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近日，我校含氟新材料研究所肖強(qiáng)研究員與國(guó)際著名膜科學(xué)家、美國(guó)工程院院士M. Tsapatsis教授團(tuán)隊(duì)合作，在國(guó)際頂級(jí)刊物《Nature Materials》上以全文（Article）形式發(fā)表了題為“One-dimensional intergrowths in two-dimensional zeolite nanosheets and their effect on ultraselective transport”的研究論文，并同刊得到了國(guó)際頂尖科學(xué)家J. Caro教授和J. Kärger教授的推薦點(diǎn)評(píng)。  工業(yè)中混合物的分離約占到整個(gè)世界總能耗的10~15%，發(fā)展低能耗的工業(yè)分離過程始終是科技界的重要使命。沸石分子篩膜以其多孔性、耐溶脹、分子篩分等特性，在溶劑除水和氣體分離方面展現(xiàn)了很好的分離效率，取得了重要應(yīng)用。采用沸石分子篩膜對(duì)沸點(diǎn)相近的烴類（如二甲苯）異構(gòu)體進(jìn)行分離，有望在大幅降低能耗的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高效分離，一直是科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的研究熱點(diǎn)。MFI型沸石分子篩是一種廣泛應(yīng)用的催化劑和吸附劑，其孔徑介于對(duì)二甲苯（PX）和鄰二甲苯（OX）之間，非常適合二甲苯異構(gòu)體的分離。  對(duì)二甲苯（PX）是聚酯工業(yè)的重要原料，廣泛應(yīng)用于纖維、膠片、薄膜、樹脂和飲料等食用品包裝的生產(chǎn)，是芳烴產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)化工原料。高性能MFI沸石膜的成功研發(fā)有望大幅降低二甲苯異構(gòu)體混合物的分離能耗，對(duì)PX行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。  團(tuán)隊(duì)前期研究結(jié)果表明，通過剝離多層MFI沸石（ML-MFI）可以制得開孔、可分散的二維（2D）MFI納米片，將其沉積在載體上直接制備了具有異構(gòu)體分離性能的MFI沸石膜。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)2D MFI納米片做了進(jìn)一步電子顯微學(xué)研究，首次在2D MFI納米片上發(fā)現(xiàn)了共生的一維（1D）MEL沸石，通過計(jì)算模擬表明2D MFI中的1D MEL具有更剛性的孔結(jié)構(gòu)，能產(chǎn)生更高的選擇性。以此為指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)上制備了MFI沸石膜，對(duì)非稀釋等摩爾的對(duì)/鄰二甲苯混合物分離顯示了前所未有的分離性能，在300℃下，PX通量達(dá)到0.5×10-3 mol m-2 s-1，分離因子為60，創(chuàng)造了新的世界記錄，極大地推動(dòng)了MFI沸石膜的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

應(yīng)激和疾病是目前規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖中面臨的主要挑戰(zhàn)，畜禽健康和生產(chǎn)性能都受到較大的影響，從而被動(dòng)的導(dǎo)致大量抗生素的使用和養(yǎng)分排放的增加。為此本項(xiàng)目針對(duì)畜禽抗生素減量和養(yǎng)分減排，開展了新型微生態(tài)制劑技術(shù)的研發(fā)。以高效分泌抗菌肽、丁酸、蛋白酶和淀粉酶且抗逆性強(qiáng)為目標(biāo)，篩選得到了耐熱、耐酸和耐膽鹽的新型丁酸梭菌和地衣芽孢桿菌菌株，并研發(fā)了丁酸梭菌和地衣芽孢桿菌的連續(xù)、混合液體深層高密度發(fā)酵技術(shù)，研發(fā)的丁酸梭菌和地衣芽孢桿菌產(chǎn)品獲農(nóng)業(yè)部2個(gè)新產(chǎn)品飼料證書[新飼證字(2009)01號(hào)和新飼證字(2009)02號(hào)]，制定了 2 項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（NYSL-1001-2009 和 NYSL-1002-2009），獲國(guó)家授權(quán)發(fā)明專利 2 項(xiàng)（ZL201410030648.3、ZL201410021906.1），實(shí)用新型專利 1 項(xiàng)，發(fā)表論文 18 篇。

本項(xiàng)目主要研究高溫高壓環(huán)境下基于可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù)的氣體診斷方法。在對(duì)高溫高壓下2.0 μm 波段的部分CO2 譜線參數(shù)及可用于譜線擬合的線型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量及理論計(jì)算分析的基礎(chǔ)上，采用中心波長(zhǎng)位于2.0 μm 附近的可調(diào)諧二極管激光器作為光源，結(jié)合固定波長(zhǎng)的吸收光譜調(diào)制技術(shù)，基于通過一對(duì)CO2 譜線的諧波信號(hào)所實(shí)現(xiàn)的對(duì)高溫高壓環(huán)境中溫度以及CO2 濃度測(cè)量的相關(guān)研究，建立一種可用于高溫高壓環(huán)境下的溫度及組份濃度的測(cè)量方法，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)燃機(jī)氣缸等設(shè)備的工作過程中燃料利用效率以及CO2 氣體排放的診斷。同時(shí)所進(jìn)行的相關(guān)高溫高壓譜線參數(shù)和線型的研究，可對(duì)HITRAN 數(shù)據(jù)庫(kù)中2.0 μm 波段的部分CO2 譜線參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)充和矯正，并可為高溫高壓環(huán)境下分子譜線的擬合及模擬尋找合適的線型。 現(xiàn)狀特點(diǎn)：可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù)是利用二極管激光器波長(zhǎng)調(diào)諧特性，獲得被測(cè)氣體特征吸收光譜范圍內(nèi)的吸收光譜，從而對(duì)氣體進(jìn)行定性分析或定量分析的一種新技術(shù)。該技術(shù)具有高靈敏度、非接觸式、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、多組分同時(shí)測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。由于二極管激光器的高單色性，可以利用待測(cè)氣體分子的一條孤立吸收譜線進(jìn)行測(cè)量，避免了其他分子譜線的交叉干擾，從而準(zhǔn)確地鑒別出待測(cè)氣體。TDLAS 在許多領(lǐng)域有著潛在的重要應(yīng)用價(jià)值，是近年來國(guó)際上非常熱門的研究領(lǐng)域之一，其主要的應(yīng)用領(lǐng)域有：分子光譜研究、機(jī)動(dòng)車尾氣測(cè)量、工業(yè)過程監(jiān)測(cè)控制、天然氣泄漏及有毒有害氣體監(jiān)測(cè)、大氣痕量氣體檢測(cè)、醫(yī)療診斷、大氣氣溶膠測(cè)量等領(lǐng)域。 技術(shù)創(chuàng)新：采用價(jià)格較為低廉的2.0μm 波段DFB 型半導(dǎo)體激光器，結(jié)合固定波長(zhǎng)的調(diào)制光譜技術(shù)，通過一對(duì)CO2 譜線實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度及CO2 濃度的測(cè)量，在保證探測(cè)靈敏度的同時(shí)，簡(jiǎn)化了裝置結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)成本，有助于儀器便攜化和產(chǎn)業(yè)化的實(shí)現(xiàn)。

終末分化的體細(xì)胞可以通過SCNT或者誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPS）技術(shù)，重編程至全/多能性的狀態(tài)。與SCNT和iPS技術(shù)相比，化學(xué)小分子誘導(dǎo)（CiPS）僅使用化學(xué)小分子就能使普通體細(xì)胞發(fā)生重編程，逆轉(zhuǎn)為多潛能干細(xì)胞。CiPS技術(shù)不僅簡(jiǎn)單，而且不受試驗(yàn)材料限制及不涉及倫理方面的問題，因此CiPS具有更廣泛的科研、臨床及育種應(yīng)用價(jià)值。然而，CiPS的誘導(dǎo)耗時(shí)長(zhǎng)且效率低，如何提高CiPS的誘導(dǎo)效率，是化學(xué)誘導(dǎo)細(xì)胞重編程領(lǐng)域亟待解決的問題之一。 本研究針對(duì)哺乳動(dòng)物SCNT和CiPS介導(dǎo)的體細(xì)胞重編程效率低與克隆動(dòng)物出生率低等關(guān)鍵科學(xué)問題，利用課題組在2018年自主研發(fā)的“胚胎ZGA實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，結(jié)合siRNA-repressor和mRNA-inducer技術(shù)，對(duì)16種“合子基因組調(diào)控因子（ZGA-regulator）”進(jìn)行篩選。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Dux、Dppa2和Dppa4在體細(xì)胞重編程的早期階段發(fā)揮關(guān)鍵作用。如用CRISPR-Cas9敲除Dux，克隆胚胎將完全被阻斷在2-細(xì)胞時(shí)期。只有在瞬間過表達(dá)Dux（tOE-Dux），使其符合內(nèi)源Dux時(shí)空特性時(shí)，才能提高核移植重編程效率，我們將這種方法稱為D-SCNT。此外，D-SCNT結(jié)合干擾DNA甲基化酶（si-Dnmts）能夠進(jìn)一步提高克隆動(dòng)物的出生率。研究還發(fā)現(xiàn)，特異性過表達(dá)Dux可以顯著提高CiPS的細(xì)胞重編程效率和提高干細(xì)胞的多能性，并對(duì)相關(guān)機(jī)制做了闡釋。 該研究首次揭示了ZGA調(diào)控因子Dux在體細(xì)胞重編程中的作用機(jī)制，時(shí)空特異性過表達(dá)Dux可大幅度提高克隆效率和化學(xué)小分子誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的建系效率，為干細(xì)胞的再生醫(yī)學(xué)與生物工程應(yīng)用提供了新的途徑。

隨著憶阻器在非易失性存儲(chǔ)器、模擬人類大腦的深度學(xué)習(xí)等重要領(lǐng)域的研究逐步深入，憶阻器的研究得到越來越多的重視。在固態(tài)電子器件和電路中應(yīng)用二維材料，將有助于擴(kuò)展摩爾定律，并能獲得優(yōu)于CMOS的先進(jìn)產(chǎn)品。基于二維材料的憶阻器能夠應(yīng)用于信息存儲(chǔ)和神經(jīng)態(tài)計(jì)算，具有高熱穩(wěn)定性，閾值型和雙極型阻變共存，增強(qiáng)、抑制和弛豫的高度可控性，以及出色的機(jī)械穩(wěn)定性和透明度等優(yōu)點(diǎn)。 近日，功能納米與軟物質(zhì)研究院Mario Lanza教授在Nature子刊《Nature Electronics》上發(fā)表了題為“Wafer-scale integration of two-dimensional materials in high-density memristive crossbar arrays for artificial neural networks”的封面文章。作者提出二維材料六方氮化硼（h-BN）可以作為高密度憶阻陣列的阻變材料，構(gòu)建可用于圖像識(shí)別的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的器件。其獲得h-BN基憶阻陣列器件成品率高達(dá)98%，且表現(xiàn)出超低的周期間差異性（低至1.53％）和出色的器件間差異性（低至5.74％）。圖像分類器的仿真結(jié)果表明，所測(cè)得的器件I-V曲線的均一性足以匹配理想軟件實(shí)現(xiàn)所需的精度。

我校生命科學(xué)學(xué)院鐘伯堅(jiān)教授研究組聯(lián)合自然資源部第一海洋研究所等科研單位，對(duì)南極海冰生態(tài)系統(tǒng)特有的南極衣藻進(jìn)行了基因組適應(yīng)性進(jìn)化研究，為理解南極植物適應(yīng)極端環(huán)境的分子機(jī)制提供嶄新的思路。 該研究利用三代PacBio測(cè)序、二代Illumina測(cè)序、10× Genomics和高通量染色體構(gòu)象捕獲技術(shù)（Hi-C）獲得了南極衣藻高質(zhì)量的全基因組序列，其基因組總長(zhǎng)度為541.86Mb（Scaffold N50達(dá)到19.23Mb）。南極衣藻基因組是目前已知最大的綠藻基因組，其基因數(shù)目也是綠藻基因組中最多的，共編碼19870個(gè)基因。基因組結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)重復(fù)序列占其基因組序列的63.78%，重復(fù)序列含量為已發(fā)表綠藻基因組中最高。轉(zhuǎn)座元件（TE）是基因組重復(fù)序列的主要組成部分，占整個(gè)基因組序列的40.67%。分析表明南極衣藻的反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子發(fā)生了明顯的擴(kuò)張，是造成其基因組增大的主要原因。 本研究估算了南極衣藻的分化時(shí)間大約為34個(gè)百萬年，與德雷克海峽開放導(dǎo)致南極極端低溫形成的時(shí)期一致，推測(cè)南極衣藻的起源與南極極端低溫的形成有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)南極衣藻通過水平基因轉(zhuǎn)移的方式獲得了冰結(jié)合蛋白，該蛋白可以與小的冰晶結(jié)合，具有抑制冰結(jié)晶和生長(zhǎng)的功能。通過進(jìn)一步的功能實(shí)驗(yàn)證實(shí)了南極衣藻中的冰結(jié)合蛋白具有提高生物抗凍能力的作用。因此，推測(cè)冰結(jié)合蛋白的獲得對(duì)南極衣藻避免冰凍損傷和適應(yīng)海冰中極端低溫的環(huán)境十分重要。