科技名刊精選

睡眠回路探究

Naturs封面：睡眠控制。Naturs雜志第7623期封面文章報(bào)道了在動(dòng)物界中普遍存在的睡眠這一基本生物學(xué)過(guò)程的研究進(jìn)展。目前，研究者對(duì)控制睡眠周期的神經(jīng)回路的認(rèn)識(shí)仍停留在表面。現(xiàn)在，光遺傳學(xué)、遺傳藥理學(xué)、顯微內(nèi)鏡鈣成像和病毒介導(dǎo)回路跟蹤等新技術(shù)的出現(xiàn)，輔以小鼠遺傳學(xué)，使大家能夠解鎖眾多的睡眠奧秘成為可能。在本期的一篇評(píng)論文章中，F(xiàn)ranz Weber和楊丹探討了睡眠回路的研究現(xiàn)狀，并為繪制全面的睡眠一覺(jué)醒控制網(wǎng)絡(luò)回路圖，以詳細(xì)描述各細(xì)胞類(lèi)型的功能及相互作用指明了道路。大麻對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的影響

Nature封面：大麻。Nature雜志第7629期封面文章報(bào)道了大麻對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的影響。大麻合法化已成為美國(guó)的一大熱議話題，目前在歐洲尋求專(zhuān)業(yè)毒癮治療的人群中，大麻已取代海洛因成為這一人群最常用的非法藥物。四氫大麻酚（THC，大麻中的神經(jīng)活性物質(zhì)）會(huì)影響神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（如多巴胺驅(qū)動(dòng)的獎(jiǎng)勵(lì)系統(tǒng)）。Michael Bloomfield總結(jié)，攝入THC會(huì)對(duì)多巴胺系統(tǒng)產(chǎn)生潛在的長(zhǎng)期復(fù)雜影響，包括大量攝入THC造成的神經(jīng)放電和多巴胺釋放增多，以及與長(zhǎng)期使用相關(guān)聯(lián)的多巴胺能鈍化。人類(lèi)和動(dòng)物模型中，大麻誘導(dǎo)的多巴胺系統(tǒng)變化與行為效果之間的關(guān)系應(yīng)成為未來(lái)研究的重點(diǎn)。

使用電鏡在原子級(jí)別創(chuàng)造材料

Nature封面：掃描透射電子顯微鏡新應(yīng)用。Nature雜志第7630期封面報(bào)道了使用掃描透射電子顯微鏡制造原子級(jí)材料。隨著掃描透射電子顯微鏡（STEM）技術(shù)的進(jìn)步，人們即將實(shí)現(xiàn)在原子級(jí)別、從零開(kāi)始創(chuàng)造材料。Sergei Kalinin、Albina Borisevich和Stephen Jesse提出了一種應(yīng)對(duì)該挑戰(zhàn)的方法。這種方法要求讓電子束穿過(guò)樣本，以揭示其晶體結(jié)構(gòu)。電子束可能會(huì)改變?cè)拥奈恢?，這在常規(guī)結(jié)構(gòu)鑒定中是一種缺點(diǎn)，但如果想移動(dòng)原子，這個(gè)缺點(diǎn)就會(huì)變?yōu)閮?yōu)點(diǎn)。不過(guò)，這種技術(shù)若要取得成功，必須實(shí)現(xiàn)對(duì)電子束的完全控制。

2016年《自然》年度十大科學(xué)人物

Naturs封面：一年，十個(gè)故事。Naturs雜志第7634期封面文章報(bào)道了2016年《自然》年度十大科學(xué)人物。今年的名單突顯了來(lái)自全球各地的研究人員，他們?cè)谔煳膶W(xué)、人工智能、生物學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域的權(quán)利方面做出了自己的貢獻(xiàn)。十位在各自領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響的科學(xué)家分別是：物理與天文學(xué)教授Gabriela Gonzalez、人工智能專(zhuān)家Demis Hassabis、環(huán)境學(xué)家TerryHughes、大氣化學(xué)家Guus Velders、寨卡病毒專(zhuān)家Celina Turchi、計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)研究生AlexandraElbakyan、生育學(xué)家John Zhang、生物學(xué)家Kevin Esvelt、天文學(xué)家Guillem Anglada-Escud e和物理學(xué)家Elena Long。

農(nóng)作物的光合作用

Science封面：通過(guò)加快回收光保護(hù)以提高光合作用效率與作物產(chǎn)量。Science雜志第6314期封面文章為報(bào)導(dǎo)了作物的光合作用的研究進(jìn)展。農(nóng)作物的葉子可以將吸收的過(guò)量有害光能轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)，但當(dāng)陽(yáng)光被遮擋時(shí)，這種保護(hù)作用將持續(xù)一段時(shí)間并削弱光合作用。研究人員通過(guò)生物工程技術(shù)加快煙草對(duì)自然蔭蔽的應(yīng)答，從而提高了其在波動(dòng)光中的二氧化碳吸收量和干重，通過(guò)加快從光保護(hù)中恢復(fù)以提高光合作用與作物產(chǎn)量。該研究為農(nóng)作物在陰暗環(huán)境生長(zhǎng)，以及產(chǎn)量的提升提供了一種廣泛可行的方法。

在軌道上停留

Science封面：生物鐘如何掌管我們的身體。Sclence雜志第6315期作為生物鐘特刊，用4篇綜述闡述了生物鐘與健康疾病、免疫系統(tǒng)、睡眠和神經(jīng)退行性疾病及代謝的關(guān)系。闡述了在基因組動(dòng)力學(xué)水平上晝夜節(jié)律對(duì)機(jī)體生理活動(dòng)調(diào)控，以及遵循或擾亂生物節(jié)律對(duì)機(jī)體健康所產(chǎn)生的影響；對(duì)生物振蕩如何限制免疫系統(tǒng)及免疫反應(yīng)以增強(qiáng)機(jī)體健康進(jìn)行了闡述：生物節(jié)律紊亂及失眠與神經(jīng)退行性疾病在細(xì)胞及分子機(jī)制上的關(guān)聯(lián)特別是阿爾茨海默?。淮x通路、代謝產(chǎn)物與生物鐘系統(tǒng)的相互作用，以及光、攝食、環(huán)境溫度等授時(shí)因子對(duì)睡眠和代謝的影響。

人體疲勞的丁免疫細(xì)胞

Science封面：丁細(xì)胞耗竭的研究進(jìn)展。Science雜志第6316期封面文報(bào)道了人丁免疫細(xì)胞耗竭與疲勞的一系列最新進(jìn)展。丁細(xì)胞能夠負(fù)責(zé)清除感染殺傷腫瘤細(xì)胞，有時(shí)也會(huì)變得疲勞。細(xì)胞表面的一些受體作為天然存在的制動(dòng)分子能夠告訴免疫系統(tǒng)在正常情況下不要進(jìn)行強(qiáng)烈反應(yīng)，避免損傷健康組織或引起自身免疫疾病。在慢性病毒感染的小鼠中，不同于能夠有效對(duì)抗感染或癌癥的丁細(xì)胞，“耗竭（exhausted）”丁細(xì)胞受一組不同的分子回路（molecularcircuits）控制。這一研究結(jié)果提出了增加CAR-T療法持久力的一種途徑。

2016年度十大科學(xué)進(jìn)展

Scisncs封面：封面故事，年度突破。Scisncs雜志第6319期評(píng)選出2016年度十大科學(xué)突破，其中參考了讀者網(wǎng)上投票的結(jié)果。十大科學(xué)突破之首是科學(xué)家首次直接探測(cè)到引力波——”最佳突破：時(shí)空漣漪引力波”；此外，還有”九大亞軍突破：從A0到蛋白質(zhì)折疊”，“比鄰星”，“人工智能阿法狗”，“殺死舊細(xì)胞重返青春”，“人類(lèi)不是唯一會(huì)讀心術(shù)的”，“定制蛋白質(zhì)”，“實(shí)驗(yàn)室做的老鼠卵子”，“非洲移民如何落戶全世界”，“納米孔基因測(cè)序”，以及“金屬鏡片”等科學(xué)進(jìn)展。

生物技術(shù)

流感病毒廣譜性中和抗體

中科院上海巴斯德研究所孫兵組與國(guó)內(nèi)研究團(tuán)隊(duì)合作揭示了3E1抗體通過(guò)靶定到流感病毒血凝素桿部區(qū)的保守表位，抑制低p㈠誘導(dǎo)的血凝素構(gòu)象變化，阻斷病毒包膜與宿主細(xì)胞膜膜融合，從而中和H1N1和H5N6流感病毒，為開(kāi)發(fā)新型抗流感病毒藥物及基于流感血凝素結(jié)構(gòu)的通用流感疫苗設(shè)計(jì)提供了思路，研究論文發(fā)表于《自然一通訊》。流行性感冒是由流感病毒引起的傳染性疾病。世界范圍內(nèi)每年約有5%-15%的人口受季節(jié)性流感病毒感染，其中有25-50萬(wàn)人死亡。流感疫苗被認(rèn)為是預(yù)防流感最有效的措施，WHO每年根據(jù)南北半球流感病毒流行情況預(yù)測(cè)即將流行的流感病毒，但是由于流感病毒的抗原漂變及抗原轉(zhuǎn)變，容易使得疫苗失效。

CRISPR-Cas9技術(shù)實(shí)現(xiàn)多基因編輯

中科院動(dòng)物所王皓毅研究組與宣武醫(yī)院以及北京臍帶血庫(kù)合作，利用CRISPR-Cas9技術(shù)在CAn丁細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)多基因編輯，相關(guān)論文發(fā)表于《細(xì)胞研究》。臨床數(shù)據(jù)表明，CART在B細(xì)胞惡性腫瘤治療中取得了很好的療效。但是，目前采用的方法都是自體過(guò)繼細(xì)胞治療。對(duì)于新生兒及老年患者，很難獲得足量且狀態(tài)良好的淋巴細(xì)胞用于CART細(xì)胞治療。因此目前CART細(xì)胞治療的一個(gè)重要研究方向是怎樣使用一個(gè)健康獻(xiàn)血者的丁細(xì)胞制備大量的CART細(xì)胞，滿足數(shù)百名患者的臨床使用。這些經(jīng)過(guò)基因編輯的CART細(xì)胞同普通CART細(xì)胞相比，在體外及體內(nèi)具有相當(dāng)或更強(qiáng)的腫瘤細(xì)胞殺傷功能，有望成為臨床應(yīng)用的效應(yīng)細(xì)胞。

昆蟲(chóng)與蕨類(lèi)的動(dòng)態(tài)偽裝過(guò)程

上海辰山植物園（中科院上海辰山植物科學(xué)研究中心）嚴(yán)岳鴻課題組發(fā)現(xiàn)昆蟲(chóng)與蕨類(lèi)植物的動(dòng)態(tài)偽裝過(guò)程，相關(guān)研究成果曰前發(fā)表于《美國(guó)蕨類(lèi)植物雜志》。昆蟲(chóng)和蕨類(lèi)植物均為地球上較古老的生物類(lèi)群，距今已共同生活了超過(guò)3.5億年。人們一直認(rèn)為蕨類(lèi)植物起源古老而缺乏協(xié)同進(jìn)化者，但研究人員近年來(lái)發(fā)現(xiàn)了一種奇特的鱗翅目昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)。它能根據(jù)蕨類(lèi)植物友水龍骨孢子囊群形態(tài)和葉片顏色的變化，動(dòng)態(tài)改變其身體上的斑點(diǎn)：草綠色的幼蟲(chóng)幼時(shí)的斑點(diǎn)為紅褐色圓點(diǎn)，恰似友水龍骨綠色葉背紅褐色的圓形孢子囊群；當(dāng)昆蟲(chóng)取食蕨類(lèi)葉片后，葉片枯萎顏色變?yōu)樯詈稚?，綠色幼蟲(chóng)體表的斑點(diǎn)連成一片，也恰似枯萎的葉片。

種子休眠與萌發(fā)的表觀遺傳調(diào)控機(jī)制

中國(guó)科學(xué)院植物研究所劉永秀研究組利用遺傳和生理生化等手段，揭示了擬南芥SNLl和SNL2調(diào)控種子休眠和萌發(fā)的分子機(jī)制，研究論文發(fā)表于《自然一通訊》。種子休眠與萌發(fā)是植物由生殖生長(zhǎng)過(guò)渡到營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的重要發(fā)育轉(zhuǎn)變進(jìn)程，涉及大量基因的激活或者沉默。組蛋白修飾介導(dǎo)的表觀遺傳基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控可能在其中發(fā)揮關(guān)鍵作用。SNL1/SNL2功能缺失導(dǎo)致生長(zhǎng)素相關(guān)基因特別是AUXl的表達(dá)升高，增強(qiáng)了生長(zhǎng)素在胚根的水平和分布，進(jìn)而激活下游CYCDs介導(dǎo)的細(xì)胞分裂，提高了突變體種子萌發(fā)速率。該研究為利用分子輔助育種解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在的種子萌發(fā)不齊和穗萌發(fā)現(xiàn)象提供了理論基礎(chǔ)。

海馬基因組及其特異體型的進(jìn)化機(jī)制

中科院南海海洋研究所林強(qiáng)研究員課題組主導(dǎo)，德國(guó)、新加坡等實(shí)驗(yàn)室共同完成了海馬全基因組的測(cè)序與分析，揭示了海馬在長(zhǎng)期適應(yīng)近海和島礁環(huán)境的過(guò)程中出現(xiàn)的適應(yīng)性進(jìn)化特征，研究論文發(fā)表于《自然》雜志。海馬是一類(lèi)小型的硬骨魚(yú)類(lèi)，隸屬于海龍科、海馬屬，它們廣泛分布于世界各大海域，是海洋生態(tài)系統(tǒng)中重要的環(huán)境指示物種。海馬因其獨(dú)特的藥用功效而被譽(yù)為海洋“人參”，在中醫(yī)藥中具有非常廣泛的應(yīng)用，是一種珍稀的海洋藥源動(dòng)物。海馬具有雄性育兒的繁殖特征和特異的交配行為，雄性海馬具有育兒袋，受精卵可在其中孵化，這種特殊器官的發(fā)育以及繁殖行為的特殊性使得海馬在進(jìn)化生物學(xué)和繁殖生物學(xué)的研究中受到高度關(guān)注。

非洲家犬祖先為灰狼

中科院昆明動(dòng)物研究所張亞平研究組揭示了非洲家犬復(fù)雜的源流歷史，相關(guān)論文發(fā)表于《遺傳學(xué)和基因組學(xué)雜志》。零星的考古學(xué)證據(jù)表明，家犬在距今8000年前出現(xiàn)在非洲，但其來(lái)源一直是未解之謎。非洲大陸具有古老而獨(dú)特的犬種，非洲家犬群體具有較高的遺傳多樣度和復(fù)雜的遺傳結(jié)構(gòu)。對(duì)我國(guó)和尼日利亞共382份當(dāng)?shù)丶胰畼颖镜木€粒體脫氧核糖核酸（mtDNA）進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)非洲家犬的mtDNA世系來(lái)自干A、B、C、D共4個(gè)單倍型類(lèi)群，證明其祖先是灰狼。非洲本地狼和其他犬科動(dòng)物對(duì)非洲家犬的mtDNA基因庫(kù)沒(méi)有貢獻(xiàn)。非洲家犬與北歐家犬具有較近的關(guān)系，它們最近共同祖先的時(shí)間距今約1.2萬(wàn)年。

世界最早卵胎生新鰭魚(yú)類(lèi)

中科院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所徐光輝研究員在我國(guó)云南發(fā)現(xiàn)了兩億四千四百萬(wàn)年前一種新的魚(yú)化石，命名為光澤肋鱗魚(yú)。這是目前人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的最古老、最原始的卯胎生新鰭魚(yú)物種，研究論文發(fā)表于《科學(xué)通報(bào)》。新鰭魚(yú)類(lèi)是輻鰭魚(yú)亞綱最大的演化支系，幾乎分布于地球上各種水環(huán)境。除了多鰭魚(yú)和鱘魚(yú)，其它所有的現(xiàn)生輻鰭魚(yú)類(lèi)都屬于新鰭魚(yú)類(lèi)。光澤肋鱗魚(yú)是目前肋鱗魚(yú)目最古老、最原始的代表，它比此前在歐洲發(fā)現(xiàn)的肋鱗魚(yú)類(lèi)要早兩百萬(wàn)年，比我國(guó)貴州發(fā)現(xiàn)的東方肋鱗魚(yú)要早四百萬(wàn)年。卵胎生是魚(yú)類(lèi)為適應(yīng)特定的環(huán)境進(jìn)化出的一種生殖策略。三疊紀(jì)卵胎生魚(yú)類(lèi)的出現(xiàn)可能與當(dāng)時(shí)的海洋生態(tài)環(huán)境存在某種聯(lián)系。

超級(jí)細(xì)菌的耐藥性

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)劉雅紅教授團(tuán)隊(duì)在持續(xù)的耐藥性監(jiān)測(cè)中分離到一株同時(shí)耐受碳青霉烯類(lèi)和粘菌素抗生素的”超級(jí)細(xì)菌”，介導(dǎo)這兩類(lèi)藥物的耐藥基因位于可轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒上，并且可以高效地轉(zhuǎn)移給其他的菌株，如果該質(zhì)粒轉(zhuǎn)移給臨床致病菌，將會(huì)給人醫(yī)臨床的治療帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)，研究結(jié)果發(fā)表于《自然一微生物》。該研究基于大腸桿菌中一個(gè)能夠共同轉(zhuǎn)移blaNDM-5和mcr-1基因的IncX3-X4雜合質(zhì)粒。青霉烯類(lèi)抗菌藥和粘菌素是人醫(yī)臨床治療多重耐藥革蘭氏陰性菌感染的最后一道防線。監(jiān)測(cè)臨床或者非臨床細(xì)菌對(duì)這兩類(lèi)藥物的耐藥性變遷具有重要的公共衛(wèi)生意義。

新型材料

生物礦化機(jī)制研究進(jìn)展

第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院陳吉華教授課題組與國(guó)內(nèi)外科學(xué)家合作開(kāi)展?jié)B透壓一電荷平衡導(dǎo)致的膠原纖維內(nèi)礦化研究，該研究揭示了牙、骨等硬組織礦化的新機(jī)制，為牙、骨等硬組織的發(fā)育與再生提供了新的思路，研究成果發(fā)表于《自然一材料》。生物礦化是牙、骨等硬組織特有的發(fā)育過(guò)程，在天然骨組織的形成過(guò)程中，非膠原蛋白調(diào)控著整個(gè)礦化的進(jìn)程。這些非膠原蛋白最主要的特征是富含羧基，呈陰離子特性。傳統(tǒng)的仿生礦化機(jī)制認(rèn)為，帶負(fù)電的非膠原蛋白（或其類(lèi)似物）可穩(wěn)定鈣磷溶液，形成帶負(fù)電荷的礦化前體。新的研究發(fā)現(xiàn)了一種新的能夠誘導(dǎo)纖維內(nèi)礦化的聚陽(yáng)離子，提出并證實(shí)了基于滲透壓和電荷平衡的纖維內(nèi)仿生礦化理論，對(duì)傳統(tǒng)觀念提出了挑戰(zhàn)。

統(tǒng)一模型揭示配體金納米團(tuán)簇生長(zhǎng)機(jī)制

中科院上海應(yīng)用物理研究所水科學(xué)與技術(shù)研究室研究員高嶷課題組與美國(guó)內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校教授曾曉成合作，提出用于解釋配體金納米團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及其生長(zhǎng)機(jī)制的普適模型GUM（Grand Unifisd Model），相關(guān)論文發(fā)表于《自然一通訊》雜志。八電子規(guī)則”是現(xiàn)代化學(xué)的理論基礎(chǔ)，是理解和解釋主族元素分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和物化性質(zhì)的基石。隨后發(fā)展的“十八電子規(guī)則”和“Wads規(guī)則”在20世紀(jì)也取得巨大成功，成為理解過(guò)渡金屬分子和小尺寸團(tuán)簇的基本化學(xué)理論。對(duì)于金屬納米團(tuán)簇，新的大統(tǒng)一模型可用于預(yù)測(cè)一系列高度穩(wěn)定的金團(tuán)簇，從而為實(shí)現(xiàn)基于化學(xué)規(guī)則的納米金團(tuán)簇可控合成提供了基礎(chǔ)。

原位纏繞超長(zhǎng)碳納米管制備單色碳納米管線團(tuán)

清華大學(xué)魏飛教授課題組利用聲輔助組裝單根單色超長(zhǎng)碳納米管用于高電流輸出晶體管，該研究將全同手性、宏觀長(zhǎng)度的單根超長(zhǎng)碳納米管纏繞成大面積線團(tuán)，為制備高密度、手性一致碳納米管這一難題提供了新路線，相關(guān)研究成果已發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。伴隨著可移動(dòng)智能設(shè)備、云存儲(chǔ)和大數(shù)據(jù)處理的廣泛應(yīng)用，快速發(fā)展的信息產(chǎn)業(yè)對(duì)下一代更快、更節(jié)能的半導(dǎo)體材料提出了更高的要求。碳納米管電子空穴高遷移率與本征半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)異的電學(xué)性能，有望取代硅成為下一代碳基集成電路的核心材料。目前制約高性能碳納米管晶體管規(guī)模化應(yīng)用的關(guān)鍵在于制備大量手性一致、高密度的碳納米管材料。

石墨烯量化制備及高性能超級(jí)電容器

中科院電工研究所馬衍偉研究團(tuán)隊(duì)提出以二氧化碳為原料，采用自蔓延高溫合成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了兼具高導(dǎo)電性和高比表面積石墨烯粉體的快速、綠色、低成本制備。相關(guān)論文發(fā)表于《先進(jìn)材料》。石墨烯是近年來(lái)備受各國(guó)重視的新型材料，但是高品質(zhì)石墨烯的工業(yè)化大規(guī)模制備一直是世界難題。石墨烯粉體規(guī)?；苽涞募夹g(shù)路線主要基于膨脹石墨剝離法和氧化石墨還原法，但是前者通常得到的是低比表面積的多層石墨片，而后者制備的石墨烯由于殘留的氧官能基團(tuán)和結(jié)構(gòu)缺陷導(dǎo)致低導(dǎo)電性，嚴(yán)重制約了石墨烯的潛在應(yīng)用。新型石墨烯制備方法反應(yīng)過(guò)程耗時(shí)短、綠色、易于工業(yè)化推廣，拓展石墨烯在超級(jí)電容器等儲(chǔ)能領(lǐng)域中的應(yīng)用。

揭曉二維材料摩擦接觸演化之謎

西安交通大學(xué)金屬材料強(qiáng)度國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室孫軍課題組的李蘇植博士在美國(guó)麻省理工學(xué)院李巨教授指導(dǎo)下，與西安交通大學(xué)丁向東教授、清華大學(xué)航天航空學(xué)院李群仰副教授、美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)Robert W Carpick教授作，德國(guó)卡爾斯魯厄理工大學(xué)Peter Gumbsch教授等合作，通過(guò)石墨烯摩擦接觸的質(zhì)量演變，揭示了二維材料界面摩擦的獨(dú)特機(jī)理，即二維材料由于其超薄的幾何特性和超大的柔性，能夠通過(guò)改變自身構(gòu)型來(lái)影響接觸界面的釘扎狀態(tài)，進(jìn)而可從界面的”質(zhì)”而不僅是“量”上來(lái)調(diào)控其摩擦性能，研究論文發(fā)表于《自然》。該成果闡述了石墨烯摩擦演化行為的機(jī)理，相關(guān)的”接觸質(zhì)量”理論對(duì)于其它擁有超柔力學(xué)特性的二維材料也具有普適性。

新型介質(zhì)調(diào)控有序組裝研究

中科院化學(xué)研究所膠體、界面與化學(xué)熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究員張建玲等，提出以金屬一有機(jī)框架（MOF）作為乳化劑、在超臨界二氧化碳/水中形成乳液的思路，研究論文發(fā)表于《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》?？茖W(xué)家采用“親水性”MOF形成水包二氧化碳型乳液，而“親二氧化碳性”MOF則促進(jìn)超臨界二氧化碳包水型乳液的形成，乳液液滴的微觀結(jié)構(gòu)可通過(guò)二氧化碳?jí)毫蚆OF組成進(jìn)行調(diào)控。這種由MOF、二氧化碳和水組成的新型乳液為MOF高級(jí)結(jié)構(gòu)的組裝提供了新途徑。將乳液中的二氧化碳和水在冷凍狀態(tài)下去除后，制得具有大孔一介孔一微孔結(jié)構(gòu)的三維網(wǎng)絡(luò)MOF材料、空心MOF微球等。

全固態(tài)鋰電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及界面調(diào)控

中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所固態(tài)鋰電池團(tuán)隊(duì)副研究員姚霞銀研究組設(shè)計(jì)了一種新型的固態(tài)電池結(jié)構(gòu)，構(gòu)建雙電解質(zhì)異質(zhì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了金屬鋰負(fù)極在固態(tài)電池中應(yīng)用，研究論文發(fā)表于《儲(chǔ)能材料》。新型正極活性材料顯著抑制了正極/硫化物電解質(zhì)界面阻抗；同時(shí)復(fù)合石墨烯構(gòu)建電子通道，有效提高其循環(huán)穩(wěn)定性，并顯示出優(yōu)異的倍率性能，在100和1000m A/g電流密度下循環(huán)100和300圈仍可分別保持高達(dá)544.6和233.9m Ah/g的放電比容量。以無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)替代有機(jī)液體電解液的全固態(tài)鋰電池，在解決傳統(tǒng)鋰離子電池安全性問(wèn)題的同時(shí)，有望進(jìn)一步提升電池的能量密度和循環(huán)壽命。

基于碳納米點(diǎn)的超穩(wěn)定強(qiáng)熒光復(fù)合材料

中科院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所研究員曲松楠課題組研制出基于碳納米點(diǎn)的超穩(wěn)定、強(qiáng)熒光復(fù)合材料，該工作利用靜電誘導(dǎo)自組裝過(guò)程，通過(guò)碳納米點(diǎn)表面電荷逐步靜電吸附離子并原位形成無(wú)機(jī)包覆層，實(shí)現(xiàn)具有超高穩(wěn)定性、強(qiáng)發(fā)光的碳納米點(diǎn)復(fù)合材料，可應(yīng)用于開(kāi)發(fā)基于碳納米點(diǎn)的光電器件，研究論文發(fā)表于《Small》雜志。發(fā)光碳納米點(diǎn)是近十年發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)重要發(fā)光材料。大量研究表明其具有良好的光穩(wěn)定性、優(yōu)異的發(fā)光性質(zhì)、低廉的制備成本、良好的生物相容性等優(yōu)勢(shì)，引起國(guó)際上的廣泛關(guān)注，其在生物成像、傳感、催化、激光、光電器件及照明等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用。

科疾病治療

中國(guó)人自閉癥基因基因研究

中國(guó)湖南長(zhǎng)沙中南大學(xué)的夏昆、美國(guó)華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Evan Eichler及其同事分析了超過(guò)1000名擁有自閉癥譜系障礙的中國(guó)人的與自閉癥風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的189個(gè)基因，找到了與中國(guó)人自閉癥譜系障礙相關(guān)的遺傳突變，相關(guān)論文發(fā)表于《自然一通訊》。研究人員特別尋找了僅在受影響的個(gè)體中發(fā)生的突變，而不是從父母那里遺傳的突變。約4%的患者具有這樣的突變，并且這些僅發(fā)生在29個(gè)基因中，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于隨機(jī)預(yù)期。此外，一些基因在兩個(gè)或更多患者中重復(fù)出現(xiàn)，使其進(jìn)一步成為候選研究基因。突變的頻率與歐洲人群相似。研究人員還發(fā)現(xiàn)，有時(shí)與自閉癥譜系障礙一起出現(xiàn)的其他健康問(wèn)題（例如心臟疾病）以相似的幾率發(fā)生，并且通常與相同的基因相關(guān)。

特異性人源寨卡病毒抗體有望成為候選靶向治療藥物

中科院微生物所嚴(yán)景華研究員和高福院士等人合作，從中國(guó)第一例寨卡康復(fù)病人體內(nèi)鑒定出高效、特異的寨卡病毒單克隆抗體，并對(duì)其治病機(jī)理進(jìn)行了解析，研究結(jié)果發(fā)表于《科學(xué)一轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》。此次3株高活性中和抗體中有兩株（Z23）-屬于阻斷寨卡病毒感染的特異性抗體，它們對(duì)登革熱等黃病毒沒(méi)有交叉反應(yīng)。該研究建立的B細(xì)胞單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)，能夠從康復(fù)者B細(xì)胞中快速分離鑒定出抗原特異的中和抗體，短時(shí)間內(nèi)達(dá)到規(guī)?；a(chǎn)，從而提供大量有效的應(yīng)急抗體。通過(guò)對(duì)感染病人中和抗體產(chǎn)生機(jī)制及表位的確立還可以指導(dǎo)疫苗的設(shè)計(jì)和研發(fā)。該技術(shù)的建立對(duì)于我國(guó)應(yīng)對(duì)突發(fā)傳染性疾病、保障健康具有重要意義。

|型于擾素是艾滋病毒致病的幫兇

中科院生物物理研究所張立國(guó)課題組和美國(guó)北卡大學(xué)蘇立山教授合作，發(fā)現(xiàn)在抗HIV藥物（cART）治療的情況下阻斷干擾素，由于CART可以代償干擾素的抗病毒作用，阻斷干擾素能夠提高抗HIV免疫反應(yīng)并促進(jìn)清除HIV，相關(guān)研究成果發(fā)表于《臨床研究》。|型干擾素（簡(jiǎn)稱(chēng)為干擾素）是重要的抗病毒因子，也是臨床治療乙肝、丙肝等病毒感染的藥物。干擾素在人艾滋病毒HIV感染中的作用一直存在爭(zhēng)議，雖然有報(bào)道顯示它能夠抑制HIV的增殖，但臨床研究并未發(fā)現(xiàn)干擾素對(duì)㈠0V感染者有可靠的療效。到目前為止，干擾素也未獲得批準(zhǔn)用于艾滋病治療。阻斷干擾素可能會(huì)促進(jìn)這些病人免疫功能的恢復(fù)。

鋅離子對(duì)Tau蛋白積聚和毒性的調(diào)控機(jī)制及其在神經(jīng)退行性疾病中的作用

武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院梁毅教授研究組關(guān)于阿爾茨海默病相關(guān)研究取得進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表于《BBA-疾病分子基礎(chǔ)》。Tau錯(cuò)誤折疊在胞內(nèi)形成的神經(jīng)纖維纏結(jié)是神經(jīng)退行性疾病阿爾茨海默病的主要病理特征之一。利用可誘導(dǎo)的細(xì)胞模型研究了病理濃度鋅離子對(duì)全長(zhǎng)Tau蛋白病理突變體Tau-△K280積聚的影響，發(fā)現(xiàn)鋅離子可以與全長(zhǎng)Tau蛋白的Cys-291和Cys-322及其它兩個(gè)氨基酸his-330/362）形成四配位結(jié)構(gòu)，使Tau蛋白獲得某種傾向于積聚的構(gòu)象，促進(jìn)Tau蛋白的積聚及細(xì)胞毒性；該聚集體能進(jìn)一步誘導(dǎo)內(nèi)源Tau蛋白積聚及異常磷酸化，從而使得Tau蛋白毒性放大；半胱氨酸突變后，鋅離子與Tau蛋白相互作用模式改變，四配位結(jié)構(gòu)被打亂從而喪失了這種促進(jìn)作用。

糖尿病人傷口難愈合的新機(jī)制

華東師范大學(xué)生命科學(xué)院賴(lài)玉平課題組揭示了糖尿病傷口難愈合的新機(jī)制，相關(guān)成果發(fā)表于《自然一通訊》。糖尿病傷口不愈合（糖尿病足）是糖尿病患者的主要并發(fā)癥之一，會(huì)導(dǎo)致患者面臨截肢危險(xiǎn)。胰再生源蛋白R(shí)EG3A/RE||| Y在糖尿病病人及糖病小鼠皮膚傷口中低表達(dá)，導(dǎo)致糖尿病傷口的過(guò)度炎癥反應(yīng)，最終導(dǎo)致糖尿病傷口難愈合。糖尿病傷口的過(guò)度炎癥反應(yīng)依賴(lài)于TLR3信號(hào)通路，而胰再生源蛋白R(shí)EG3A/Reg||| Y通過(guò)誘導(dǎo)負(fù)調(diào)節(jié)子SHP-1的表達(dá)，抑制糖尿病傷口中TLR3誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。因此，在糖尿病皮膚傷口中，高血糖抑制REG3A/Reg|||Y的表達(dá)，使其不能控制TLR3誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，從而使糖尿病傷口持續(xù)產(chǎn)生過(guò)度的炎癥因子，導(dǎo)致傷口不能愈合。

抗瘧劑對(duì)治療前列腺癌的潛力

華東師范大學(xué)易正芳團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)抗瘧化合物可抑制小鼠前列腺癌和腫瘤轉(zhuǎn)移，相關(guān)論文發(fā)表于《自然一通訊》。前列腺癌的生長(zhǎng)依賴(lài)雄性激素及其受體。臨床試驗(yàn)表明，可阻斷雄激素受體的藥物是治療前列腺癌的有效策略。但前列腺癌可能對(duì)這些藥物表現(xiàn)出抵抗性，因?yàn)樾奂に厥荏w有替代表達(dá)形式，而目前的藥物無(wú)法抑制它們。為了尋找新型雄激素受體阻斷劑，研究人員對(duì)自然化合物庫(kù)進(jìn)行了篩選，發(fā)現(xiàn)抗瘧劑臭椿酮是可以阻斷所有不同形式雄激素受體的有力抑制劑。在細(xì)胞和小鼠中，該藥可抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)和腫瘤轉(zhuǎn)移形成。事實(shí)上，該藥與影響雄激素受體穩(wěn)定性的蛋白質(zhì)相互作用，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞內(nèi)的受體降解。

簡(jiǎn)潔高效合成鄰苯二酚類(lèi)活性分子

北京大學(xué)天然藥物及仿生藥物國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室焦寧教授研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了新穎的由簡(jiǎn)單易得的環(huán)己酮為原料，經(jīng)過(guò)有序的氧合、氧化以及芳構(gòu)化串聯(lián)過(guò)程，簡(jiǎn)潔高效地合成了鄰苯二酚類(lèi)活性分子的方法，反應(yīng)對(duì)于鄰苯二酚和苯酚產(chǎn)物具有較好的選擇性，相關(guān)成果發(fā)表于《JACS》。鄰苯二酚類(lèi)化合物是大量天然產(chǎn)物、生物活性分子以及藥物的重要結(jié)構(gòu)單元。例如多巴胺、異丙基腎上腺素、左旋多巴、槲皮素、阿樸嗎啡、鞣花酸等藥物活性分子均含有鄰苯二酚子結(jié)構(gòu)。目前具備有價(jià)值的生物活性鄰苯二酚類(lèi)化合物超過(guò)30萬(wàn)種。同時(shí)，鄰苯二酚化合物廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)中，每年有超過(guò)3萬(wàn)噸鄰苯二酚作為原料用于工業(yè)生產(chǎn)。脂肪肝病重要發(fā)病機(jī)制

武漢協(xié)和醫(yī)院黃愷教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)調(diào)控細(xì)胞內(nèi)脂肪氧化和清除的關(guān)鍵性核受體PPAR是PARPl的底物蛋白，可以被PARPl催化的多聚ADL核糖化作用所修飾。通過(guò)修飾LPARα，活化的PARPI抑制了肝臟組織中參與脂肪氧化清除的一系列基因表達(dá)，促使脂肪堆積并發(fā)生炎癥反應(yīng)，并最終導(dǎo)致非酒精性脂肪性肝病發(fā)生、發(fā)展和惡化。相關(guān)論文發(fā)表于《肝臟病學(xué)雜志》。非酒精性脂肪性肝?。ㄋ追Q(chēng)脂肪肝）在我國(guó)成年人中的發(fā)病率超過(guò)15%，嚴(yán)重危害人民身體健康。該研究證實(shí)PARPl異常激活是脂肪肝患者肝臟中PPARα表達(dá)下降的關(guān)鍵因素，從而為脂肪肝的治療進(jìn)步找到了一個(gè)新的嘗試途徑。化石標(biāo)本。

琥珀中的恐龍標(biāo)本

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）的邢立達(dá)博士與加拿大薩斯喀徹溫省皇家博物館的瑞安

麥凱勒教授牽頭開(kāi)展合作，在琥珀中發(fā)現(xiàn)了有史以來(lái)第一件恐龍標(biāo)本（尾部），論文發(fā)表于《當(dāng)代生物學(xué)》雜志。與沉積巖化石相比，琥珀中的動(dòng)物能夠保留許多與生前幾乎無(wú)異的細(xì)節(jié)，得益于此，人們終于有機(jī)會(huì)一睹恐龍的真容。它是一段來(lái)自非鳥(niǎo)恐龍的尾巴。它的背面有著栗棕色的羽毛，而腹面則是蒼白或幾乎白色的羽毛，與很多現(xiàn)生動(dòng)物一樣，呈現(xiàn)出上深下淺的保護(hù)色。尾巴標(biāo)本很小，即便完全展開(kāi)也只有6厘米，由此推測(cè)那只小恐龍全長(zhǎng)也只有18.5厘米?？茖W(xué)家給它取名叫“伊娃”。通過(guò)對(duì)C/數(shù)據(jù)的重建、分割和融合，無(wú)損得到了隱藏在羽毛內(nèi)部的尾部脊椎的高清3D形態(tài)。

史前“巨鱷”：發(fā)現(xiàn)三疊紀(jì)海洋主龍類(lèi)

中科院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所李淳研究員等在云南富源地區(qū)再次發(fā)現(xiàn)主龍類(lèi)化石，相關(guān)研究發(fā)表于《自然科學(xué)》。該化石發(fā)現(xiàn)于三疊紀(jì)中期的石灰?guī)r地層，近乎完整的骨架代表著一種全新的半水生主龍類(lèi)。這種動(dòng)物長(zhǎng)約兩米，全身被甲，頸粗尾長(zhǎng)，口中利齒參差，四肢短小壯碩并且具蹼，是史前近岸海洋環(huán)境中兇猛的掠食動(dòng)物。研究顯示這種動(dòng)物屬于非常原始的主龍類(lèi)，并且與一個(gè)北美的罕見(jiàn)類(lèi)群具有較近的親緣關(guān)系?；砻髯鳛榕佬袆?dòng)物演化的主干，主龍類(lèi)在其歷史的很早階段就已經(jīng)開(kāi)始半水生的海洋生活了，同時(shí)也進(jìn)一步擴(kuò)展了對(duì)所謂“中生代海洋爬行動(dòng)物”的了解和認(rèn)識(shí)。發(fā)現(xiàn)的化石被命名為夢(mèng)境濱鱷，意思是“夢(mèng)境中海灘上的鱷形動(dòng)物”。

風(fēng)沙沉積年齡記載的沙漠地區(qū)環(huán)境變化

中科院地質(zhì)與地球物理所博士后李鴻威在合作導(dǎo)師、研究員楊小平的指導(dǎo)下，對(duì)我國(guó)現(xiàn)有沙漠/沙地的年齡數(shù)據(jù)進(jìn)行了系統(tǒng)整理和分析，并對(duì)其古環(huán)境指示意義進(jìn)行了探討，相關(guān)成果發(fā)表于《第四紀(jì)國(guó)際》。我國(guó)干旱、半干旱地區(qū)占國(guó)土面積的4。%。這些地區(qū)古環(huán)境記錄相對(duì)貧乏。我國(guó)東部沙地的年齡記錄相對(duì)較多，但時(shí)間尺度較短，多集中在全新世（11700年前至今）；西部沙漠僅有零星記錄，但部分記錄時(shí)間尺度較長(zhǎng)。在軌道尺度上，間冰期（階）的記錄相對(duì)較多，冰期（階）的記錄則較為稀少。近兩萬(wàn)年來(lái)，代表不同沉積狀態(tài)的年齡數(shù)量比例與氣候背景具有較好的相關(guān)性。然而，在百年尺度上，近2000年來(lái)沙漠的年齡記錄與其他古氣候記錄出入較大。

新近紀(jì)軛齒象化石闡明乳齒象類(lèi)在東南亞的進(jìn)化和擴(kuò)散

中科院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所鄧濤研究員指導(dǎo)的泰國(guó)籍博士生董佳榮（Jaroon Duangkrayom）為第一作者的國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)對(duì)塔昌地點(diǎn)晚中新世軛齒象（Zygolophodon）化石的研究成果，為闡明乳齒象類(lèi)在南亞的進(jìn)化和擴(kuò)散提供了新的證據(jù)，研究論文發(fā)表于《古生物學(xué)》。泰國(guó)那空叻差是瑪省（Nakhon Ratchasima）的塔昌（Ths Chang）分布有一些采掘砂石的深坑，沉積剖面由泥巖、砂巖和礫巖組成，在其中發(fā)現(xiàn)有脊椎動(dòng)物的化石，主要是哺乳動(dòng)物，也有鱷魚(yú)等爬行動(dòng)物，其中以象化石的數(shù)量最大，時(shí)代從中中新世延續(xù)至早更新世。該研究是軛齒象在東南亞地區(qū)的首次記錄，表明它在晚中新世才進(jìn)入低緯度地區(qū)。

晚漸新世一早中新世哺乳動(dòng)物群磁性年代學(xué)研究

中科院地球環(huán)境研究所張鵬博士、敖紅研究員和安芷生院士聯(lián)合荷蘭烏特勒支大學(xué)Mark J Dekkers教授和西北大學(xué)李永項(xiàng)教授等，對(duì)蘭州盆地富含哺乳動(dòng)物的對(duì)亭溝剖面開(kāi)展詳細(xì)的磁性地層學(xué)研究，相關(guān)論文發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》。該研究將其中產(chǎn)出的對(duì)亭溝動(dòng)物群的時(shí)代限定為18.9Ma，張家坪動(dòng)物群為20.6-21.2Ma，廟嘴子動(dòng)物群為23.2-24Ma，為解決長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)于這三個(gè)哺乳動(dòng)物群年代的爭(zhēng)議提供了新的證據(jù)。此外，在這些哺乳動(dòng)物群中既有草原型物種，也有森林型物種，特別是在廟嘴子動(dòng)物群中，森林型物種含量較高，其中不乏象類(lèi)和巨犀這種對(duì)水分需求比較大的物種，這說(shuō)明蘭州盆地在晚漸新世至早中新世具有森林和草原混合的植被類(lèi)型，比現(xiàn)今的氣候要濕潤(rùn)。

克拉莎屬果實(shí)化石揭示哀牢山南麓在中中新世的濕地環(huán)境

中科院西雙版納熱帶植物園古生態(tài)研究組科研人員在云南鎮(zhèn)沅縣三章田鄉(xiāng)中中新世地層中發(fā)現(xiàn)克拉莎屬的果實(shí)化石，與化石種和現(xiàn)代種的果實(shí)對(duì)比后，將其命名為鎮(zhèn)沅克拉莎，研究成果發(fā)表于《古植物學(xué)與孢粉學(xué)進(jìn)展》。植物化石不僅反映植物在地質(zhì)時(shí)期的分布和遷移，而且有助于理解化石產(chǎn)地的歷史環(huán)境。鎮(zhèn)沅克拉莎矩圓形或倒卵圓形，果皮具3條縱溝，內(nèi)果皮基部具3突起。克拉莎屬（Cladium）多年生草本，果實(shí)為小堅(jiān)果，長(zhǎng)圓形或倒卯形，生長(zhǎng)于濕地環(huán)境。鎮(zhèn)沅克拉莎的發(fā)現(xiàn)表明中中新世時(shí)哀牢山南麓是濕地景觀。克拉莎屬化石記錄揭示該屬植物在中中新世時(shí)或之前從西伯利亞遷移至我國(guó)西南地區(qū)。

華南鋯石測(cè)年精確標(biāo)定國(guó)際地層表瓜德魯普統(tǒng)底界年齡

中科院南京地質(zhì)古生物研究所晚古生代研究團(tuán)隊(duì)副研究員張華等，對(duì)安徽巢湖孤峰組底部的火山灰進(jìn)行了鋯石U-Pb年代地層學(xué)研究，研究成果發(fā)表于《三古》。中二疊世（瓜德魯普世）發(fā)生了一系列全球重大地質(zhì)和生物事件。泛大陸由長(zhǎng)期穩(wěn)定的匯聚階段轉(zhuǎn)入裂解階段，海平面大幅度下降，海水87Sr/86Sr比值在瓜德魯普世卡匹敦期達(dá)到顯生宙最低值，地磁極性由石炭紀(jì)晚期到二疊紀(jì)中期反向極性超期進(jìn)入二疊一三疊紀(jì)混合極性超期，瓜德魯普世末期還發(fā)生了一次嚴(yán)重的生物大滅絕事件，與之伴隨的峨眉山大火成巖省事件被認(rèn)為與這次生物滅絕有著緊密的聯(lián)系。闡明這些事件發(fā)生的時(shí)間和速度需要高精度的中二疊世年代地層框架。

木化石研究揭示四川盆地兩億年前的降溫事件

中科院南京地質(zhì)古生物研究所研究員王永棟領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)中法科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在四川盆地北部廣元地區(qū)晚三疊世地層發(fā)現(xiàn)了一種新的松柏類(lèi)木化石——廣元異木（新種），并揭示了距今兩億年左右存在著短暫的降溫事件，相關(guān)論文發(fā)表于《三古》。四川盆地北部廣元地區(qū)發(fā)育有國(guó)內(nèi)外知名的距今約2億年的須家河組植物群，是我國(guó)晚三疊世南方型植物群的重要代表。該植物群發(fā)現(xiàn)至今已經(jīng)有130多年的歷史。異木屬是中生代具有重要古地理及古生態(tài)指示意義的木化石代表類(lèi)群，其化石記錄集中在北半球高緯度地區(qū)，且呈繞極式分布模式，被認(rèn)為是濕涼氣候的指示植物。這一新發(fā)現(xiàn)的木化石具有明顯的生長(zhǎng)輪，也表明四川盆地在晚三疊世存在顯著的季節(jié)性氣候變化并與當(dāng)時(shí)的巨型季風(fēng)氣候存在一定的關(guān)系。

信息技術(shù)

掃描微透鏡超分辨成像技術(shù)

中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所劉連慶等研發(fā)出具有實(shí)時(shí)視覺(jué)反饋能力的掃描微透鏡超分辨成像技術(shù)（SSUM），該技術(shù)無(wú)需熒光染色和激光激發(fā)，可以在自然條件下打破光學(xué)衍射定律所限制的觀測(cè)極限，實(shí)現(xiàn)了生命和非生命樣品的超分辨實(shí)時(shí)觀測(cè)。相關(guān)成果發(fā)表于《自然一通訊》。該項(xiàng)成果實(shí)現(xiàn)納米尺度生命物質(zhì)和非生命物質(zhì)的動(dòng)態(tài)追蹤，提升納米機(jī)器人的功能和性能。借鑒機(jī)器人的感知、決策和控制理論，設(shè)計(jì)并搭建了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超分辨成像系統(tǒng)，提出了具有納米精度的對(duì)微透鏡空間位置動(dòng)態(tài)閉環(huán)反饋控制方法，實(shí)現(xiàn)了微透鏡與樣品間距與相互作用力的有效控制?！翱焖俣嗑S”制造

浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院的謝濤教授課題組利用一張平面的塑料片，快速“凹”出復(fù)雜的立體造型，這一被稱(chēng)為”快速多維”的制造方法及相關(guān)論文發(fā)表于《先進(jìn)材料》。首先制作“底片”。底片是厚度約為。5毫米的液體薄膜。這類(lèi)液體會(huì)在光的照射下固化，被稱(chēng)為光固化樹(shù)脂。第二步是曝光——利用投影儀畫(huà)“圖紙”。第三步是立體顯影?！暗灼蓖度胨兄?，由于每個(gè)像素點(diǎn)的吸水程度不一樣，會(huì)產(chǎn)生有趣的、符合事先設(shè)計(jì)的形變。通過(guò)打印液體的選擇，可以在三維物件中很方便的引入多個(gè)其他維度，即隨時(shí)間變形的性能，例如形狀記憶效應(yīng)等，因此將該項(xiàng)技術(shù)稱(chēng)為快速多維制造。

利用量子互文性產(chǎn)生量子非局域性

中科大郭光燦院士領(lǐng)導(dǎo)的李傳鋒研究團(tuán)隊(duì)，在實(shí)驗(yàn)中利用量子互文性產(chǎn)生出量子非局域性，該研究成果發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》。量子非局域性是指，呈糾纏態(tài)的兩個(gè)量子，在空間上無(wú)論相隔多遠(yuǎn)，哪怕一個(gè)在地球上另一個(gè)在月球上，他們?nèi)匀槐３稚衩氐穆?lián)系，對(duì)其中一個(gè)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，另一個(gè)瞬間也會(huì)發(fā)生變化，這種超出人們普通認(rèn)知范疇的特性，構(gòu)成了保密量子通訊的基本資源。1935年愛(ài)困斯坦提出來(lái)后，量子的非局域性經(jīng)多年實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的確存在，但它的產(chǎn)生一直是不解之謎。量子的互文性構(gòu)成了量子計(jì)算的基本資源。量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力將超乎人類(lèi)想象，而量子通訊則可以實(shí)現(xiàn)杜絕竊聽(tīng)的絕對(duì)安全。

新聲子晶體微量液體傳感器

中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)工所超聲研究團(tuán)隊(duì)在聲波液體傳感器領(lǐng)域發(fā)明了一種新型聲子晶體高精度微量液體傳感器，相關(guān)論文發(fā)表于《芯片實(shí)驗(yàn)室》?？焖?、精確分析微量流體中的成分和參數(shù)在生化檢測(cè)、臨床醫(yī)學(xué)診斷、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全監(jiān)控等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值，也是當(dāng)前及未來(lái)傳感器領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。聲學(xué)傳感器可利用聲場(chǎng)中的物體參量

（密度、聲速、黏度等）變化引起聲波的輸出信號(hào)頻率、振幅、相位變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體實(shí)時(shí)探測(cè)。其中聲場(chǎng)能量越局域，越能增強(qiáng)聲波與待測(cè)物體的相互作用，越有可能提高傳感靈敏度，這也是設(shè)計(jì)高靈敏傳感器的核心物理機(jī)制之一。

兩個(gè)存儲(chǔ)單元間的高維糾纏和多自由度超糾纏

中科大中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授史保森小組在量子存儲(chǔ)研究方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表于《自然一通訊》。量子糾纏是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子通信、可擴(kuò)展線性量子計(jì)算的核心，而量子糾纏的存儲(chǔ)則是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算和量子網(wǎng)絡(luò)通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。構(gòu)建大信息量、長(zhǎng)距離的量子網(wǎng)絡(luò)，首先需要解決高維糾纏的量子存儲(chǔ)。通過(guò)成像系統(tǒng)，把與第一個(gè)冷原子系綜具有高維糾纏的單光子送到第二個(gè)原子系綜存儲(chǔ)下來(lái)，并證明了兩個(gè)原子系綜之間存在7維軌道角動(dòng)量糾纏。利用干涉技術(shù)產(chǎn)生了與第一個(gè)原子系綜具有路徑和軌道角動(dòng)量?jī)蓚€(gè)自由度糾纏的光子，然后將該單光子送到第二個(gè)冷原子系綜，利用另一個(gè)干涉儀將其存儲(chǔ)下來(lái)，從而在兩個(gè)原子系綜之間建立了路徑和軌道角動(dòng)量?jī)蓚€(gè)自由度的超糾纏。

阻變存儲(chǔ)器高密度集成

中科院微電子研究所微電子器件與集成技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉明團(tuán)隊(duì)提出了一種與CMOS了藝完全兼容、具有高均一性的高性能選通器件，為兩端結(jié)構(gòu)電阻型存儲(chǔ)器的高密度三維集成提供了解決方案，基于該研究成果的論文被2016年IEEE國(guó)際電子器件大會(huì)（IEDM）接收并在作大會(huì)報(bào)告。交叉陣列中的漏電流問(wèn)題是存儲(chǔ)器高密度集成的主要障礙。在ITIR結(jié)構(gòu)中，晶體管作為選通管隔絕了旁路漏電，但晶體管不適用于三維堆疊。因此，開(kāi)發(fā)具有高均一性、高選擇比、高電流密度、可三維堆疊的選通器件是實(shí)現(xiàn)RRAM的三維集成的關(guān)鍵。研究者利用梯形能帶結(jié)構(gòu)的構(gòu)建選通管器件的思路，開(kāi)發(fā)了一種具有高度均一性，同時(shí)具有較高選擇比和電流密度的選通器件。

隨機(jī)相移技術(shù)研究

中科院光電技術(shù)研究所先進(jìn)光學(xué)研制中心吳永前課題組在隨機(jī)相移技術(shù)研究中取得進(jìn)展，提出了一種基于liSSaiOUS圖形和橢圓擬合技術(shù)的相位提取誤差標(biāo)定方法，該方法適用于任意相移算法的隨機(jī)相移誤差標(biāo)定；并成功擴(kuò)展為完全隨機(jī)相移算法。該算法在高精度動(dòng)態(tài)干涉測(cè)量領(lǐng)域有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值。相關(guān)研究成果發(fā)表于《光學(xué)快報(bào)》和《工程學(xué)中的光學(xué)與激光》。相移誤差，尤其是由于機(jī)械振動(dòng)造成的隨機(jī)相移誤差一直是高精度相移干涉測(cè)量的最大誤差源之一，它直接導(dǎo)致由傳統(tǒng)相移算法解算出的面形帶有二倍條紋頻率的“波紋”誤差。通過(guò)算法優(yōu)化并借助GPU，F(xiàn)PGA等并行計(jì)算硬件平臺(tái)，有望實(shí)現(xiàn)高精度實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量。

磁場(chǎng)非對(duì)稱(chēng)重聯(lián)特性研究

中科院國(guó)家空間科學(xué)中心空間天氣學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張永存等利用TC-1數(shù)據(jù)，對(duì)向陽(yáng)面磁場(chǎng)重聯(lián)事件進(jìn)行個(gè)例分析和統(tǒng)計(jì)分析后，獲得了非對(duì)稱(chēng)重聯(lián)的豐富特征，相關(guān)論文發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》。磁場(chǎng)重聯(lián)是將磁化等離子體內(nèi)磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)化為粒子動(dòng)能和熱能的重要物理過(guò)程，是打開(kāi)磁層頂將太陽(yáng)風(fēng)能量輸入地球空間的主要機(jī)制。在電流片兩側(cè)等離子體具有非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的情況下，磁場(chǎng)重聯(lián)過(guò)程會(huì)表現(xiàn)出不同于對(duì)稱(chēng)重聯(lián)的顯著特征?！暗厍蚩臻g雙星探測(cè)計(jì)劃”是首個(gè)由我國(guó)科學(xué)家提出的空間科學(xué)衛(wèi)星項(xiàng)目，磁場(chǎng)重聯(lián)和等離子體輸運(yùn)過(guò)程是其主要科學(xué)目標(biāo)之一。雙星計(jì)劃創(chuàng)新的軌道設(shè)計(jì)使其在向陽(yáng)面磁層頂觀測(cè)中積累了大量磁場(chǎng)重聯(lián)數(shù)據(jù)，雙星計(jì)劃TC-1是目前國(guó)際上研究向陽(yáng)面磁層頂磁場(chǎng)重聯(lián)最有效的衛(wèi)星項(xiàng)目之一。