项目成果/简介:近日，天津大学赵广久教授团队在钙钛矿材料的激发态化学机制研究方面取得突破性进展。相关研究成果发表在《Chemical Engineering Journal》（IF: 10.65）上。该团队首次合成了一种新型非铅双钙钛矿材料，并调控晶格畸变，调控了激发态载流子动力学，从而显著促进了光致发光量子产率的提升，对进一步的材料开发和应用有很强的指导意义。 研究背景 在过去的十年中，关于钙钛矿材料的开发和应用一直在光伏电池和发光领域得到了极大的发展。钙钛矿纳米晶体的与其块状材料相比，具有许多优势，例如钙钛矿纳米晶具有高的光致发光量子产率，颜色可调，同时易于大规模制备柔性器件。因此，卤化钙钛矿纳米晶体已成为研究人员的重要研究对象。 不幸的是，铅的毒性限制了卤化铅的进一步应用钙钛矿纳米晶体。最近报道了一些无铅钙钛矿纳米晶体的合成，但是其很难构造3D的钙钛矿结构，导致性能不佳。铅基钙钛矿的出色光学性能NC由独特的3D钙钛矿结构和ns2电子轨道，使其具有优异的电荷载流子行为。同时，几种双钙钛矿纳米晶体 3D结构取得了一些进展。但是有两个问题仍然存在。一种是开发更新颖的双纳米晶体来配合设备的应用；另一种是使用高精度光谱探索更深层次的激发态动力学。因此，更有效的合成技术改造和更深刻的载流子动力学研究是目前最有效的方法，这可提高无铅钙钛矿纳米晶体的应用前景。 研究基础 在前期的研究中，团队在钙钛矿光电材料设计与机理研究方面取得了一系列的原创性成果。前期我们团队通过离子掺杂诱导相转变，从非活性相转变为活性相，使得发光效率得到大幅度提高 (Angew. Chemie. Int. Ed. 2019, 58, 11642.) ; 在认识到晶型对发光调控的重要影响后，我们进一步地通过离子掺杂控制晶格变形程度进而调控发光峰的宽度，可以在实现高发光效率的同时随意控制发光峰宽度的窄化和拓宽(Chem. Eng. J. 2020, 125367; J. Lumin. 2020, 117045; 2D Mater. 2020, 7, 031008.)；最后我们为了开发多手段实现构象调控，我们通过引入不同的左右旋手性基团，从而实现手性的传递和放大(J. Mater. Chem. C. 2020, 8, 5673. Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 22, 17299.)。 研究进展 在这项工作中，赵广久团队创新地开发了高效光致发光钠铋双钙钛矿Cs2NaBiX6（X = Cl，Br）纳米晶体。该团队通过离子掺杂控制晶格畸变，促进自陷态激子的捕获，实现了超快的热载流子弛豫；同时，DFT理论计算分析表明离子掺杂后的晶体的能带结构从间接带隙转变为直接带隙，促进了电子空穴的辐射复合；此外离子掺杂也降低了晶体的体相缺陷，减少了缺陷产生的非辐射复合。以上三者的贡献综合作用从而大幅度促进了光致发光产率的提升，结果离子掺杂后的双钙钛矿Cs2NaBiCl6 NCs可显示约16％的明亮宽带光致发光PLQY，高于迄今为止报告的单组分钙钛矿发光材料（2-10％）。我们的研究为未来的新材料的开发和应用提供了指导。

项目成果/简介:中国科学技术大学中科院近地空间环境重点实验室陆全明、王荣生研究团队，联合美国加州大学洛杉矶分校卢三博士和其他多家欧美科研机构，在地球磁尾磁场重联触发机制方面取得重要进展。他们结合MMS卫星高分辨率观测资料和数值模拟，发现了地球磁尾磁场重联由电子动力学触发的证据。相关结果10月7日在线发表在《Nature Communications》上。 磁场重联是等离子体中的一种基本物理过程。该过程中，磁能会爆发式地释放、转化为等离子体的动能和热能。日地空间环境中许多爆发式能量释放事件，例如：太阳耀斑、日冕物质抛射、磁层亚暴等，都是由磁场重联导致的。地球磁尾发生的磁场重联，其触发时间只有几秒到几十秒，卫星很难直接地探测到触发阶段的粒子动力学行为。因此，磁场重联触发机制的研究主要来源于理论和数值模拟。 依据理论和数值模拟的研究，地球磁尾的磁场重联触发有两种可能的机制。第一种机制是强驱动环境中电子动力学触发磁场重联。第二种是离子动力学驱动磁场重联。关于两种机制的争论持续了长达半个世纪。研究团队结合高时间分辨率卫星数据和数值模拟，发现地球磁尾位型下的磁场重联触发过程起始于小尺度的电子尺度区域的证据，由该区域内电子动力学行为主导，并导致了进一步的爆发式能量释放过程。这为长达半个世纪的地球磁尾磁场重联触发问题的解决提供了新思路。

本发明提供了一种基于仿射摄动的区间不确定性结构能量响应预示方法，建立各子系统的确定性结构的统计能量控制方程，进而引入区间因素，获取区间不确定性结构的区间统计能量控制方程，设定不确定性参数的区间参数，基于仿射摄动算法得到各区间变量的仿射区间表达式，设定各变量的摄动分析表达式，进而基于区间仿射算法的运算法则，推导得到考虑区间不确定性结构的子系统区间能量表达式，给定初始边界参数和求解频率后，计算得到区间不确定性结构的区间能量响应。通过本发明方法使得区间不确定性结构区间能量响应的区间宽度大大缩小、区间能量响应的预示精度大大提高，从而可以更加精确地评估区间不确定性结构的高频动力学特性，具有重要的工程应用价值。

本发明公开了一种基于扫描电化学显微镜的光电化学动力学测 试系统及方法，系统包括扫描电化学显微镜装置、Pt 超微电极、样品 固定装置、光源装置和转台控制装置，扫描电化学显微镜装置包括三 维控制仪和电化学工作站；样品固定装置包括聚四氟化学池和固定件； 光源装置包括散热器、直流电源以及依次排列在散热器圆盘边沿上的 红、黄、蓝、白 LED 光源；转台控制装置包括中央处理器、带有通光 孔的圆盘、驱动器、控制器和步进电机。实施

重防腐涂料作为国民经济重要领域的主要工程材料，它涉及到交通运输、石油化工、电力、海洋工程、建筑工程等部门，关系到它们的质量与附加值；同时又为海洋开发和新能源配套、航空航天、战舰、国防工业等高科技产业的发展奠定基础，所以国际上已将重防腐涂料发展水平高低作为衡量涂料工业先进程度的标准。且在国家大力发展环保产业的背景下，具有环保绝对优势的水性重防腐漆，作为在国民经济、军防建设上的重要工程材料，将具有巨大的发展前景。 当前水性防腐涂料还存在一些技术难点，如屏蔽性不足；锌粉不能分散在水性体系中，分散在固化剂中，又由于固化剂粘度太大，要分散大量的锌粉必须加入溶剂稀释（约30%溶剂），不能完全达到环保要求。 本成果针对国内外重防腐涂料这一现状，从以下几个方面进行了改进：（1）对环氧树脂进行结构改性，引入了具有“盾牌”效应的结构，从而使涂层的耐水性和对溶剂等的耐受性大大提高；（2）固化剂结构中引入了支化结构，固化剂分子量大但粘度很低，利于锌粉的分散；（3）在环氧乳液中分散有5%。经过改性的氧化石墨烯，设计制备了新一代氧化石墨烯-富锌重防腐水性涂料体系，产品充分利用石墨烯纳米片状结构对水的渗透性的屏障功能和锌粉的阴极保护相结合，具有高效防腐性能。该体系具有粘度低，气VOC特点，该组分经（50±2）℃热储30 d后，稳定性为10级，调刀刀面无沉降触感。 本成果研发的重防腐涂料作为涂料工业的环保产品，迎合市场需求，填补了国产高端防腐品牌的市场空白，具有广阔的市场前景。产品已在江西省临近的省、市推广应用，且已经形成了从封闭、轻防腐和重防腐的完整产品链。按照油性防腐涂料千亿的市场规模，按照30%-40%替换为水性（2018年已经达到25%），该产品具有广阔的市场前景。

临床证据显示，新冠病毒核酸检测有假阴性的情况存在，这与采样质量有一定关系。同时由于核酸检测所需时间较长，不利于大规模的筛查。为此，杨正林团队和迈克生物股份有限公司，根据新冠病毒感染后人类机体的反应会在血液中产生抗体的原理，迅速开展研究，通过构建质粒表达新冠病毒N蛋白和S蛋白作为抗原，建立了检查血清中病毒抗体的胶体金和化学发光法。这两种方法只需少量的血液样本即可进行快速检测，可以用于疑似病例中核酸检测为阴性的病人的诊断，同时也可以部分反映确诊病人的免疫情况。其中，新型冠状病毒（SARS-Cov-2）IgG/IgM抗体检测试剂盒（胶体金法），已完成787例临床样本的检测（包括52例阳性样本和735例阴性样本），阳性检出率（灵敏度）为80.8%（42/52），阴性检出率（特异性）为98.5%（724/735）。新型冠状病毒IgG和IgM抗体检测试剂盒（化学发光法），已完成387例临床样本的检测（包括37例阳性样本和350例阴性样本），阳性检出率（灵敏度）为86.5%（32/37），阴性检出率（特异性）为99.7%（349/350）。

研究团队在总结非典病毒疫苗研发经验与教训的基础上，使用最新的mRNA技术，为新冠病毒疫苗研发设计了两套方案（图1）。一种是利用mRNA来表达位于新冠病毒表面的棘突蛋白以及该蛋白上识别人体细胞受体的一段区域，期望能在体内诱导产生病毒中和抗体，目前该方案进展顺利，首批疫苗小样已经用于小鼠免疫，正在等待测试效价。在另一种方案中，研究团队则尝试利用mRNA在体内表达出跟新冠病毒形状一样的空病毒，俗称病毒样颗粒。病毒样颗粒外观和真实病毒无异，但是不带有基因遗传物质，因而没有感染性，人体免疫系统却对其真假难辨，认为是真实病毒入侵，进而启动免疫产生保护性抗体，因此病毒样颗粒被认为是目前最安全有效的疫苗之一。但是使用mRNA让机体合成出病毒样粒却很有挑战，特别是结构复杂的冠状病毒，此前并无用mRNA 合成出冠状病毒样颗粒的报道。利用蓝鹊生物的mRNA药物研发平台，研发团队经过大量的序列摸索与优化，获得了能高效表达新冠病毒四个结构基因的修饰mRNA 分子，首次成功实现了SARS-CoV-2病毒样颗粒的表达。电镜照片（图2）清楚地显示了病毒外壳中由棘突蛋白（S）构成的“皇冠”，这也正是病毒进行细胞侵袭的关键部分，同时也是结合中和抗体真正有效的抗原表位。

2020年2月4日上海复旦大学公共卫生学院张永振团队在《自然》杂志发表了与中国呼吸道疾病爆发相关的病毒的基因组序列，该病毒基因组从就职于出现首批患者的海鲜市场的一名病人身上获得。基因组分析显示，该病毒与此前在中国蝙蝠体内找到的一组SARS样冠状病毒密切相关。 张永振及同事研究了一名41岁的男性海鲜市场工人，其于2019年12月26日在武汉一家医院住院，表现出呼吸系统疾病症状，包括发烧、胸闷和咳嗽。联合使用抗生素、抗病毒药和糖皮质激素进行治疗，但患者表现出呼吸衰竭，治疗三天后病情无改善。团队对从患者收集的支气管肺泡灌洗液（肺分泌物）进行了基因组测序。他们鉴定出了一种新型病毒，并发现该病毒基因组与蝙蝠体内发现的SARS样冠状病毒有89.1%的核苷酸相似性。尽管从单个患者的分析中不可能得出该冠状病毒是当前疫情爆发原因的结论，不过团队的这些发现已被针对其他患者的独立调查研究证实。 

上海市疾病预防控制中心和复旦大学上海医学院基础医学院新型冠状病毒攻关团队密切配合，由上海市疾病预防控制中心挑选多例确认病例的鼻/咽拭子样本用于实验，复旦大学上海医学院基础医学院新型冠状病毒攻关团队通过使用两种细胞系（vero-E6和Huh7细胞）接种样本，从一例病例样本中，于2020年2月7日成功分离并鉴定出新型冠状病毒（2019-nCoV）毒株，该毒株在细胞培养中扩增迅速，可得到较高滴度的病毒；间接免疫荧光法发现病毒感染细胞显示典型冠状病毒样病变-合胞体。