飛秒超快激光法制備超小尺寸銀納米孔取得進(jìn)展

中科院物理所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（籌）趙繼民研究組與孟勝研究員合作采用飛秒超快激光法制備銀納米結(jié)構(gòu)，細(xì)致分析了實(shí)驗(yàn)中觀察到的超小銀納米孔形成的微觀物理機(jī)制，并基于密度泛函理論構(gòu)造了納米孔形成的分子層次模型，揭示了其中包覆劑分子如何起到關(guān)鍵作用；并與楊槐馨、徐紅星研究員等合作，進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)表征和探索，制備出了直徑為2.3nm，深度為3nm的納米孔。

在此基礎(chǔ)上，研究人員通過(guò)改變分子大小實(shí)現(xiàn)了銀納米孔直徑的大小調(diào)控，制備出直徑為1.6nm的銀納米孔，印證了提出的物理機(jī)制正確性并拓展了應(yīng)用前景。新方法結(jié)合了飛秒超快激光和化學(xué)包覆劑分子的優(yōu)點(diǎn)，其中納米孔的形成基于漸進(jìn)生長(zhǎng)物理機(jī)制。超小直徑的單個(gè)的銀納米孔可能應(yīng)用在帶孔洞的金屬覆蓋的近場(chǎng)光學(xué)掃描探針、高分辨成像覆蓋掩膜、磁性等離激元共振研究、單孔生物傳感器等領(lǐng)域。該成果發(fā)表在Nano Lett.上。

石墨烯高靈敏一氧化氮傳感器件研究取得新成果

中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生所器件部劉立偉研究組與中科院物理所合作，在制作基于石墨烯的高靈敏一氧化氮?dú)怏w傳感器方面取得進(jìn)展。他們以微納加工圖形化的石墨烯為電極，利用交流電泳技術(shù)制作金屬納米顆粒修飾還原的氧化石墨烯傳感通道。氣體分子的作用降低了石墨烯與金屬顆粒之間Schottky勢(shì)壘的厚度，實(shí)現(xiàn)了1 ppb(10億分之一)至1 ppm（100萬(wàn)分之一）的高靈敏探測(cè)性能，對(duì)于低功耗、室溫NO高靈敏呼吸和環(huán)境探測(cè)具有潛在應(yīng)用價(jià)值。該成果發(fā)表在ACS Nano上。

科研人員制備出八光子糾纏態(tài)

中國(guó)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)室成功制備出8光子糾纏態(tài)，刷新了世界上多光子糾纏的制備和操作數(shù)目記錄。研究人員對(duì)已有的糾纏光源制備方法進(jìn)行改進(jìn)，利用特殊切割的非線性晶體制備出高亮度的雙光子糾纏源。新方法能夠把產(chǎn)生的光子對(duì)的錐束壓縮成一個(gè)很小的圓斑，極大地提高了收集效率。他們利用單模光纖收集技術(shù)克服了光路穩(wěn)定性難題并提高了雙光子的糾纏度，然后利用偏振分束器實(shí)現(xiàn)3個(gè)門操作,把雙光子糾纏態(tài)級(jí)聯(lián)成8光子糾纏態(tài)，并利用自主研制的16通道復(fù)合分析儀，有效克服了8光子糾纏態(tài)的探測(cè)分析難題。最后，通過(guò)采用糾纏目擊者技術(shù)驗(yàn)證了8光子的糾纏特性，并進(jìn)一步利用產(chǎn)生出的糾纏態(tài)完成了8方量子通信復(fù)雜性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果超越了經(jīng)典界限，展示了量子糾纏的優(yōu)越性。

該項(xiàng)成果意味著人們對(duì)多光子糾纏的制備與操控達(dá)到前所未有的8光子水平，將在量子通信網(wǎng)絡(luò)、基于糾纏的量子計(jì)算等量子信息過(guò)程中獲得重要應(yīng)用，同時(shí)推動(dòng)了量子糾纏的特性與分類等基本物理問(wèn)題的研究。該成果在線發(fā)表在Nature Communications上。

科研人員揭示鋸齒形邊緣石墨烯納米帶中的電聲子耦合效應(yīng)

中科院物理所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（籌）張廣宇研究組，利用拉曼散射光譜技術(shù)，研究了具有鋸齒形邊緣結(jié)構(gòu)的石墨烯納米帶的電聲子耦合特性。他們首次在這種結(jié)構(gòu)中觀察到了G峰的劈裂（G--1583軟化的E2g模式；G+-1594本征的E2g模式）。這種非應(yīng)力效應(yīng)導(dǎo)致的G峰劈裂可歸因于鋸齒形邊緣結(jié)構(gòu)獨(dú)特的局域金屬邊緣態(tài)導(dǎo)致的“Peierls-like”金屬屏蔽效應(yīng)，從而產(chǎn)生聲子軟化現(xiàn)象。兩個(gè)劈裂G峰的相對(duì)強(qiáng)度與納米帶尺寸之間存在著強(qiáng)烈的依賴關(guān)系，當(dāng)納米帶寬度小于5(±3nm)時(shí)，軟化的G-峰仍然存在，而本征的G+峰消失，由此可確定局域邊緣態(tài)的耦合范圍為3-4nm。另外，G-峰可以作為Z-GNR的指紋峰，用以表征石墨烯納米帶的邊緣結(jié)構(gòu)。

此外，結(jié)合偏振拉曼散射實(shí)驗(yàn)，他們還首次從實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了具有鋸齒形邊緣結(jié)構(gòu)的石墨烯納米帶的TO振動(dòng)模式具有4重對(duì)稱性。該結(jié)果為正確判定石墨烯納米帶聲子振動(dòng)特性的理論研究提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。該成果發(fā)表在Nano lett.上。

金納米粒子的催化性能研究取得系列進(jìn)展

中科院上海應(yīng)用物理所物理生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室樊春海、李迪、黃慶研究組合作研究發(fā)現(xiàn)，金納米粒子可以在液相中對(duì)葡萄糖的氧化具有很強(qiáng)的催化活性，其催化機(jī)制類似于天然的葡萄糖氧化酶且具有更好的pH和溫度穩(wěn)定性。他們利用這種類似天然生物酶的金納米粒子催化活性與金納米粒子的催化生長(zhǎng)耦合，實(shí)現(xiàn)了金納米粒子的尺寸、形貌和催化活性的同時(shí)控制，并提出了一種自限的生長(zhǎng)機(jī)制。進(jìn)一步研究表明，DNA分子可以調(diào)控這種自限生長(zhǎng)過(guò)程。單鏈DNA分子可以強(qiáng)烈吸附在金納米粒子表面，抑制其催化活性，從而抑制其生長(zhǎng)過(guò)程；而雙鏈DNA分子與金納米粒子的作用力較弱，較少抑制其生長(zhǎng)過(guò)程。他們與華東理工大學(xué)龍億濤教授合作，利用暗場(chǎng)光學(xué)顯微鏡技術(shù)可以實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地觀測(cè)DNA分子對(duì)單個(gè)金納米粒子生長(zhǎng)過(guò)程的影響。該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

非晶合金韌脆轉(zhuǎn)變機(jī)理研究取得進(jìn)展

中科院物理所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家實(shí)驗(yàn)室汪衛(wèi)華研究組與中科院化學(xué)所向俊峰博士合作，利用固體核磁共振方法從電子結(jié)構(gòu)和原子排列層面考察了微合金化導(dǎo)致的這類合金韌脆轉(zhuǎn)變的機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)，金屬玻璃中結(jié)合鍵的柔順性可能對(duì)這種撕裂和滑動(dòng)具有決定性作用。該項(xiàng)研究假設(shè)無(wú)方向s性軌道電子參與成鍵成分越多，鍵柔順性就越強(qiáng)，鍵在剪切作用下越容易滑動(dòng)，在拉應(yīng)力作用下就容易伸長(zhǎng)而不易導(dǎo)致斷裂，從而裂尖塑性就越大也就會(huì)耗散更多的能量。該假設(shè)的依據(jù)是：TiAl等化合物以及金屬玻璃的密度泛函計(jì)算結(jié)果均表明過(guò)渡金屬（TM）-Al p-d軌道雜化以及費(fèi)米能級(jí)處的d電子會(huì)導(dǎo)致費(fèi)米能級(jí)處的Al 3s電子被散射，s電子會(huì)移動(dòng)結(jié)合能，接近基態(tài)原子能級(jí)位置，形成局域化。費(fèi)米能級(jí)附近s態(tài)密度減小程度與這種雜化程度有關(guān)。27Al NMR金屬位移作為原子局域探針主要反映了費(fèi)米能級(jí)附近Al 3s電子態(tài)密度的大小。隨后的27Al固體NMR實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持這一假設(shè)，發(fā)現(xiàn)斷裂能大小與費(fèi)米能級(jí)附近s分波態(tài)密度有著密切的聯(lián)系，s分波態(tài)密度愈高韌性愈好，從NMR角度證明了這類材料內(nèi)部原子成鍵特性對(duì)裂尖塑性功大小起著決定性作用。

該研究首次成功地觀察到了金屬玻璃合金中費(fèi)米能級(jí)附近Al 3s電子態(tài)密度的大小隨合金化調(diào)制而起伏，論證了這一起伏取決于p-d雜化程度并與金屬玻璃斷裂能變化有密切的關(guān)系。該成果發(fā)表在Phys.Rev.Lett.上。

科研人員觀測(cè)到欠阻尼約瑟夫森結(jié)中的量子位相擴(kuò)散現(xiàn)象

中科院物理所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（籌）趙士平研究組、呂力研究組、鄭東寧研究組和美國(guó)堪薩斯大學(xué)韓思遠(yuǎn)教授合作，通過(guò)對(duì)具有相同臨界電流密度而面積大小不同的兩個(gè)Nb/Al-AlOx/Nb結(jié)的測(cè)量，在溫度25-140 mK下的小結(jié)中明確觀測(cè)到量子區(qū)域的位相擴(kuò)散現(xiàn)象（T0＜＜Tcr），并提出了一個(gè)“two-step transition”模型來(lái)描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果。研究結(jié)果表明：在經(jīng)典區(qū)域內(nèi)，粒子從state 2到state 3的逃逸率Γ2對(duì)1/T的依賴關(guān)系滿足Arrhenius law，而在量子區(qū)域內(nèi)則受到量子漲落的影響，其溫度依賴明顯變?nèi)?。這些結(jié)果與已有的過(guò)阻尼約瑟夫森結(jié)體系的“耗散勢(shì)壘”模型和Machura等人的量子理論預(yù)言有類似之處，它為理論工作者對(duì)欠阻尼系統(tǒng)量子位相擴(kuò)散的研究提供了新的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。該成果發(fā)表在Phys.Rev.Lett.上。

600mm長(zhǎng)BGO大單晶問(wèn)世

中科院上海硅酸鹽所中試生產(chǎn)一線成功制備出長(zhǎng)度達(dá)600mmBGO大單晶。這是迄今為止國(guó)際上公開(kāi)報(bào)道的最長(zhǎng)BGO單晶。上海硅酸鹽所中試生產(chǎn)一線科研人員持續(xù)開(kāi)展大尺寸高質(zhì)量BGO晶體技術(shù)攻關(guān)工作，先后突破了PET用高質(zhì)量大尺寸BGO晶體的批量生產(chǎn)技術(shù)（1999—2001年）、3英寸和4英寸高質(zhì)量大單晶（2002—2003年）、截面為120×60mm大單晶（2004年）和長(zhǎng)達(dá)350—400mm單晶生長(zhǎng)技術(shù)（2004—2007年），不斷滿足了國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)和我國(guó)重要科研工作的需求。

通過(guò)納米載體調(diào)控細(xì)胞內(nèi)藥物釋放降低腫瘤耐藥研究獲進(jìn)展

中科院上海藥物所李亞平研究組與上海硅酸鹽所施建林研究組合作設(shè)計(jì)并制備出不同釋藥孔徑的中空二氧化硅納米粒(HMSNs)，作為抗癌藥物阿霉素(DOX)的載體，通過(guò)控制MSNs的釋藥孔徑，調(diào)節(jié)藥物的細(xì)胞攝取，通過(guò)MSNs的釋藥孔徑差異，調(diào)控DOX的釋放速率，抑制P-gp和消耗ATP等途徑，克服腫瘤多藥耐藥。為調(diào)控DOX的胞內(nèi)釋放速率，他們制備了粒徑200nm，孔徑分別為3.2nm、6.4nm和12.8nm的三種HMSNs，作為一種新型孔徑可控的無(wú)機(jī)納米載體，HMSNs在MCF-7細(xì)胞和耐藥的MCF-7/ADR細(xì)胞中均能有效被攝取，且細(xì)胞毒性低，HMSNs不僅有較強(qiáng)的載DOX能力和pH-響應(yīng)性釋藥性質(zhì)，而且其細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)藥物釋放均顯示孔徑依賴性的藥物釋放行為。

載DOX的HMSNs(DMSNs)在MCF-7/ADR細(xì)胞中的抗癌活性也呈孔徑依賴性，較大孔徑的DMSNs能介導(dǎo)更多DOX的細(xì)胞攝取和更快的胞內(nèi)藥物釋放，在胞內(nèi)藥物蓄積量更高，逆轉(zhuǎn)耐藥效果更佳。該研究對(duì)通過(guò)納米技術(shù)降低腫瘤多藥耐藥的機(jī)理研究具有重要參考價(jià)值。該成果發(fā)表在ACS nano上。

苯胺間位芳基化機(jī)理研究方面取得進(jìn)展

中科院上海有機(jī)化學(xué)所的李玉學(xué)、吳云東和侯雪龍通過(guò)理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，研究了苯胺間位芳基化反應(yīng)的機(jī)理，提出了較為合理的反應(yīng)路徑。其中，通過(guò)類似Heck反應(yīng)的四元環(huán)過(guò)渡態(tài)生成間位產(chǎn)物的路徑最有利，從而解釋了間位選擇性產(chǎn)生的原因。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)工作支持了計(jì)算所提出的機(jī)理。該工作表明，理論計(jì)算在反應(yīng)機(jī)理研究方面可以發(fā)揮重要作用，理論和實(shí)驗(yàn)的結(jié)合可以更深入地揭示反應(yīng)的內(nèi)在規(guī)律。該成果發(fā)表在J.Am.Chem.Soc.上。

蛋白質(zhì)納米結(jié)構(gòu)單功能化研究取得進(jìn)展

中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生所王強(qiáng)斌研究組與武漢病毒所納米生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室合作，發(fā)展了一種對(duì)蛋白質(zhì)納米殼結(jié)構(gòu)表面高效單功能化的策略，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)離散納米結(jié)構(gòu)組裝的更精細(xì)調(diào)控。他們以“SV40病毒主要衣殼蛋白VP1包裝量子點(diǎn)形成雜化病毒納米顆?！边@一體系為模型，闡明了該策略。研究人員通過(guò)基因工程手段，在組裝單元VP1五聚體表面同時(shí)引入半胱氨酸和組氨酸標(biāo)簽，分別作為功能模塊和純化模塊。功能VP1五聚體與非功能（野生型）VP1五聚體在一定優(yōu)化比例下混合組裝；借助功能VP1五聚體表面的組氨酸標(biāo)簽，通過(guò)鎳柱親和層析可以方便地將單功能化的病毒納米顆粒純化出來(lái)。金納米顆粒結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了所構(gòu)建病毒納米顆粒的單功能性，也表明這種蛋白質(zhì)納米殼結(jié)構(gòu)可以作為指導(dǎo)金納米顆粒-量子點(diǎn)一對(duì)一結(jié)構(gòu)的良好支架。該策略可以拓展到其他蛋白質(zhì)納米結(jié)構(gòu)，在無(wú)機(jī)納米顆粒的單功能化、復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建、單顆粒追蹤、配體-受體相互作用定量研究、藥物定向輸送等方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。該成果發(fā)表在J.Am.Chem.Soc.上。

過(guò)渡金屬催化的交叉偶聯(lián)反應(yīng)取得系列進(jìn)展

中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)所結(jié)構(gòu)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室蘇偉平研究組在過(guò)渡金屬催化的C-H鍵官能團(tuán)化和脫羧交叉偶聯(lián)反應(yīng)研究中，取得系列成果。他們實(shí)現(xiàn)了鈀催化的基于苯甲酸脫羧的富電子噻吩、缺電子多氟芳烴的C-H鍵直接芳基化，該反應(yīng)可適用于多種類型的官能團(tuán)，為合成含噻吩或多氟芳基的聯(lián)苯化合物提供了一條低成本的有效路線，該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed上；實(shí)現(xiàn)了在釕或鐵催化的溫和條件下選擇性的吲哚甲?；捅郊柞；?，該合成方法避免了傳統(tǒng)的吲哚甲?；捅郊柞；磻?yīng)所需的苛刻條件，反應(yīng)產(chǎn)物是廣泛應(yīng)用的中間體，而且溫和的反應(yīng)條件及好的官能團(tuán)容忍性使得這一反應(yīng)在復(fù)雜化合物的修飾方面有潛在的應(yīng)用。該成果發(fā)表在J.Am.Chem.Soc.上。他們與北大化學(xué)化工學(xué)院合作，發(fā)現(xiàn)了第一例鈀催化的基于C-H鍵官能團(tuán)化的烯烴交叉偶聯(lián)合成苯的反應(yīng)，開(kāi)辟了一條有效合成多取代苯的新途徑，有望克服在傳統(tǒng)的親電取代反應(yīng)中取代基定位效應(yīng)對(duì)多取代苯制備的束縛。該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

紫外非線性光學(xué)材料研究取得新進(jìn)展

中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)所光電材料化學(xué)與物理院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室葉寧研究組以具有平面三角形結(jié)構(gòu)的碳酸鹽為研究對(duì)象，通過(guò)精確控制晶格中堿金屬和堿土金屬陽(yáng)離子的相對(duì)大小，實(shí)現(xiàn)了CO3結(jié)構(gòu)基團(tuán)共面平行排列，獲得了一系列非線性光學(xué)效應(yīng)為3—4倍KDP的系列碳酸鹽晶體ABCO3F(A=K,Rb,Cs,B=Ca,Sr,Ba)。他們采用堿土金屬碳酸鹽與堿金屬氟化物形成低熔點(diǎn)復(fù)鹽的的思路，成功地實(shí)現(xiàn)在碳酸鹽分解溫度以下的單晶生長(zhǎng)。該研究開(kāi)辟了碳酸鹽非線性光學(xué)晶體探索的研究方向，也為碳酸鹽的大晶體生長(zhǎng)提供了思路。此外，該研究組采用提高有效非線性基團(tuán)密度以提高化合物宏觀非線性光學(xué)性能為思路，設(shè)計(jì)合成了一系列具有BO3基團(tuán)共面排列的層狀堿金屬硼酸鹽化合物，并且巧妙地采用不同大小的基團(tuán)片段作為層間連接以調(diào)控BO3基團(tuán)密度，揭示了結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系，獲得了4個(gè)具有高BO3基團(tuán)密度和較大非線性光學(xué)效應(yīng)的紫外晶體。該成果發(fā)表在J.Am.Chem.Soc.上。

新型手性路易斯堿催化劑研發(fā)應(yīng)用方面取得進(jìn)展

中科院成都有機(jī)化學(xué)有限公司張曉梅/袁偉成研究組從廉價(jià)易得的氯霉素中間體出發(fā)，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的兩步反應(yīng)合成了一類新型的手性路易斯堿催化劑1。這類催化劑在多種類型的碳氮雙鍵的不對(duì)稱氫化硅烷化反應(yīng)中具有很好的催化活性和選擇性，尤其是在α-乙酰氧基-β-烯胺酯的反應(yīng)中表現(xiàn)突出。他們?cè)O(shè)計(jì)了一類結(jié)構(gòu)新穎的α-乙酰氧基-β-烯胺酯底物2，并以新型路易斯堿催化劑1催化其不對(duì)稱氫化硅烷化反應(yīng)，以較高的對(duì)映選擇性和非對(duì)映選擇性得到相應(yīng)的α-羥基-β-氨基酸衍生物3，并通過(guò)簡(jiǎn)單的衍生成功地得到了紫杉醇側(cè)鏈。該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上，并被Synform雜志作為“Synstories”重點(diǎn)介紹。

科研人員制備出新型生物粘附界面對(duì)癌細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)研究

中科院化學(xué)所有機(jī)固體院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室制備出一種新型癌細(xì)胞靶向識(shí)別的生物粘附界面，與國(guó)家納米科學(xué)中心合作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)癌變淋巴細(xì)胞的高效率捕獲及釋放。他們?cè)谕ㄟ^(guò)化學(xué)腐蝕得到的硅納米線陣列基底上修飾了可以對(duì)癌變淋巴細(xì)胞產(chǎn)生特異性吸附的核酸適配體。由于分子識(shí)別與結(jié)構(gòu)識(shí)別的協(xié)同效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)淋巴細(xì)胞的高效率的捕獲，其捕獲效率高于傳統(tǒng)二維材料兩個(gè)數(shù)量級(jí)。另外，只需利用核酸外切酶切斷核酸適配體單鏈分子，捕獲的細(xì)胞便可有效釋放，避免了傳統(tǒng)去粘附過(guò)程中胰酶對(duì)細(xì)胞的傷害。這種新型芯片提供了一個(gè)“高捕獲易釋放”的細(xì)胞檢測(cè)平臺(tái)，在細(xì)胞基的重大疾病診斷，如HIV檢測(cè)、癌癥檢測(cè)、干細(xì)胞分離等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。該成果發(fā)表在Adv.Mater.上，并被選為封面論文進(jìn)行了專門介紹(相關(guān)圖片請(qǐng)見(jiàn)封面)。

配體調(diào)控的化學(xué)選擇性合成取得新進(jìn)展

中科院上海有機(jī)所金屬有機(jī)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室唐勇研究組在重氮和α,β-不飽和羰基酯的反應(yīng)中，通過(guò)配體的選擇控制反應(yīng)實(shí)現(xiàn)1,5-環(huán)化反應(yīng)和1,7-環(huán)化反應(yīng)，分別得到二氫呋喃類產(chǎn)物和苯啅類產(chǎn)物。DFT計(jì)算研究表明，該反應(yīng)可能經(jīng)歷氧與金屬絡(luò)合的羰基葉立德和碳與金屬絡(luò)合羰基葉立德。對(duì)于空間位阻較大的萘二酮類雙亞胺配體而言，形成中間體羰基葉立德后，由于空間相對(duì)擁擠，反應(yīng)更易于通過(guò)氧絡(luò)合的羰基葉立德發(fā)生1,7-環(huán)化反應(yīng)；而當(dāng)使用空間位阻較小的雙噁唑啉配體時(shí)，反應(yīng)更有利于經(jīng)歷碳與金屬絡(luò)合的羰基葉立德而發(fā)生1,5-環(huán)化反應(yīng)形成二氫呋喃類衍生物。該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

分子材料和器件研究取得系列進(jìn)展

中科院化學(xué)所有機(jī)固體院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在分子材料和器件研究中取得了系列進(jìn)展，并分別在Chem.Rev.和Chem.Soc.Rev.上發(fā)表了綜述文章。

該研究組通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了表面能非均勻性對(duì)有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管性能影響的廣泛性，并且發(fā)現(xiàn)了表面能非均勻程度和有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管遷移率之間存在一種線性反比關(guān)系。該成果發(fā)表在Adv.Mater.上，并被選為插頁(yè)；

該研究組通過(guò)利用介電層表面能非均勻性對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體層生長(zhǎng)形貌進(jìn)行控制和優(yōu)化，制備出空穴遷移率高達(dá)3.6cm2/Vs的并五苯場(chǎng)效應(yīng)晶體管，這是國(guó)際上已報(bào)道的并五苯柔性薄膜器件的最優(yōu)結(jié)果之一。同時(shí)，在這一高性能晶體管基礎(chǔ)上，制備出高性能柔性環(huán)形振蕩器，振蕩頻率超過(guò)1kHz。該成果發(fā)表在Adv.Mater.上；

該研究組采用CVD方法，選取金屬銅作為催化劑，精確控制生長(zhǎng)條件，成功地制備出形貌規(guī)則的六角石墨烯，并對(duì)其電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了深入研究。六角形貌石墨烯的發(fā)現(xiàn)極大地?cái)U(kuò)展了石墨烯領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)容。該成果發(fā)表在Adv.Mater.上；

該研究組在液氮的條件下通過(guò)微波火花法剝離天然石墨，獲得了高質(zhì)量、高純度的碳納米卷。這種石納米卷是由少數(shù)層或單層石墨烯卷曲而成，并有緊密結(jié)構(gòu)。該碳納米卷的場(chǎng)效應(yīng)器件在空氣和氮?dú)庵卸季哂蟹€(wěn)定的雙極性行為，在氮?dú)庵凶罡呖昭ㄟw移率達(dá)3117 cm2/Vs，電子遷移率達(dá)4595cm2/Vs。碳納米卷還具有穩(wěn)定的線性電流/電壓曲線，最高電流密度可達(dá)7×107A/cm2。該成果發(fā)表在Adv.Mater.上；

該研究組和中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)合作利用電化學(xué)方法，在柔性襯底上，將滴在兩電極間的氧化石墨烯溶液中的氧化石墨烯通過(guò)一步法實(shí)現(xiàn)了還原和排布，并成功將其應(yīng)用于檢測(cè)農(nóng)藥的傳感器中。該傳感器對(duì)常用農(nóng)藥—樂(lè)果的傳感靈敏度達(dá)到了7.6 ppb，并進(jìn)一步分析得到該農(nóng)藥分子的活性來(lái)自于氮、硫和磷原子的共同作用結(jié)果。該成果發(fā)表在Adv.Mater.上。

研究人員發(fā)現(xiàn)ABA信號(hào)通路調(diào)控新機(jī)制

中科院上海藥物所徐華強(qiáng)研究組與美國(guó)文安徳研究所Karsten Melcher、上海植生所朱健康教授合作，發(fā)現(xiàn)了脫落酸(abscisic acid，ABA)信號(hào)通路調(diào)控新機(jī)制，解決了激酶如何被抑制以及如何被激活的兩個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。研究人員報(bào)道了激酶和磷酸酶的復(fù)合體結(jié)構(gòu)，從中發(fā)現(xiàn)激酶與ABA受體對(duì)磷酸化酶的識(shí)別有驚人的相似性。ABA受體的作用位點(diǎn)是在PP2C的活性中心。激酶和磷酸酶的復(fù)合體結(jié)構(gòu)揭示了激酶的活性中心與PP2C的活性中心相互對(duì)接，從而模擬了受體-PP2C的相互作用。這些結(jié)構(gòu)生物學(xué)的研究結(jié)論提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的新機(jī)制，即耦合的ABA受體能直接抑制磷酸化酶并激活激酶。同時(shí)，這也揭示了激酶-磷酸化酶通過(guò)催化位點(diǎn)的相互作用而進(jìn)行彼此調(diào)控的新法則。

他們報(bào)道了調(diào)控ABA信號(hào)通路激酶的自身激活機(jī)制。通常激酶要通過(guò)上游激活因子被激活，而調(diào)控ABA的激酶則不同，它具有高水平的自我激活能力。研究人員發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)ABA的激酶具有一個(gè)特有的螺旋結(jié)構(gòu)來(lái)固定激酶的三維結(jié)構(gòu)，從而維持激酶的自我磷酸化活性。結(jié)合ABA受體—PP2C復(fù)合體結(jié)構(gòu)，該研究詳實(shí)地解析了ABA激素如何抑制PP2C從而激活調(diào)節(jié)aba信號(hào)通路的激酶，從而為ABA信號(hào)通路的核心結(jié)構(gòu)提供一個(gè)完整的解析。以上成果分別發(fā)表在Science和PNAS上。

水稻復(fù)雜性狀全基因組關(guān)聯(lián)分析和栽培稻遺傳多樣性研究取得突破

中科院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)所/國(guó)家基因研究中心韓斌研究員，利用第二代高通量基因組測(cè)序技術(shù)，對(duì)廣泛收集的950份代表性中國(guó)水稻地方品種和國(guó)際水稻品種材料進(jìn)行基因組重測(cè)序。他們開(kāi)發(fā)了一套有效算法可以對(duì)低豐度測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行高效、準(zhǔn)確、快速基因分型鑒定和對(duì)缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行填充，因而構(gòu)建了一張精確的水稻高密度基因型圖譜（Haplotype Map）。通過(guò)群體遺傳學(xué)分析，初步鑒定了一些影響水稻群體分化的基因組區(qū)段和候選基因。

通過(guò)對(duì)950份水稻品種材料進(jìn)行了系統(tǒng)的水稻抽穗期和產(chǎn)量相關(guān)性狀的考察，并利用構(gòu)建的水稻高密度基因型圖，在粳稻群體、秈稻群體和整個(gè)水稻群體中進(jìn)行了全基因組關(guān)聯(lián)分析，鑒定到多個(gè)新的關(guān)聯(lián)位點(diǎn)。為了更準(zhǔn)確地鑒定相關(guān)基因，他們進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了一種基于單體型分析的局部基因組序列組裝的算法，對(duì)基因區(qū)的不同等位基因分別進(jìn)行組裝，鑒定序列變異。在定位到的關(guān)聯(lián)區(qū)域中，通過(guò)整合水稻基因注釋、芯片表達(dá)譜信息和序列變異信息，已經(jīng)能夠直接鑒定到部分候選基因。因此，該研究體系將能夠用于更精確地對(duì)候選基因進(jìn)行篩選和鑒定。該成果在線發(fā)表在Nature Genetics上。

環(huán)酯肽類抗生素的生物合成研究取得進(jìn)展

中科院南海海洋所鞠建華研究組，對(duì)具黑莫他?。╤imastatin）的生物合成機(jī)制進(jìn)行了深入研究并取得了重要進(jìn)展。研究人員通過(guò)基因組掃描測(cè)序和生物信息學(xué)分析獲得了Himastatin的生物合成基因簇，揭示了其生物合成裝配線上新穎的模塊組織結(jié)構(gòu)。其生物合成基因簇包含20個(gè)基因，分別編碼4個(gè)非核糖體聚肽合成酶、2個(gè)硫酯酶、3個(gè)未知功能蛋白、1個(gè)乙酰谷氨酸激酶、3個(gè)調(diào)控蛋白、1個(gè)脫氫酶、2個(gè)ATP結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、1個(gè)肽單氧化酶和3個(gè)細(xì)胞色素P450家族蛋白。他們通過(guò)文庫(kù)構(gòu)建和篩選，對(duì)12個(gè)功能基因進(jìn)行了體內(nèi)基因置換突變，對(duì)兩個(gè)關(guān)鍵基因進(jìn)行了回補(bǔ)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)突變株的代謝產(chǎn)物進(jìn)行了分析，從其中3個(gè)細(xì)胞色素P450基因突變株中分離鑒定了6個(gè)關(guān)鍵生物合成中間體或結(jié)構(gòu)衍生物，闡明了himastatin獨(dú)特的生物合成途徑和3種細(xì)胞色素P450氧化酶的后修飾功能，首次發(fā)現(xiàn)HmtN負(fù)責(zé)哌嗪酸結(jié)構(gòu)單元的立體專一性和區(qū)域?qū)Ｒ恍粤u化反應(yīng)，HmtT負(fù)責(zé)催化色氨酸結(jié)構(gòu)單元的環(huán)氧化-環(huán)化反應(yīng)導(dǎo)致氫化吡咯吲哚三環(huán)結(jié)構(gòu)的形成，HmtS負(fù)責(zé)天然對(duì)稱小分子的區(qū)域?qū)Ｒ恍缘姆辑h(huán)-芳環(huán)碳碳偶聯(lián)反應(yīng)。

該項(xiàng)研究揭示了環(huán)酯肽類抗生素Himastatin獨(dú)特的生物合成機(jī)制，發(fā)現(xiàn)了3種新功能細(xì)胞色素P450氧化酶，能夠在溫和條件下完成區(qū)域?qū)Ｒ恍?、立體專一性和非活化的芳香碳碳偶聯(lián)反應(yīng)。該成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

leptin基因在海洋哺乳動(dòng)物中的進(jìn)化模式研究取得進(jìn)展

中科院昆明動(dòng)物所張亞平院士研究組和云南大學(xué)于黎研究員，博士研究生靳偉等測(cè)定了海洋哺乳動(dòng)物——鯨目代表物種的瘦蛋白基因leptin基因，并結(jié)合55條網(wǎng)上已有哺乳動(dòng)物leptin序列進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明，在鯨目中的齒鯨亞目祖先枝和食肉目水生鰭腳類中的海豹科祖先枝都發(fā)現(xiàn)了正選擇作用和正選擇位點(diǎn)。而鯨目中的須鯨亞目祖先枝和食肉目中水生鰭腳類中的海獅科祖先枝都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)正選擇作用。這提示leptin基因在海洋哺乳動(dòng)物的特定類群中，包括須鯨亞目和海豹科物種中產(chǎn)生了新的組織特異性和新功能，如與深水潛水有關(guān)的呼吸系統(tǒng)功能適應(yīng)。

此外，他們還對(duì)與瘦蛋白結(jié)合的瘦蛋白受體（leptin receptor）基因進(jìn)行了分析，研究結(jié)果并沒(méi)有在鯨目和食肉目鰭腳類中發(fā)現(xiàn)正選擇。因此leptin和leptin receptor基因之間不存在共進(jìn)化。該研究為哺乳動(dòng)物從陸地到海洋轉(zhuǎn)變過(guò)程中的leptin進(jìn)化和可能具有的新功能提供了重要信息。該結(jié)果發(fā)表在Plos One上。

人類從頭起源新基因研究取得重要進(jìn)展

中科院昆明動(dòng)物所張亞平院士課題組借助比較基因組學(xué)方法，在人類基因組中系統(tǒng)性地挖掘到60個(gè)人類特異的從頭起源蛋白編碼新基因，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出之前的研究估計(jì)。這些新基因在大腦皮層和睪丸中表達(dá)量很高，提示可能已經(jīng)與其他基因發(fā)生相互作用，影響人類一些適應(yīng)性性狀，例如人類大腦的快速進(jìn)化、認(rèn)知能力的獲得等，提示從頭起源可能是促進(jìn)生物適應(yīng)性進(jìn)化的重要機(jī)制之一。該成果在線發(fā)表在PLos Genetics上。

科研人員揭示北山拼貼造山帶古生代多重增生與碰撞過(guò)程

中科院地質(zhì)與地球物理所肖文交研究員及其合作者基于野外地質(zhì)解剖、構(gòu)造剖面測(cè)制、構(gòu)造地層學(xué)分析和區(qū)域古地磁、古地理等資料綜合，重新劃分了北山的大地構(gòu)造單元，由北往南厘定出多個(gè)島弧和蛇綠混雜巖。這些大地構(gòu)造單元由逆沖地層所連接，并被二疊－三疊紀(jì)走滑斷層所改造。卷入變形的最年輕地層為二疊系，焊合巖體時(shí)代多為晚二疊世。構(gòu)造－巖漿－變質(zhì)等區(qū)域資料顯示，北山確實(shí)在早－中古生代古亞洲洋中發(fā)育了數(shù)個(gè)島弧地體。北山晚古生代的構(gòu)造格局則是以活動(dòng)陸緣或者島弧拼貼體被兩條蛇綠巖帶分隔為特征。最北面為延續(xù)至二疊紀(jì)的雀兒山島弧，最南面為敦煌陸塊的北部活動(dòng)陸緣，二者之間為公婆泉復(fù)合島弧，形成多島弧盆系統(tǒng)。在晚石炭世－二疊紀(jì)時(shí)期，塔里木地塊東北角與中天山碰撞拼貼，形成古亞洲洋南部晚古生代復(fù)式多島海格局，期間與北山西部多島弧盆系統(tǒng)發(fā)生相互作用，導(dǎo)致晚二疊世多重增生與碰撞過(guò)程。這被認(rèn)為是中亞造山帶最晚的增生事件之一，可與現(xiàn)代帝汶－澳大利亞碰撞帶及其鄰近多島海格局進(jìn)行類比。

北山晚二疊世多重增生與碰撞過(guò)程解剖更新了晚古生代北山為陸內(nèi)裂谷的認(rèn)識(shí)，為解決阿爾泰型造山拼貼體最終拼貼時(shí)限和增生過(guò)程、東西連接對(duì)比等問(wèn)題提供了重要證據(jù)。該成果發(fā)表在American Journal of Science上。

研究發(fā)現(xiàn)全新世念青唐古拉山北坡垂直植被帶遷移與氣候變化的關(guān)系

中科院地質(zhì)與地球物理所新生代地質(zhì)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與其合作者對(duì)青藏高原中部納木錯(cuò)湖區(qū)37個(gè)表土和NMLC-1湖芯198個(gè)沉積物樣品開(kāi)展了孢粉分析。研究顯示，該區(qū)表土孢粉組合可指示并區(qū)分念青唐古拉山北坡沿海拔梯度分布的高寒草原和高寒草甸植被帶。高寒草原表土孢粉組合以蒿屬花粉的高含量（平均25.1%）為特征，蒿屬與莎草科花粉比值（A/Cy）平均為4.9；高寒草甸表土孢粉組合以莎草科占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)（56.8%），A/Cy平均值為0.1。A/Cy比值可區(qū)分高寒草原帶（＞1.0）和高寒草甸帶（＜1.0），并作為垂直植被帶遷移和氣候溫度變化的指示。

通過(guò)納木錯(cuò)NMLC-1孔全新世化石孢粉記錄，結(jié)合A/Cy比值變化與判別分析結(jié)果，研究人員重建了距今8400年以來(lái)伴隨氣候溫度的持續(xù)降低，念青唐古拉山北坡垂直植被帶逐漸向下遷移的過(guò)程。該區(qū)全新世植被帶遷移和溫度變化的趨勢(shì)，與同時(shí)期北半球夏季太陽(yáng)輻射變化較一致，反映了太陽(yáng)輻射直接影響了高原中部全新世氣候變化和植被演替；對(duì)比同時(shí)期高原不同區(qū)域植被與氣候變化序列，他們認(rèn)為全新世西南季風(fēng)的進(jìn)退主要影響了高原中部濕度的變化。該成果發(fā)表在The Holocene上。

研究揭示北大西洋經(jīng)向環(huán)流對(duì)東亞季風(fēng)的影響

中科院地球環(huán)境所孫有斌研究員及其合作者，通過(guò)對(duì)黃土高原西北部靖遠(yuǎn)和古浪兩個(gè)黃土剖面開(kāi)展詳細(xì)的光釋光測(cè)年和粒度分析，重建了最近6萬(wàn)年來(lái)冬季風(fēng)的強(qiáng)度變化，結(jié)果表明：末次冰期中國(guó)黃土、石筍及冰心記錄的千年尺度氣候波動(dòng)具有高度相似性。研究人員運(yùn)用CCSM3模式模擬了在冰期極盛期，北大西洋經(jīng)向環(huán)流減弱對(duì)東亞季風(fēng)的影響，發(fā)現(xiàn)亞洲粉塵源區(qū)及黃土高原地區(qū)的冬季風(fēng)顯著增強(qiáng)，而東亞大部分地區(qū)的夏季降水顯著減少。地質(zhì)記錄和數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比表明北大西洋經(jīng)向環(huán)流變化對(duì)東亞冬、夏季風(fēng)突變事件的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，而北半球西風(fēng)環(huán)流則是北大西洋氣候波動(dòng)向東亞季風(fēng)區(qū)傳輸?shù)年P(guān)鍵紐帶。該成果發(fā)表在Nature Geoscience上。

科研人員發(fā)現(xiàn)A-型花崗巖形成的新成因模式

中科院廣州地球化學(xué)所李獻(xiàn)華研究組應(yīng)用先進(jìn)的離子探針?shù)喪籓同位素分析技術(shù)，對(duì)南嶺地區(qū)燕山早期九嶷山典型的A-型花崗巖體進(jìn)行了系統(tǒng)的礦物學(xué)、地球化學(xué)和鋯石原位Hf-O同位素研究。結(jié)果顯示，該巖體的鋯石具有典型的沉積巖源區(qū)的Hf-O同位素特征（鋯石d18O=8.0–9.8‰，eHf(t)=-6.2 to-2.3），表明巖石來(lái)源于古老地殼麻粒巖相變沉積巖在高溫條件下（＞960℃）的部分熔融。該研究證實(shí)了A-型花崗巖也可以由沉積巖石部分熔融形成，并提出了A-型花崗巖形成的一種新成因模式。該成果發(fā)表在Geology上。

東方超環(huán)中性束注入樣機(jī)百萬(wàn)升抽速低溫冷凝泵機(jī)組研制成功

中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所東方超環(huán)中性束注入（EAST-NBI）項(xiàng)目組成功研制出中性束注入綜合測(cè)試臺(tái)（EAST-NBI樣機(jī)）百萬(wàn)升抽速的低溫冷凝泵機(jī)組，并于12月7日經(jīng)過(guò)專家組現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收，此屬國(guó)內(nèi)目前抽速最大的低溫冷凝泵機(jī)組。

中性束綜合測(cè)試臺(tái)的兩低溫泵的初步性能測(cè)試結(jié)果表明，兩低溫泵的總抽速可達(dá)百萬(wàn)升每秒，能很好地滿足EAST-NBI樣機(jī)關(guān)鍵部件調(diào)試對(duì)真空性能的要求，其成功研制為下一階段的束引出實(shí)驗(yàn)提供了穩(wěn)定可靠的低溫真空環(huán)境，同時(shí)標(biāo)志著等離子體所掌握了大抽速低溫冷凝泵研制的核心技術(shù)。

羊八井ARGO實(shí)驗(yàn)首次觀測(cè)到活動(dòng)星系核Mrk501的甚高能耀變

中科院高能物理所羊八井國(guó)際宇宙線觀測(cè)站ARGO實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到活動(dòng)星系核Mrk501在高于300GeV能區(qū)的甚高能伽瑪射線耀變，該耀變已經(jīng)持續(xù)一個(gè)多月，平均流強(qiáng)是標(biāo)準(zhǔn)燭光蟹狀星云流強(qiáng)的3倍，總顯著性達(dá)到6倍標(biāo)準(zhǔn)偏差。期間約10天的高態(tài)，流強(qiáng)是其低態(tài)時(shí)的10倍，總顯著性接近5倍標(biāo)準(zhǔn)偏差。

ARGO實(shí)驗(yàn)自2006年7月正式運(yùn)行以來(lái)，已經(jīng)3次觀測(cè)到活動(dòng)星系核Mrk421的甚高能伽瑪射線耀變，并在國(guó)際上首次對(duì)其甚高能光變進(jìn)行了長(zhǎng)期多波段研究，但這是首次觀測(cè)到Mrk501的甚高能耀變。對(duì)Mrk501這次持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月以上的耀變，成像契侖科夫望遠(yuǎn)鏡未見(jiàn)任何報(bào)道，再次展示了ARGO實(shí)驗(yàn)大視場(chǎng)、全天候、低閾能的優(yōu)勢(shì)。