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農(nóng)業(yè)科技

人獸共患隱孢子蟲宿主適應(yīng)性演化研究

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)肖立華、馮耀宇與中國農(nóng)業(yè)大學(xué)張子丁等合作，解析了世界各地人獸共患微小隱孢子蟲的遺傳特征、基因滲入部位、遺傳重組機(jī)制及宿主適應(yīng)性演化過程。相關(guān)成果發(fā)表于《分子生物學(xué)與進(jìn)化》（Molecular?Biology?and?Evolution）。微小隱孢子蟲是常見寄生原蟲，可引起人和家畜水樣腹瀉，嚴(yán)重影響人類健康和畜牧業(yè)發(fā)展，其中不同地理來源分離株具有宿主范圍差異。研究證實(shí)伴隨動(dòng)物貿(mào)易的病原引進(jìn)，可改變隱孢子蟲的群體結(jié)構(gòu)、宿主范圍和人獸共患性，提示我國應(yīng)該加強(qiáng)生物安全和隱孢子蟲分子監(jiān)測，以防止在集約化養(yǎng)殖發(fā)達(dá)的國家流行的Ⅱa亞型在我國涌現(xiàn)。

重新激活小麥基因組中沉默的抗病基因

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所劉志勇、趙玉勝等人合作，利用基因工程手段對小麥基因組中一個(gè)被轉(zhuǎn)座子插入而沉默的抗病基因序列進(jìn)行遺傳操作，激活其在感病小麥品種中的表達(dá)，重新賦予其抗白粉病功能。相關(guān)成果發(fā)表于《植物生物技術(shù)雜志》（Plant?Biotechnology?Journal）。普通小麥?zhǔn)钱愒戳扼w，經(jīng)歷了兩次多倍化和馴化后，其遺傳多樣性與野生種相比大幅降低，優(yōu)異基因及其等位基因遺傳基礎(chǔ)極其狹窄，極大限制了現(xiàn)代小麥育種中諸多性狀的遺傳改良。尋找小麥基因發(fā)掘新方法和提高遺傳多樣性的新途徑，對于小麥遺傳改良具有重要意義。這一研究為抵抗小麥白粉病提供了新的可應(yīng)用基因資源。

現(xiàn)代玉米雜種優(yōu)勢群遺傳演化的基因組學(xué)基礎(chǔ)

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所玉米優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國內(nèi)高校及科研機(jī)構(gòu)共同研究，揭示了玉米父、母本雜種優(yōu)勢群趨同與趨異選擇的遺傳規(guī)律，解析了玉米基因組分化特征及其對雜種優(yōu)勢的貢獻(xiàn)。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·植物》（Nature?Plants）。玉米單產(chǎn)水平的提升主要取決于父、母本雜種優(yōu)勢群的持續(xù)改良和配組方式的優(yōu)化。然而，現(xiàn)代育種過程中父、母本雜種優(yōu)勢群的遺傳改良規(guī)律及其基因組學(xué)基礎(chǔ)尚不清楚。此項(xiàng)研究收集整理了1604份國內(nèi)外不同育種時(shí)期、不同雜種優(yōu)勢群的代表性玉米自交系，開展了玉米雜交種父、母本群的遺傳改良、強(qiáng)優(yōu)勢雜交種的選育及全基因組選擇育種技術(shù)的開發(fā)。

民豬腸道微生物資源挖掘和利用研究

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院石寶明教授團(tuán)隊(duì)開展了宿主-微生物相互作用介導(dǎo)的豬對炎癥性腸病的抵抗研究。相關(guān)成果發(fā)表于《微生物組》（Microbiome）。民豬作為黑龍江省地方寶藏豬種，具有優(yōu)良的抗病能力、抗寒能力和耐粗飼等特點(diǎn)，其獨(dú)特的免疫表型和差異化的腸道微生物結(jié)構(gòu)功能為研究腸道微生物與宿主抗病表型的調(diào)節(jié)機(jī)制提供了理想的比較學(xué)模型。文章整合微生物組、代謝組及轉(zhuǎn)錄組學(xué)及系列驗(yàn)證試驗(yàn)，系統(tǒng)性解析宿主-微生物互作對抗病表型的促進(jìn)機(jī)制，表明宿主-微生物互作通過保持相關(guān)受體不激活，維持機(jī)體免疫耐受模式以及恢復(fù)腸道屏障功能以促進(jìn)抗病性。

根系與共生真菌驅(qū)動(dòng)小麥氮素利用效率的生育期互補(bǔ)機(jī)制研究

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院楊海水教授與國內(nèi)外科學(xué)家合作，發(fā)現(xiàn)氮高效小麥品種吸收和轉(zhuǎn)化氮素新機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于《新植物學(xué)家》（New?Phytologist）。提高氮素利用效率（NUE）以降低氮素投入而改善農(nóng)業(yè)環(huán)境并節(jié)約生產(chǎn)成本是實(shí)現(xiàn)小麥可持續(xù)生產(chǎn)的主要目標(biāo)。研究表明，根系和叢枝菌根真菌（AMF）在驅(qū)動(dòng)小麥NUE方面表現(xiàn)出生育期互補(bǔ)現(xiàn)象（Temporal?complementarity）。小麥花前氮素吸收效率主要依賴根系功能性狀，而花前吸收氮素轉(zhuǎn)化形成籽粒生物量的效率（EN，g）受AMF的強(qiáng)烈影響。高EN，g小麥品種依賴AMF在花后吸磷而可能提高灌漿期光合碳同化效率且提高花前吸收氮素的籽粒生物量轉(zhuǎn)化效率，增加產(chǎn)量。

小麥赤霉病菌多樣性及毒素累積研究

西北農(nóng)林科技大學(xué)胡小平等人揭示了我國主要麥區(qū)內(nèi)單個(gè)發(fā)病麥穗上鐮刀菌種群的多樣性，并進(jìn)一步分析發(fā)病麥穗上鐮刀菌的多樣性與毒素積累之間的關(guān)系。相關(guān)成果發(fā)表于《分子生態(tài)學(xué)》（Molecular?Ecology）。小麥赤霉病是世界各國麥區(qū)廣泛發(fā)生的毀滅性病害，在我國黃淮麥區(qū)及長江中下游麥區(qū)發(fā)生最為嚴(yán)重。小麥赤霉病是由多種鐮刀菌引起的病害，單個(gè)發(fā)病麥穗上鐮刀菌的多樣性及其與毒素積累間的關(guān)系尚未得到解析。研究發(fā)現(xiàn)，隨著發(fā)病麥穗上鐮刀菌種類的多樣性增加，DON、15Ac-DON和ZEN毒素的含量顯著降低，但NIV毒素含量明顯增加，病穗上鐮刀菌的多樣性對不同毒素的積累具有顯著的影響。

首個(gè)植物E3泛素連接酶文庫

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所創(chuàng)制首個(gè)植物E3泛素連接酶文庫并揭示水稻抗稻瘟病新機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于《基因組生物學(xué)》（Genome?Biology）。泛素化修飾是真核生物體內(nèi)最重要的蛋白翻譯后修飾之一，在蛋白降解、轉(zhuǎn)錄調(diào)控和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等多個(gè)細(xì)胞學(xué)過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。研究從1515個(gè)水稻E3泛素連接酶基因中獲得1499個(gè)E3泛素連接酶的全長編碼序列，并以此創(chuàng)制了均一化的酵母文庫（UbE3文庫），可以高效鑒定已報(bào)道的和新的E3泛素連接酶。研究發(fā)現(xiàn)，E3泛素連接酶OsFBK16與水稻多個(gè)苯丙氨酶家族成員相互作用，促進(jìn)其降解，并證明OsFBK16通過降解苯丙氨酶蛋白降低了水稻對稻瘟病的抗性。

生菜結(jié)球的奧秘研究

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)匡漢暉研究團(tuán)隊(duì)克隆了控制生菜結(jié)球的新基因LsSAW1，發(fā)現(xiàn)其可以下調(diào)近軸基因和上調(diào)遠(yuǎn)軸基因以促進(jìn)生菜結(jié)球發(fā)育。相關(guān)成果發(fā)表于《植物細(xì)胞》（The?Plant?Cell）。研究人員通過解析近軸與遠(yuǎn)軸部的差異基因發(fā)現(xiàn)，LsSAW1下調(diào)了近軸基因，上調(diào)了遠(yuǎn)軸基因，從而促進(jìn)了生菜葉球的發(fā)育；LsSAW1的同源基因LsSAW2在LsSAW1背景下過表達(dá)同樣可以導(dǎo)致生菜不結(jié)球，但由于LsSAW2表達(dá)水平過低，無法發(fā)揮冗余作用；對488份生菜野生祖先進(jìn)行重測序發(fā)現(xiàn)，沒有材料在LsSAW1中有堿基的缺失，但在21個(gè)現(xiàn)代品種中出現(xiàn)了這種突變，表明LsSAW1突變是人類馴化（好吃）的結(jié)果，體現(xiàn)出突變對生菜育種及葉球發(fā)育的重要性。

醫(yī)學(xué)前沿

交通噪聲對兒童情緒行為問題發(fā)生的影響

中山大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院陳亞軍教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合智能工程學(xué)院蔡銘教授團(tuán)隊(duì)揭示了交通噪聲和中國學(xué)齡兒童情緒行為問題發(fā)生的關(guān)系。相關(guān)成果發(fā)表于《全環(huán)境科學(xué)》（Science?of?the?Total?Environment）。環(huán)境噪聲現(xiàn)被認(rèn)為是僅次于空氣污染的第二大環(huán)境危險(xiǎn)因素。其中，交通噪聲作為大城市主要噪聲來源，正影響著城市居民的生活和健康。文章利用廣州市學(xué)生健康隊(duì)列2017年1—6月完成的基線數(shù)據(jù)，納入3236名7～13歲兒童作為研究對象。此項(xiàng)研究是基于學(xué)科交叉融合理念下的又一次嘗試，為后續(xù)開展交通噪聲與人群健康，特別是學(xué)校背景下的交通噪聲暴露和學(xué)齡兒童身心健康的人群流行病學(xué)研究提供了新視角。

部分半月板異體移植可行性研究

北京大學(xué)第三醫(yī)院運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)科余家闊教授團(tuán)隊(duì)為半月板部分切除患者提供重建半月板結(jié)構(gòu)和功能新方案。相關(guān)成果發(fā)表于《臨床和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》（Clinical?and?Translational?Medicine）。文章對比格犬半月板切除40%后進(jìn)行同種異體半月板部分移植，并與半月板全切除后的半月板完整移植及正常半月板進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，通過促再生基因上調(diào)、促炎信號(hào)通路下調(diào)（NF-κB通路、T和B細(xì)胞受體通路）和抑制巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞作用的免疫微環(huán)境調(diào)節(jié)，半月板部分移植可以比完整移植更好地重建半月板的組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)特征和對關(guān)節(jié)軟骨的保護(hù)能力，為半月板部分切除患者提供了重建半月板結(jié)構(gòu)和功能的新方案。

青年腸癌腸道菌群、代謝物及細(xì)菌酶基因特征

復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院大腸外2科馬延磊教授領(lǐng)銜一項(xiàng)最新研究，揭示發(fā)病年齡小于50歲的青年腸癌（早發(fā)性腸癌）與發(fā)病年齡大于50歲的老年腸癌（遲發(fā)性腸癌），在腸道菌群譜、代謝譜、細(xì)菌酶基因譜改變等方面存在顯著差異。相關(guān)成果發(fā)表于《腸道》（Gut）。腸道微生物群是關(guān)系人體腸道健康與否的重要微環(huán)境。研究團(tuán)隊(duì)通過大樣本隊(duì)列，在全球首次描繪了中國青年腸癌患者腸道菌群譜和代謝物譜。青年腸癌多組學(xué)特征主要表現(xiàn)為一類致病菌的富集、紅肉飲食相關(guān)細(xì)菌富集及色氨酸、膽汁酸和膽堿代謝的增加；由紅肉飲食相關(guān)菌、膽堿代謝物和細(xì)菌膽堿代謝酶構(gòu)成的反應(yīng)途徑激活可能是青年腸癌發(fā)病的潛在干預(yù)靶點(diǎn)。

化學(xué)介導(dǎo)人工神經(jīng)元

南京醫(yī)科大學(xué)胡本慧教授與合作者開展了神經(jīng)遞質(zhì)感知控釋的人工神經(jīng)元研究。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·電子學(xué)》（Nature?Electronics）。目前腦機(jī)界面信號(hào)的傳輸主要依賴電生理信號(hào)，然而在生物體內(nèi)，神經(jīng)元之間的交互依賴神經(jīng)遞質(zhì)作為信使分子。因此，現(xiàn)有腦機(jī)接口與神經(jīng)元進(jìn)行直接交互時(shí)，界面處勢必存在信號(hào)模態(tài)不匹配的問題。工作發(fā)展了一種化學(xué)型腦機(jī)接口：構(gòu)建了神經(jīng)遞質(zhì)感知控釋的人工突觸，使其與生物神經(jīng)元具備同樣的信使模態(tài)，可以復(fù)刻生物體化學(xué)突觸雙向交互的功能，為下一代生物接口提供新的策略；下一步將建立一個(gè)化學(xué)介導(dǎo)的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)來完成復(fù)雜的生命活動(dòng)及多模態(tài)信息即時(shí)識(shí)別。

發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞惡性腫瘤CAR-T治療的新靶點(diǎn)

上海交通大學(xué)盛毓綬細(xì)胞與免疫學(xué)研究中心楊選明團(tuán)隊(duì)提出T細(xì)胞受體（TCR）的Vβ亞型可以作為CAR-T治療T細(xì)胞腫瘤靶點(diǎn)的新思路。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·通訊》（Nature?Communications）。CAR-T療法通過工程化改造T細(xì)胞，使其獲得靶向識(shí)別抗原并精準(zhǔn)殺傷腫瘤的能力。CAR-T已經(jīng)獲批用于臨床治療B細(xì)胞腫瘤和骨髓瘤，但是目前尚無針對T細(xì)胞腫瘤的CAR-T療法獲批。這主要是由于缺乏T細(xì)胞腫瘤特異性抗原，無區(qū)別地殺傷正常T細(xì)胞和腫瘤T細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致T細(xì)胞缺失綜合征，導(dǎo)致患者嚴(yán)重的免疫缺陷。新研究發(fā)現(xiàn)在免疫健全小鼠模型，部分刪除TCR?Vβ的細(xì)胞，小鼠仍保留較正常的體液免疫和細(xì)胞免疫。

復(fù)合剝奪指數(shù)影響精神疾病患病風(fēng)險(xiǎn)：一項(xiàng)系統(tǒng)綜述和綜合分析

西安交通大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院張峰與合作者開展了社會(huì)環(huán)境因素與精神健康關(guān)系研究。相關(guān)成果發(fā)表于《神經(jīng)科學(xué)和生物行為評(píng)論》（Neuroscience?&?Biobehavioral?Reviews）?；谟镢y行（UK?Biobank）公共數(shù)據(jù)，研究人員采用模型分析了復(fù)合剝奪指數(shù)（IMD）與3種常見精神疾病的相關(guān)性；發(fā)現(xiàn)較高的IMD與雙相情感障礙、抑郁癥和焦慮癥的患病風(fēng)險(xiǎn)升高顯著相關(guān)；為進(jìn)一步探索社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響精神健康的生物學(xué)機(jī)制，以IMD剝奪指數(shù)作為環(huán)境暴露因素，進(jìn)行全基因組環(huán)境-基因交互作用研究。結(jié)果顯示社會(huì)經(jīng)濟(jì)劣勢與DAB1、GTDC1、CDH4等多個(gè)基因存在顯著的環(huán)境-基因交互作用，影響雙相情感障礙、抑郁癥和焦慮癥的患病風(fēng)險(xiǎn)。

帕金森病與帕金森疊加綜合征研究進(jìn)展

南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院王青教授團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)觀察性隊(duì)列研究，發(fā)現(xiàn)在帕金森病患者中，定量腦電圖（QEEG）指標(biāo)與血清炎癥及代謝指標(biāo)存在相關(guān)性；血清炎癥及代謝指標(biāo)與帕金森病癡呆（PDD）嚴(yán)重程度相關(guān)。相關(guān)成果發(fā)表于《E臨床醫(yī)學(xué)》（EClinicalMedicine）。帕金森病是一種常見的老年神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。研究結(jié)果表明，外周神經(jīng)炎癥、代謝指標(biāo)可能參與PDD和腦電圖減慢的機(jī)制；QEEG指標(biāo)與炎癥、代謝指標(biāo)相結(jié)合可能是評(píng)估PDD的有效手段之一。在未來進(jìn)行相關(guān)臨床試驗(yàn)中，將進(jìn)一步研究QEEG與PDD患者的神經(jīng)炎癥和其他代謝標(biāo)志物的相關(guān)性。

顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄的血管內(nèi)治療的新證據(jù)

首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院神經(jīng)外科焦力群教授團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜，聯(lián)合中國8家醫(yī)院共同開展的多中心、隨機(jī)對照臨床試驗(yàn)——CASSISS研究結(jié)果發(fā)布。相關(guān)文章發(fā)表于《美國醫(yī)學(xué)會(huì)雜志》（JAMA）。歷時(shí)10年的CASSISS研究對比了支架聯(lián)合藥物治療和單純藥物治療對癥狀性顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄患者卒中和死亡的影響，結(jié)果顯示，對于癥狀性、重度顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄的患者，支架聯(lián)合藥物治療在預(yù)防卒中或死亡方面，不亞于單純藥物治療，從而在國際上為顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄的血管內(nèi)治療提供了新的醫(yī)學(xué)證據(jù)。研究結(jié)果建議，血管內(nèi)治療應(yīng)在癥狀出現(xiàn)3周之后進(jìn)行。

高技術(shù)前沿

曲面上組裝復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)及電子器件的新方法

清華大學(xué)航天航空學(xué)院張一慧教授課題組提出了一種力學(xué)引導(dǎo)的逐級(jí)三維組裝策略，使得平面薄膜或器件可以在眾多三維曲面上變形為復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)或器件，包括規(guī)則曲面（如半球面、圓柱面、螺旋面和雙曲面）和仿生曲面（如纏繞的藤蔓、人臉、類大腦、主動(dòng)脈和心臟等）。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》（Science?Advances）。在摩擦力傳感、微型機(jī)器人可控運(yùn)動(dòng)、寬視場光學(xué)成像和流速測量等眾多領(lǐng)域，基于三維立體結(jié)構(gòu)的微電子和光電子器件具有不可或缺的作用。研究者通過理論分析、有限元仿真和實(shí)驗(yàn)對逐級(jí)組裝策略的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證，在十余種不同曲面基底上設(shè)計(jì)制造了幾十種具有不同幾何構(gòu)型的三維結(jié)構(gòu)。

實(shí)現(xiàn)基于里德堡超原子的多光子糾纏

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、包小輝等科學(xué)家將里德堡相互作用與高效單光子接口技術(shù)相結(jié)合，成功制備基于里德堡超原子的多光子糾纏，為單向量子中繼等應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·光子學(xué)》（Nature?Photonics）。多光子糾纏在量子計(jì)算、量子通信及量子精密測量中有重要應(yīng)用。原子系綜是量子存儲(chǔ)的重要物理體系，通過引入里德堡相互作用，原子系綜變?yōu)橐粋€(gè)超原子，使得確定性的量子態(tài)操控成為可能。里德堡超原子同時(shí)具有單原子體系與原子系綜體系的雙重優(yōu)點(diǎn)，在光子接口、糾纏制備等方面具有優(yōu)勢。研究結(jié)果為后續(xù)生成更多光子糾纏并應(yīng)用于單向量子中繼及單向量子計(jì)算等任務(wù)奠定了基礎(chǔ)。

新型能動(dòng)量匹配范德華異質(zhì)結(jié)紅外探測器研究

中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所胡偉達(dá)、苗金水團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)彭海琳團(tuán)隊(duì)合作，提出將動(dòng)量匹配和能帶匹配（能動(dòng)量匹配）的范德華異質(zhì)結(jié)應(yīng)用于紅外探測。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》（Science?Advances）。窄禁帶二維半導(dǎo)體具有層間范德華力任意堆疊成異質(zhì)結(jié)構(gòu)、無表面懸掛鍵、暗電流極易被外場操控等優(yōu)點(diǎn)，為研制室溫、高靈敏紅外探測器提供了新機(jī)遇。然而，二維半導(dǎo)體原子級(jí)薄層特性限制了其高量子效率紅外探測器的應(yīng)用。此項(xiàng)研究創(chuàng)新性地將新型能動(dòng)量匹配范德華異質(zhì)結(jié)應(yīng)用于紅外探測器技術(shù)。結(jié)果表明，這一器件設(shè)計(jì)可顯著提高二維材料紅外探測器量子效率，為研制高量子效率紅外探測器提供了新方法。

強(qiáng)激光和物質(zhì)相互作用研究進(jìn)展

中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心光物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李玉同與合作者證實(shí)，對于未來的100PW超強(qiáng)激光與固體靶相互作用，極化正電子將普遍存在。相關(guān)成果發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical?Review?Letters）。正電子和電子的極化可歸結(jié)為它們產(chǎn)生和脫離激光作用區(qū)域時(shí)感受到了非對稱的激光場。激光場在入射時(shí)是對稱的，但是由于激光場在高密度靶前表面的等離子體趨膚層附近被強(qiáng)烈地吸收和反射，同時(shí)正電子和電子可以自由地通過此趨膚層。因而，正電子和電子只經(jīng)歷部分的激光場就進(jìn)入高密等離子體內(nèi)，這導(dǎo)致它們在趨膚層附近經(jīng)歷高度不對稱的亞周期激光場，從而獲得具有角度依賴的自旋極化。

具有任意初始狀態(tài)的熱彈性本構(gòu)關(guān)系研究

中國科學(xué)院力學(xué)研究所非線性力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室趙亞溥研究團(tuán)隊(duì)基于理性力學(xué)和黎曼幾何，提出了具有任意初始狀態(tài)的熱彈性本構(gòu)關(guān)系。相關(guān)成果發(fā)表于《國際工程科學(xué)雜志》（International?Journal?of?Engineering?Science）。初始應(yīng)力廣泛存在于各種固體材料，諸如干酪根的熟化與熱解、生物組織的非均勻生長、金屬材料的相變、工件的表面改性、土木工程結(jié)構(gòu)的預(yù)制，甚至地質(zhì)運(yùn)動(dòng)等。初始應(yīng)力對固體材料的力學(xué)行為產(chǎn)生著重要影響，可維持材料內(nèi)部的力學(xué)平衡，影響生物組織的生長和形貌及在蒸發(fā)過程中誘導(dǎo)屈曲等。研究結(jié)果體現(xiàn)了本構(gòu)關(guān)系的自洽性，在非等溫情況下，新提出的本構(gòu)關(guān)系填補(bǔ)了領(lǐng)域理論空白。

光學(xué)微腔中的耗散型光聲相互作用

北京大學(xué)納光電子前沿科學(xué)中心肖云峰、龔旗煌在超高靈敏聲波傳感研究中取得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical?Review?Letters）。微腔體系中的光聲相互作用是諸多前沿與應(yīng)用科學(xué)的物理基礎(chǔ)，在量子光力學(xué)、精密測量、信息通信和光聲成像等領(lǐng)域都具有重要意義?？茖W(xué)家在光學(xué)微腔-懸臂梁微光纖耦合體系中構(gòu)建了一種耗散型光聲相互作用，這種耗散型機(jī)制對聲波的響應(yīng)比傳統(tǒng)色散型機(jī)制提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，且具有寬頻響應(yīng)特性。將耗散型機(jī)制實(shí)際用于超高靈敏聲波傳感，探測極限在140kHz達(dá)到0.81Pa，揭示了其傳感靈敏度具有不顯著依賴光學(xué)模式品質(zhì)因子及光學(xué)微腔材料的獨(dú)特優(yōu)勢。

基于二維半導(dǎo)體的619像素機(jī)器視覺增強(qiáng)芯片

復(fù)旦大學(xué)周鵬和包文中團(tuán)隊(duì)利用晶圓級(jí)二維原子晶體硫化鉬成功制備了大規(guī)模機(jī)器視覺增強(qiáng)芯片。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》（Science?Advances）。機(jī)器視覺廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造、自動(dòng)駕駛、醫(yī)學(xué)成像及民用安防等場景。新型二維原子晶體具有原子層厚度、表面無懸掛鍵、易于集成等特性。此項(xiàng)工作是迄今為止國際上最大集成規(guī)模的新型晶圓級(jí)二維半導(dǎo)體機(jī)器視覺增強(qiáng)芯片，在單片上集成了619個(gè)光電“感算一體”像素單元。其中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊可以對任一像素進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，從而準(zhǔn)確調(diào)整每個(gè)成像單元的光電流，降低外圍電路設(shè)計(jì)復(fù)雜度與數(shù)據(jù)處理的難度，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)成像增強(qiáng)和降噪功能。

環(huán)保溶劑制備的高性能室內(nèi)有機(jī)光伏模組應(yīng)用于各類應(yīng)用場景

武漢大學(xué)高等研究院研究員閔杰課題組在綠色、高效室內(nèi)有機(jī)光伏體系構(gòu)建及室內(nèi)光伏應(yīng)用領(lǐng)域取得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《焦耳》（Joule）。隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）生態(tài)系統(tǒng)的興起，數(shù)百億獨(dú)立的、低功耗的室內(nèi)電子設(shè)備需要大量的離網(wǎng)電源。目前，IoT設(shè)備主要由傳統(tǒng)的化學(xué)電池和商業(yè)電力驅(qū)動(dòng)。然而，這類能源需要經(jīng)常更換或定期維護(hù)，使用方式相對煩瑣且不環(huán)保。室內(nèi)有機(jī)光伏（IOPVs）因其高消光系數(shù)、帶隙可調(diào)性及良好的室內(nèi)低光強(qiáng)度匹配性，可作為一種將室內(nèi)光轉(zhuǎn)換為電能的裝置，成為IoT生態(tài)系統(tǒng)中一種理想的綠色能源。這些工作表明所設(shè)計(jì)的三元光伏系統(tǒng)在室內(nèi)多功能集成應(yīng)用中具有巨大的潛力。

（本欄目責(zé)編：黃雪霜）