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在具有多個電子軌道的體系，例如鐵基超導材料中，電子自旋和軌道自由度的相互作用使得這個問題更為復雜。李源研究員與合作者之前的研究報道已經揭示了自旋-軌道耦合對材料的磁性性質有非常重要的影響。他們的實驗同時還表明鐵基超導材料中的磁性具有巡游與局域的雙重特性。這并不是一個完全意外的結果，因為已有的一些理論研究也說明鐵基超導體可以被所謂“洪德金屬”的模型描述。不過自旋-軌道耦合以怎樣的方式影響鐵基材料中的超導機理，依然是一個未知的問題。Figure 1. (a-c) Imaginary part of dynamic spin susceptibility measured at different temperatures. (d) Imaginary part of dynamic spin susceptibility integrated over 4-8 meV based on the data in (a) and (b). 現在，李源研究組及合作者采用基于飛行時間原理的中子散射譜學技術，發現在一種鐵基超導材料中，有一類特定的磁激發對超導的形成至關重要，其作用機理與材料中的自旋-軌道耦合效應密切相關。這項工作于2019年1月4日發表在《物理評論快報》上。 這項研究針對的是近年來發現的空穴摻雜的“122”體系鐵基超導材料中新奇四重對稱性磁相。在傳統的二重對稱性磁相中，電子自旋指向在晶體的ab面內，而在這種新發現的磁相中電子的自旋指向沿晶體的c方向。有這種四重對稱性磁相的晶體中超導溫度也被壓制。該項研究旨在探索超導的壓制與四方磁相中探測到的譜學特征的聯系。基于這一目的，研究組瞄準了Sr1-xNaxFe2As2這一種有魯棒性的四方磁相，且較易制備大單晶的鐵基超導材料。Figure 2. (a-b) Constant-Q cuts measured at (0.5, 0.5, 1) and (0.5, 0.5, 3), with background subtracted. (c-d) Intensity difference between 6 K and 20 K at L = 1 and 3. 實驗發現，在材料發生從二重對稱性（圖1a, T = 80 K）轉化為四重對稱性（圖1b, T = 20 K）的相變后，低能的自旋激發發生了顯著的變化。根據中子散射截面與散射幾何的關系，在L = 1處測量到的信號中c方向的磁激發有更大的比重，而在L = 3處則可探測到更多的ab面內的磁激發。圖1d顯示，當溫度從80 K降到20 K后，由于自旋的方向發生偏轉到了c方向，在低能激發中將難以沿c方向時自旋的長短發生改變，因此低能磁激發中c方向的自旋激發被抑制。實驗還發現了重要的一點：超導相（圖1c, T = 6 K）的自旋激發相對非超導相的自旋激發有輕微的改變，這說明材料超導與的磁性質相關聯。進一步的分析（圖2）發現，這種改變主要發生在L = 1的位置，這說明在四重對稱性磁相中，盡管c方向的磁激發被抑制，但它們仍然是與超導關系最密切的磁激發。這項結果揭示了在多軌道序洪德金屬中實現高溫超導的一個“兼容性”要求：局域的磁矩必須能夠為巡游電子提供后者在實現超導配對過程中所需的磁激發。由于在四重對稱性磁相中，該要求恰好不被滿足，所以超導溫度被抑制。

聲子極化激元是極性材料中晶格振動與光場之間的強耦合，有望應用在低損耗納米光學元器件中。相關的理論研究由黃昆先生于上世紀五十年代提出，目前已經較為成熟。但是實驗測量表面聲子極化激元直到近年才有較大的進展，主要是因為表面聲子極化激元的測量同時需要高的空間分辨率和能量分辨率。目前測量表面聲子極化激元的主要方法為近場光學方法（s-SNOM），該方法可以在中紅外和太赫茲區間對聲子極化激元進行很好的探測。但在遠紅外區間，由于目前缺少合適的遠紅外激光光源和探測器，相關材料體系的表面聲子極化激元的研究受到很大限制。 近日，北京大學物理學院2016級本科生亓瑞時和王任飛利用掃描透射電子顯微鏡的電子能量損失譜，對ZnO納米結構中的遠紅外表面聲子極化激元進行了細致的探測。通過在納米尺度上測量納米線、納米片不同空間位置的電子能量損失，探究了表面聲子極化激元的性質，得到了表面聲子極化激元的色散關系，并研究了其尺寸效應、幾何效應等。圖1. 左：利用電子束激發和探測納米線表面聲子極化激元。右：測量得到的色散關系。 利用電子顯微鏡中的電子束來激發和探測聲子極化激元具有很多的優點，包括（1）電子顯微鏡方法具有亞埃的空間分辨率；（2）電子激發具有更高的效率（電子與材料相互作用的散射截面更大）；（3）電子能激發一些非光學活性的模式；（4）電子能量損失譜能得到高q（波矢）值下的信息；（5）電子能量損失譜具有很寬的激發、測量窗口，原則上可以測量從meV量級的振動譜信號至keV量級的芯電子激發譜信號。因此，電子能量損失譜有望極大地推動包括表面聲子極化激元在內的相關實驗研究。 該工作于2019年7月19日在線發表于學術期刊Nano Letters（DOI:10.1021/acs.nanolett.9b01350），第一作者為北京大學物理學院2016級本科生亓瑞時、王任飛，指導老師為量子材料科學中心和電子顯微鏡實驗室的高鵬研究員。該項研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、量子物質科學協同創新中心等基金的支持。 論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.9b01350

一、基于虛擬現實（VR）的中小學智慧教育：為在教育行業落實重慶市五屆人 大一次會議打好“三大攻堅戰"，實施“八項行動計劃”的精神，該成果充分利 用VR身臨其境和游戲互動的高科技手段，采用中小學生易于接受的方式，學習 和體驗初高中的課本教學大綱內的知識重點難點，讓學習不再枯燥。參展內容包 括《物理》VR課程（17章節），《化學》VR課程（10章節），《生物》VR課 程（6章節）。該成果直接或者間接解決幾個問題：1激發學生學習興趣；2. 易于接受；3.有利于教育公平；4.中小學學習減負和升學壓力平衡的解決方案；5.教育奢侈化潮流下的一種解決方案；6.教師上課的強有力的輔助工具；7.畫面 場景效果優異，讓學生瞬間愛上這種方式的學習，在玩耍中潛移默化的學習。 二、智能穿戴及其應用：為深入貫徹黨的十九大精神，為促進我市經濟轉型 升級、積極響應重慶市以大數據智能化為引領的創新驅動發展戰略，全方位對接 和服務重慶“三大攻堅戰"和“八項行動計劃"，加快大數據、人工智能技術率 先在相關領域的深度應用，落實重慶市《關于加快推進可穿戴設備產業發展的工 作意見》，加強“互聯網+ ”人工智能核心技術及平臺開發，推動虛擬現實、增 強現實產品研發及產業化，支持可穿戴設備、智能服務機器人等產品創新和產業 化升級。為解決現有如Kinect、LeapMotion等視覺感知產品場景受限，并且國 際上無完善的基于穿戴產品的應用識別的技術等問題，實施可穿戴設備與云計算、 大數據、人工智能、虛擬現實等技術的融合應用開發。參展內容包括智能穿戴硬 件設備（智能手套、智能手表等），以及智能穿戴應用（1.基于智能手環的非 接觸式Fly Bird游戲；2,面向老年人的穿戴式家居設備控制系統；3.基于智 能手環的手勢控制音樂播放器；4,基于穿戴手勢的智能小車控制系統）。市場及經濟效益分析： 一、 基于虛擬現實（VR）的中小學智慧教育項目效益：針對中小學“物聯網、大數據、人工智能”教育培訓提供實驗室搭建指導、師資 培訓、課程研發與學生體驗。為中小學提供“建立實驗室、師資培訓、學生體驗培訓、課程研發”服務； 結合全國計算機教育指導委員會指導設立行業標準服務重慶及西部教育市場。 二、 智能穿戴及其應用項目效益： 填補重慶智能穿戴產業研發空白； 成立重慶市智能穿戴健康大數據中心；通過核心技術研發協助政府招商，形成穿戴產品產業鏈聚集，推進重慶傳統制造 業升級轉型，占領國際智能穿戴科技領域，促進我國民生保障，醫療服務和環保 事業的發展；通過全國甚W全球智能穿戴協會資源，引入領域高層次人才。

感官控制的人機交互(human-machine interface, HMI)可以在人和外界 設備之間建立新的自然交流途徑，有利于提高人們的生活品質，例如，有意識 地眨一下眼睛，即可開/關電燈。傳統的采用眼為微弱的體表生物電信號，卻 忽略了眨眼引起的太陽穴附近皮膚的微小運動。本項目采用摩擦納米發電技術 (triboelectric nanogenerator, TENG ),設計一種微運動 / 位移傳感器 (mechnosensationalENG, msTENG),對于該微小運動的探測有極高的靈敏度 (數百倍于同步眼電信號)，并且相對于傳統的眼電探測電極具有更好的耐久 性和穩定性。通過與眼部巧妙的附著方式，獲取高靈敏度和持久穩定的眨眼 信號采集，并將此眼部微動傳感器用于人機交互，構建了眼動控制家用電器 和眼動虛擬打字界面等人機交互系統。這一研究的開展，給感官控制人機交 互領域注入了新的設計理念，使得通過眨眼來控制外部設備有希望從實驗室走 向我們的日常生活。 關鍵技術： (1)  基于摩擦納米發電技術的眼部微動傳感器設計(包括工作模式的選擇, 摩擦材料、電極材料的選擇及加工等)以及器件制作工藝水平，都將直接影響 傳感器的靈敏度、穩定性、美觀舒適性，這在整個系統中是最為關鍵的技術。 (2)  眼部微動傳感器在眼部周圍附著方式的設計，需要保證器件的靈敏度、 信號的穩定性和操作的方便性，并考慮使用上的舒適美觀。這是這項技術能否進 入人們實際生產生活的重要因素之一。 (3)  基于眼部微動傳感器的人機交互界面的開發，要求功能適用、界面友 好、操作簡易、性能穩定，便于正常人群和閉鎖綜合征LLock-in，)患者等特 殊人群的使用，這是這項技術具有重要應用前景的關鍵技術之一。創新點： (1)     首次將基于摩擦電和靜電感應耦合的自驅動高靈敏傳感器作為替 代傳統生物電傳感器應用于感官控制的人機交互系統，為人工智能領域注入了 新的傳感器設計理念。 (2)     將基于摩擦電和靜電感應耦合的自驅動眼部微動傳感器巧妙地固 定在眼鏡架上，并做到位置可微調，對比傳統的眼電傳感器將多電極貼在眼部 附近，不僅美觀舒適、成本低廉和操作簡單，而且采集的信號靈敏度高，信號 輸出穩定可靠。 (3)     摩擦電和靜電感應耦合的傳感技術，采用的單電極信號采集，直 接采集微運動引起的電信號，從信號采集源頭上突破了傳統的生物電信號采集 弊端(采集多電極間勢差變化信號)，可提高傳感器的靈敏度數百倍。因此，避 免了傳統眼電系統中精準識別算法的開發和嚴格操作技術的培訓等。市場及經濟效益分析： 基于摩擦納米發電技術的微動傳感器制作成本低廉，因其高靈敏度和 可靠性帶來的后端設備簡化，以及其操作的簡易性和侃戴的美觀舒適性，都 將促成該項研究成果走出實驗室服務于廣大群眾，特別是渴望與外界因此具有非常大的市場價值。恢復交流的特殊疾病患者們，而這一群體在中國高達20 萬人并有逐年上升的趨勢。

本成果具體涉及用于分流、凈化道路地表徑流的植草雨水篦子。山地城市邊 溝眾多，雨水篦子使用頻率高，本產品賦予雨水篦子收集地表徑流-滲濾處理的 功能，可實現對道路地表徑流的滯存和凈化，避免道側植草溝滲濾設施施工建設 的不便；通過大范圍的使用，可有效削減道路在降雨期的徑流量，減少地表徑流 污染負荷，扮演海綿城市建設中的“小海綿"。產品適用于公園、小區等人流密 度相對較小，管理和維護規范且采用雨水邊溝排水的區域，單體設備的匯水服務 面積為2.4~4m2。

本項目研究團隊自主研發了面向生命科學的原位顯微分析與操作儀。研究團隊利用該儀器實現了機器人化的體細胞核移植，進而將該技術應用于豬克隆流程，成功獲得了克隆豬仔。這是國際上首次利用機器人技術獲得的克隆動物。 研究團隊面向生命科學發展的迫切需求，研制出具有可視化、微創化、定點化、定量化功能的，集檢測分析與操作于一體的原位顯微分析與操作儀，利用該儀器實現了機器人化的細胞核移植流程，并通 過分析微操作工具與細胞接觸過程中的細胞受力情況，實現了基于最小力的細胞撥動與細胞抽核，保證了細胞核移植操作過程中細胞受力最小。實驗結果表明，基于最小力的細胞撥動與細胞抽核方法，顯著減少了細胞撥動過程對細胞的傷害；后續細胞培養實驗表明，與人工操作相比，細胞后續發育率顯著提高,標志克隆成功的體外囊胚率從10%提高到 21%。2017 年 1 月初，研究團隊分四批完成了 510 例核移植操作,并將這 510 枚克隆胚胎移植到 6 頭母豬體內，兩頭母豬順利受孕；4 月底，兩頭受孕母豬產下成活克隆豬 17 頭。 上述研究第一次用后續細胞培養成功率作為評測依據，建立了操作過程細胞受力情況與后續細胞發育的聯系,得出了操作過程細胞受力越小，則傷害越小，最終細胞發育成功率越高的結論。該研究對其它機器人化生物操作有借鑒意義。在深度信息提取、顯微視野拓展、超聲振動細胞穿入等方面擁有多項專利。

早期大陸的形成演化及其構造機制一直是固體地球科學的基礎與前沿科學主題，對于深入認識太陽系類地行星和地球的起源與發展、理解現代地球過程、預知地球未來的演變都有重要意義。板塊構造是隨著地球殼幔體系的演化和大陸地殼的生長，逐漸發展、建立、成熟起來的。大約在2.7-2.5 Ga前隨著全球一批成規模的穩定大陸地殼的出現，標志著全球構造開始了從熱構造體制向垂向-橫向運動的構造體制轉化，開啟了地球系統的一系列重要事件和演變，包括固體圈層的形成與耦合，水與大氣圈層的確立，大氧化事件與生命活動，大規模沉積作用包括多次冰期事件和多期次巨量硅鐵建造的沉積等。到了2.0-1.8 Ga，構造巖漿活動又重新活躍了起來，全球短時間內出現了眾多線型造山帶，出現了地質歷史上第一個超大陸，標志著早期板塊構造開始支配全球。由此可見，2.7-1.8 Ga是地球歷史上的關鍵演化期，該時期不僅塑造了現代板塊構造出現之前的全球構造格局，直接控制了超大陸的聚合與裂解等，甚至對于之后地球中年期及現代板塊構造體制出現，也起到了奠基性的作用。 由于早前寒武紀地質記錄的復雜性、大部分克拉通地質記錄不完整性、加之數據資料和研究覆蓋程度不足，許多重大科學問題仍然亟待深入研究。當前更加需要圍繞早期板塊構造及其動力學機制這一核心科學問題，進一步闡明早期板塊構造不同于現代板塊構造的特殊性，深入探究其作用過程和機制，提出和完善元古代早期板塊構造理論，為發展板塊構造理論提供依據。

一、概述 （一）腐蝕 ? 腐蝕是船舶和其它海洋服役裝備全壽命周期內存在的共性問題； ? 引起船舶和海洋裝備不可用天數增加，產生巨額維修費用； ? 增加發生重大事故的概率。 （二）污損 ?已探明的海洋生物20余萬種，其中約有4000-5000種生物能造成污損； ?船舶、碼頭、浮標、水管、石油平臺、養殖設施易受海洋生物附著污損； ?污損增加船底粗糙度、降低航速、增加燃料消耗（水線以下船殼污損5%，燃料將增耗10%；污損大于50%，燃料將增耗40%以上）； ?產生巨額的清污與防污費用。 （三）國內外現狀 1、表面腐蝕防護技術 ?防腐涂料：常用防腐技術，期效一般為1-5年； ?熱噴涂：可用于艙內防腐，但不適用于與海水接觸區域； ?激光熔覆：熔覆層與基體冶金結合、晶粒細小、孔隙率極低，其綜合性能顯著高于熱噴涂涂層。 2、海洋污損防護技術 ?含氧化亞銅的自拋光涂料是當今主導產品，我國遠洋船舶防污涂料的市場一直被國外公司壟斷； ?常用防污涂料的期效一般為2-5年； ?國際公約要求，2008 年全面禁止生產和使用含三丁基錫 TBT 防污涂料，2009 年全部停止溶 劑法氯化橡膠生產線，2010 年全面禁止使用含 DDT船底防污涂料，把含氧化亞銅防污涂料列 入“高污染、高環境風險”名單，氧化亞銅防污技術是過渡性措施。 3、高耐蝕合金現狀 ?Ni-Cr-Mo系鎳基合金耐海水腐蝕性能優異，但該類合金產品制造工藝復雜、 價格昂貴，主要依賴進口； ?現有鎳基合金的成分是綜合考慮強度、耐蝕、加工及焊接性能而設計的，而激光熔覆層的核心功能為防腐，需要重新設計其成分。 4、高速激光熔覆技術 2017年10月，德國弗勞恩霍夫激光技術研究所研發了高速激光熔覆技術，其優點為： ?激光束功率密度高，1000~5000W/mm2； ?熔覆速度高，10~350cm/s，使熱影響區、稀釋率、工件變形等參數得到更好的控制； ?吸收比高，粉末到達熔池之前吸收激光能量，適合在高反射率基體上制備熔覆層。 二、課題組開發的相關技術 ? 研發了系列專用于激光熔覆的高性能耐蝕粉末材料和制備高耐蝕熔覆層的高速激光熔覆系統，高性能熔覆層耐蝕壽命≥50年，該項技術的成熟度達到8級，具備批量生產條件； ? 研發了系列環保性好（不含氧化亞銅、敵草隆、二甲苯、石油腦等成分）、防污期效長的新型防污材料和防污層制備工藝，防污層與基體冶金結合，防污期效可達10年以上（已經進行了3年的實海試驗）。 三、應用領域 （一）船舶與海洋裝備的腐蝕防護 根據模擬海水腐蝕實驗結果，熔覆層靜態海水條件下腐蝕速率為0.00004mm/a。 該項技術已在發電設備、船舶及海洋裝備中得到應用，效果顯著。 （二）船舶與海洋裝備的污損防護 ? 防污層與基體材料形成牢固的冶金結合，防污層在異物撞擊下不會脫落； ? 防污層厚度可根據防污壽命的需要調節，防污層防污期效可達10年以上； ? 防污層能滿足抑制藤壺水螅、水母、藻類、細菌粘膜等多種類型海生物生長的要求； ? 主要用于船舶、海洋裝備的海洋生物污損防護（如鉆井平臺、海上設施）。

鋁鎵合金是一種新型、易儲、即取的固體能量塊。其是以鋁為主體的在線供氫材料，加水實現平穩釋氫。其制備工藝流程簡單、易于實現，且產品易于儲存、運輸和銷售。該項成果處于同類產品世界領先水平，其產業化能夠避免目前氫氣利用過程中儲存、運輸和加注等環節帶來的困擾，從而有效突破阻礙氫能源經濟發展的技術瓶頸。 研究團隊 吉林大學材料科學與工程學院 魏存弟教授研發團隊 成果成熟度 可產業化。

在橡膠基體內加入反應型多維微納碳材料，實現高性能橡膠復合材料的可控制備;可控調控生物質硅炭與多維微納碳材料的復合結構，獲得具有高力學性能和耐老化功能的新型橡膠加工技術;首次在橡膠基體內構筑具有電子共輒離域效應的交聯復合結構,獲得具有超耐老化能力的新型橡膠復合技術。該成果涉及的上述創新點，體現出具有國際領先的加工技術，青島科技大學擁有獨占的關鍵加工技術,橡膠在高溫高壓差非常規環境中表現出耐老化超長效工作的能力。