资讯汇总15期：【科技周报】研究发现全新“蛋白—磷脂”离子孔道

> 资讯汇总 产业研究中心 2024.04.1915期 作者：赵子健 电话：021-38032292 邮箱：zhaozijian@gtjas.com 资格证书编号：S0880520060003 作者：徐淋 电话：021-38677826 邮箱：xulin028941@gtjas.com 资格证书编号：S0880523090005 【科技周报】研究发现全新“蛋白—磷脂”离子孔道 摘要： 高速量子光载射频通信研究取得进展。山西大学贾晓军团队利用两束压缩光耦合得到的宽带纠缠态光场，结合经典光载射频通信技术和数字调制技术，将量子密集编码的通信速率大大提高，实现了速率超过每秒20兆的高速量子通信。该研究方案一定程度上弥合了量子通信技术与实际应用之间的差距，为在现实世界中实现量子增强的通信系统和未来量子城域通信网络建设提供参考。相关研究成果发表于 《PhysicalReviewLetters》期刊。 遗传发育所阐明脊髓发育早期微环境对神经再生的作用。中国科学院遗传与发育生物学研究所戴建武 往期回顾 【上海产经观察】国内首个氢能产业投资联盟在嘉定安亭成立 2024.04.16 【双碳周报】国内外碳市场周交易总量集体上涨 2024.04.16 【科技周报】科学家实现二维金属碲化物材料的宏量制备 2024.04.15 【双碳周报】国内试点碳市场周交易总量有所下降 2024.04.10 【资本市场动态】芯片赛道投资火热，60亿常州天使投资基金落地 2024.04.08 团队利用多组学技术，描绘了脊髓细胞外基质（ECM）随发育进程的动态变化，并阐明了发育早期的脊髓ECM蛋白在调控脊髓神经干细胞和脊髓类器官中的重要作用。研究工作从细胞外基质的角度阐释了发育早期环境的重要作用，为促进组织再生提供了新思路。相关成果发表于《CellStemCell》期刊。 研究发现全新“蛋白—磷脂”离子孔道。中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心、生命过程小分子调控全国重点实验室张一小课题组，联合澳大利亚张任谦心脏研究所CharlesCox课题组、澳大利亚国立大学BenCorry课题组合作，将OSCA蛋白组装到纳米磷脂盘及脂质体中模拟机械力环境，捕捉到OSCA蛋白激活态的三维构象，阐释了其机械力激活的分子机制，并发现了全新的“蛋白—磷脂”离子孔道组成形式。这为机械力通道研究提供了全新范式，并为机械力感知异常相关药物研发奠定了理论基础和结构基础。相关研究成果发表于《Nature》期刊。 中韩科研人员在新型半导体材料和器件领域取得重大突破。电子科技大学基础与前沿研究院刘奥团队与韩国研究人员首创高迁移率稳定的非晶P型（空穴）半导体器件，这一在新型半导体材料和器件领域取得的重大突破将进一步推动现代信息电子学和大规模互补金属氧化物半导体（CMOS）技术的发展。这项研究将开启P型半导体器件的研究热潮，并在建立商业上可行的非晶P沟道TFT技术和低功耗CMOS集成器件迈出了重要的一步。相关研究成果发表于《Nature》期刊。 化学所等在聚乙烯转化制备汽油方面取得重要进展。中国科学院化学研究所胶体、界面与化学热力学重点实验室/北京分子科学国家研究中心韩布兴院士课题组与北京师范大学、北京大学等的科研人员合作，利用层状自支撑分子筛作为催化剂，实现了低温、无贵金属、无氢气、无溶剂条件下聚乙烯塑料转化制备高品质汽油，收率达80%。该研究制备的汽油组分中能够提升辛烷值的支链烷烃含量是商用汽油的近两倍。上述成果为废弃聚乙烯催化转化制备高品质汽油提供了新路线，具有良好的应用前景。相关研究成果发表于《NatureChemistry》期刊。 风险提示：前沿科技发展进程在规制边界、演进路径、商业落地、外部环境等方面不及预期。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 导读： 本报告汇编了2024年04月07日到2024年04月13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 微软量子计算机运行14000次实验无差错 近日，量子计算机制造商Quantinuum的工程师团队与微软公司的计算机科学家合作，找到了一种在量子计算机上运行实验时大大减少错误的方法。在这项新研究中，Quantinuum提供H2计算机（基于离子陷阱量子比特），微软负责提供逻辑量子比特软件。他们共同使用30个物理量子比特创建了4个逻辑量子比特。该软件可在计算时诊断并纠正错误，而不会通过其主动伴随式提取技术破坏逻辑量子比特。研究团队在H2上进行了14000次实验，共同测试了新方法。结果发现，该方法完成了所有这些测试，没有产生任何可检测到的错误。进一步测试表明，该系统的错误率为十万分之一，为没有逻辑量子比特的量子计算机差错率的1/800。微软团队目前已创建了一台二级量子计算机，这是一种错误率相当低且可扩展的计算机。（科技日报，04/08） 科学家在二维量子磁体中发现“拓扑克尔效应” 近日，中国科学院合肥物质科学研究院与中国科学技术大学等合作，依托稳态强磁场实验装置（SHMFF），在二维新型量子磁体斯格明子元激发的理论与实验研究中取得进展，提出“拓扑克尔效应”的概念。研究团队利用化学气相输运法合成了高质量二维CrVI6单晶，依托SHMFF的低温磁场显微光学系统，开展了高精度微区磁光克尔效应研究，确认了薄层CrVI6材料亦具有铁磁基态。研究发现，在特定的厚度范围、温度区间内，磁光克尔回线的磁化反转区出现了两个反对称的猫耳状“凸起”。 该特征与块体的M-H磁滞回线完全不同，却与典型磁斯格明子体系中的电学拓扑霍尔效应高度相似。进一步理论分析表明，两种磁性原子Cr与V的共存会导致中心反演对称性破缺，在自旋轨道耦合作用下诱导出很强的Dzyaloshinskii–Moriya交换作用，从而具备产生拓扑磁结构—斯格明子的前提条件。研究团队通过原子尺度的磁动力学模拟和理论计算，揭示出斯格明子的 “拓扑荷”对于光电场下传导电子的散射是光学克尔角在磁翻转过程中出现“凸起”信号的微观原因。基于上述结果，合作团队凝练了“拓扑克尔效应”这一核心概念，基于这一概念提出了利用光学手段开展拓扑磁结构无损、非侵入式探测的新方案。该方案基于交变光电场，在直流电学“拓扑霍尔效应”的基础上，进一步放宽了对材料导电性的要求，拓宽了应用范围。强磁场光谱学的技术优势使得这一方案可以对斯格明子和其他拓扑元激发开展空间分辨、无损、非接触式探测，为揭示拓扑磁结构的微观机理奠定了物理基础、提供了表征手段。相关研究成果发表于《NaturePhysics》期刊。（中国科学院合肥物质科学研究院，04/08） 高速量子光载射频通信研究取得进展 近日，山西大学贾晓军团队在高速量子光载射频通信的研究取得进展。研究团队利用两束压缩光耦合得到的宽带纠缠态光场，结合经典光载射频通信技术和数字调制技术，将量子密集编码的通信速率大大提高，实现了速率超过每秒20兆的高速量子通信。此外，研究团队以图片传输为例，通过比较通信过程中原始图片和传输后接收的图片，直观地展示了这种通信方式的优势。该研究方案一定程度上弥合了量子通信技术与实际应用之间的差距，为在现实世界中实现量子增强的通信系统和未来量子城域通信网络建设提供参考。相关研究成果发表于《PhysicalReviewLetters》期刊。（科技日报，04/09） 激光诱导非磁性材料室温下产生磁性 近日，瑞典斯德哥尔摩大学、北欧理论物理研究所和意大利威尼斯卡福斯卡里大学的研究人员首次成功证明激光如何在室温下诱导量子行为，并使非磁性材料具有磁性。研究团队此次将一种量子材料钛酸锶置于具有特殊波长和偏振的短而强烈的激光束中，产生了感应磁性。这种方法让光以圆周运动方式移动材料中的原子和电子，从而产生电流，并使其像冰箱磁铁一样具有磁性。研究人员通过开发一种新的远红外光源来做到这一点。该光源具有“开瓶器”形状的偏振。这是他们第一次能够在实验中诱导并清楚地看到材料在室温下如何变得具有磁性。这一突破有望为更快更节能的计算机、信息传输和数据存储铺平道路。相关研究成果发表于《Nature》期刊。（科技日报，04/11） 上海光机所等在协同激子极化激元玻色-爱因斯坦凝聚研究中获进展 近日，中国科学院上海光学精密机械研究所先进激光与光电功能材料部红外光学材料研究中心董红星和张龙团队，联合华东师范大学的科研人员，基于钙钛矿量子点薄膜体系解析了超荧光到协同激子极化激元凝聚的相变的动力学过程及物理机制。该研究提出引入外加腔来对光与协同激子的耦合强度进行调谐，基于分布式布拉格反射器半腔上的钙钛矿量子点薄膜结构证明了协同激子和布拉格模式之间的强耦合现象，且拉比劈裂为21.6meV。进而，该研究观察到协同激子极化激元凝聚现象。研究发现参与的相关激子表现出明显的耦合增强。这主要是由于协同效应诱导激子导致的随机相位同步，从而形成极化方向一致的宏观偶极矩。新的准粒子玻色—爱因斯坦凝聚为开发超窄可调谐激光器提供了新的可能性。此外，协同激子极化激元凝聚的双光—物质特性拓展了其在量子模拟、非传统相干光源和全光偏振逻辑器件中的潜在应用。相关研究成果发表于《Light-Science&Applications》期刊。（中国科学院上海光学精密机械研究所，04/12） 原子分辨率图像揭示手性界面态 近日，美国劳伦斯伯克利国家实验室领导的国际研究小组拍摄了第一张原子分辨率图像，直接可视化了手性界面态电控制过程和状态。为制备手性界面态，研究人员制造出扭曲单层—双层石墨烯设备。这是两层原子级薄层石墨烯堆叠体，两层石墨 烯相对于彼此精确旋转，形成一种表现出量子反常霍尔效应的莫尔超晶格。随后，研究团队使用扫描隧道显微镜检测样本内不同电子态，使他们能可视化手性界面态的波函数。最终，他们首次拍摄到原子分辨率图像，直接展示了手性界面态。新发现或有助研究团队构建可调谐的电子通道网络，从而研制出节能微电子和低功耗磁存储设备，以及利用量子反常霍尔绝缘体内奇异电子行为进行量子计算。相关研究成果发表于《NaturePhysics》期刊。（科技日报，04/12） 2.未来生物领域 2.1.技术资讯 遗传发育所阐明脊髓发育早期微环境对神经再生的作用 近日，中国科学院遗传与发育生物学研究所戴建武团队利用多组学技术，描绘了脊髓细胞外基质（ECM）随发育进程的动态变化，并阐明了发育早期的脊髓ECM蛋白在调控脊髓神经干细胞和脊髓类器官中的重要作用。研究团队通过蛋白组和单细胞转录组分析了脊髓发育时期ECM的动态变化，发现与成体脊髓相比，发育早期脊髓含有ECM更为丰富，包含多种与神经发育和轴突生长相关的ECM蛋白，以及较少的神经再生抑制性ECM蛋白。为了阐明不同发育时期的外基质功能，研究团队制备新生兔的脱细胞脊髓ECM（DNSCM）和成年兔的脱细胞脊髓ECM（DASCM）。此外，研究团体将脱细胞脊髓ECM应用于脊髓运动神经元类器官（scMN-Organs）的构建。相比于类器官构建常使用的Matrigel，脊髓外基质具有更好的促进scMN-Organs轴突再生效果，体现了组织特异性外基质分子对类器官构建的独特作用。研究团队还发现DNSCM通过改善损伤后抑制性微环境促进内源性神经再生，帮助外源神经干细胞向损伤区以外宿主组织迁移和整合。DNSCM更有利于scMN-Organs在移植后的长期存活和成熟，增强了scMN-Organs和脊髓神经纤维之间的整合。研究工作从细胞外基质的角度阐释了发育早期环境的重要作用，为促进组织再生提供了新思路。相关研究成果发表于《CellStemCell》期刊。（中国科学院遗传与发育生物学研究所，04/07） 研究发现全新“蛋白—磷脂”离子孔道 近日，中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心、生命过程小分子调控全国重点实验室张一小课题组，联合澳大利亚张任谦心脏研究所CharlesCox课题组、澳大利亚国立大学BenCorry课题组合作，将OSCA蛋白组装到纳米磷脂盘及脂质体中模拟机械力环境，捕