资讯汇总31期：【科技周报】科学家研发出FAST激光靶标维护机器人

资讯汇总 产业研究中心 2023.08.1731期 作者：赵子健 电话：021-38032292 邮箱：zhaozijian@gtjas.com 资格证书编号：S0880520060003 【科技周报】科学家研发出FAST激光靶标维护机器人 摘要： 上海光机所等在太赫兹波电子加速研究中取得进展。中国科学院上海光学精密机械研究所李儒新、田野 和宋立伟团队利用超强超短激光驱动丝波导产生毫焦耳级太赫兹表面波，并采用表面波进行电子加速， 往期回顾 【双碳周报】福建碳市场碳配额交易量飙升 2023.08.15 【科技周报】宁波材料所以“微交联法”创制高弹性铁电材料 2023.08.09 【双碳周报】国外碳市场碳配额交易价格集体下降 2023.08.07 【科技周报】我国首款柔性太阳翼通信卫星发射成功 2023.08.02 【双碳周报】福建省碳市场配额成交量巨幅提升 2023.08.01 解决了高能量太赫兹波产生以及自由空间太赫兹波至波导能量耦合效率低等难题。该研究将太赫兹波 的产生、传输及耦合集成到波导上，并在波导管中5mm距离实现了最高1.1MeV的电子能量增益和210MV/m的平均加速梯度，较当前太赫兹波加速电子能量增益的世界纪录提升了近一个量级，并为全光学集成化电子加速器研究开辟了崭新途径。相关研究成果发表于《NaturePhotonics》期刊。 科研人员发现抗糖尿病新靶点。北京大学医学部基础医学院姜长涛团队，北京大学第三医院乔杰院士团队以及北京大学化学学院雷晓光团队与合作者，揭示了肠道菌群如何影响西格列汀临床响应性、肠道菌源宿主同工酶跨物种调控代谢性疾病的新机制，为揭开西格列汀临床响应性之谜提供了答案。研究人员进一步通过高通量筛选10万种化合物，发现Dau-d4能通过特异性抑制菌源DPP4，增加活性GLP-1水平，从而降低血糖。相关研究成果发表于《Science》期刊。 上海药物所发现B类GPCR与Arrestin全新作用模式。中国科学院上海药物研究所吴蓓丽课题组与赵强课题组在GPCR的信号转导机制研究中取得突破性进展，在国际上首次揭示了arrestin的全新“tail”结合模式，并首次阐明了B类GPCR与arrestin的精细作用机制，在原子水平揭示了受体内化及囊泡内信号转导的分子基础，促进了对于B类受体信号转导机制的深入理解。未来，可通过设计特异性识别不同构象状态的偏向性药物，实现对不同效应蛋白及信号通路的选择性调控，从而有效降低药物副作用、推动药物研发。相关研究成果发表于《Nature》期刊。 科学家研发出FAST激光靶标维护机器人。中国科学院自动化研究所景奉水课题组与中国科学院国家天文台、贵州射电天文台联合研制出反射面激光靶标维护机器人可高效完成激光靶标的清洁、拆卸和换装等任务，实现了对FAST反射面上激光靶标的全自动维护，为“中国天眼”提供运维保障。机器人系统整体上由靶标维护执行系统、全向运动平台和导航系统组成，能够进行反射面全向行走、靶标位姿的精确三维测量、旧靶标拆卸抓取、新靶标装配拧紧等操作。该机器人已应用于FAST反射面激光靶标的更换维护，将有力解决此前存在的高危作业风险隐患、人工维护效率低下、气候条件制约观测等问题。 新型绿色木质素胶黏剂问世。福建农林大学材料工程学院帅李团队突破了传统木质素基木材胶黏剂制备过程复杂、成本高、性能较差的技术瓶颈，利用高活性木质素制备出黏结性能优异的新型绿色木质素胶黏剂，有望成为石化基大宗胶黏剂的理想替代物。该团队从木材和秸秆等生物质中提取出高活性木质素，制备成新型绿色木质素胶黏剂。使用该木质素胶黏剂，可以在100摄氏度至190摄氏度的较宽热压温度范围内制备出性能优异的胶合板，拥有绿色、工艺简单、性能优异、成本低的优势。相关研究成果发表在《Nature》期刊。 导读： 本报告汇编了2023年08月06日到2023年08月12日期间前瞻产业的重要动态，主要涉及未来信息、未来生物、新一代制造、新能源与环保领域中的前沿赛道。 1.未来信息领域 1.1.技术资讯 上海光机所在单层MoS2偶次谐波的频移方面取得进展 近日，中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室研究团队在利用强场激光驱动单层MoS2的偶次谐波频移方面取得进展。研究团队利用实验室自建的中红外激光光源激发单层MoS2产生高次谐波光谱发现，当驱动激光偏振沿扶手方向时，偶次谐波中心频率会产生显著移动，且频移的谐波能量与单层MoS2带隙能量相接近。此外，研究还发现相邻级次的偶次谐波频移方向相反，即6次谐波红移，而8次谐波蓝移的现象。该团队基于半导体布洛赫方程和电子轨道鞍点计算，揭示了频移产生的微观物理机制，证实了偶次谐波的频移现象主要来自带间极化过程。理论分析进一步表明，跃迁偶极矩相位和贝利联络共同调制电子—空穴对复合的时刻和动量，导致相邻半周期释放光子的频率变化，进而改变不同谐波级次的中心频率，最终引起MoS2光谱六次红移和八次蓝移。该研究揭示了跃迁偶极矩相位和Berry联络在非中心对称材料强场光学响应方面具有重要作用，有助于从根本上剖析非中心对称材料中的超快载流子动力学。相关研究成果发表于《OpticsExpress》期刊。 （中国科学院上海光学精密机械研究所，08/07） 科学家首获“量子超化学”实验室证据 近日，美国芝加哥大学金政团队首次在实验室观测到“量子超化学”现象，即同一量子态的粒子集体发生加速反应的现象。该团队冷却了铯原子，并将它们诱导到相同量子态，随后观察原子发生反应形成铯分子。在普通化学反应中，单个原子会彼此碰撞，每次碰撞都可能随机形成一个分子。但量子力学预测，处于相同量子态的原子会集体行动，如此一来会出现两个后果：一是反应发生得更快，事实上，原子越多，反应就越快；二是最终得到的分子会共享特定的量子态。因而，该团队首次观测到了处于同一量子态的粒子集体发生加速反应的现象。这一新研究有望开辟‘量子增强’化学反应这一新领域，促进量子化学、量子计算等发展，也有助科学家更好地研究宇宙定律。相关研究成果发表于《NaturePhysics》期刊。（科技日报，08/09） 上海光机所等在太赫兹波电子加速研究中取得进展 近日，中国科学院上海光学精密机械研究所李儒新、田野和宋立伟团队在太赫兹波电子加速领域取得重要进展。该团队基于上海光机所新一代超强超短脉冲激光综合实验装置，利用超强超短激光驱动丝波导产生毫焦耳级太赫兹表面波，并采用表面波进行电子加速，解决了高能量太赫兹波产生以及自由空间太赫兹波至波导能量耦合效率低等难题。该研究将太赫兹波的产生、传输及耦合集成到波导上，并在波导管中5mm距离实现了最高1.1MeV的电子能量增益和210MV/m的平均加速梯度，较当前太赫兹波加速电子能量增益的世界纪录提升了近一个量级，并为全光学集成化电子加速器研究开辟了崭新途径。相关研究成果发表于《NaturePhotonics》期刊。（中国科学院上海光学精密机械研究所，08/09） 山西大学实现高精度点云计算 近日，山西大学智能信息处理研究所团队利用图结构学习网络实现高精度点云计算。点云数据作为一种重要的3D数据，广泛应用于自动驾驶、三维理解和机器人等领域。如何有效提取点云特征并实现高性能点云分析任务是点云深度学习中的研究难题。该研究提出了一种通用的图结构学习网络，端到端地实现点云上图结构的构建与特征学习，通过图结构学习方法构建了点云上的远程依赖图与短程依赖图，充分利用已知的标签数据和先验知识，以学习最优的图结构，从而更好服务于后续局部特征与全局上下文信息的提取。该研究成果提供了一个崭新视角，克服了构图与特征学习过程独立的问题，进一步提高了不同下游任务的性能，如点云分类与分割。相关研究成果发表于《IEEETransactionsonPatternAnalysisandMachineIntelligence》期刊。 （中国科学报，08/09） 量子材料表现出类脑“非局部”行为 近日，美国加州大学圣迭戈分校领导的面向高能效神经形态计算的量子材料（Q-MEEN-C）项目团队发现，相邻电极之间传递的电刺激也会影响非相邻电极，这被称为非局部性。此前，Q-MEEN-C团队在第一阶段的研究中，成功地找到了在量子材料中创造或模拟单一大脑元素（如神经元或突触）属性的方法。此次，研究团队在包含多个设备的阵列上进行计算，以模拟大脑中的多个神经元和突触。在进行这些测试时，他们发现非局部性在理论上是可能的，并在实验室将模拟转化为实际设备，进一步完善了该想法。这一成果是向开发出模仿大脑功能的神经形态计算设备迈进的一个重要里程碑。相关研究成果发表于《NanoLetters》期刊。（科技日报，08/10） 一体化芯片同时集成激光器和光子波导 近日，美国加州大学圣巴巴拉分校与加州理工学院的科学家携手，开发出了首款同时集成激光器和光子波导的芯片，向在硅上实现复杂系统和网络迈出了关键一步。研究人员首先在硅衬底上放置一个超低损耗氮化硅波导，随后在波导管上覆盖多种硅，并在其上安装了低噪声磷酸铟激光器。通过将两个组件隔离开，防止了蚀刻过程中对波导的损坏。研究团队通过测量芯片的噪声水平来测试其性能，结果令人满意，随后他们用其制造出一个可调谐的微波频率发生器。此类光子芯片有助科学家开展更精确的原子钟实验，减少对巨型光学工作台的需求，也可用于量子领域。相关研究成果发表在《Nature》期刊。（科技日报， 08/11） 2.未来生物领域 2.1.技术资讯 科研人员发现抗糖尿病新靶点 近日，北京大学医学部基础医学院姜长涛团队，北京大学第三医院乔杰院士团队以及北京大学化学学院雷晓光团队与合作者，揭示了肠道菌群如何影响西格列汀临床响应性、肠道菌源宿主同工酶跨物种调控代谢性疾病的新机制，为揭开西格列汀临床响应性之谜提供了答案。在此次研究中，团队首次提出了肠道菌源宿主同工酶（MHI）这一新的科学概念，并发现这种菌源宿主同工酶在肠道中广泛存在，能够有效模拟宿主酶的功能，并在疾病的发生和发展中发挥关键作用。研究人员发现菌源二肽基肽酶4（DPP4）可以通过分泌进入宿主体内并分解活性胰高血糖素样肽-1（GLP-1），进而诱导糖耐量异常。同时，他们发现宿主DPP4抑制剂西格列汀无法有效抑制菌源DPP4的活性。如果患者体内菌源DPP4富集，将会降低西格列汀的临床治疗效果。这一发现揭示了西格列汀临床响应性的个体差异机制，并找到了关键作用靶点。研究人员进一步通过高通量筛选10万种化合物，发现Dau-d4能通过特异性抑制菌源DPP4，增加活性GLP-1水平，从而降低血糖。该研究构建了从靶点发现到机制验证，再到药物筛选和疗效验证的全链条研究体系，为了解代谢性疾病的发生机制、提高代谢性疾病药物治疗效果，甚至发现新的治疗方法提供了可能。相关研究成果发表于《Science》期刊。（中国科学报，08/07） 新技术助力下一代益生菌开发 近日，瑞典哥德堡大学研究人员通过“训练”细菌对氧气的耐受力，成功培育出一种重要肠道细菌——普拉梭菌的耐氧菌株，并利用与其他细菌的共生关系大量生产。研究人员从人体肠道中分离出一种普拉梭菌新菌株，以这种普拉梭菌菌株为基础，通过添加半胱氨酸等抗氧化剂帮助它在有氧环境中生存，然后逐步调整培养环境的电化学特性，降低抗氧化剂浓度，经过多代培养和筛选，得到对氧气耐受力较强的菌株，从中进一步挑选出适合与惰性脱硫弧菌共同培养的菌株。新菌株与惰性脱硫弧菌共同培养得到的菌群经冷冻干燥、在零下20摄氏度条件下保存两个星期后，仍保持了普拉梭菌绝大部分的生物活性。与之相比，不具备耐氧能力的原始菌株在相同保存条件下损失了97%的活性。这项研究有助开发下一代益生菌产品，用于预防和治疗疾病。相关研究成果发表于《Nature》期刊。（中国科学报，08/07） 新研究提出镁合金复合纳米涂层设计策略 近日，南方医科大学口腔医院盘福院区正畸科张超团队深入分析了纳米材料在镁合金植入物中的生物学作用机制和潜在的治疗应用，提出了镁合金复合纳米涂层的设计策略。该研究指出，可生物