiàn)基于ⅠⅡⅤ族半導(dǎo)體的新型稀磁體

中科院物理所/北京凝聚態(tài)物理國家實(shí)驗(yàn)室（籌）極端條件實(shí)驗(yàn)室靳常青研究組近期發(fā)現(xiàn)了一類新的基于I—II—V半導(dǎo)體的稀磁體Li(Zn,Mn)As并在稀磁材料上成功實(shí)現(xiàn)了自旋和電荷分別注入和調(diào)控。該研究組發(fā)現(xiàn)，Li(Zn,Mn)As在3%Mn摻雜量既可具有接近3個(gè)Bohr磁子的飽和磁矩（Mn2+高自旋態(tài)的最大飽和磁矩為5個(gè)Bohr磁子），鐵磁居里溫度（Tc）可達(dá)50K。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，Li(Zn,Mn)As具有低的矯頑力（～300e），這為瞄準(zhǔn)應(yīng)用的低場調(diào)控自旋和電荷提供了可能。

由于具有和(Ga,Mn)As同樣的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，Li(Zn,Mn)As稀磁體的研制成功，為精細(xì)表征(Ga,Mn)As類稀磁體的磁性起源提供了重要條件。該研究的合作者，美國哥倫比亞大學(xué)物理系的Uemura教授運(yùn)用μSR技術(shù)研究了Li(Zn,Mn)As的磁性，確證在低Mn摻雜觀察到體態(tài)的長程磁有序。該成果發(fā)表在Nature Communications上。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證新形式的海森堡不確定原理

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室通過實(shí)驗(yàn)證明，在待測粒子的“量子信息”事先被存儲(chǔ)的情況下，“經(jīng)典”的不確定關(guān)系能夠被違背。他們在光學(xué)系統(tǒng)中利用非線性過程產(chǎn)生的孿生光子對制備出一種特殊的糾纏態(tài)——貝爾對角態(tài)，把其中一個(gè)光子作為被測光子，另一個(gè)光子作為存儲(chǔ)被測光子量子信息的輔助粒子；通過將輔助光子存儲(chǔ)在自行研制的自旋回聲式的量子存儲(chǔ)器中（存儲(chǔ)時(shí)間可以達(dá)到1.2μs），實(shí)現(xiàn)了對被測光子的兩個(gè)不對易力學(xué)量的測量，并給出了兩個(gè)力學(xué)量輸出結(jié)果不確定度的下界。這一結(jié)果確實(shí)違背了經(jīng)典的不確定原理，并且驗(yàn)證了新形式的海森堡不確定原理。該成果將有助于人們更深刻地理解量子力學(xué)的本質(zhì)特征，同時(shí)對量子密鑰傳輸?shù)陌踩宰C明也有著重要意義，并有望在量子工程學(xué)中獲得應(yīng)用。該成果發(fā)表在Nature Physics上。

鋸齒形邊緣石墨烯納米周期性結(jié)構(gòu)研究取得系列進(jìn)展

中科院物理所/北京凝聚態(tài)物理國家實(shí)驗(yàn)室（籌）的納米物理與器件實(shí)驗(yàn)室張廣宇研究組利用石墨烯的各向異性刻蝕效應(yīng)與傳統(tǒng)微加工技術(shù)結(jié)合起來，發(fā)展出了一種精確可控地制備具有原子級平整的鋸齒形（zigzag）邊緣結(jié)構(gòu)的石墨烯納米結(jié)構(gòu)的技術(shù)。這種加工技術(shù)的優(yōu)勢在于可以精確控制石墨烯納米結(jié)構(gòu)的尺寸，加工的最小線寬可以達(dá)到5納米以下；更重要的是，這種技術(shù)可以加工一致性、周期性的石墨烯納米結(jié)構(gòu)，在石墨烯納米結(jié)構(gòu)的大規(guī)模集成、石墨烯二維超晶格的制備以及石墨烯的器件集成等方面具有以往技術(shù)所不能達(dá)到的優(yōu)勢。

以這種方法制備出的10納米以下寬度石墨烯納米帶為基本研究對象，他們對其輸運(yùn)性質(zhì)及拉曼散射進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在這種鋸齒形邊緣結(jié)構(gòu)的石墨烯納米條帶中，載流子在其邊緣散射很弱，從而導(dǎo)致其具有極高的載流子遷移率。相對于其他方法制備的同等寬度的邊緣結(jié)構(gòu)無序的納米條帶，載流子遷移率高出一個(gè)量級。這種高質(zhì)量的石墨烯納米結(jié)構(gòu)是制作高速電子學(xué)器件的理想材料。另外，和以往無需邊緣結(jié)構(gòu)的石墨烯納米條帶的輸運(yùn)特性不同，他們在實(shí)驗(yàn)上首次觀察到由于鋸齒形邊緣態(tài)導(dǎo)致的半金屬性輸運(yùn)行為。這種具有鋸齒形邊緣的10納米以下寬度石墨烯納米帶表現(xiàn)出與大片石墨烯類似的電輸運(yùn)性質(zhì)，在室溫下沒有可觀測的輸運(yùn)帶隙。這些試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了以前的理論預(yù)言，表明zigzag石墨烯納米條帶確實(shí)是半金屬性的，澄清了邊緣無序態(tài)會(huì)導(dǎo)致的輸運(yùn)能隙的打開這一現(xiàn)象。該成果發(fā)表在Adv.Mater.上。

金屬納米線集成納米光學(xué)芯片的原理研究取得新進(jìn)展

中科院物理所/北京凝聚態(tài)物理國家實(shí)驗(yàn)室（籌）徐紅星研究組發(fā)現(xiàn)在均勻的介質(zhì)環(huán)境中，不同模式的金屬納米線表面等離激元的相干疊加可以產(chǎn)生手性（左旋或右旋）的表面等離激元，使光場能量繞著納米線螺旋地向前傳播。與圓偏振光的產(chǎn)生原理類似，手性表面等離激元也是由兩個(gè)具有固定π/2相位差且相互正交的分量（一階模）疊加而成。通過改變?nèi)肷涔獾钠衽c納米線的夾角，可以控制表面等離激元的手性（左旋或右旋）。而螺旋的周期也可以通過納米線的大小、周圍介質(zhì)的折射率、激發(fā)光波長等參數(shù)來控制。這些性質(zhì)對于亞波長光學(xué)器件與回路的設(shè)計(jì)與制作具有重要意義。利用量子點(diǎn)近場成像技術(shù)，可以精確地觀察到等離激元的不同的手性傳播特性。手性電磁波的一個(gè)重要應(yīng)用是與手性物質(zhì)相互作用。從納米線末端發(fā)射出來的光子將保持表面等離激元的手性，因此，金屬納米線手性表面等離激元可用于設(shè)計(jì)寬帶可調(diào)的納米圓偏振光光源，即納米尺度的1/4波片，可用于在納米尺度上探測光與手性物質(zhì)（如單個(gè)手性分子、單個(gè)DNA和蛋白分子的手性部分等）之間的相互作用。該成果發(fā)表在Phys.Rev.Lett.上。

“東方超環(huán)”高低約束模式轉(zhuǎn)換機(jī)制研究取得重要進(jìn)展

中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所EAST邊界物理組基于“東方超環(huán)”（EAST）高約束模式等離子體放電實(shí)驗(yàn)開展了大量研究，在低約束?！呒s束模（L—H約束模式）轉(zhuǎn)換機(jī)理研究上取得重要進(jìn)展。他們在臨界功率L-H轉(zhuǎn)換過程中觀測到小幅度極限環(huán)振蕩，在EAST裝置中，通過使用兩組環(huán)向分隔的往復(fù)探針，首次在低約束模-高約束模轉(zhuǎn)換（L-H轉(zhuǎn)換）前后觀測到頻率小于4kHz的準(zhǔn)周期的小幅度極限環(huán)振蕩及其對邊界湍流的調(diào)制作用。這一新的發(fā)現(xiàn)不僅為認(rèn)識L-H轉(zhuǎn)換的物理機(jī)制提供了新的線索，而且對于國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）在接近H模功率閾值條件下獲得H模具有重要意義。ITER在建成初期輔助加熱功率和H模功率閾值非常接近，能否在臨界功率條件下獲得H模，仍然存在不確定性。該成果發(fā)表在Phys.Rev.Lett.上。

太陽能電池材料硒化錫納米線化學(xué)合成研究取得進(jìn)展

中科院大連化物所潔凈能源國家實(shí)驗(yàn)室太陽能研究部、催化基礎(chǔ)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室分子催化與原位表征研究組李燦院士、張文華研究組利用溶液化學(xué)的優(yōu)勢，采用晶種誘導(dǎo)的方法首次生長了直徑約20nm的SnSe單晶納米線，長度從數(shù)百納米到數(shù)十微米可調(diào)。光譜表征表明，硒化錫單晶納米線顯示明顯的量子限域效應(yīng)：其間接和直接帶隙分別達(dá)到1.12 eV和1.55 eV,分別與太陽能電池材料Si和CdTe的帯隙非常接近，顯示出該材料在發(fā)展新型太陽能電池方面的潛力。同時(shí)，他們還與中科院長春光機(jī)所的劉星元研究員合作，組裝了基于P3HT和SnSe納米線的雜化太陽能電池，初步考察了硒化錫單晶納米線的光電性能。該成果在線發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

新型雙電層薄膜晶體管研究取得新進(jìn)展

中科院寧波材料技術(shù)與工程所所屬新能源技術(shù)所萬青研究組設(shè)計(jì)了一種具有雙側(cè)柵結(jié)構(gòu)的低壓雙電層薄膜新型晶體管。模擬計(jì)算表明，一個(gè)側(cè)柵可以有效地調(diào)控器件的閾值電壓和工作模式。他們還發(fā)明了一種基于單個(gè)金屬掩膜的自組裝繞射技術(shù)，一次薄膜沉積過程即可巧妙地完成器件的源/漏、兩個(gè)側(cè)柵和溝道薄膜沉積。利用磁控濺射沉積ITO源、漏和雙側(cè)柵電極時(shí)，保持金屬掩模版和襯底間特定的距離，ITO會(huì)繞射并自組裝到源/漏電極間，形成一層薄薄的溝道。器件的共平面雙側(cè)柵和自組裝溝道都可以很清楚地利用光學(xué)顯微鏡觀察到。當(dāng)?shù)诙裁鏂艠O電壓偏置從3V變到-2V時(shí)，器件的閾值電壓隨之從-0.55V變化到0.76V，實(shí)現(xiàn)了器件從典型的耗盡型模式向增強(qiáng)型模式的轉(zhuǎn)變。該類共平面雙側(cè)柵雙電層薄膜晶體管具有工藝步驟簡單、超低壓工作等特點(diǎn)，在低成本便攜式傳感器領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。該成果發(fā)表在Nano Lett.和Appl.Phys.Lett.上。

吲哚類化合物的不對稱還原研究取得進(jìn)展

中科院成都生物所天然產(chǎn)物中心孫健研究組發(fā)現(xiàn)其設(shè)計(jì)的哌啶酸類手性路易斯堿催化劑可用于三氯硅烷對1H-吲哚的不對稱還原。在布朗斯特酸的協(xié)同作用下，首次實(shí)現(xiàn)了有機(jī)小分子催化1H-吲哚的高立體選擇性還原，獲得了優(yōu)良的對映選擇性和非對映選擇性，為手性吲哚啉類化合物的合成提供了一種簡便快捷、環(huán)境友好的新方法。該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

異金屬氧鹵簇基無機(jī)-有機(jī)雜化化合物研究取得進(jìn)展

中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室黃小滎課題組巧妙地利用Sb(III)的孤對電子及端基配位Cl-對結(jié)構(gòu)的協(xié)同剪裁效應(yīng)，獨(dú)創(chuàng)性地設(shè)計(jì)合成了基于新穎的稀土-銻-氧氯組合的、具有近乎Td高對稱性的十六核異金屬納米簇合物(2-MePyH)5[Pr4Sb12O18Cl17]。他們進(jìn)一步以該簇為結(jié)點(diǎn)，分別以彎曲形和直線形雙齒有機(jī)羧酸配體為連接體取代簇中的部分端基Cl-離子，成功地構(gòu)筑了分別具有一維鏈狀結(jié)構(gòu)的(2-MepyH)4[Pr4Sb12O18Cl14(1,3-bdc)]和二維層狀結(jié)構(gòu)的(2-MepyH)3[Pr4Sb12O18Cl11(1,4-bdc)2]·4.5H2O簇基無機(jī)-有機(jī)雜化化合物，表明該納米簇是一種優(yōu)秀的構(gòu)筑簇基雜化材料的結(jié)構(gòu)基元。該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

離子液體包二氧化碳型微乳液研究取得新成果

中科院化學(xué)所膠體、界面與化學(xué)熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)室的研究人員在前期超臨界CO2/離子液體乳液研究的基礎(chǔ)上對CO2/離子液體/表面活性劑體系的相行為與分子間相互作用開展研究，發(fā)現(xiàn)這類體系可形成離子液體包CO2型微乳液，并研究了其形成機(jī)理。與傳統(tǒng)油水微乳液相比，這種新型微乳液具有許多特點(diǎn)，如微乳液由兩種綠色溶劑組成，并且其性質(zhì)和功能可以用CO2的壓力和離子液體的種類進(jìn)行有效調(diào)控；CO2可以通過卸壓方便地去除，不會(huì)造成對產(chǎn)物的污染等。這類微乳液體系在化學(xué)反應(yīng)、材料合成等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

復(fù)合納米材料研究獲得新進(jìn)展

中科院過程所楊軍研究組發(fā)展了一種制備二元和多元硫化銀-貴金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)納米材料的方法。該方法起于在水相中成功合成單一分散的硫化銀納米顆粒，復(fù)雜的單斜晶體結(jié)構(gòu)為貴金屬沉積提供了合適的晶面。在硫化銀納米顆粒存在的情況下對貴金屬離子進(jìn)行還原，可以成功地將 Au，Pt，Pd，Ru，Rh，Os，Ir等貴金屬沉積在硫化銀納米顆粒表面，沉積模式隨不同的金屬類型變化。多元復(fù)合結(jié)構(gòu)納米材料可以通過連續(xù)沉積不同金屬的方法完成，從而將多種金屬集成在一個(gè)微小的納米體系內(nèi)。由于沉積的金屬顆粒微細(xì)的性質(zhì)和復(fù)合材料中不同組分間的電子耦合效應(yīng)，含Pt的復(fù)合材料體系對直接甲醇燃料電池中的甲醇氧化反應(yīng)展示了優(yōu)良的催化活性。該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

氮雜環(huán)卡賓催化合成手性含硫化合物研究獲新進(jìn)展

中科院化學(xué)所分子識別與功能院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在氮雜環(huán)卡賓催化合成手性含硫化合物研究中取得新進(jìn)展。在前期實(shí)現(xiàn)氮雜環(huán)卡賓催化合成手性內(nèi)酯、內(nèi)酰胺等多種雜環(huán)化合物基礎(chǔ)上，研究人員發(fā)展了氮雜環(huán)卡賓催化的烯酮與亞硫酰芳胺的不對稱［2+2］形式環(huán)加成反應(yīng)，高產(chǎn)率、高對映選擇性地得到了相應(yīng)的硫雜環(huán)化合物。進(jìn)一步通過氧化、還原等衍生反應(yīng)，制備了內(nèi)磺酰胺、硫酯、硫醇等在藥物化學(xué)及合成化學(xué)中有重要應(yīng)用前景的手性含硫化合物。該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

功能化石墨烯材料可去除持久性有機(jī)污染物

中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所低溫等離子體應(yīng)用研究室王祥科研究員和中科院化學(xué)所胡文平研究員合作，成功制備出分散性均勻的功能化石墨烯材料并對該材料進(jìn)行磺酸化處理，實(shí)現(xiàn)了對持久性有機(jī)污染物的有效去除。石墨烯材料由于具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)與有機(jī)污染物之間可以形成非常強(qiáng)的絡(luò)合能力，因而可以吸附有機(jī)污染物。但是由于石墨烯在溶液中易團(tuán)聚，其吸附能力遭到降低。他們發(fā)現(xiàn)，在石墨烯表面進(jìn)行磺酸基功能化處理，可以提高石墨烯的分散性，進(jìn)而提高石墨烯的吸附能力。這種功能化石墨烯對萘和萘酚的吸附能力達(dá)到了2.4毫摩爾/克，是目前所有材料中吸附能力最高的材料。此外，通過對石墨烯進(jìn)行氧化處理，在其表面修飾含氧功能基團(tuán)后可以很好地吸附金屬離子。他們在制備石墨烯納米材料研究中，利用等離子體技術(shù)可以直接在石墨表面剝離制備石墨烯，不需要化學(xué)試劑，可簡化制備過程，且該過程是環(huán)境友好的。目前，該種材料的制備成本較高，但隨著技術(shù)的發(fā)展，將有望實(shí)現(xiàn)低成本、規(guī)?；苽洌虼嗽谖磥淼沫h(huán)境污染治理中有非常重要的應(yīng)用前景。該成果發(fā)表在Adv.Mater.上。

磁性氧化鐵納米管靶向輸送難溶性抗腫瘤藥物獲進(jìn)展

中科院過程工程所馬光輝研究組構(gòu)建了一種基于磁性氧化鐵納米管的傳輸體系，實(shí)現(xiàn)了紫杉醇的高效給藥。通過對結(jié)晶過程的控制，可以將紫杉醇納米晶成功地裝載于納米管內(nèi)部。該體系不僅可以借助表面修飾的親水性分子躲避內(nèi)皮網(wǎng)狀系統(tǒng)的識別，在體內(nèi)具有較長的循環(huán)半衰期；而且能夠在外加磁場的作用下展示出良好的磁靶向性，大大提高腫瘤細(xì)胞對藥物的攝取量；上述納米管在被細(xì)胞攝取后還會(huì)被溶酶體捕獲，其中酸性環(huán)境能夠促進(jìn)氧化鐵基質(zhì)的降解，從而加速了難溶藥物的釋放?；谏鲜鰞?yōu)勢，該給藥體系與傳統(tǒng)商品化制劑相比，顯示出了更好的抗腫瘤能力和更少的毒副作用，在難溶性抗腫瘤藥物輸送領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。該成果作為封面文章發(fā)表在Adv.Funct.Mater.上（相關(guān)圖片請見封面）。

科研人員發(fā)明新一代高效糖苷化方法

中科院上海有機(jī)所生命有機(jī)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室俞飚研究組發(fā)展了新一代糖苷化反應(yīng)：以糖基鄰炔基苯甲酸酯為給體的一價(jià)金催化的糖苷化反應(yīng)。他們使用該反應(yīng)完成了一系列活性寡糖和糖綴合物的高效合成，相比于經(jīng)典的糖苷化反應(yīng)，新反應(yīng)具有獨(dú)特的反應(yīng)機(jī)理，因而具備獨(dú)特的優(yōu)勢。其中的一個(gè)優(yōu)勢是對于核苷的合成。核苷在生命過程中起關(guān)鍵作用，大量人工合成的核苷類化合物則通過干涉這些作用而成為重要的藥物。糖與堿基的N－糖苷化是核苷全合成的關(guān)鍵，然而，迄今仍主要依賴經(jīng)典的Vorbruggen反應(yīng)，即糖基乙酰酯和預(yù)先硅烷化的堿基在Lewis酸的促進(jìn)下進(jìn)行的N－糖苷化反應(yīng)。該反應(yīng)條件較劇烈，產(chǎn)率可能不高，特別是與嘌呤類堿基反應(yīng)時(shí)產(chǎn)率較低，而且，難以控制N9/N7的區(qū)域選擇性。由于新反應(yīng)中給體穩(wěn)定、活化條件溫和、沒有引入親核物種，因此，可以用酸敏感的叔丁氧羰基（Boc）這樣的保護(hù)基保護(hù)的嘌呤類堿基作為反應(yīng)受體來進(jìn)行N－糖苷化反應(yīng)。這樣不僅克服了嘌呤在常規(guī)溶劑中的溶解性差的問題，而且完全控制了反應(yīng)的區(qū)域選擇性。這一合成核苷的新方法可望用于大量核苷類化合物的合成。該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

納米粒子自組裝合作研究取得重要進(jìn)展

國家納米科學(xué)中心納米材料研究室唐智勇研究組近成功實(shí)現(xiàn)了多分散（20—30%）無機(jī)納米粒子在溶液中的可控自組裝。實(shí)驗(yàn)和理論模擬發(fā)現(xiàn)，納米粒子能利用自身的庫侖排斥與范德華吸引力的平衡，通過自限制組裝過程，自發(fā)形成具有獨(dú)特的內(nèi)松外緊類“核-殼”結(jié)構(gòu)且具有高單分散性（7%—9%）的超級納米粒子。這一自限制組裝策略適用于多種半導(dǎo)體材料（如硒化鎘、硫化鎘、硒化鋅和硫化鉛等）在溶液中的可控組裝，且可用于構(gòu)筑各向同性或各向異性的金/半導(dǎo)體核/殼結(jié)構(gòu)。此外，該研究結(jié)果對于理解單分散性的病毒等生物體系和聚合物等有機(jī)大分子超結(jié)構(gòu)的形成具有指導(dǎo)意義。該成果發(fā)表在Nature Nanotechnology上。

金屬有機(jī)骨架分離膜研究取得進(jìn)展

中科院大連化物所楊維慎研究組利用了金屬有機(jī)骨架（MOFs）材料（ZIF-8）的骨架柔性，實(shí)驗(yàn)觀測和理論模擬到異丁醇分子在ZIF-8納米粒子上吸附過程中的“gate-opening”效應(yīng)?；谠撔?yīng)和ZIF材料的表面超疏水性，制備出可以優(yōu)先透過醇類大分子而阻止尺寸更小的水分子的高性能ZIF-8納米復(fù)合膜。該膜可高效地從低濃度發(fā)酵液中富集異丁醇（第二代生物燃料），分離系數(shù)為34.9—40.1，透量為6.4—8.6 kgh-1m-2，超出了文獻(xiàn)報(bào)道的丁醇富集膜的性能上限。能耗分析表明，該ZIF-8復(fù)合膜的滲透汽化分離能耗僅為精餾能耗的一半，展現(xiàn)出良好的工業(yè)應(yīng)用前景。上述研究成果有望顯著推動(dòng)膜分離技術(shù)在生物燃料生產(chǎn)中的應(yīng)用，并對MOFs分離膜在大分子選擇性分離和液體分離領(lǐng)域的相關(guān)研究起到重要的借鑒作用。該成果作為封面文章發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

新型溫敏化學(xué)熒光傳感材料研究取得重要進(jìn)展

中科院化學(xué)所光化學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)合成了一類新型的三芳基硼化合物，實(shí)現(xiàn)了對溫度在很寬范圍的靈敏響應(yīng)。在以前利用溫敏材料制備的化學(xué)熒光傳感器中，隨著溫度的增加，發(fā)光組分的發(fā)光效率會(huì)大大降低，很難實(shí)現(xiàn)較大溫度范圍的檢測。該研究設(shè)計(jì)合成了一類新型的三芳基硼化合物作為發(fā)光組分，利用其在溶液中高溫和低溫時(shí)不同分子構(gòu)象之間的轉(zhuǎn)變，保證了在很寬的溫度范圍內(nèi)都具有很高的發(fā)光量子效率，并在不同溫度下表現(xiàn)出明顯的發(fā)光顏色變化。在低溫表現(xiàn)為綠色發(fā)光，高溫表現(xiàn)為藍(lán)色發(fā)光。將這種發(fā)光溶液密封在薄膜中，制備出了大面積的溫度敏感材料，其溫度敏感的空間分辨率可以達(dá)到幾十微米。該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

科研人員研制出超高靈敏硅納米線DNA傳感器

中科院上海微系統(tǒng)所王躍林/李鐵課題組與上海應(yīng)用物理所樊春海課題組合作在傳統(tǒng)半導(dǎo)體加工技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用硅材料自身的工藝選擇性，基于自上而下方法發(fā)展了硅納米線加工技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了納米級尺寸的精確控制。硅納米線不但寬度可以達(dá)到20納米，而且其三角形截面具有更大的比表面積，有利于器件性能的提高，為批量制備高檢測靈敏度的陣列FET生物傳感器邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。通過對硅納米線進(jìn)行硅烷化修飾、表面單分子膜層自組裝以及單鏈DNA探針的固定，他們研制的DNA傳感器成功實(shí)現(xiàn)了對低至1 fM的DNA靶標(biāo)分子的響應(yīng)，這是目前已報(bào)道的最靈敏的基于硅納米線FET的DNA傳感器。這種DNA傳感器還可以實(shí)現(xiàn)對單堿基錯(cuò)配的分析和對多種病原DNA序列的同時(shí)檢測。該成果發(fā)表在Nano Lett.上。

科研人員探索干細(xì)胞結(jié)合納米材料靶向治療腫瘤的新策略

中科院理化技術(shù)所納米材料可控制備與應(yīng)用研究室唐芳瓊課題組與多家單位合作，設(shè)計(jì)了一種全新高效的腫瘤靶向策略：將載藥夾心二氧化硅納米顆粒結(jié)合到間充質(zhì)干細(xì)胞上，間充質(zhì)干細(xì)胞受到腫瘤細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子的吸引可以主動(dòng)追蹤到腫瘤細(xì)胞，將載藥納米顆粒輸送到腫瘤組織的各個(gè)部位，釋放藥物導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞凋亡。這一全新的靶向方法采用具有趨化作用的間充質(zhì)干細(xì)胞作為 “靶向運(yùn)輸車”，像“特洛伊木馬”一樣，里應(yīng)外合徹底殺死腫瘤細(xì)胞，相比傳統(tǒng)的靶向方法具有更強(qiáng)的主動(dòng)性、目標(biāo)性和靶向性。該成果在ACS Nano上在線發(fā)表。

納米材料生物效應(yīng)研究取得新進(jìn)展

國家納米科學(xué)中心中科院納米生物效應(yīng)與安全性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳春英研究組與納米材料研究室唐智勇研究組合作，在以秀麗線蟲為模型研究納米材料生物效應(yīng)方面取得重要進(jìn)展，他們選擇了目前最具應(yīng)用前景的量子點(diǎn)（Quantum dots）作為代表性納米材料，研究了其在體內(nèi)的分布、代謝、轉(zhuǎn)化和長期毒理效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)：量子點(diǎn)經(jīng)攝食進(jìn)入并積累在秀麗線蟲消化系統(tǒng)，進(jìn)入消化道內(nèi)皮細(xì)胞定位于溶酶體，長期蓄積會(huì)導(dǎo)致量子點(diǎn)從消化系統(tǒng)向生殖系統(tǒng)遷移，并導(dǎo)致生殖障礙和子代發(fā)育毒性。該研究工作對于建立以秀麗線蟲為模式生物評價(jià)納米材料生物效應(yīng)的研究平臺具有重要意義，并有望在后續(xù)研究中推廣應(yīng)用于多種重要納米材料的研究，在不同層次闡明納米材料與生物體系相互作用的機(jī)制。該系列研究成果不僅有助于進(jìn)一步加深對不同納米材料與生物體系相互作用的機(jī)制與共性規(guī)律的理解，同時(shí)對合理設(shè)計(jì)和安全使用納米材料也具有參考價(jià)值。該成果發(fā)表在Nano Lett.上。

青藏高原哺乳動(dòng)物化石研究取得重要進(jìn)展

以中科院古脊椎動(dòng)物與古人類所鄧濤研究員為首的中外科學(xué)家在西藏喜馬拉雅山西部高海拔的札達(dá)盆地發(fā)現(xiàn)一個(gè)上新世哺乳動(dòng)物化石組合，其中包含了已知最原始的披毛犀。他們根據(jù)來自西藏的新化石材料證明，冰期動(dòng)物群的一些成員在第四紀(jì)之前已經(jīng)在青藏高原上演化發(fā)展。冬季嚴(yán)寒的高海拔青藏高原成為冰期動(dòng)物群的“訓(xùn)練基地”，使它們形成對冰期氣候的預(yù)適應(yīng)，此后成功地?cái)U(kuò)展到歐亞大陸北部的干冷草原地帶。這一新的發(fā)現(xiàn)推翻了冰期動(dòng)物起源于北極圈的假說，證明青藏高原才是它們最初的演化中心。

在札達(dá)盆地發(fā)現(xiàn)的新種西藏披毛犀（Coelodonta thibetana），其生存時(shí)代為約370萬年前的上新世中期，它在系統(tǒng)發(fā)育上處于披毛犀譜系的最基干位置，是目前已知最早的披毛犀記錄。隨著冰期在280萬年前開始顯現(xiàn)，西藏披毛犀離開高原地帶，經(jīng)過一些中間階段，最后來到歐亞大陸北部的低海拔高緯度地區(qū)，與牦牛、盤羊和巖羊一起成為中、晚更新世繁盛的猛犸象-披毛犀動(dòng)物群的重要成員。披毛犀的存在說明札達(dá)盆地在上新世時(shí)的高度達(dá)到甚至高于現(xiàn)在的海拔，因此形成了冬季漫長的零下溫度環(huán)境。對于適應(yīng)寒冷氣候的第四紀(jì)冰期動(dòng)物群的起源，原來一直在上新世和早更新世的極地苔原和干冷草原上尋找。該發(fā)現(xiàn)表明實(shí)際上高高隆升的青藏高原上的嚴(yán)酷冬季已經(jīng)為歐亞大陸和北美晚更新世冰期動(dòng)物群的一些成功種類提供了寒冷適應(yīng)進(jìn)化的最初階段。該成果發(fā)表在Science上。

非靜海相沉積物Mo同位素研究取得新認(rèn)識

中科院地球化學(xué)所溫漢捷研究組通過國際合作，建立了一套準(zhǔn)確測定樣品中Mo同位素的方法，同時(shí)利用此項(xiàng)技術(shù)對多個(gè)早寒武世地質(zhì)剖面進(jìn)行了深入的研究。研究發(fā)現(xiàn)，不僅是碳酸鹽巖，分布廣泛的海相沉積磷塊巖也可能是保存古海水Mo同位素組成的良好載體。在對云南梅樹村下寒武統(tǒng)剖面和貴州織金下寒武統(tǒng)剖面的初步研究發(fā)現(xiàn)，“原生”磷塊巖（Pristine phosphorite）能夠保存古海水Mo同位素的信號，同時(shí)某些碳酸鹽巖，如大海段白云巖也能保存古海水Mo同位素的信號。如在梅樹村剖面中誼村段上部和織金剖面戈仲伍組上段的“原生”磷塊巖層，以及梅樹村剖面大海段白云巖發(fā)現(xiàn)其δ97Mo變化于0.99‰—1.43‰，平均1.3‰±0.3‰（2σ），接近于現(xiàn)代海水的Mo同位素，暗示了在寒武紀(jì)早期，海水的化學(xué)狀態(tài)可能已經(jīng)類似現(xiàn)代海洋，而與前寒武紀(jì)海洋截然不同。該項(xiàng)研究的初步成果極大地?cái)U(kuò)展了Mo同位素作為古海洋環(huán)境地球化學(xué)示蹤劑應(yīng)用范圍。該成果發(fā)表在Geology上。

環(huán)境污染物遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理研究取得進(jìn)展

中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所王祥科研究組在重金屬離子和放射性核素的化學(xué)形態(tài)分析和遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理研究方面取得新進(jìn)展，為準(zhǔn)確預(yù)測污染物在環(huán)境介質(zhì)中的遷移轉(zhuǎn)化行為和生態(tài)污染效應(yīng)提供了有力的理論依據(jù)。他們利用合肥同步輻射國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和上海光源的X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)(XAFS)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，對重金屬離子Ni(II)和放射性核素Eu(III)在環(huán)境天然礦物上的吸附微觀形態(tài)進(jìn)行了深入的研究，通過數(shù)據(jù)處理和軟件擬合分析，得到了不同環(huán)境化學(xué)條件下Ni(II)和Eu(III)在天然礦物表面的吸附形態(tài)和微觀機(jī)理?；谏鲜龈挥谐晒难芯抗ぷ骱痛罂茖W(xué)工程儀器共享科研平臺，課題組研究人員還將進(jìn)一步探索發(fā)展新的分析方法和表征技術(shù)，以期更系統(tǒng)更準(zhǔn)確地研究和預(yù)測現(xiàn)實(shí)水體環(huán)境中各種污染物的形態(tài)分布和遷移轉(zhuǎn)化趨勢，在環(huán)境化學(xué)學(xué)科重大科學(xué)問題和前沿領(lǐng)域中取得更大的進(jìn)展和突破。該成果發(fā)表在Geochimica et Cosmochimica Acta上。

肥胖調(diào)控機(jī)制合作研究獲重要進(jìn)展

中科院北京基因組所楊運(yùn)桂研究員與美國芝加哥大學(xué)何川教授合作，發(fā)現(xiàn)了肥胖相關(guān)基因FTO(Fat mass and obesity-associated protein）主要作用底物是RNA中的6甲基腺嘌呤（m6A）。該研究為揭示FTO調(diào)控肥胖發(fā)生機(jī)制提供了重要線索。他們通過體外模擬生理環(huán)境下的去甲基化反應(yīng)條件，將FTO的野生型和突變型蛋白分別與甲基化底物共同孵育，利用質(zhì)譜和高效液相技術(shù)，對多種甲基化形式進(jìn)行探索，最終發(fā)現(xiàn)FTO對單鏈RNA上的m6A具有去甲基化功能。同時(shí)，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在FTO基因敲低細(xì)胞中mRNA中的m6A水平升高；相反，在FTO過表達(dá)細(xì)胞中mRNA中的m6A水平降低；而m6A甲基化酶METTL3的表達(dá)均未受到影響。免疫熒光實(shí)驗(yàn)證實(shí)，F(xiàn)TO在細(xì)胞核中呈點(diǎn)狀分布。通過與各種細(xì)胞核內(nèi)亞細(xì)胞器標(biāo)志分子共染，發(fā)現(xiàn)FTO與speckle標(biāo)志分子SC35、U4/U6.U5 snRNA相關(guān)蛋白SART1、轉(zhuǎn)錄酶RNA PolII(2位Ser磷酸化)有部分共定位。轉(zhuǎn)錄抑制后，類似RNA PolII(2位Ser磷酸化)，F(xiàn)TO會(huì)聚集到speckle中。而m6A甲基化酶METTL3也定位于speckle。因此，F(xiàn)TO可能通過調(diào)控mRNA上m6A甲基化的逆轉(zhuǎn)參與mRNA加工。該成果在線發(fā)表在Nature Chemical Biology上。

細(xì)胞自噬與腫瘤關(guān)系研究獲重要進(jìn)展

中科院上海有機(jī)所馬大為研究組與哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授、上海有機(jī)化學(xué)所兼職研究員袁鈞瑛課題組合作，通過篩選和進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)了一種高效并具有高選擇性的細(xì)胞自吞噬小分子抑制劑，命名為Spautin-1。他們發(fā)現(xiàn)，該小分子通過對兩個(gè)去泛素酶——USP10和USP13選擇性抑制，促進(jìn)Beclin1蛋白泛素化水平增高，進(jìn)而引起III型磷脂酰肌醇三磷酸激酶復(fù)合物的降解。III型磷脂酰肌醇三磷酸激酶復(fù)合物Vps34/Beclin1是細(xì)胞自吞噬信號通路中重要的調(diào)控元件。該復(fù)合物主要負(fù)責(zé)催化磷脂酰肌醇轉(zhuǎn)化為3-磷酸磷脂酰肌醇。其中，Vps34是一種典型的III型磷脂酰肌醇三磷酸激酶。Beclin1作為一個(gè)重要的抑癌基因，在人類乳腺癌、卵巢癌和前列腺腫瘤等多種癌癥中出現(xiàn)變異或者基因單拷貝缺失。泛素-蛋白酶體系是細(xì)胞內(nèi)一種重要的蛋白降解途徑，去泛素酶通過控制蛋白的泛素化水平，調(diào)節(jié)蛋白通過蛋白酶途徑的降解。有趣的是，他們發(fā)現(xiàn)Beclin1也調(diào)控這兩個(gè)去泛素酶的穩(wěn)定性。因?yàn)閁SP10同時(shí)也是p53蛋白的去泛素酶，所以III型磷脂酰肌醇三磷酸激酶復(fù)合物對去泛素酶的影響也調(diào)控著p53蛋白的水平。這些結(jié)果不僅為細(xì)胞自吞噬研究提供了重要的研究工具，也揭示了兩種重要的抑癌蛋白p53和Beclin1之間的不為人知的內(nèi)在聯(lián)系，為人類發(fā)展新的癌癥治療藥物提供了重要信息。該成果發(fā)表在Cell上。

神經(jīng)精神疾病病理研究取得重要進(jìn)展

中科院武漢物理與數(shù)學(xué)所徐富強(qiáng)課題組與合作者利用多模態(tài)的手段和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物揭示了鳥苷酰環(huán)化酶-C（guanylyl cyclase-C，GC-C)的激活，通過cGMP依賴蛋白激酶（PKG），強(qiáng)化由谷氨酸和乙酰膽堿受體導(dǎo)致的多巴胺神經(jīng)元的興奮性活動(dòng)；GC-C敲除動(dòng)物的確展現(xiàn)了過高的活動(dòng)和注意力缺乏，而且，這些行為可以被相應(yīng)的治療注意力缺乏多動(dòng)癥的藥物和PKG的興奮劑所逆轉(zhuǎn)。這些結(jié)果不僅揭示了GC-C/PKG通路在重要腦功能中的角色，而且提供了一個(gè)研發(fā)治療相應(yīng)神經(jīng)精神疾病藥物的新靶點(diǎn)。該成果發(fā)表在Science上。

卵細(xì)胞重編程機(jī)制研究取得重要進(jìn)展

中科院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)所徐國良、李勁松課題組及其合作單位關(guān)于Tet3 DNA雙加氧酶負(fù)責(zé)卵細(xì)胞重編程的研究取得重要進(jìn)展。他們研究發(fā)現(xiàn)卵細(xì)胞來源的母源因子Tet3加氧酶負(fù)責(zé)父本基因組DNA胞嘧啶甲基的氧化修飾，從而啟動(dòng)DNA的去甲基化，進(jìn)一步激活Oct4和Nanog等全能性基因的表達(dá)。卵細(xì)胞內(nèi)特異性敲除Tet3的母鼠生育力顯著下降，其大部分胚胎在著床后發(fā)生退化，被母體吸收。此外，Tet3在動(dòng)物克隆過程中對移入卵細(xì)胞的供體細(xì)胞DNA的重編程也發(fā)揮著重要的作用。這一發(fā)現(xiàn)提示，動(dòng)物克隆和自然受精過程很可能采用了同樣的重編程機(jī)制。該研究成果使人們對早期胚胎發(fā)育中的重編程過程有了更清晰的認(rèn)識，也為提高動(dòng)物克隆效率帶來了新的理論依據(jù)，有可能在分子機(jī)制上為不孕不育癥提供新的詮釋。該成果發(fā)表在Nature上。

蘭州重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)實(shí)現(xiàn)最重元素鈾離子加速

中科院近代物理所科研人員的經(jīng)過調(diào)試，蘭州重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)主環(huán)（HIRFL-CSRm）成功實(shí)現(xiàn)了自然界存在的最重元素鈾離子的儲(chǔ)存、冷卻、累積與加速。這是蘭州重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)在重離子加速器調(diào)試方面取得的最高標(biāo)志性成果。由超導(dǎo)ECR離子源產(chǎn)生的238U32+離子，經(jīng)HIRFL-SFC回旋加速器加速到0.3GeV后注入CSRm，在CSRm中經(jīng)多次多圈注入和電子冷卻累積后加速到23.8GeV。9月21日，蘭州重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)工程后評價(jià)專家組對HIRFL-CSR加速鈾離子進(jìn)行了現(xiàn)場測試。至此，蘭州重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)成功累積加速了元素周期表上從最輕的“氫”到最重的“鈾”，包括氣體、固體及金屬等多種離子，成為名副其實(shí)的全離子重離子加速器。