斑馬魚(yú)幼魚(yú)的趨流性

Nature封面：斑馬魚(yú)幼魚(yú)。Nature雜志第7664期封面文章報(bào)道了斑馬魚(yú)幼魚(yú)的趨流性。Florian Engert與合作者考察了讓魚(yú)能夠探測(cè)到所在水域水流的感覺(jué)系統(tǒng)。趨流性使魚(yú)即使在缺乏任何視覺(jué)線索的情況下，也能始終溯流而上?？茖W(xué)家調(diào)查了斑馬魚(yú)幼魚(yú)的這種能力，發(fā)現(xiàn)其中的奧秘存在于一系列毛細(xì)胞（紅色），又稱(chēng)為側(cè)線。研究者進(jìn)一步提出毛細(xì)胞通過(guò)探測(cè)魚(yú)身體周邊的局部流場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，從而可以判斷水流的流動(dòng)方向。因此，在野外，這讓斑馬魚(yú)能夠在缺乏視覺(jué)線索的情況下感知環(huán)境。

離子碰撞產(chǎn)生漩渦

Nature封面：美國(guó)紐約布魯克黑文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)所執(zhí)行的STAR實(shí)驗(yàn)中，兩顆金原子核發(fā)生碰撞后產(chǎn)生的軌跡。Nature雜志第7665期封面文章報(bào)道了離子碰撞研究。當(dāng)這樣的重離子碰撞時(shí)，它們會(huì)產(chǎn)生一種在本質(zhì)上同流體一樣的奇異物質(zhì)態(tài)。如果兩個(gè)粒子發(fā)生斜碰，這種流體就會(huì)產(chǎn)生漩渦。STAR合作項(xiàng)目首次報(bào)告稱(chēng)在實(shí)驗(yàn)中觀察到了這種漩渦的存在。該團(tuán)隊(duì)表示，這次觀察到的由碰撞產(chǎn)生的夸克—膠子等離子體的渦量是有史以來(lái)最高的。這項(xiàng)研究或許能夠?yàn)檎J(rèn)識(shí)將質(zhì)子內(nèi)夸克結(jié)合在一起的力提供新的見(jiàn)解。

人造光威脅傳粉

Nature封面：紅天蛾，一種夜行性傳粉者。Nature雜志第7666期封面文章報(bào)道了人造光威脅傳粉。在全球范圍內(nèi)，傳粉者的數(shù)量正在下降，已知造成這種情況的原因包括農(nóng)業(yè)集約化和外來(lái)物種入侵。已有研究認(rèn)為夜間的人造光對(duì)它具有影響。為了驗(yàn)證這個(gè)觀點(diǎn)，Eva Knop及同事在瑞士開(kāi)展了一項(xiàng)田間試驗(yàn)。他們?cè)谝归g用人造光照射雜草叢生的草地，并監(jiān)測(cè)植物和傳粉者在夜間和日間的互作情況以及相應(yīng)的傳粉服務(wù)。在被照射區(qū)域，傳粉者造訪植物的次數(shù)下降了62%，一種核心植物所產(chǎn)的果實(shí)也減少了13%。

關(guān)于轉(zhuǎn)移癌的臨床綜合基因組學(xué)研究

Nature封面：個(gè)體中多種癌細(xì)胞從原發(fā)部位擴(kuò)散到其他部位，即癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的情況。Nature雜志第7667期封面文章報(bào)道了轉(zhuǎn)移癌的臨床綜合基因組學(xué)研究。圖中的原發(fā)癌包括前列腺癌（藍(lán)色）、乳腺癌（粉色）、肺癌（綠色）和結(jié)腸癌（橙色）。Arul Chinnaiyan及同事報(bào)告了密歇根腫瘤學(xué)測(cè)序項(xiàng)目下對(duì)500位轉(zhuǎn)移癌病人的DNA和RNA進(jìn)行測(cè)序的結(jié)果。論文表征了癌細(xì)胞中基因組改變的全圖，其中包括生殖DNA的某些突變。進(jìn)一步表明臨床RNA測(cè)序可被用于表征轉(zhuǎn)移癌的基因融合、轉(zhuǎn)錄特征和免疫微環(huán)境。

絕緣聚對(duì)苯二甲酸對(duì)半導(dǎo)體聚乙炔的機(jī)械化學(xué)解離

Science封面：采用外力將絕緣聚合物變成半導(dǎo)體聚合物。Science雜志第6350期封面文章報(bào)道了機(jī)械力轉(zhuǎn)化為本征特性多重改變的合成材料。Chen等合成了一種機(jī)械化學(xué)響應(yīng)的非共軛聚合物，可以通過(guò)受力響應(yīng)引起的大分子結(jié)構(gòu)的廣泛重排而轉(zhuǎn)變?yōu)楣曹椌酆衔?。該設(shè)計(jì)是基于對(duì)聚合類(lèi)梯狀烯的簡(jiǎn)單機(jī)械化學(xué)解離，這是一種受脂質(zhì)天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)啟發(fā)得到的聚合物，并通過(guò)直接易位聚合制備得到。得到的聚乙炔嵌段共聚物表現(xiàn)出較長(zhǎng)的共軛長(zhǎng)度和均勻的反式構(gòu)型并自組裝成半導(dǎo)體納米線。計(jì)算結(jié)果也支持了梯狀烯單元的串聯(lián)解壓縮機(jī)制。

古代海員的蹤跡

Science封面：沿海航線。Science雜志第6351期封面文章報(bào)道了首批美洲人的旅途?？脊艑W(xué)家曾以為，最早到達(dá)美洲的人是通過(guò)加拿大冰河時(shí)期冰川的缺口進(jìn)入美洲大陸的。但是今天大多數(shù)研究人員認(rèn)為第一批居民來(lái)自海洋。持這一觀點(diǎn)的研究人員認(rèn)為，海上探險(xiǎn)者乘船離開(kāi)了伯林加——這片古老的土地現(xiàn)在部分淹沒(méi)在白令海峽的水下，大約在16000年前，并迅速沿著太平洋海岸移動(dòng)，至少在14500年前到達(dá)智利。然而，很難找到回答這個(gè)問(wèn)題的證據(jù)。一名專(zhuān)門(mén)的考古學(xué)家正在搜尋14000年到16000年前的海上遺址。研究人員也在墨西哥的Cedros島開(kāi)展研究工作。

追蹤黃熱病

Science封面：黑吼猴。Science雜志第6352期封面文章報(bào)道了巴西前段時(shí)間發(fā)生了70多年來(lái)最嚴(yán)重的黃熱病疫情，有792例確診病例。猴子，如黑吼猴，尤其容易受到黃熱病的攻擊，它們的死亡通常是一種警告，認(rèn)為這種疾病正在蔓延到新的地區(qū)。巴西人在忍受著疫苗短缺、聳人聽(tīng)聞的媒體報(bào)道，以及偶爾屠殺無(wú)辜的猴子?？茖W(xué)家們已經(jīng)在這個(gè)龐大的國(guó)家里尋找病毒潛伏之地，以及它是如何傳播的，這對(duì)于應(yīng)對(duì)未來(lái)的疫情至關(guān)重要。但人們的恐懼仍然存在，尤其是擔(dān)心黃熱病會(huì)破壞巴西東部沿海的大城市。

腸道的季節(jié)

Science封面：一名來(lái)自坦桑尼亞的Hadza部落采獵者拿著一塊蜂巢。Science雜志第6353期封面文章報(bào)道了坦桑尼亞Hadza部落狩獵者的腸道微生物的季節(jié)性循環(huán)。我們生活在一個(gè)動(dòng)態(tài)的環(huán)境，各種因素涉及飲食，天氣，社會(huì)交往，生活方式。即使是健康人的腸道微生物組成也會(huì)受到自然變化的影響。科學(xué)家研究了從坦桑尼亞的Hadza部落狩獵者那里收集的350個(gè)糞便樣本的微生物組分布圖。這些數(shù)據(jù)揭示了微生物群落的年循環(huán)重組；同時(shí)表明，在現(xiàn)代化人群中，一些微生物的微生物動(dòng)態(tài)譜系已經(jīng)減少了。

高新技術(shù)

“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)星地量子密鑰分發(fā)和地星量子隱形傳態(tài)

中科大潘建偉教授及其同事彭承志等組成的研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中科院上海技術(shù)物理研究所王建宇研究組、微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、光電技術(shù)研究所、國(guó)家天文臺(tái)、紫金山天文臺(tái)、南京天文儀器有限公司、國(guó)家空間科學(xué)中心等，利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)了從衛(wèi)星到地面的量子密鑰分發(fā)和從地面到衛(wèi)星的量子隱形傳態(tài)；兩項(xiàng)成果同時(shí)發(fā)表于同期《自然》。“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星提前并圓滿(mǎn)實(shí)現(xiàn)全部三大既定科學(xué)目標(biāo)。量子通信通常采用單光子作為物理載體，最為直接的方式是通過(guò)光纖或者近地面自由空間信道傳輸。利用外太空幾乎真空因而光信號(hào)損耗非常小的特點(diǎn)，通過(guò)衛(wèi)星的輔助可以極大擴(kuò)展量子通信距離。endprint

硒化鐵薄膜中向列性極限下的條紋相

清華大學(xué)物理系助理教授李渭、陳曦教授和薛其坤教授與國(guó)內(nèi)外科學(xué)家合作，報(bào)道了鐵基高溫超導(dǎo)研究的最新成果，研究論文發(fā)表于《自然—物理》。利用低溫掃描隧道顯微鏡對(duì)多層的硒化鐵薄膜進(jìn)行了系統(tǒng)的表征，發(fā)現(xiàn)該體系中的電子在其電荷自由度與其自旋自由度相互耦合，形成了全新的條紋相；這一發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了鐵基高溫超導(dǎo)體中條紋相的首次實(shí)驗(yàn)觀測(cè)。條紋相的周期與理論計(jì)算所預(yù)言的一個(gè)新的反鐵磁態(tài)（條紋狀反鐵磁序）相一致。單層硒化鐵被外延生長(zhǎng)到STO襯底上會(huì)引入額外的拉應(yīng)力，這樣的調(diào)控可獲得單層硒化鐵壓力相圖在負(fù)壓時(shí)的寶貴信息。

柔性傳感及智能穿戴應(yīng)用

中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所陳韋研究員團(tuán)隊(duì)發(fā)展了以納米復(fù)合材料為電極，離子聚合物為中間層的“三明治”結(jié)構(gòu)柔性力學(xué)傳感器件，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜大形變穩(wěn)定性、無(wú)源自驅(qū)動(dòng)以及方位識(shí)別等優(yōu)異性能，相關(guān)論文發(fā)表于ACS Nano。所采用的打孔石墨烯（H-RGO）和單壁碳納米管（CNTs）交聯(lián)電極，既利于形成有效的離子遷移通道，又具有力、電學(xué)性能穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而保證了優(yōu)異的大應(yīng)變力學(xué)傳感穩(wěn)定性?；谶@些優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用于靈巧手語(yǔ)識(shí)別和編譯過(guò)程，所發(fā)展的智能手套可以感知手語(yǔ)動(dòng)作的變化，對(duì)不同構(gòu)型甚至是細(xì)微變化、動(dòng)作相近的手語(yǔ)做出精確的響應(yīng)與識(shí)別。

多細(xì)胞單層中振蕩形貌動(dòng)力學(xué)的激活與同步化

清華大學(xué)航天航空學(xué)院馮西橋課題組揭示群體細(xì)胞協(xié)同振蕩的力學(xué)—生物學(xué)耦合作用機(jī)制，該細(xì)胞力學(xué)研究最新成果發(fā)表于《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》。力學(xué)因素在生物體發(fā)育過(guò)程中扮演著重要角色，但之前研究多集中在力學(xué)因素對(duì)宏觀組織與器官形態(tài)的影響。隨著細(xì)胞生物學(xué)的快速發(fā)展，力學(xué)因素在細(xì)胞尺度上的調(diào)控作用受到越來(lái)越多的關(guān)注。細(xì)胞之間的拉伸應(yīng)力可視作該振蕩的門(mén)控機(jī)制，并激活生化反應(yīng)作為維持振蕩的能量輸入。羊漿膜的力學(xué)邊界條件不僅有助于保持該組織在發(fā)育過(guò)程中的幾何完整性，而且對(duì)羊漿膜內(nèi)多細(xì)胞振蕩的極化和同步化起關(guān)鍵作用。論文進(jìn)一步揭示了力學(xué)因素在細(xì)胞群體行為中處于重要地位。

高新技術(shù)

酸鍶上單層鐵硒中的電荷轉(zhuǎn)移及電聲耦合增強(qiáng)的起源

清華大學(xué)物理系助理教授張定、王立莉副研究員、薛其坤教授與中科院大連化物所姜鵬研究員、包信和教授等合作，闡述了鈦酸鍶中能帶彎曲導(dǎo)致的電荷轉(zhuǎn)移以及強(qiáng)化的鈦氧（Ti-O）鍵對(duì)電聲耦合的增強(qiáng)作用，在解決該體系的高溫超導(dǎo)機(jī)理方面走出了關(guān)鍵一步；研究成果發(fā)表于《自然—通訊》。發(fā)現(xiàn)新的超導(dǎo)材料和理解高溫超導(dǎo)機(jī)理是當(dāng)今凝聚態(tài)物理研究的兩個(gè)重要方向。研究通過(guò)XPS定量分析了鈦酸鍶中不同元素的深能級(jí)在鐵硒生長(zhǎng)前后的移動(dòng)，觀察到了這個(gè)能帶彎曲的存在。這表明鐵硒—鈦酸鍶作為一個(gè)異質(zhì)結(jié)，在結(jié)區(qū)發(fā)生的能帶彎曲是導(dǎo)致鐵硒一側(cè)電子濃度升高的主要原因。

新型高能量密度炸藥分子

中國(guó)工程物理研究院化工材料研究所含能材料基因中心含能分子創(chuàng)制團(tuán)隊(duì)用兩步法合成了新型高能量密度炸藥分子二硝胺聯(lián)（口惡）二唑，研究論文發(fā)表于《自然—通訊》。傳統(tǒng)由碳、氫、氮、氧4種元素組成的有機(jī)炸藥分子存在一個(gè)堆積密度上限，以致于目前室溫晶體密度超過(guò)2克每立方厘米的單質(zhì)炸藥分子寥寥無(wú)幾。研究團(tuán)隊(duì)采用材料基因組方法自主設(shè)計(jì)，以高度對(duì)稱(chēng)性的連1，3，4-（口惡）二唑結(jié)構(gòu)為母體，定向引入硝胺基團(tuán)提高能量，采用分子氫鍵及π-π堆積等策略提高密度，通過(guò)這兩步反應(yīng)進(jìn)行高效合成，制備出實(shí)測(cè)密度達(dá)到2克每立方厘米的新型高能量密度炸藥分子二硝胺聯(lián)（口惡）二唑。

永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制方法

中科院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所光電探測(cè)部精密跟蹤控制團(tuán)隊(duì)，提出了滑?？刂坪偷鷮W(xué)習(xí)控制相結(jié)合的魯棒迭代學(xué)習(xí)控制方法，抑制了電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)對(duì)控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速跟蹤性能的影響，與傳統(tǒng)算法相比較，該控制算法使電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)降低了33%，研究論文發(fā)表于IEEE Transactions on Power Electronics。該控制算法為4m大口徑望遠(yuǎn)鏡的永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)的低速、高精度控制提供了技術(shù)基礎(chǔ)。迭代學(xué)習(xí)控制器對(duì)系統(tǒng)未知周期性擾動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)估計(jì)，以抑制系統(tǒng)的周期性轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。魯棒迭代學(xué)習(xí)控制方法在實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)有效抑制的同時(shí)，保證了系統(tǒng)的魯棒性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。

新型二維多鐵體結(jié)構(gòu)

華中科技大學(xué)物理學(xué)院凝聚態(tài)物理研究所吳夢(mèng)昊教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)展化學(xué)功能化磷烯研究，提出擁有垂直極化和可移動(dòng)磁性的二維多鐵體，相關(guān)論文發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》。鐵電材料可用于數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)，有望解決因內(nèi)存進(jìn)一步小型化后棘手的量子隧穿和散熱等問(wèn)題。通過(guò)第一性原理計(jì)算表明，鹵素功能化磷烯雙層具有諸多優(yōu)異性能。鹵素功能化磷烯雙層堅(jiān)挺的垂直極化可歸因于共價(jià)鐵電體不同于離子鐵電體的特性，該規(guī)律可擴(kuò)展至其它二維材料雙層，其中每個(gè)插入的鹵素或氫的吸附原子都可存儲(chǔ)1比特?cái)?shù)據(jù)。當(dāng)其與上層成鍵時(shí)可表述為“0”，與下層成鍵時(shí)可表述為“1”，這一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有可能用于制成高密度存儲(chǔ)的單原子內(nèi)存。endprint