【科创热榜前沿科技周报】-71期转贴

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前沿科技盘点〔71〕丨这研究，主打一个“反转”；昙花一现转瞬即逝的激子，被他们“抓了个现形”
原文链接:https://www.ncsti.gov.cn/kjdt/zt ... 0231210_143808.html

极性反转在有机合成中有着举足轻重的作用，近日，中国科学院房新强课题组在不使用额外还原剂的情况下，首次实现了廉价金属铜催化的联硼酸酯促进的炔丙基碳酸酯的极性反转。生活、感情、工作、学业等方面的压力困扰，有时让人免不了念叨一句“我emo了”，科学家一项关于“第二大脑”的研究或许能给你一个新的维度去审视和理解这一精神状态。

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，为大家带来第七十一期。

1《J. Am. Chem. Soc.》丨这研究，主打一个“反转”

铜催化联硼酸酯诱导的炔丙基碳酸酯的极性反转

极性反转在有机合成中有着举足轻重的作用，它通过多种手段使反应物分子中碳原子的电荷发生翻转，以促进C―C键的形成。目前，实现常用原料的极性反转已经成为合成化学、制药工业和化学生物学中最具有吸引力的研究课题之一。

近日，中国科学院福建物质结构研究所房新强课题组在不使用额外还原剂的情况下，首次实现了廉价金属铜催化的联硼酸酯促进的炔丙基碳酸酯的极性反转。通过配体的变化，实现了四种不同的反应模式，从而在温和的条件下得到了三种高烯丙醇和一种高炔丙醇产物，为此领域长期的难点提供了解决方案，同时也促进了极性反转策略这一研究领域的进一步发展。

2《Advanced Materials》丨昙花一现转瞬即逝的激子，被他们“抓了个现形”

在半导体中，电子受到一定能量的光照后，会变得活泼，离开原来的位置，原来的位置就变成了一个“空位”，这个“空位”称为空穴。而这个“逃窜”出来的电子在新的“落脚点”形成光生电子。空穴带正电，电子带负电，它们受到库仑力的作用而互相吸引，从而使它们在空间上束缚在一起，这样形成的复合体被称为激子，激子寿命很短，最终会消失。

量子点的带边激子精细结构由“电子—空穴”交换作用产生，带边激子可以按照角动量分为明态和暗态。由于存在形貌或晶格的对称性破缺，明态激子可以进一步裂分为线偏振的一系列激子能级。这些丰富的激子精细结构在量子科技领域具有广阔的应用前景，既可以用于单光子发射，也可以实现激子态的相干操控。然而，由于明态激子间的相干寿命较短，观察调控这一退相干过程十分困难。

中国科学院大连化学物理研究所吴凯丰研究员团队在量子点激子相干动力学研究中取得新进展。他们利用磁场调制的量子拍频光谱技术，揭示了通过磁场调控钙钛矿量子点带边激子偏振的原理，实现了近室温下激子相干动力学的定量操控。该成果对于将磁场调制的激子本征态和相干态应用于量子信息处理具有启示意义。

3《Brain Behavior and Immunity》丨又觉得emo了？或许可以关心一下“第二大脑”

肠道菌群通过小胶质细胞影响抑郁症的发生

生活、感情、工作、学业等方面的压力困扰，有时让人免不了念叨一句“我emo了”。科学家一项关于“第二大脑”的研究或许能给你一个新的维度去审视和理解这一精神状态。正常机体内有大量微生物寄居，胃肠生理状况与人的情绪息息相关，因此有“胃肠是人的第二大脑”的说法。临床观察发现了肠道微生物参与抑郁症的病理生理过程。

近期，电子科技大学生命学院游自立实验室与贵州中医药大学张进强合作开展一系列研究，发现遭遇不良刺激的小鼠与正常小鼠比较，其肠道微生物群存在显著差异。将易感个体的肠道微生物移植到正常个体的肠道中，可增强小鼠的炎症反应和抑郁样行为。肠道菌群失调诱导大脑小胶质细胞过度反应并致神经受损，当抑制小胶质细胞的炎症反应后，可修复成年海马神经发生，进而改善小鼠的抑郁样行为。这项研究提供了直接的证据，表明肠道微生物组成是抑郁易感性的生物学特征之一，其机制与小胶质细胞的表型和功能相关，重塑肠道菌群将为降低抑郁易感性提供新的治疗策略。

4《Journal of the American Chemical Society》丨“非实体”的新型催化剂，帮助化学合成更好拥抱“绿色”

水微滴中门舒特金反应。(a) 密度泛函理论计算门舒特金在不同电场强度下的反应能垒。(b) 实验设置。(c) 当鞘气压力为80 psi，反应距离为20 mm时，门舒特金反应产物的典型质谱。

近年来，微液滴化学引发一系列研究热潮。借助微液滴构建高强度电场，将其作为合成化学中的催化剂成为一种绿色、便捷的选择。据近期的实验和理论计算工作证实，水的微液滴气液界面可以产生109V/m或更高的电场。

北京理工大学化学与化工学院谢静团队和南开大学张新星团队合作，通过密度泛函理论，预测了强电场对反应的活化作用，结合门舒特金的反应特征排除了“部分溶剂化”对反应加速的影响，将电场催化的应用拓展到微液滴-水界面的场景中。

研究团队通过“计算预测 + 实验验证 + 模拟阐释”实现了捕捉微液滴界面电场加速重要有机化学反应，并揭示了水的微液滴界面电场加速门舒特金反应的本质是降低静态反应能垒和驱动动态碰撞概率。该工作展现了“微液滴化学”在绿色有机合成方面的应用潜力。

5《IEEE Communication Magazine》丨新型微波链路技术监测降雨，为智慧城市建设叠buff

电极串扰对电池安全和循环寿命的重要影响

无线通信网络技术，尤其是蜂窝网络通信技术应用，已远不止于提供基本的民用通信连接。随着感知通信一体化 （ISAC) 技术的发展，通过共享频谱、信号、硬件等，可实现通信与感知的相辅相成。

中国科学院大气物理研究所与河南科技大学科学家合作，研究了毫米波和视距多输入多输出（LOS-MIMO）商用微波链路新技术在天气感知方面的潜在应用。不断扩展的通信网络可成为高时空分辨率降雨信息的重要数据来源，通过分析商用微波回程链路（CML)和卫星到地面微波链路（SML）的信号衰减来监测、估计降水量。

该研究团队认为该技术的主要优势集中在三点：一是随着智慧城市和5G网络的不断发展，通过大规模密集部署的微波链路，能够实现城市高分辨率的降雨监测；二是CML不仅能独立用于高时空分辨率的降雨测量，还可以与其他气象仪器的测量数据结合使用；三是CML可以用于监测其他气象和环境参数，如水汽、氧气、雾、污染等，以及应用于排水建模和植被特征描述。通过不同频率和极化的多个链路，可以提取雨滴谱分布特征或进行降水类型分类。这些观测也可用于水文模型、洪水预警和数值天气预报模型。（专栏作者 李潇潇）