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構(gòu)建了多激子與單個(gè)表面等離激元模式耦合相互作用的全量子理論，給出了簡潔的實(shí)現(xiàn)強(qiáng)耦合作用的“量子光學(xué)極限條件”。依據(jù)該理論，研究團(tuán)隊(duì)精心設(shè)計(jì)和制備出方形銀包金納米棒結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了將光子局域在71 nm3 的超小模體積內(nèi)，同時(shí)，巧妙地實(shí)現(xiàn)了單激子偶聯(lián)以及小于0.9 nm的超短作用距離的精確控制，最終實(shí)現(xiàn)了單個(gè)J-aggregate激子與單根納米方棒之間高達(dá)～41.6 meV的耦合作用強(qiáng)度，在室溫下成功觀測到1-7個(gè)激子與單個(gè)等離激元納米方棒的強(qiáng)耦合相互作用。

以光與物質(zhì)相互作用為例。在發(fā)光過程中，一直以來研究者都認(rèn)為光源只能夠與其所處環(huán)境的電磁場模式的本征態(tài)相互作用，光源的出射強(qiáng)度和頻率等輻射特征由光源和這些本征態(tài)共同決定。這一觀念隨著對(duì)自發(fā)輻射的深入理解而逐漸形成。標(biāo)志性的認(rèn)識(shí)包括1930年V. Weisskopf and E. Wigner提出自發(fā)輻射是激發(fā)的電子與真空?qǐng)鱿嗷プ饔靡鸬摹?946年E. M. Purcell進(jìn)一步指出自發(fā)輻射的速率是由光源和其所處環(huán)境的電磁場模式的本征態(tài)共同決定。對(duì)這一觀念的深刻理解使得我們可以通過構(gòu)建和調(diào)控光學(xué)模式本征態(tài)來控制光與物質(zhì)相互作用，從而對(duì)激光器、單光子源、光子晶體、超構(gòu)材料等光物理與器件的興起與發(fā)展起到了舉足輕重的作用。2012年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?wù)鞘谟枇嗽诖嘶A(chǔ)上發(fā)展起來的對(duì)單個(gè)粒子的量子調(diào)控。

該篩選儀器以表面等離子體共振成像（SPRi）裝置為基礎(chǔ)平臺(tái)。SPRi技術(shù)將傳統(tǒng)的SPR 技術(shù)與成像技術(shù)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)生物分子互作信息的高通量捕獲。該儀器由一套包含光學(xué)檢測系統(tǒng)、微流體控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)的操作界面構(gòu)成。儀器能進(jìn)行核酸適配體篩選、高通量生物分子之間的動(dòng)力學(xué)測定、生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)、特異性結(jié)合動(dòng)力學(xué)、食品安全與質(zhì)量檢測、小分子微陣列藥物篩選、先導(dǎo)化合物的優(yōu)化、藥物初篩、抗體發(fā)現(xiàn)、抗體糖基化表征、雜交瘤篩選、靶標(biāo)垂釣等技術(shù)提供技術(shù)和材料，應(yīng)用于制藥、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、食品和環(huán)境等領(lǐng)域。

1.痛點(diǎn)問題 細(xì)胞中蛋白和DNA相互作用對(duì)于細(xì)胞個(gè)體的生命活動(dòng)至關(guān)重要，但是目前在極小量細(xì)胞樣本中檢測DNA蛋白相互作用的方法手段尚不成熟；而相關(guān)方法的升級(jí)可以極大地推動(dòng)相關(guān)生命科學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的發(fā)展，諸如早期胚胎發(fā)育、腫瘤免疫、神經(jīng)生物學(xué)等。 2.解決方案 本項(xiàng)成果基于ChIC手段，通過改造后的可以識(shí)別抗體的融合轉(zhuǎn)座蛋白，特異性識(shí)別和標(biāo)記基因組上對(duì)應(yīng)蛋白的結(jié)合位點(diǎn)，并通過PCR擴(kuò)增和二代測序，繼而通過生物信息學(xué)分析，獲取相應(yīng)蛋白的DNA結(jié)合信息。 3.合作需求 尋找合適的應(yīng)用場景，重點(diǎn)包括基于進(jìn)一步樣品小量化，例如單細(xì)胞情況下應(yīng)用該方法。

項(xiàng)目簡 介： 聚 變能源與化石能源相比對(duì)空氣無任何污染，與 裂變能源比較不會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的放射性污染。托克馬克磁約聚變裝置是使用磁場將高溫等離子體約束在磁場空間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)熱

近日，清華大學(xué)材料學(xué)院朱宏偉教授團(tuán)隊(duì)在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上在線發(fā)表了題為“石墨烯體系中的陽離子-π相互作用”（Cation-π Interactions in Graphene Containing Systems for Water Treatment and Beyond）的長篇綜述論文，系統(tǒng)總結(jié)了石墨烯體系中的陽離子-π相互作用在水處理（膜分離、吸附）、新材料合成、納米發(fā)電、能量存儲(chǔ)及溶液/復(fù)合材料分散等應(yīng)用中所發(fā)揮的關(guān)鍵作用，分析了陽離子-π相互作用的影響機(jī)理，綜述了現(xiàn)階段相關(guān)理論工作進(jìn)展，討論了石墨烯體系中的陽離子-π相互作用研究中存在的問題，展望了未來潛在的研究方向。陽離子-π相互作用是一種非共價(jià)相互作用，在自然界，尤其是生命體中普遍存在，在諸多生命反應(yīng)進(jìn)程中必不可少。近年來，陽離子-π相互作用在生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)中的重要性被廣泛關(guān)注。石墨烯是碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料，可被視為一種獨(dú)特的芳香族大分子。陽離子和石墨烯中離域π電子之間的相互作用會(huì)引起陽離子在石墨烯表面的富集、溶液中離子及石墨烯結(jié)構(gòu)中電子的重新分布，進(jìn)而影響石墨烯材料的本征性質(zhì)及基于石墨烯的器件的性能。深入理解石墨烯體系中的陽離子-π相互作用，對(duì)于石墨烯特性的調(diào)控、器件的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要意義。石墨烯體系中的陽離子-π相互作用及其應(yīng)用近年來，朱宏偉教授團(tuán)隊(duì)在石墨烯等新型二維材料的可控制備、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其在能源（太陽能電池、光電探測、光電催化）、環(huán)境（水處理、空氣凈化、土壤治理）、柔性傳感器件等領(lǐng)域開展了大量研究工作，取得了一系列重要進(jìn)展。該綜述論文以石墨烯體系中的陽離子-π相互作用為切入點(diǎn)，對(duì)相關(guān)研究報(bào)道進(jìn)行了梳理和討論，并對(duì)其發(fā)展趨勢和前景進(jìn)行了展望。本文通訊作者為朱宏偉教授，第一作者為清華大學(xué)材料學(xué)院2016級(jí)博士生趙國珂。本研究得到國家自然科學(xué)基金委基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目和面上項(xiàng)目資助。論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201905756

已有樣品/n本發(fā)明涉及蛋白-蛋白及RNA-蛋白質(zhì)相互作用成像領(lǐng)域，基于激發(fā)波長在600nm以上的紅色熒光蛋白mNeptune熒光片段互補(bǔ)技術(shù)，建立了位于活體成像“光學(xué)窗口”的雙分子和三分子熒光互補(bǔ)系統(tǒng)。其中雙分子熒光互補(bǔ)系統(tǒng)可以用于活細(xì)胞及活體內(nèi)蛋白-蛋白相互作用成像，三分子熒光互補(bǔ)系統(tǒng)可以用于活細(xì)胞及活體內(nèi)RNA-蛋白質(zhì)之間的相互作用成像。該成果為首次建立活體內(nèi)RNA-蛋白質(zhì)相互作用熒光成像技術(shù)，該技術(shù)也將有助于開發(fā)活細(xì)胞及活體內(nèi)藥物評(píng)價(jià)體系和藥物篩選平臺(tái)。

學(xué)諧振子在現(xiàn)代科技和生活中具有廣泛的應(yīng)用，大到引力波探測裝置，小到我們身邊的手機(jī)，涉及傳感、變頻、濾波等重要器件。一般的諧振子器件是互易的，即器件內(nèi)部或者兩個(gè)器件之間的聲子傳遞和方向無關(guān)。而非互易的諧振子器件對(duì)于全雙工聲子信號(hào)收發(fā)、聲子隔離等有著非常關(guān)鍵的作用，甚至還可以用來對(duì)熱能進(jìn)行單向傳遞，使冷的物體更冷，熱的物體更熱。圖a，基于光力相互作用的非互易聲子耦合機(jī)制。b，通過控制激光相位，聲子隔離度±30分貝連續(xù)可調(diào)。 光力學(xué)是光學(xué)和力學(xué)相結(jié)合的新興科研領(lǐng)域。光力相互作用可以用于光學(xué)和力學(xué)模式的精密調(diào)控和測量，有著重要的物理意義和實(shí)際應(yīng)用。這個(gè)工作中的光力學(xué)系統(tǒng)由超高品質(zhì)因子的氮化硅納米薄膜和高精細(xì)度光學(xué)腔構(gòu)成。激光將聲子從納米薄膜的一個(gè)諧振模式轉(zhuǎn)化為光子，再變回另一個(gè)諧振模式中的聲子。多束激光的物理效應(yīng)互相干涉，使聲子傳遞增強(qiáng)或者減弱。通過控制激光相位，實(shí)現(xiàn)了聲子隔離度在±30分貝范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)（如圖所示）。在徐海潭等人之前的工作（Nature 537，80 （2016））中，他們通過拓?fù)洳僮鲗?shí)現(xiàn)了瞬態(tài)的非互易聲子傳遞，而在最新的工作中，他們通過光力相互作用產(chǎn)生了聲子模式間靜態(tài)的非互易耦合，從而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的非互易聲子傳遞。

本項(xiàng)目從電器極間電弧放電特性、電接觸表面動(dòng)力學(xué)特性的界定及分析、電接觸材料的轉(zhuǎn)移、電弧對(duì)電接觸材料的侵蝕機(jī)理和電接觸數(shù)學(xué)模型五個(gè)方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析和理論研究。揭示了金屬蒸汽電弧比氣體電弧對(duì)觸頭材料侵蝕嚴(yán)重的本質(zhì)；首次建立了反映電弧狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)律的蝴蝶型突變模型：首次建立了反映電弧狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)律的蝴蝶型突變模型：首次提出并界定了受電弧能量作用的電接觸表面動(dòng)力學(xué)特

2020年2月18日，清華大學(xué)生命學(xué)院王新泉課題組和醫(yī)學(xué)院張林琦課題組緊密合作，利用X射線衍射技術(shù)，解析了新型冠狀病毒（2019-nCoV）表面刺突糖蛋白受體結(jié)合區(qū)（receptor-binding domain, RBD）與人受體ACE2蛋白復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確定位出新冠病毒RBD和受體ACE2的相互作用位點(diǎn)，闡明了新冠病毒刺突糖蛋白介導(dǎo)細(xì)胞侵染的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)及分子機(jī)制，從而為治療性抗體藥物開發(fā)以及疫苗的設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這一重要研究成果已于北京時(shí)間2月21日凌晨在BioRxiv發(fā)表。王新泉和張林琦課題組隨即瞄準(zhǔn)新冠病毒上RBD如何特異性結(jié)合ACE2這一關(guān)鍵科學(xué)問題，利用昆蟲細(xì)胞體系表達(dá)和純化了新冠病毒 RBD和人ACE2胞外結(jié)構(gòu)域，成功生長出新冠病毒 RBD-ACE2復(fù)合物的晶體（晶體生長條件：100 mM MES, pH 6.5, 10% PEG5000mme, 12% 1-propanol），利用上海光源BL17U線站收集了分辨率為2.45埃的衍射數(shù)據(jù)，并成功解析其三維空間結(jié)構(gòu)。