近日，北理工赵之平团队克服了渗透性和选择性之间的trade-off效应，制备出一种高柔性超疏水MOF膜；苏州纳米所提出一种超弹"气凝胶温度开关"的概念，并实现气凝胶“热量”像蓄电池一样可控的储存和释放；北京量子院开发完成了国内首台产品级高功率飞秒振荡器，弥补了国内瓦量级飞秒振荡器的产品空白……基于国际科技创新中心网络服务平台科创热榜每日榜单形成的一周科技记忆，我们推出《一周前沿科技盘点》专栏。今天，为大家带来第十九期。
1.《Science》｜北理工成功制备高柔性超疏水MOF膜
PDMS改性MOF-NS/PVDF膜的制备工艺、结构及表面特性：（A）滴涂改性过程示意图；（B）滴涂改性前后膜表面微观形貌变化。
渗透性和选择性之间的trade-off效应，是制备高性能分离膜的主要瓶颈。对此，北理工赵之平教授团队提出了一种在聚合物基底中包埋晶种进而通过表面晶体诱导生长法精确构筑MOF纳米片膜的新构想。
研究组将ZIF-8晶种共混到聚合物铸膜液中，采用非溶剂致相分离法，巧妙地制备了聚合物基底内嵌入“芽状”晶种的聚偏氟乙烯膜。“芽状”晶种不仅成为MOF纳米片与聚合物连接的“锚点”，其独特的花瓣状片结构也为纳米片生长奠定基础。
以此为基底通过诱导MOF限域生长，研究组调控制备出了完整蜂窝状MOF纳米片膜，然后经聚二甲基硅氧烷（PDMS）溶液滴涂改性，形成具有蜂窝状结构的PDMS涂层，构建了兼具超疏水表面特性和膜内MOF-NS快速分子扩散通道的双功能膜。
2.《Advanced Materials》｜基于微流控芯片的靶向多肽分子多维度进化新方法
近日，北理工王蔚芝课题组与新加坡国立大学陈小元课题组合作，开发了基于微流控芯片的靶向多肽分子多维度进化新方法，并在分子、细胞、活体、PDX水平上对其抗肿瘤效果及机制进行了详细的研究。该方法可同时针对多个肿瘤相关靶标分子筛选兼具高亲和力、高特异性和高度稳定组装性能的靶向多肽，在肿瘤诊疗中显示出极大的优势。
首先，课题组通过分析靶标蛋白PD-L1与Rbm38的晶体结构，从头设计并构筑了容量为105的多肽库，并在肽库中引入具有聚集诱导发光（AIE）性能的TPE分子来指示多肽的稳定组装性能。然后利用微阵列芯片上的三维进化策略在结合能力，自组装性能以及特异性三个维度进行了肽库筛选，优化出了一条具有高内涵性能的靶向多肽TAP。
进一步地，研究组对TAP的生物学性能进行了研究，在分子及细胞水平上证明了TAP在细胞膜上自组装阻断PD-L1，同时下调整个细胞中PD-L1的表达，这与其激活p53的能力相结合，使TAP成为一种潜在的强大的抗肿瘤先导分子。
3.《Advanced Materials》｜超弹纳米纤维气凝胶构筑“热开关”助力热量可控释放
电解液溶剂化结构与界面化学示意图
气凝胶具有优异的隔热保温性能，但是在热量过载的情况下，会阻碍热量耗散。如何实现“热量”像蓄电池一样可控的储存和释放，是一个有待解决的问题。
为此，苏州纳米所轻量化实验室王锦与东南大学孙正明、张培根团队合作，提出超弹“气凝胶温度开关”的概念，即气凝胶自然状态下具有优异的隔热性能，处于热传导“关”的状态；在外力大形变的作用下，热导率的增加与厚度的急剧降低，实现热传导“开”的状态。研究组利用缓慢质子释放策略（SPRG）结合热诱导交联（TIC）的方法制备了超轻超弹的Kevlar纳米纤维气凝胶（HEKA），并成功实现了热开关的应用。
SPRG-TIC方法所制备的凝胶均一，无裂纹，经干燥后密度仅为4.7 mg/cm3，在高分子气凝胶中处于较低水平。基础表征中发现HEKA的基本结构得以保留，并维持了高比表面积和结构稳定性。由于纳米纤维之间的交联产生的大量弓型结构使得HEKA表现出优异的压缩回弹性，500次压缩后永久形变仅为8.2%，此外在超低温（-196 ℃）下依旧保持着良好的回弹性。
4.《Science Advances》｜嫦娥五号玄武岩揭秘月球年轻火山成因之谜
阿波罗低钛玄武岩初始岩浆分离结晶模拟结果
作为一个诞生于45亿年前的小天体，理论上月球应快速冷却而早早地停止火山活动。然而，科学家证实月球火山活动可以持续到20亿年前，月球火山活动为什么持续如此之久？
中科院地质地球所苏斌、李献华团队联合南大惠鹤九教授，通过对27颗代表性嫦娥五号玄武岩岩屑的研究发现：与古老的阿波罗低钛玄武岩相比，嫦娥五号玄武岩的初始岩浆含有更高CaO和TiO2以及更低MgO；嫦娥五号玄武岩的源区含有更高的（～20%）岩浆洋晚期形成的单斜辉石-钛铁矿堆晶体，而它们的加入会显著降低月幔的熔点，诱发年轻火山的形成；嫦娥五号玄武岩与阿波罗玄武岩起源深度大致相当，但嫦娥五号玄武岩的形成温度更低，指示月球内部温度从38-31亿年前到20亿年前仅降低了～80 ℃。
该研究表明，尽管月球内部在持续缓慢冷却，但由于岩浆洋晚期堆晶体翻转引起的月幔物质混合作用可能在月球长期演化历史中逐渐加强，这一过程可以改变月幔源区物质组成，并有效降低源区岩石的熔点，抵消月幔逐渐缓慢变冷的大趋势，引发长期持续的月球火山作用。
5.《Advanced Science》｜微波驱动多自由度机器人面世
微波驱动机器人有两种不同的运动形式
得益于其障碍物透射率、快速能量瞄准以及选择性加热等优点，微波成为了一种有前途的无线驱动策略。虽然已经出现了一些基于不同结构的微波驱动人造肌肉研究，但微波控制的研究缺失限制了微波驱动（MWD）机器人的发展。
近日，哈工大威海校区机器人研究所软体机器人实验室首次通过改变 2.47 GHz微波的偏振方向来调整能量分布，进而控制MWD远场并联机器人。该并联机器人基于三个由吸波片和双金属片组成的双层弯曲致动器，它可以在700W发射功率下实现0.4m的圆形和三角形路径运动。研究还进一步探究了双层弯曲致动器在微波下的热响应速率，发现电场分量在致动器的最佳长度下可以提供比磁场分量更快的热响应。
6.北京量子院开发完成国内首台产品级高功率飞秒振荡器
Fermion-007性能简介
高功率飞秒振荡器在双光子显微成像、光参量泵浦等领域应用广泛。随着相关技术的发展，超快电镜、超快电子衍射等标准化仪器对此类激光器的市场需求也在迅速提升。
近日，北京量子院开发完成了国内首台产品级高功率飞秒振荡器——Fermion-007。该产品弥补了国内瓦量级飞秒振荡器的产品空白，在国际上仅有立陶宛Light Conversion等少数几家公司具有相当技术指标的产品。Fermion-007采用了多项创新技术，仅一级振荡器即可输出大于7W、重频80MHz的飞秒脉冲激光，此外，输出激光还具有优异的光束质量和长期稳定性，两维M2小于1.2，12小时连续运转功率均方根值小于0.3%。其指标、可靠性均达到国际先进水平。目前，研发团队已接到超快电镜应用领域的商业合作订单。
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发表于 2024-4-15 09:37:23
