中国科学技术大学近期科研成果速览（七月下）

　　本期目录
　　1.中国科大发现π电子云调控石墨相变新机制
　　2.中国科大实现高精度非视域成像
　　3.中国科大在非平衡态统计物理研究中取得新进展
　　4.中国科大设计出高载量、抗积碳＂动态三原子＂加氢催化剂
　　5.中国科大/中科院深圳先进院解析猕猴大脑微米分辨率三维结构
　　6.中国科大近红外响应型形貌异质结光阳极研究取得新进展
　　7.中国科大揭示江淮地区过去千年季风降水演变规律及其驱动机制
　　8.中国科大确定了水气变换和CO加氢制甲醇反应Cu-ZnO催化剂的活性位
　　9.成本更低、性能更强：锂电池固态电解质研究取得重要突破
　　10.中国科大提出并实现原创的＂无噪声光子回波＂量子存储方案
　　01
　　NEWS
　　中国科大发现π电子云调控石墨相变新机制
　　中国科学技术大学朱彦武教授团队经过长期研究发现，在石墨粉体中加入少量氮化锂（Li3N）晶体粉末，即可在较低温度下（最低至350 ℃）实现大范围片径尺寸（1 ~ 60 μm）宏量石墨粉体（百克量级）中的3R相向2H相完全转变。在来自西北工业大学、国防科技大学、中科院半导体所和曼彻斯特大学等团队的合作研究帮助下， 团队发现该条件下石墨相变机理为：功函数差异导致氮化锂晶体粉末在接触石墨时将部分电子转移至石墨的共轭π电子云，使得石墨层间距异常增大，从而显著降低石墨层间滑移能垒，使得3R相得以在更加温和条件下转变为2H相。
　　该研究结果表明，通过对石墨π电子云形态进行调控，有望实现对石墨堆叠形态和性质的精确控制，也为其他碳基材料结构调控及新型碳材料制备提供了新思路。相关成果以＂Phase-Changing in Graphite Assisted by Interface Charge Injection＂为题发表在知名学术期刊《Nano Letters》上。
　　中国科学技术大学博士后潘飞、倪堃，西北工业大学马越为该论文的共同第一作者。国防科学技术大学朱梦剑、中国科学技术大学朱彦武、英国曼彻斯特大学/新加坡国立大学Kostya S. Novoselov为该论文的共同通讯作者。该研究工作获得了科技部重大研究计划、国家自然科学基金委等项目经费支持。
　　详细阅读：
　　http://news.ustc.edu.cn/info/1055/76292.htm
　　论文链接：
　　https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c01225
　　02
　　NEWS
　　中国科大实现高精度非视域成像
　　中国科学技术大学教授潘建伟、张强、徐飞虎等与济南量子技术研究院合作， 利用频率上转换单光子探测技术，实验实现了毫米级非视域三维成像，是目前非视域成像的最高精度，为该技术的实用化发展开辟了新道路。 研究成果于2021年7月28日发表在国际知名学术期刊《物理评论快报》上，并被美国物理协会下属网站Physics SYNOPSIS栏目专题报道。
　　《物理评论快报》杂志的审稿人给予高度评价，称赞 ＂该工作对于非视域成像领域的研究工作者来说极为有趣，是一项重要的技术里程碑＂ （This work is an important technical milestone, which will be very interesting to everyone working in the field of (NLOS) imaging.）。该工作有望在非视域目标探测、反恐防暴、紧急救援、智能驾驶等领域得到应用， 该工作得到科技部、基金委、山东省、安徽省等的资助和支持。
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　　http://news.ustc.edu.cn/info/1055/76275.htm
　　论文链接：
　　https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.053602
　　Physics网站新闻链接：
　　https://physics.aps.org/articles/v14/s97
　　03
　　NEWS
　　中国科大在非平衡态统计物理研究中取得新进展
　　中国科大物理学院、合肥微尺度物质科学国家研究中心徐宁教授研究组在 非平衡体系统计物理的相关研究 中取得重要进展，相关成果2021年7月28日在线发表于《科学进展》（Science Advances）。
　　在热浴温度为零的极限下，我们能否定义玻璃的有效温度？徐宁教授研究组从这个问题出发， 发展了新的模型方法，实现了零温非晶固体涨落-耗散关系的计算，并从中定义了一个温度量纲的物理量TIS。
　　博士生张建华和太原理工大学的郑文教授为该工作的共同第一作者，徐宁教授为通讯作者。这项工作得到了国家自然科学基金委的支持。
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　　http://news.ustc.edu.cn/info/1055/76269.htm
　　论文链接：
　　https://advances.sciencemag.org/content/7/31/eabg6766.abstract
　　04
　　NEWS
　　中国科大设计出高载量、抗积碳＂动态三原子＂加氢催化剂
　　中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心与生命科学学院毕国强教授和刘北明教授率领中科大、中科院深圳先进技术研究院和合肥综合性国家科学中心人工智能研究院团队通过自主研发的高通量三维荧光成像VISoR技术和灵长类脑图谱绘制SMART流程，并与中科院昆明动物所胡新天团队、中科院深圳先进院徐富强团队、以及美国麻省理工学院、南加州大学、加州大学洛杉矶分校等单位科学家合作， 实现了对猕猴大脑的微米级分辨率三维解析。 相关研究成果北京时间7月26日23时以High-throughput mapping of a whole rhesus monkey brain at micrometer resolution为题发表于《自然·生物技术》（NatureBiotechnology）。
　　论文的共同第一作者为中国科大博士研究生古健、简敏珍和黄莉。
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　　http://news.ustc.edu.cn/info/1055/76216.htm
　　论文链接：
　　https://www.nature.com/articles/s41565-021-00951-y
　　05
　　NEWS
　　中国科大/中科院深圳先进院解析猕猴大脑微米分辨率三维结构
　　中国科大细胞动力学教育部重点实验室发掘 新着丝粒蛋白Apolo1并揭示细胞更新质量控制机制 ，在Cell Reports杂志在线发表＂Feedback control of PLK1 by Apolo1 ensures accurate chromosome segregation＂。针对PLK1激酶在有丝分裂前中期的时空动态特征及其关联的生物学意义，中国科学技术大学姚雪彪/刘行/刘丹合作团队采用真核细胞有丝分裂调控网络基因共进化策略与细胞器时空蛋白质组学方法 （Wanget al., 2004; Liuet al., 2020），发现并命名了一个新颖的着丝粒功能蛋白，Apolo1（Adaptor of Polo1） 。Apolo1在后生代细胞进化中呈现，并在动物中显示出高保守性。这项工作系统地解析了Apolo1的生物化学功能，揭示Apolo1如何通过动态连接着丝粒蛋白激酶PLK1与磷酸酶PP1γ的互作，为详尽的构-效研究奠定基础。
　　合肥微尺度物质科学国家研究中心博士后、现任中科院深圳先进技术研究院副研究员徐放，生命科学学院研究生沈燕、丁露锋、杨朝宇是论文第一作者。论文的共同作者还包括合肥综合性国家科学中心人工智能研究院王浩副研究员、合肥微尺度物质科学国家研究中心祝清源高级工程师、徐程副研究员、中科院昆明动物所胡新天研究员、中科院深圳先进院徐富强研究员、麻省理工学院RobertDesimone教授、加州大学洛杉矶分校董红卫教授、南加州大学张砺教授等。毕国强教授和刘北明教授是论文的通讯作者。
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　　http://news.ustc.edu.cn/info/1055/76213.htm
　　论文链接：
　　https://www.nature.com/articles/s41587-021-00986-5
　　06
　　NEWS
　　中国科大近红外响应型形貌异质结光阳极研究取得新进展
　　中国科学技术大学俞书宏院士团队基于窄带隙半导体材料设计了一种 具有近红外活性的晶格匹配的形貌异质结光阳极材料，所研制的异质结表现出优异的光电化学（PEC）制氢性能 。相关成果以＂Boosting photoelectrochemical efficiency by near-infrared-active lattice-matched morphological heterojunctions＂为题于7月14日发表在《自然•通讯》上（Nature Communications 2021, 12, 4296）。
　　这项研究提出了一种 具有近红外活性的形貌异质结的构筑策略。 由纳米管和纳米片构成的晶格匹配的形貌异质结对近红外光的表现出极高的吸收能力并且拥有出色的载流子分离能力。通过将窄带隙半导体的优势整合到晶格匹配的形貌异质结中，这项研究为设计有效的近红外活性的光电化学器件提供了新的可能性。
　　详细阅读：
　　http://news.ustc.edu.cn/info/1055/76184.htm
　　论文链接：
　　https://www.nature.com/articles/s41467-021-24569-9
　　07
　　NEWS
　　中国科大揭示江淮地区过去千年季风降水演变规律及其驱动机制
　　中国科学技术大学地球和空间科学学院周鑫教授课题组与国内外同行合作，对江淮地区女山湖沉积物进行了多年的研究，以多个气候代用指标重建了该地区过去1800年以来的高分辨率季风降水演变记录，发现江淮地区小冰期降水较中世纪暖期偏多，与华北地区降水变化趋势相反。他们认为， 过去千年赤道东太平洋的海温异常(厄尔尼诺-南方涛动，ENSO)与江淮地区夏季降水有着紧密联系，并提出有效辐射强迫可能是引起江淮地区季风降水变化的重要驱动因素。 相关研究成果近日以＂Central eastern China hydrological changes and ENSO-like variability over the past 1800 yr＂为题发表于国际地学领域知名期刊《Geology》。
　　该论文第一作者为蒋诗威博士，论文通讯作者为周鑫教授。该项研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的联合资助。
　　详细阅读：
　　http://news.ustc.edu.cn/info/1055/76185.htm
　　论文链接：
　　https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/geology/article-abstract/doi/10.1130/G48894.1/606267/
　　08
　　NEWS
　　中国科大确定了水气变换和CO加氢制甲醇反应Cu-ZnO催化剂的活性位
　　中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心/化学与材料科学学院黄伟新教授、张文华副教授和厦门大学王野教授合作研究了 具有明确Cu结构的ZnO/Cu催化剂催化水气变换和CO加氢制甲醇反应，观察到Cu结构和反应气氛依赖的催化剂原位重构现象，确定了CuCu(100)-羟基化ZnO界面和CuCu(611)Zn合金分别是Cu-ZnO催化剂催化WGS反应和CO加氢制甲醇反应的活性位 。研究成果于7月15日以＂The active sites of Cu-ZnO catalysts for water gas shift and CO hydrogenation reactions＂为题发表在Nat. Commun.2021, 12, 4331。
　　文章第一作者是中国科学技术大学已毕业博士研究生张振华（目前在浙江师范大学工作），共同第一作者是博士研究生陈玄烨和厦门大学康金灿博士。
　　详细阅读：
　　http://news.ustc.edu.cn/info/1055/76155.htm
　　论文链接：
　　https://www.nature.com/articles/s41467-021-24621-8
　　09
　　NEWS
　　成本更低、性能更强：锂电池固态电解质研究取得重要突破
　　相比于目前商业化的锂离子电池，全固态锂电池兼具更高的安全性和更大的能量密度提升空间，将为新能源汽车的全面普及和＂碳达峰、碳中和＂目标的实现提供巨大助力。但是，作为全固态电池核心部件的固态电解质材料，仍存在诸多瓶颈。特别的，在大规模生产的成本以及综合电化学性能上同时表现优异的固态电解质，目前尚未见报道。中国科学技术大学的马骋教授报道了一种 在这两方面同时具备显著优势的固态电解质，为全固态电池的商业化移除了重大障碍; 该成果以＂A cost-effective and humidity-tolerant chloride solid electrolyte forlithium batteries＂为题发表在国际著名学术期刊《Nature Communications》上（DOI: 10.1038/s41467-021-24697-2）。
　　该论文的第一作者为中国科学技术大学的博士生王凯同学，通讯作者为中国科学技术大学的马骋教授。
　　详细阅读：
　　http://news.ustc.edu.cn/info/1055/76122.htm
　　论文链接：
　　https://www.nature.com/articles/s41467-021-24697-2
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　　NEWS
　　中国科大提出并实现原创的＂无噪声光子回波＂量子存储方案
　　中国科大郭光灿院士团队在量子存储及量子网络研究中取得原创性进展。该团队李传锋、周宗权研究组提出并实验实现无噪声光子回波，实测噪声比前人的结果降低了670倍， 首次观察到单光子的光子回波并由此实现了高保真度的固态量子存储。 该成果7月19日发表在国际知名期刊《自然·通讯》上。该工作从方案提出、理论分析到实验实现均由该团队完成，该方案被命名为＂Noiseless photon echo＂（无噪声光子回波，简称NLPE）并已申请发明专利，是我国具有自主知识产权的原创性量子存储方案。
　　审稿人高度评价该工作 ：＂The results are original, both the proposal and the implementation and I found the paper very interesting.＂（这些结果都是原创的，包括理论方案以及实验实现，我认为它非常有趣）；＂I think that this manuscript presents an important progress towards high-performance quantum memories with the development of an alternative solution.＂（这个工作开发出新型存储方案，是通往高性能量子存储器的一项重要进展）；＂The NLPE protocol is definitely more simple to implement in the lab than AFC, and it will make a better use of the finite absorption depth of the RE crystal.＂（相比原子频率梳方案，NLPE方案显然更容易实现，并且它对稀土掺杂晶体有限的光吸收深度实现了更高效率的利用）。
　　论文共同第一作者为中科院量子信息重点实验室博士研究生马有志、靳明以及中科大本科生陈铎仑。
　　详细阅读：
　　http://news.ustc.edu.cn/info/1055/76137.htm
　　论文链接：
　　https://www.nature.com/articles/s41467-021-24679-4