摘要：中国科学院近代物理研究所正在研发第四代ECR(电子回旋共振)离子源FECR(first 4th generation ECR ion source).以20 kW/45 GHz微波加热运行为目标,需要研制Nb_(3)Sn超导磁体以实现对所加热等离子体的有效磁场约束.作为首台采用Nb_(3)Sn超导磁体技术的ECR离子源,FECR的主磁场线圈由4套独立的轴向螺线管线圈与1套径向六极线圈所构成,且均采用单股Nb_(3)Sn线绕制而成,这给线圈的加工、冷体装配、磁体的失超保护等环节带来一系列挑战.为使磁体能在高场、高应力作用下安全稳定运行,项目采用基于铝壳体结构与bladder&key的预紧应力控制技术,完成了一套半尺寸冷体样机的研发.该样机已完成4.2 K低温测试.本项研究的核心关键问题与挑战是如何在复杂的高精度机械装配与高电流强磁场励磁过程中实现对易碎Nb_(3)Sn导线的有效保护.本篇文章中,我们将阐述如何设计、研制、装配及测试工作于复杂磁场与应力环境的高性能Nb_(3)Sn六极磁铁.针对于单个六极线圈的测试,我们设计研发了一种称为“Mirror”结构的测试工装.论文中会详细论述基于壳层结构与bladder&key的装配预紧技术在半尺寸样机上的应用效果.同时,论文对在半尺寸样机上观察到的强烈磁通跳跃现象和它对失超探测保护的严峻挑战问题及相关解决或规避方案进行相关论述.

摘要：非化学计量的氧化硅(SiO_(x),0<x<2)是一种很有前途的锂电池负极材料.然而,它的本征电导率低,体积膨胀明显.特别是,由于连续的电解液消耗,很难形成稳定的固体电解质界面.本工作将空心氧化硅微球包裹在钴碳(Co-C)骨架及其衍生的氮掺杂碳纳米管网络(N-CNTs)中.这种设计解决了电解液消耗和SEI层重复形成的问题,并实现了快速动力学.此外,所制备材料的柔性碳纳米管和坚固金属-碳框架提供力学支撑,可以适应SiO_(x)体积变化.h-SiO_(x)@Co@N-CNTs作为锂离子电池负极材料,具有优异的循环稳定性和高倍率性能.以0.2 A g^(-1)的电流密度循环370次,容量为701 mAh g^(-1),容量保持率为100%.另外,在1.0 A g^(-1)电流密度下循环500圈,容量没有衰减.结果表明,所合成的锂离子电池结构具有一定的优越性,对材料的优化也有一定的启发作用.

摘要：稀土元素(REEs)作为现代高科技产业发展的关键原材料,在多个前沿领域具有广泛应用.然而,由于稀土元素分布相对分散,其提取往往伴随着环境退化.此外,稀土元素的相似化学性质导致了分离过程中的高能耗和过度污染排放.为了实现稀土的绿色发展和高效资源利用,通过合成生物学技术构建了工程稀土微生物.此外,我们建立了工程稀土微生物合成平台,实现了原位合成高附加值的稀土生物材料,推动了临床转化研究和应用的进展.本文综述了稀土微生物的合理设计、高价值稀土生物材料的合成及其应用.最后,简要讨论了该领域的未来研究和发展前景.

摘要：调控电荷转移和反应路径是促进光催化CO_(2)还原的两种有效策略.本研究通过热解UIO-66@ZIF-67核壳八面体,合成了Co_(3)O_(4)/ZrO_(2)介孔八面体.该介孔八面体由高度分散的小尺寸纳米颗粒组装而成,平均颗粒尺寸为13 nm,平均孔径为5.8 nm,比表面积为43.11 m^(2)g^(-1).受益于活性位点设计,电荷转移动力学和CO_(2)吸附得以增强.此外,密度泛函理论计算结果显示,ZrO_(2)能够有效调控CO_(2)还原的反应路径,包括促进CO_(2)活化为*CO_(2)、中间体(*COOH和*CO)的形成、以及减小限速步(*CO→CO)的能垒.因此,Co_(3)O_(4)/ZrO_(2)介孔八面体的周转率高达28.82,是纯Co_(3)O_(4)的16.95倍.

摘要：聚合物基固态电解质得益于其易加工性,最有希望应用于下一代固态锂金属电池.目前,聚合物基态电解质的离子电导率提升策略多为加入导锂陶瓷以构建离子传输通道,其提升程度有限.电场在锂离子输运过程中存在重要影响,目前研究中有关电场对锂离子传输的影响机制尚不明确.本文将兼具高离子电导率和高介电常数的铌酸锂嵌入聚偏氟乙烯基体中,设计了一种新型复合固态电解质.铌酸锂颗粒有效调节电解质内部电场结构,增强了离子输运方向电场强度,实现了离子电导率的大幅提升(7.39×10^(-4)S cm^(-1),25℃).该电解质匹配高镍正极和锂金属负极的固态电池可稳定循环1000次以上,容量保持率为72%.该研究为设计下一代固态锂电池用高离子电导复合固态电解质提供了新的策略.

摘要：将细胞封装在生物材料中用于器官修复或疾病治疗是一个新兴领域.目前,微流控技术被用于精确控制封装细胞的数量、大小和支架结构.微流控技术提供了设计生物仿生形态的能力,增强封装细胞的活性和功能,从而提高疾病治疗的效果.本文报道了微流控技术在仿生细胞封装方面的最新进展.我们首先简要概述了各种天然衍生的促进细胞功能的仿生结构,如受到细胞、植物、动物和自然反应启发的结构;之后讨论了基于微技术的最新细胞封装方法,并详细描述了相关过程;最后提出了仿生细胞封装在疾病治疗和临床应用中面临的挑战和未来方向.

摘要：针对大断面隧道初期支护拱架在承载时易发生平面外失稳的问题,本文通过开展单拱架全比尺试验和考虑纵向连接的拱框架结构的数值试验以及现场对比试验,对纵向连接与拱架组成的拱框架结构进行优化研究,使其横向上有足够承载能力、纵向上有较高稳定性。研究结果表明,单个拱架的破坏模式是局部面外失稳导致整体承载力丧失,考虑纵向连接的拱框架结构的平面内承载力和平面外稳定性都得到增强。通过调整纵向连接间距和拱架间距也可以调整初期支护拱框架结构和喷射混凝土的内力分担比,以充分发挥初期支护的承载能力,但纵向连接间距应小于1500 mm,拱架间距也应小于1200 mm。因而,在不改变初期支护现有结构形式的前提下,通过合理地布设纵向连接与拱架形成的具有空间承载效应的拱框架结构,不仅可以保证初期支护的承载能力,而且还提高施工效率和经济效益。研究成果可指导大断面隧道初期支护结构设计。

摘要：In vaccine development,broadly or cross-type neutralizing antibodies(bnAbs or cnAbs)are frequently targeted to enhance *** immunodominant antibodies could help fine-tune vaccine immunogenicity and augment the precision of immunization ***,the methodologies to capitalize on the attributes of bnAbs in vaccine design have not been clearly *** this study,we discovered a cross-type neutralizing monoclonal antibody,13H5,against human papillomavirus 6(HPV6)and *** nAb exhibited a marked preference for HPV6,demonstrating superior binding activity to virus-like particles(VLPs)and significantly higher prevalence in anti-HPV6 human serum as compared to HPV11 antiserum(90%vs.31%).Through co-crystal structural analysis of the HPV6 L1 pentamer:13H5 complex,we delineated the epitope as spanning four segments of amino acids(Phe42-Ala47,Gly172-Asp173,Glu255-Val275,and Val337-Tyr351)on the L1 surface *** interaction analysis and site-directed mutagenesis revealed that the Ser341 residue in the HPV6 HI loop plays a critical role in the interaction between 13H5 and *** Ser341 with alanine,which is the residue type present in HPV11 L1,almost completely abolished binding activity to *** swapping amino acids in the HPV11 HI loop with corresponding residues in HPV6 L1(Ser341,Thr338,and Thr339),we engineered chimeric HPV11-6HI ***,the chimeric HPV11-6HI VLPs shifted the high immunodominance of 13H5 from HPV6 to the engineered VLPs and yielded comparable neutralization titers for both HPV6 and HPV11 in mice and non-human *** approach paves the way for the design of broadly protective vaccines from antibodies within the main immunization reservoir.

摘要：设计了一种具有偏振不敏感和广角吸收的光激发可切换单/双波段太赫兹超材料吸收器.通过调制嵌入谐振器中的光敏砷化镓的电导率实现功能切换,并提取不同砷化镓电导率下的表面电流,对超材料吸收器的吸收机理进行了物理解释.结果表明,该吸收器可以实现从0.568和1.442 THz的双波段吸收(吸收率为99.08%和99.56%)到0.731 THz的单波段吸收(吸收率为95.43%)的切换.该器件强度调制深度为61.4%,频率调谐带宽为60.6%,可制作太赫兹频段的强度调制器和频率选择吸收器.此外,所提出的吸收器对横电(TE)和横磁(TM)偏振波都具有与偏振无关的广角吸收.可调谐超材料吸收器的实现为成熟的半导体技术以及有源太赫兹调制器和开关的潜在应用提供了机会.

摘要：层状无机材料的弱层间耦合和大面积表面为构建低导热性无机固体材料提供了基本框架.合成具有足够散射和非谐波性的稳定层状材料,从而降低热导率,仍是一项挑战.本文在层状无机FeOCl材料体系中,通过一步氧化还原反应成功获得了一种结构稳定的富含Fe^(2+)的层状材料,实现了表面和界面的同步改性,并实现了超低的热导率.具体而言,系统的X射线吸收精细结构(XAFS)分析和电子能量损失光谱(EELS)分析表明,碱金属原子的层间插层和表面缺陷的引入诱导了大量Fe^(2+)的存在,从而增强了其非谐波性和声子散射.此外,声子态密度(PDOS)分布也提供了确凿的证据,证明了散射概率的提高和声子模式整体的软化.所制得的层状无机材料Fe(III)_(1−n)Fe(II)_(n)O_(1−x)Cl[K^(+)]_(m)不仅结构稳定,而且在298 K时的热导率比原始FeOCl降低了近60%,低至0.29 W m^(−1) K^(−1),这在层状无机材料中是极低的.这项研究为低导热层状材料的设计提供了新的视角.