关联电子材料的自旋态限域调控与自旋电子器件应用研究进展

关联电子材料具有丰富的自旋序,包括铁磁、反铁磁、亚铁磁、螺旋磁序等,这些自旋序与电子轨道态、电荷空间分布等其他量子态存在强烈耦合,因而可以通过外场来实现不同自旋序的时域和空域调控。相对于存在化学界面的传统异质结构,在关联电子材料中利用外场限域调控,可以实现无化学界面的不同自旋序结构的空间可控排列,从而构筑基于同一材料的新型自旋电子器件。本项目围绕关联电子体系多量子态的调控规律展开,通过自旋电子学与量子物理、表面物理以及电介质物理的交叉,探索具有多场(磁场、电场、光场、应变场)可控性的新型关联自旋电子材料,发展新型的多场调控技术,揭示自旋序与量子态耦合机理,设计新型自旋电子器件,进而实现在同一关联电子材料中集成非挥发性自旋存储与逻辑运算功能。     

基于廉价载氧体的燃煤加压化学链燃烧技术

温室气体——二氧化碳的大量排放导致全球气候变暧,极大地破坏了生态环境,并已成为全球关注的焦点问题。大气中CO2气体主要来源于化石燃料的燃烧,我国CO2排放水平急剧增加并已跃居世界首位,CO2减排已经引起了社会各界的高度重视。我国能源结构以煤为主,当前燃煤CO2回收方法及其相关分离技术,尽管从技术层面上能够实现燃煤CO2的回收,但是其成本高昂。因此,研究开发经济、高效新型的CO2减排技术非常重要。     

CO2深部地质封存的长期稳定性预测与控制研究

深部地质层的CO2封存技术,是一项关系到人类生存的空间和环境安全的全球性、前沿性战略研究。本项目加强国际合作,通过关键技术突破,研究开发适合我国地的低成本、实用性的具有我国自主知识产权的CO2深部地质封存长期稳定预测与控制技术,对保证我国国民经济持续稳定发展,未来的经济发展对能源供应和环境安全健康的要求,实现经济和社会持续发展等均具有重大的现实意义和十分关键的作用。     

自闭症患者新希望

来自麦基尔大学和蒙特利尔大学的研究者确定了自闭症谱系障碍与蛋白质合成途径之间的关键联系,为开发新的医疗手段提供了支持.蛋白质合成的调控,又称为信使核糖核酸的翻译,是细胞制造蛋白质的过程.这一过程与细胞和生物体各方面功能的实现息息相关.研究人员在小鼠实验中发现了一种名为神经配蛋白的蛋白质,这种神经配蛋白如果合成的量太多,就会导致类似于自闭症谱系障碍的症状.不过研究发现,成年小鼠的这种似自闭症行为可以通过抑制蛋白质合成,或者基因疗法等进行恢复.     

小球藻培养与应用的研究进展

小球藻含丰富的蛋白、不饱和脂肪酸和叶绿素,是高价值人类健康食品。而且通过异养培养获得超高细胞浓度小球藻,可以转变为自养培养方式固定CO2,一方面可以缓解CO2减排的压力,另一方面可以获得大量小球藻用于提取其中脂类转化生物柴油,以达到减排产能的目的,具有重要的应用和开发前景。     

新型自取向液晶材料及在TFT-LCD中的应用

本文介绍了一种可取代PI配向膜的光敏型两亲性垂直取向剂,将这种小分子材料混合到PSVA液晶中,经过UV制程后可形成聚合物膜,同时研究了这种聚合物膜层的特性。本文还利用这种小分子材料,制备出了不含PI配向膜(PI-free)的TFT-LCD,与传统液晶显示器相比,这种显示器表现出了快速响应、广视角、高电压保持率(VHR)等特性。     

海洋工程高抗蚀水泥基材料研究进展

研究发现,Zn~(2+)掺杂可显著增加C_4AF结构中Fe-O键的差分原子有效电荷量而实现活化,以之为基础试制的C_4AF≥18%、C_3S≤50%高铁低钙熟料,可用于高抗冲磨预制构件制备。针对早强低热、低收缩、高抗裂要求,通过多区间级配与化学活性匹配模型设计,制备出辅助胶凝材料总量达65%、适合于海洋工程普通结构用的高抗蚀复合硅酸盐水泥。当控制铝酸盐熟料5%～7%CA_2并使用Mg~(2+)掺杂活化C_2AS、水化时利用钙盐诱导且复合一定量矿渣微粉时,可有效抑制水化铝酸盐的晶型转变,50℃时其28天强度保留率在80%以上。通过铁相成分调控和Ba~(2+)掺杂,可实现C_3S与C_4A■_3矿物的有效共存、形成粘结能力强的硫铝酸盐熟料新体系。     

基因调控网络中的“信息”概念——一种基于语境论的生物学信息认识

基因调控网络中的"信息"可以通过信号框架的方式来展示。这种展示证明了在发育生物学中至少有一些"信息"是可以被谈论的。同时,这里"信息"的使用是一种意向性信息。只有在基因调控网络的语境下才能通过信号框架将遗传信息与基因在发育生物学中发挥的特定作用连接在一起。可以发现,在不同的语境下生物学信息可以被不同地使用。当然,这与它在所有语境中是否都是合理的,是一个分开的问题。对生物学信息而言,语境论的认识是一种有前途的方法。只要运用恰当,不同语境下的生物学信息使用都有可能是合法的。而这种语境论的"信息"意义的构建就实现了生物学信息的语义形成。     

基于肿瘤微环境调控的纳米药物研究

肝癌、胰腺癌等恶性肿瘤是危害我国人民健康的重大疾病,发展有效的治疗手段极为迫切。肿瘤微环境是肿瘤发生、发展和转移的"土壤",调控肿瘤微环境可改善肿瘤恶性表型,抑制其发展与转移,是肿瘤治疗新策略的突破口。利用纳米技术,发展调控肿瘤微环境的纳米药物,在改善肿瘤微环境的基础上增强抗肿瘤效果,将成为抗肿瘤基础研究和新药研发领域竞争的新的制高点。本项目将根据肿瘤微环境的特点,拟通过精准自组装、微纳加工、纳米特性控制、多价态递送等多种技术手段,发展纳米药物先进制备技术和调控肿瘤微环境的纳米技术新策略;同时,在纳米药物调控肿瘤微环境的机制研究的基础上,结合纳米药物在肿瘤微环境中的转运、代谢的创新方法研究,实施纳米药物和免疫微环境干预等联合治疗策略,以实现对肿瘤细胞外基质重塑、细胞内在信号调节和细胞外在信号调控,干预肿瘤免疫微环境,实施肿瘤干细胞靶向,从而实现项目关于发展基于肿瘤微环境调控的纳米药物及临床转化的总体目标。     

生物炼制中的科学难点——戊糖利用及其调控机制

以可再生的生物质资源替代不可再生的化石资源,实现工业原材料的根本转变,是转变经济增长模式、保障社会经济可持续发展的重大战略需求。木质纤维原料富含己糖和戊糖,而微生物戊糖代谢能力上的不足是一个共性问题。因此,解析微生物戊糖代谢及其调控过程的本质．是拓展微生物底物利用范围、提高微生物利用木质纤维原料能力的关键。本文综合概括了戊糖代谢及其调控的研究意义、国内外的研究概况、拟解决的关键科学问题以及研究方向。     

铁电陶瓷在铁电-反铁电相变附近存在可逆热释电响应

锆钛酸铅(PZT)铁电陶瓷是一种极其重要的信息功能材料,组成上位于铁电(FE)-反铁电(AFE)相界附近的PZT基陶瓷材料因具有丰富的相结构和外场诱导相变特性,是研究铁电体相结构、铁电相变理论以及发展机-电、热-电能量转换和存储等多种应用的优选材料之一。本研究对PZT基材料在不同电场、温度和频率下的电滞回线(P-E)进行了系统测试和分析,理论拟合发现其电滞回线面积、剩余极化强度和矫顽场与频率、电场和温度均很好地满足幂函数关系。对La、Sn改性的PZT基铁电陶瓷在电场、温度场作用下的相变行为进行了研究,发现其中存在一种电场诱导产生的亚稳态铁电相(FEIN),该FEIN相随温度升高而失稳,发生FEIN-AFE相变。经电场极化的PLZST陶瓷(La、Sn改性PZT)在此FEIN-AFE相变附近热释电系数可高达160×10-8Ccm-2K-1,同时施加偏置电场可获得可逆热释电响应。     

利用柔性多孔晶体高效储存/分离乙炔和二氧化碳

乙炔在工业和科学研究中非常重要,但其高活性（高纯乙炔的安全压缩压力小于2个大气压）限制了其存储与运输。此外,乙炔与二氧化碳具有相似的分子尺寸和物理性质,使得对其吸附分离变得困难。本项研究通过在多孔金属多氮唑框架（MAF）的孔道开口加入柔性侧基,获得了一个具有开关效应的新型多孔材料（MAF-2）。研究显示,合理的孔道表面结构加上柔性框架与动态侧基的协同效应,令MAF-2具备了独特的乙炔和二氧化碳吸附行为。该材料对乙炔的饱和吸附能力可达到119cm3g-1,而且常温常压下也可达到70cm3g-1。更重要的是,该材料的柔性行为使其吸附等温线不同于常规多孔材料。在实际应用条件下,MAF-2的乙炔吸附量随着压力增加而快速增加。在298K,1.0—1.5个大气压之间,MAF-2可以存储20倍其体积的乙炔,相当于同体积气体钢瓶有效储量的40倍。此外,在常温常压下,该材料具有非常高的乙炔/二氧化碳吸附比（3.7）,可望应用于这两种气体的分离,并减少吸附分离过程中的能耗。     

中亚造山带大陆动力学边程与成矿作用

本文简述了国家973计划项目“中亚造山带大陆动力学过程与成矿作用”（2007CB411300）的总体框架、研究思路和研究目标。对项目已开展的研究工作和研究进展进行了总结。目前,项目组已在以下4个方面展开了研究工作并取得了一系列重要进展：（1）中亚造山带增生、体制转换与改造大陆动力学过程;（2）中亚造山带壳幔相互作用与巨量金属堆积机理;（3）中亚造山带典型矿集区壳幔结构的深部地球物理探测;（4）大陆增生成矿理论框架的构建和矿集区预测与隐伏矿床识别。     

术语工作中文本挖掘方法的应用探索——信息管理与知识管理科技名词审定工作方法

研究了信息管理与知识管理科技名词术语的审定工作方法。该工作由全国科学技术名词审定委员会主管并委托国家自然科学基金委员会管理科学部完成。工作内容主要包括三个连续的阶段:(1)确定领域的收词范围,(2)确定术语定义,(3)确定术语的英文名称。介绍了在每一阶段所使用的工作方法、发现的问题与解决办法。目的是向从事术语审定工作的专家汇报工作,总结工作经验,并征求意见。     

天然抗肿瘤分子筛选方法研究新进展

天然产物是抗癌药物的重要来源,全球应用的175种抗癌药物中,有57％直接或间接来源于天然产物^[1]。但是全球的高等植物中仅6％做过生物活性筛选,15％经过植物化学的评价^[2],不到10％的药用植物经过详细的药理研究^[3]。所以,从天然产物研发创新药物的潜能十分巨大。但是如何有效地从数目庞大的天然产物中找到具有抗肿瘤活性的分子,是目前药物研发亟待解决的瓶颈问题之一。G-四链体结构的发现及现代分子生物学技术对其生理功能的揭示,为解决目前药物研究的瓶颈问题提供了一个新的契机。     

术语工作中文本挖掘方法的应用探索——信息管理与知识管理科技名词审定工作方法

研究了信息管理与知识管理科技名词术语的审定工作方法。该工作由全国科学技术名词审定委员会主管并委托国家自然科学基金委员会管理科学部完成。工作内容主要包括三个连续的阶段：（1）确定领域的收词范围,（2）确定术语定义,（3）确定术语的英文名称。介绍了在每一阶段所使用的工作方法、发现的问题与解决办法。目的是向从事术语审定工作的专家汇报工作,总结工作经验,并征求意见。     

大型燃煤发电机组过程节能的基础研究进展

“973”计划“大型燃煤发电机组过程节能的基础研究”（2009CB219800）项目实施近5年来,围绕核心科学问题,在大型燃煤机组节能理论与方法、机组关键参数和运行状态的精确表征、机组能量输运特性及其与外部因素的耦合机制．以及大型燃煤机组能耗控制策略和设计运行优化方法等方面取得了重要进展,为我国燃煤发电深层次节能奠定了科学基础、为解决关键技术问题做出了贡献。本文对该项目的研究思路与主要进展作了介绍。     

高密度倒装键合中多物理量协同控制机制与实现

针对超薄高密度芯片倒装键合,我们在超薄芯片的表面作用机理与高效剥离、基于飞行视觉的多自由度高精对准与高效贴片、键合界面接触电阻的建模计算及精确控制等方面取得重要进展。主要创新工作包括：（1）揭示了微薄芯片拾取过程中剥离与碎裂的竞争行为及其影响机理,发明了基于串并联混合机构的四自由度贴片装置及其力/位控制方法,实现了超薄芯片的无损拾取和多自由度高效高精贴片;（2）发明了基于多反射镜的飞行视觉定位装置,提出了多自由度调平、图像质量改善与超分辨率重建等图像处理方法,实现了高精快速定位;（3）揭示了超薄芯片倒装键合界面形成机理,发现了导电胶倒装键合中接触电阻“弯曲效应”,提出了键合压力、温度、基板张力等协同控制方法及装置;（4）研制了基于各向异性导电胶倒装热压焊工艺的高密度芯片倒装键合原型机,实现了最大芯片尺寸5 mm×5 mm、芯片间距15μm的高密度芯片封装。     

钙闪烁引导细胞迁移

细胞迁移在个体发育、组织重塑、损伤后再生以及肿瘤发生等过程中发挥着重要作用。细胞迁移过程受钙信号调控,但长期困扰这一领域的一个悖论是,为何引导迁移的细胞前沿区钙信号反而较低。本研究采用高分辨率共聚焦钙离子荧光成像技术,在迁移的成纤维细胞中首次探测到动态微区钙信号——“钙闪烁”（calcium flickers）。钙闪烁富集于细胞迁移前沿,与静态钙离子梯度恰恰相反。产生钙闪烁的分子机制涉及两类钙离子通道,即细胞表面TRPM7牵张激活通道和内质网膜上的IP3受体。在趋化因子PDGF作用下,引导前沿中钙闪烁呈不对称分布,从而促进迁移细胞的转向。研究结果不仅完美地解释了上述悖论,同时揭示了微区钙信号如何通过精细的时空整合调节细胞迁移、趋化反应等复杂的生命过程。     

钯-路易斯酸体系催化苯酚选择性加氢生成环己酮

环己酮是一个重要的合成尼龙等材料的中间体,可通过苯酚加氢反应制备,但该反应过程的效率受到环己酮进一步加氢生成副产物环己醇的制约。本项研究表明,普通的商业负载型钯催化剂(负载在碳、氧化铝或NaY沸石上)和路易斯酸(如AlCl3)可协同促进苯酚加氢生成环己酮的反应。在适当条件下,苯酚转化率和环己酮选择性可同时接近100%。路易斯酸不仅促进苯酚加氢生成环己酮的反应,而且可有效地抑制产物环己酮被进一步加氢生成副产物的反应。在超临界CO2中反应效率还可大幅度提高。