发布者:发布时间:

    微结构表面可以改变液体的输运方向,提高输运速率,近年来由于其前沿学术研究意义以及在能源、环境、健康等领域的巨大应用潜力,受到了科学界和工业界的广泛关注。微结构表面上的润湿动力学是一个典型的多界面、多尺度的流-固耦合问题,其基本难题是由于微结构和移动接触线相互作用引入了新的时空尺度和更为复杂的竞争机制,这导致学术界对移动接触线的对称性控制机理及其动力学规律的认识仍然十分匮乏。  近期,力学所非线性力学国家重点实验室(LNM)赵亚溥团队通过跨尺度润湿实验和理论相结合的方法,利用二维准晶微结构表面研究了移动接触线的对称性控制机理和动力学规律,首次发现了液滴在二维准晶微结构表面上铺展过程中出现可重复的五重对称移动接触线,且接触线对称性可自发降低与增加(图1a)。通过系统的润湿实验分析了微结构拓扑性质、液滴性质等参数的影响,阐明了二维准晶微结构的特征尺度和自相似性调控移动接触线对称性的机制;通过标度分析,得到了移动接触线新的铺展标度律,与大量实验结果相符,厘清了准晶微结构表面上液滴的黏性耗散规律(图1b),进而揭示了准晶微结构表面的润湿动力学机理。  以上研究成果大大提高了对移动接触线的定向调控能力,为基于液滴应用的微结构设计提供了新原则和新思路,对微流控、生物芯片等的发展和应用具有重要的指导意义。  相关成果作为封面论文发表在《软物质(SoftMatter)》上(ChenEH,YuanQZ,ZhaoYP*.Topography-inducedsymmetrytransitionofdropletsonquasi-periodicallypatternedsurfaces.SoftMatter,2018,14:6198-6205)(图2)。研究工作得到了中国科学院和国家自然科学基金委的联合支持。  图1.(a)二维准晶微结构表面液滴接触线对称性演化。(b)液滴铺展过程的动力学规律。  图2.论文被选为《软物质》2018年第14期的封面。该图说明了准晶微结构表面与移动接触线的相互作用

发布者:发布时间:

  青藏高原快速升温以及冰川的加速消融,引发了人们对未来水资源安全的担忧,特别是以冰雪融水为主要补给源的干旱区。第三极水循环和水资源的变化对当地及下游地区的经济和社会发展具有重要的影响。其中,叶尔羌河是第三极的典型冰川流域,也是塔里木河最长的一条支流,是与塔里木河仍有水力联系的三条支流之一,灌溉着新疆最大(全国第四)的灌区,是下游经济建设的命脉。利用水文模型模拟和预测流域关键水文过程,是研究第三极水文水资源对气候变化响应的主要方法,然而由于山区观测站点极度缺乏,气象输入的不确定性成为模型不确性的最大来源。叶尔羌河流域由于地形复杂且地势较高,难以进入进行实地观测,在卡群站以上的上游流域仅有一个长期国家气象站,难以代表整个流域的降水、气温情况。因此,这种高山区降水、气温等气象信息缺乏的状况,在叶尔羌河上游流域更为突出,这极大地阻碍了冰川水文模型在该流域的应用。  针对这一难题,慕士塔格西风带环境综合观测研究站在不同海拔高度布设了水文—气象—冰川观测网。中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心、青藏高原研究所苏凤阁研究员课题组的阚宝云博士及合作者利用这些实测气象数据获得了降水梯度和气温梯度,进而反演出了具有流域代表性的气象数据;同时,还利用冰川物质平衡观测数据计算出了冰、雪度日因子。这使得在叶尔羌河上游流域成功搭建含有冰川模块的VIC-Glacier水文模型,并对流域的水文过程进行合理模拟成为可能。研究结果表明:1)基于观测的降水-气温梯度校正可有效提高高山区流域降水、气温的合理性(图1);2)冰川融水是叶尔羌河上游流域主要径流补给成分,约占流域总径流的52%(图2);3)60%以上的流域总径流来自于海拔5000m以上区域,其中63%来源于冰川融水(图3);4)冰川融水径流、中-高海拔地区径流和暖季温度是控制1965-2015年流域总径流变化的主要因素,但降水补给径流、融雪径流和低海拔地区的径流对流域总径流的影响逐渐增大(图4)。本研究首次基于地面实测明晰了叶尔羌河上游高山区降水的量级及其时空分布特征,填补了该冰川流域高山区降水未知的空白,使流域水文过程模拟和产流机制分析成为可能。  以上研究得到了“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”专项(XDA20060202),中国科学院国际合作局对外合作重点项目(131C11KYSB20160061),及国家自然科学基金项目(91747201)的资助。图11960-2015年叶尔羌河上游流域的多年平均年降水量和气温空间分布图(a/c)未经降水梯度/气温梯度校正;(b/d)经过降水梯度/气温梯度校正图2冰川融水径流、融雪径流和降雨径流对流域总径流的年际(a)和年均(b)贡献率图3三大高程带径流及各高程带的径流组分、流域网格数图4流域模拟和实测总径流、三大径流组分和三大高程带径流的年际变化

发布者:发布时间:

  氢化反应是有机合成中最重要的转化之一,从大化工生产到有机中间体制备、材料化学、药物化学等都大量涉及到氢化反应。转移氢化(TransferHydrogenation,TH)由于具有反应条件温和、操作方便且不需压力设备等优点已成为氢化研究的重要内容。目前,过渡金属催化转移氢化的方法已被广泛应用于极性不饱和建(C=O、C=N)的还原。但对于非极性不饱和键尤其是非活化的C=C双键研究较少,已有的催化体系存在反应效率低、底物普适性差等问题。发展新的催化体系实现非活化烯烃的高效、高选择性氢化将具有十分重要的意义和前景。  乙醇具有廉价易得、环境友好的特点,是一种理想的氢气替代品。目前,乙醇常常被用作还原剂将高价态金属还原到低价态,但在转移氢化反应中用乙醇作为氢源的研究却非常的少,仅有的几例报道也是针对于极性不饱和键。目前并没有均相催化乙醇为氢源进行非活化烯烃还原反应的报道。该转化的一个难点在于乙醇脱氢后生成的乙醛在金属作用下极易发生脱羰反应,从而生成稳定的金属羰基络合物,抑制了催化剂的活性。  中国科学院上海有机所金属有机化学国家重点实验室黄正课题组致力于Pincer络合物的设计合成及其在烷烃转化中的应用。在之前的工作中,他们合成了一系列在烷烃脱氢反应中具有较高活性的络合物(Chem.Commun.2014,50,11056;Angew.Chem.,Int.Ed.2014,53,1390)。随后,他们将研究的范围由烷烃脱氢拓展到醇的脱氢反应及后续转化(Angew.Chem.,Int.Ed.2015,54,4023)。最近,他们又将醇的脱氢反应和烯烃的氢化反应结合起来,合成了苯并喹啉骨架的铱络合物(BQ-NCOP)IrHCl,成功实现了乙醇为氢源的非活化烯烃的高效转移氢化反应(J.Am.Chem.Soc.2018,140,4417.DOI:10.1021/jacs.8b01038)。  该催化反应体系简单,易于操作,乙醇同时作为溶剂和还原剂,反应后转化为乙酸乙酯,避免了对催化剂的毒化。该反应体系具有很好的底物普适性,催化剂用量可以低至千分之一。炔烃在该转移氢化条件下可以得到三键完全还原的产物。杂环化合物如苯并呋喃、喹啉等也可以发生选择性氢化反应。机理研究显示单取代烯烃和多取代烯烃在该转移氢化反应中经历不同的反应机理,两者具有不同的催化剂备用状态和反应动力学。该项工作为非活化烯烃氢化提供了新的策略,对新的转移氢化催化体系的设计具有指导意义。  图一:乙醇为氢源、铱催化碳碳不饱和键的转移氢化反应  上述工作得到国家自然科学基金委、科技部、上海市科委基础研究领域项目和中国科学院战略性先导科技专项(B类)的资助。

发布者:发布时间:

  近日,由中国科学院成都文献情报中心副研究员胡正银、研究员张志强与西南交通大学博士曾荣强、中科院广州生物医药与健康研究院覃筱楚、山西财经大学博士隗玲合作撰写的论文AMethodofBiomedicalKnowledgeDiscoverybyLiteratureMiningBasedonSPOpredications:ACaseStudyofinducedPluripotentStemCells被施普林格出版社出版的论文集LectureNotesinArtificialIntelligence(LNAI)Series:MachineLearningandDataMininginPatternRecognition收录正式发表,并被《工程索引》(TheEngineeringIndex)收录。  随着生物医学科技信息数量的快速增长和生命科学研究的交叉发展,生物医学文献知识发现(KnowledgeDiscoveryinBiomedicalLiterature,KDiBL)已成为生物医学信息学的一个重要研究领域。论文围绕“诱导多能干细胞”(inducedPluripotentStemCells,iPSC)这一干细胞研究前沿知识发现的具体需求,基于干细胞领域知识图谱数据,从细粒度、富语义的生物医药信息知识表示、面向主题的知识挖掘及全景式知识可视化展示三个方面出发,以“主-谓-宾”(Subject-Predication-Object,SPO)三元组形式对iPSC领域科技文献中蕴含的知识元进行了深度揭示与组织,挖掘出iPSC影响要素、疾病类型、人体病灶组织和实验对象等多种类型的知识主题,并以语义网络的形式全景式地展示了iPSC领域的知识脉络,包括涉及的重要研究方法、实验技术、细胞器官、基因及治疗疾病等。  相关研究工作得到国家社科基金重点项目“面向领域知识发现的学科信息学理论与应用研究”、中科院“十三五”信息化专项“面向干细胞领域知识发现的科研信息化应用”的支持,研究成果在“the14thInternationalConferenceonMachineLearningandDataMining”(MLDM2018)作了大会报告。SPO语义网络缩略图

发布者:发布时间:

  复旦大学卢洪洲教授课题组,通过对127例已经接受抗病毒治疗的艾滋病病毒(HIV)感染者进行研究后发现,感染者在治疗前血浆中的加氧环化酶(IDO)活性高低可以被用来预测患者治疗后HIV储存库的大小,活性越高,储存库越大,且在抗病毒治疗后活性较高的患者体内的HIV储存库依然较高。相关研究近日发表于《临床传染病》。  HIV储存库的存在是根除艾滋病的主要障碍。目前,抗病毒治疗已经能够明显延长HIV感染者的寿命并改善患者的生存质量。但HIV感染者仍然需要终身服药。  据悉,加氧环化酶是人体内代谢色氨酸的一种关键酶,肿瘤、HIV感染等疾病可能正是利用了这个酶创造了适宜疾病发展的免疫微环境。研究发现,HIV感染者的加氧环化酶活性比健康人明显升高,且在长期接受抗病毒治疗后仍然无法下降到健康人的水平。所以,该酶可能参与了HIV储存库的维持。  “下一步的研究如果证实该酶参与HIV储存库的维持确有因果关系,并在HIV维持储存库的大小中发挥重要作用,那么针对这个酶的药物将有可能减小病毒储存库。”卢洪洲表示。  相关论文信息:ClinicalInfectiousDiseases2018:ciy676-ciy.

发布者:发布时间:

  有机-无机钙钛矿材料具有优异的光电性质,已实现高效率太阳能电池和发光二极管的制备。钙钛矿具备较高的载流子迁移率、较长的寿命和扩散距离,因而也是一类较为理想的光电探测器材料。然而,三维钙钛矿暗电流较大制约了其光电探测器的信噪比,使其发展受到限制。基于多晶薄膜的光电二极管检测器,虽可以抑制暗电流,但无法实现较大的光电导增益,因而器件灵敏度也不理想。  有鉴于此,中科院理化所吴雨辰博士、江雷院士课题组与天津大学付红兵教授、加州大学伯克利分校张翔院士团队合作,制备了高质量的二维钙钛矿单晶纳米线阵列,首次发现二维钙钛矿纳米线的边缘态光电导效应,并实现了目前世界上最高灵敏度的钙钛矿光电探测器。  研究人员通过不对称浸润界面,控制二维钙钛矿的晶体生长。通过电子衍射、同步辐射掠入射X射线散射发现,制备得到的纳米线取向单一,导电的少层钙钛矿和丁胺基离子层层组装,形成超晶格结构。通过测量不同高度纳米线的荧光和光电导发现,钙钛矿层的边缘能够有效的分裂激子,产生并传导自由载流子,从而实现了优异的光电导。基于此纳米线制备的光电探测器,实现了104A/W以上的响应度和7×1015Jones以上的探测度,是目前世界上最灵敏的钙钛矿光电探测器,比传统的硅光电二极管性能高出2-3个数量级。相关研究结果近期发表在NatureElectronics(Nat.Electron.2018,1,404)上,并被同期NatureElectronics(News&Views)作为highlight报道。 二维钙钛矿单晶纳米线阵列边缘态光电导机理  近年来,江雷院士课题组吴雨辰博士研究方向不断深入,开展了浸润性调控图案化制备高性能有机、无机光电器件的研究。先后制备了高性能有机小分子单晶一维阵列光波导(Nat.Commun.2015,6,6737)、有机小分子单晶阵列柔性电子器件(Adv.Mater.2016,28,2266)、有机小分子单晶阵列激光器(Adv.Mater.2017,29,1603652)、钙钛矿单晶阵列激光器(Adv.Mater.2016,28,3732)与光电探测器(Adv.Mater.2017,29,1605993)。系列工作面向高性能光电子器件的微型化与集成化制备等新一代信息技术的主要发展方向,力争攻克有机/无机光电材料集成的核心技术并推动有机光电材料与器件的产业化应用。  以上研究得到科技部重点专项、国家自然科学基金重点项目及北京市自然科学基金面上项目资助。      

最新资讯
准晶微结构表面的移动接触线问题研究取得重要进展
JGR-Atmospheres:叶尔羌河上游流域高山区降水反演及其对径流模拟的影响
上海有机所在烯烃的转移氢化研究中取得重要进展
巧妙的分子设计让手性螺环骨架配体合成更简便
第24届国际模式识别大会(ICPR2018)开幕式在京举行
中科院与协和医院签署共建健康科学研究中心战略合作协议
生物医学文献知识发现研究获进展
丁纯:以亩产论英雄 以项目提质效 为高质量发展提供有力支撑
苏州高新区绿色循环低碳交通运输考核全市排名第一
研究发现“脱酶”法有望“缩小”艾滋病病毒储存库