科創(chuàng)中國· 成果

國際最大超導(dǎo)磁體動(dòng)態(tài)測試設(shè)施建成

日前，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所建設(shè)運(yùn)行的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)”子系統(tǒng)“聚變工程堆中心螺管系統(tǒng)”完成首輪測試實(shí)驗(yàn)，最大測試電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)48千安，超過47千安的設(shè)計(jì)值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)施達(dá)到總儲(chǔ)能406.7兆焦、可用測試磁體內(nèi)徑1500毫米、最高場強(qiáng)12特斯拉、接頭電阻0.1納歐，全面達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，成為目前國際尺寸最大、實(shí)驗(yàn)條件最完善的大型超導(dǎo)磁體動(dòng)態(tài)性能測試系統(tǒng)。

后續(xù)，項(xiàng)目組將進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)控制，開展深入的高磁場變化率、更大電流、更高磁場、極端事故工況等科學(xué)研究。

聚變工程堆中心螺管系統(tǒng)的建成，能夠?yàn)槲磥砭圩兌烟峁┝己玫膶?shí)驗(yàn)條件，并為低溫、材料、凝聚態(tài)物理、超導(dǎo)應(yīng)用等其他領(lǐng)域提供一流的大型測試平臺(tái)。

華南理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)鋰金屬電池領(lǐng)域獲進(jìn)展

華南理工大學(xué)教授嚴(yán)克友團(tuán)隊(duì)成功在鋰金屬負(fù)極界面表面構(gòu)建了同時(shí)具有高電子絕緣性、高離子電導(dǎo)率和高化學(xué)穩(wěn)定的理想型固態(tài)電解質(zhì)界面，提升了鋰金屬電池的性能和安全性。相關(guān)研究成果已發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《自然》上。該成果將為研發(fā)、制造新一代高性能鋰電池、推動(dòng)新能源汽車以及光伏—儲(chǔ)能一體化等領(lǐng)域發(fā)展提供新的關(guān)鍵技術(shù)。

該團(tuán)隊(duì)利用單斜相m-Li2ZrF6納米顆粒作為添加劑，成功在鋰金屬負(fù)極表面構(gòu)建了具有優(yōu)異電化學(xué)性能固態(tài)電解質(zhì)界面，實(shí)現(xiàn)了鋰金屬電池在高載量、低N/P值（電池負(fù)極面容量與正極面容量的比值）和超高倍率下的穩(wěn)定循環(huán)，能夠在2C充電倍率下循環(huán)3000次后依然擁有80%的容量保持率，達(dá)到同級別最高水平。

中科大研究揭示火星核幔分異過程

核幔分異是類地行星歷史上規(guī)模最大的物質(zhì)重組過程，奠定了類地行星的長期演化格局，為理解火星的形成演化和地球等類地行星的演化規(guī)律提供了重要參考。目前，由于數(shù)據(jù)的稀缺性和火星核成分的不確定性，科學(xué)家對火星核幔分異過程尚不明晰。

近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授李云國團(tuán)隊(duì)等通過第一性原理自由能計(jì)算揭示了火星核和火星幔的分離過程，發(fā)現(xiàn)了約束火星的核幔分離發(fā)生在超于先前估計(jì)的高溫高壓條件下。該研究對理解火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)與長期演化具有重要意義。相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)通報(bào)》上。

研究通過分析氧化鐵在核與幔物質(zhì)間的分配行為，并結(jié)合美國“洞察”號火星探測器提供的火星化學(xué)組成數(shù)據(jù)，對火星的核幔分異過程進(jìn)行了重新評估。研究發(fā)現(xiàn)，火星的核幔分異發(fā)生在超過2440K的溫度和14至22GPa的壓力下。這些估計(jì)值高于此前相關(guān)報(bào)道，但與火星隕石中的中度親鐵元素豐度及火星聚積模型的結(jié)果相符。這一研究修正了人們對火星核形成條件的認(rèn)識，并為未來行星形成模型提供了新的研究視角。

典型冰川儲(chǔ)量調(diào)查首次采用航空冰雷達(dá)技術(shù)

近日，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院航空遙感中心承擔(dān)的“2024年度甘肅省典型冰川航空冰雷達(dá)透視探測項(xiàng)目”通過驗(yàn)收。

這是我國首次利用航空冰雷達(dá)技術(shù)，對老虎溝12號冰川、七一冰川、寧纏河3號冰川等開展典型冰川儲(chǔ)量調(diào)查。相關(guān)成果有望為河西走廊各流域水資源管理和決策、祁連山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展等提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。

航空冰雷達(dá)是搭載在飛機(jī)上對冰川進(jìn)行透視觀測的雷達(dá)。航空冰雷達(dá)向冰川發(fā)射低頻段電磁波并接收冰川表面和冰底基巖的散射回波。通過對接收到的散射回波進(jìn)行處理和反演，科研人員可獲得冰川厚度和儲(chǔ)量信息。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，航空冰雷達(dá)具有穿透冰川表面獲取冰川內(nèi)部信息和冰川底部信息的能力。

植物“耐熱有道”有新機(jī)制

隨著全球持續(xù)變暖，高溫?zé)岷︻l發(fā)重發(fā)，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)民增收。因此，挖掘高溫抗性基因資源、探究植物高溫響應(yīng)機(jī)制，成為當(dāng)前亟待解決的重大科學(xué)問題。

安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)作物抗逆育種與減災(zāi)國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室李培金團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)RDM16蛋白能夠響應(yīng)溫度變化形成凝聚物，在植物耐熱過程中發(fā)揮重要功能。相關(guān)研究成果日前刊發(fā)在《自然·通訊》上。

李培金團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn)，RDM16含有低復(fù)雜性結(jié)構(gòu)域CC1，其中的精氨酸殘基能夠決定RDM16凝聚體的形成，在植物耐熱過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。進(jìn)一步研究揭示，RDM16能形成兩種信使核糖核酸剪接變體，分別是RDL和RDS，兩者能夠在蛋白水平發(fā)生相互作用，并且RDS可以促進(jìn)RDL形成蛋白凝聚物，相互協(xié)同實(shí)現(xiàn)植物的耐熱功能。

石墨烯制備發(fā)現(xiàn)新方法

中北大學(xué)教授孫友誼團(tuán)隊(duì)利用膠體化學(xué)體積排斥作用，并結(jié)合二維片狀納米材料剝離新方法，實(shí)現(xiàn)了石墨烯高效宏量制備。相關(guān)成果日前發(fā)表在《自然·通訊》上。

研究團(tuán)隊(duì)此次采用了氣泡輔助—液相機(jī)械剝離法。該方法利用在石墨層間原位產(chǎn)生氣泡來擴(kuò)大石墨層之間的間距，替代傳統(tǒng)強(qiáng)酸強(qiáng)氧化擴(kuò)層的機(jī)制，減少石墨片層之間的物理范德華力，并結(jié)合膠體化學(xué)體積排斥作用，促進(jìn)石墨在液相機(jī)械剪切作用力下即可實(shí)現(xiàn)高效剝離，解決了傳統(tǒng)氧化還原法制備石墨烯的流程復(fù)雜、缺陷大和機(jī)械剝離法制備石墨烯產(chǎn)率低問題。

通過該方法制備石墨烯，不僅制備工藝流程簡單，而且石墨烯結(jié)構(gòu)可控性和批次穩(wěn)定性好；同時(shí)，因制備過程中使用的強(qiáng)酸強(qiáng)氧化劑及產(chǎn)生的廢水少，所以兼具制備過程綠色環(huán)保，石墨烯成本低、缺陷少、結(jié)構(gòu)完整性好等優(yōu)勢。新方法保持了石墨烯優(yōu)異特性，有助于拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。