于利希研究中心

像乐高玩具一样通过逐个原子或逐个分子生产和装配出宏观尺度的产品一直是人们的一种幻想，由此而催生了分子纳米技术的诞生。而在最近，德国一个研究组将分子移动到了自然状态下难以达到的位置。在这一过程中，他们将分子作为一个单电场发射器，这些电子的发射由电场激发。6 月 27 日，这一研究发表在《自然》(Nature) 杂志上。来自德国 Peter Grünberg 研究中心的科学家操纵了一个平面大分子 3,4,9,10-苝四甲酸二酐（PTCDA），让 PTCDA 分子“站”了起来。图 | 科学家将 PTCDA 分子直立在银金属层上（左）。通常情况下，PTCDA 分子倾向于“平躺”在银金属层上。（图片来源：Forschungszentrum Jülich）人类进军微观世界人类真正操纵这些微小的原子和分子大约有 30 年历史。1990 年，IBM 的物理学家多恩·艾格勒（Don Eigler）曾使用扫描探针显微镜（SPM）操纵氙原子拼出“IBM”的字样；1994 年，中国科学院北京真空物理实验室在在 Si(111)-7×7 表面利用扫描隧道显微镜（STM）针尖加电脉冲移走硅原子，形成沟槽，成功写出“中国”二字。虽然操纵原子已有很长的历史，但操纵分子却迟迟未获得突破性进展。与原子不同的是，分子具有特定的形状，因此，在操纵过程中的取向就显得十分重要。为了完成这次难度极高的操作，研究人员通过 SPM 显微镜的尖端将两个银原子连接到 PTCDA 分子的边缘，然后将它们抬起，直到分子完全垂直地立在银金属层上。PTCDA 结构上与石墨烯相关，人们一般会认为，这种分子倾向于“躺倒”在银金属层表面上。“到目前为止，人们认为这种分子倾向于自发恢复到能量更低的状态，即躺在银金属层上，但事实并非如此。PTCDA 分子直立的状态十分稳定，这令人很惊讶。即使我们用显微镜尖端推动它，它也不会翻倒，而只是摆动后回到直立的状态。我们目前还只能猜测这背后的原因。”论文的第一作者 Taner Esat 说。图 | PTCDA的不同“站立”角度。黑色圆点和红色方块代表了银原子与PTCDA可能的接触位置。在平移和旋转的过程中，PTCDA并不会跳过原子的表面。（图源：Nature）此外，该团队还证明了 PTCDA 分子在直立时显示出与躺倒时的不同电子特性。这一成果可应用于纳米电子产品的制作或全息图的生成。PTCDA 分子类似于石墨烯的微小碎片，除了用作有机染料，该化合物作为有机半导体引起学者的很大兴趣。这一分子操作结果可作为实现分子纳米技术的重要基石，并进一步带来更多颠覆性的技术。这一研究的最终目标是能够制造任意的分子结构，包括直接从单分子组装纳米结构。图 | PTCDA的分子结构该项成果源于十年来 SPM 操纵分子相关研究的积累。据 Peter Grünberg 研究中心低温 SPM 小组负责人 Ruslan Temirov 表示，起初他们在 2008 年通过 SPM 精确控制分子的成果至关重要，“这一精确操纵为我们提供了研究分子操作的可能性和必要手段。”这一分子纳米技术已激发长期以来一直支持这项技术的人们对未来丰富的想象，但 Temirov 认为这项工作的意义远不止于此。这一研究打开了亚稳态结构研究领域的大门，这些亚稳态结构并不是维持系统最低能量的结构。在这次的研究中，分子并没有按照热力学定律预测的那样“躺倒”在金属层上。在文章中，研究人员提到，他们预计其他亚稳态结构也是可以获得的，这可为材料表面的功能性纳米结构设计开辟第三个维度。他们希望开创一种不限于少数预定结构的制造技术，能够在纳米尺度上自由地创建结构。于利希研究中心（Forschungszentrum Jülich）负责人 Stefan Tautz 教授表示，“在宏观世界中，我们的生产过程十分复杂。而在微观尺度上，我们还远远未达到先进水平。以汽车、电脑和房屋为例。这些东西必须由我们来组装形成，而无法通过大自然自发地创造它们。这正是我们在这个实验中单分子水平上所做的事情：通过自己的双手，生产出一种人造的亚稳态结构，并提供特定的功能。”在活细胞中，分子根据其各自不同特性，以自发的方式进行组装。而Peter Grünberg 研究中心的研究正在超越这一自然范式，并试图在制造出的不寻常的结构和新功能之间寻找新的相互作用。此外，这一技术也使纳米级器件的原理验证以及基本功能的实现成为可能，包括分子逻辑运算、单原子晶体管、单原子磁存储器等。这些单原子电子器件可成为量子计算机中的重要器件。

2019年4月4日，中国教育部正式下发通知，为了促进中国高校双一流的建设速度，让中国高等教育走向世界，将成立7个国际合作联合实验室获，其中有三所双一流高校重点实验室入围，四所专业性一流学科高校入围，未来这7阁国际合作联合实验室将为这些高校双一流建设提供有力支撑。三所双一流高校分别是清华大学、北京大学、武汉大学，四所一流学科大学为中国石油大学（北京）、华东理工大学、长安大学、哈尔滨工程大学。其中教育部官网重点对北京大学和武汉大学的国际重点实验室做了介绍。北京大学：区域污染控制国际合作联合实验室北京大学的国际合作重点实验室成立于2016年10月，属于北京大学和德国于利希研究中心共同承办的实验室，“北京大学-于利希大气化学国际合作联合实验室”，其主要科研任务是鉴别大气与水在区域污染防治中具有密不可分的联系，在此基础上，中国和德国双方商议以开展高水平的区域大气与水污染控制合作研究为核心，联合申报成立教育部区域污染控制国际合作联合实验室，实验室筹备建设工作得到了中德双方主管机构的大力支持。德国于利希研究中心研究领域涵盖能源与环境、材料科学、信息科技、医学等方面，是欧洲最大的研究机构之一。该研究中心承担诸多欧盟和德国的重大科研项目，并且与国内诸多大学和研究机构在科学研究和学生培养方面联系紧密。武汉大学：现代大地测量与地球动力学国际合作联合实验室武汉大学的国际合作重点实验室也是由中国、德国和卢森堡合作成立，现代大地测量与地球动力学国际合作联合实验室成立于2012年10月。实验室依托武汉大学，外方合作单位为德国斯图加特大学和卢森堡大学。实验室的中方主任是武汉大学李建成院士，外方主任为斯图加特大学Nico Sneeuw教授。由于武汉大学在遥感和地球检测领域的优势学科，这个国际合作重点实验室汇集武汉大学和斯图加特大学在大地测量学的优势力量，并联合卢森堡大学地球物理实验室的科研力量，实现资源的整合与共享，未来三年，将继续联合开展国际重大科学研究，在大地测量与地球动力学领域，产出国际学术界公认具有重大科学价值的原始创新成果。武汉大学可以入围此次国际联合重点实验室，并且被教育部官网重点介绍，凸显了国家对于建设武汉国家中心城市的定位，目前武汉市作为中国重要的科教城市，高校资源仅次于北京市，而在校学生高居世界第一，因此在武汉的海外留学生的数量也众多！我国唯一的生物P4实验室也建在了武汉市，随着一带一路的大战略，武汉欧洲货运路线的开通，未来武汉市众多的高校也会受益匪浅！

走进会场，一批亮眼的科技成果展示留住了来访者的脚步。高精尖的直升飞机轴承样品、上海中心大厦阻尼器设计模型——上海慧眼、中国最大极地科学考察船“雪龙”号科考船模型、我国舰船的“中国心”——热气机样品、0.1秒内完成人体成像与目标检测的太赫兹安检仪、未来感十足的3D打印“摩天轮”……这批不仅科技含量高，而且颜值也很高的“作品”是上海科学院系统成员单位近年来取得的优秀科技成果。加强科研团队与公众的互动，拉近与参观者的距离，为未来合作奠定基础，它们是带着“目的”来的。5月26日，由上海科学院、上海产业技术研究院组织的浦江创新论坛之产业论坛在上海举行，论坛以“应用技术研发与产业化：模式与路径”为主题，聚集了来自国内外应用技术研发及产业化相关机构代表以及政、产、学、研、用、金等各方面专家。与会专家们通过分享技术研发、成果转化及产业化的经典案例、路径和经验，探讨技术成果转移和产业化的新机遇和新挑战，并搭建国内外技术研发交流与合作的平台。如何在开放的环境下，更高水平地推进自主创新？如何在应用性的科研和科技创新中发挥企业技术创新的主体作用？在各专家分享经验与交流磋商之前，浦江创新论坛理事、上海市政协副主席李逸平抛出了两个值得深思的问题。论坛上，3位科技界专家和3位产业界专家通过分享应用技术研发及产业化经验，智慧碰撞，为提升上海产业的创新策源力提供了咨询建议。“鼓励新一代的年轻人形成跨学科的理念。”德国于利希研究中心董事、副主任Sebastian M. Schmidt以生命科学为例，分析了现代技术带来的便捷与应用这些技术时研究人员所面临的跨学科挑战。于利希研究中心隶属于负责管理德国国家实验室和大科学装置的亥姆霍兹联合会，是欧洲最大的多项目研究中心之一。另外Sebastian M. Schmidt还介绍了中心的“研究日”“初创企业日”等创新项目，通过这些项目展示科学成果，会促成很多商业合作，而他们的亥姆霍兹创新基金也会给有创意想法的人提供资金援助。中国科学院上海分院院长王建宇则通过举例介绍了中国科学院区域创新与成果转化模式的探索。中科院通过推进研究所四类机构改革，构建适应国家发展要求、有利于重大成果产出的现代科研院所治理体系，并逐步形成了制度创新驱动模式、转化平台驱动模式、知识产权驱动模式等多样化的成果转化模式和案例。王建宇表示，下一步中科院将继续加强区域协同创新，与上海科学院等地方科研和产业机构深度合作，合力打造区域协同创新生态，支撑区域产业转型升级和经济社会发展。另外，结合2019浦江创新论坛的大主题——科技创新新愿景新未来，作为开放合作创新实践的具体重要行动，论坛上分别进行了上海科学院与中国科学院上海分院、长三角地区创新机构（上海科学院、中国科学院宁波材料技术与工程研究所、安徽省科学技术研究院及江苏省南京浦口经济开发区）的创新合作伙伴签约仪式。（科技日报上海5月26日电）

导读近日，德国于利希研究中心的科学家们设计出一种新型固态电池，只需不到1个小时就可以再次充满电。背景锂离子电池，已广泛应用于各种智能硬件与移动电子产品，例如智能手机，智能手表、平板电脑、电动自行车、电动汽车等。然而，锂离子电池一般采用的都是可燃性的液体电解质。在高温条件下，这些电解液可能会引起燃烧，甚至发生爆炸，存在安全隐患。网友展示的三星note 7 充电时发生爆炸的图片（图片来源于网络）为了解决锂离子电池的安全隐患，除了改善锂离子电池的自身设计（例如加入保护电路）之外，寻找替代品也是科学家们一直在研究的方法。固态电池成为了传统锂电池的一种候选的替代品，它的所有电极和电解质都由固态物质制成，即使被加热到非常高的温度，也不会着火。来源：ETH Zurich / Fabio Bergamin但是，传统的锂离子电池采用的是液体电解质，它通常与电极接触得非常好。通过它们粗糙的表面，电极就像海绵一样吸收液体，制造出较大的接触面积。可是，两种固体原则上无法无空隙地结合在一起。电极与电解质之间的接触电阻会相应地增高。因此，在固态电池的开发中，低电流被认为是最大的障碍之一。这也是为什么固态电池充电需要花费相对较长的时间，它一般充满电需要10到12个小时。创新德国于利希研究中心能源与气候研究所（IEK-9）的研究小组领头人 Hermann Tempel 博士解释道：“通过目前描述的设计理念，由于内部固态接口的问题，充放电电流只能非常小。这就是我们的设计理念起作用的地方，这个想法基于材料的有益组合。”近日，德国于利希研究中心的科学家们设计出一种新型固态电池，只需不到1个小时就可以再次充满电。（图片来源：Forschungszentrum Jülich / Regine Panknin） 技术Hermann Tempel 解释道：“为了允许最大可能的电流通过层的边界，我们采用非常相似的材料来制造所有的元件。阳极、阴极与电解质都通过不同的磷酸化合物制成，使得充电率高于3C（质量比容量为50 mAh/g）。这比文献中找到的其他冲充电率值要高10倍。”固态电解质作为稳定的载体材料使用，磷酸盐电极通过网印工艺应用到电解质的两侧。这项研究使用的材料价格合理，且相对易于加工。不同于传统的锂离子电池，新型固态电池几乎不含有毒或有害物质。（图片来源：Forschungszentrum Jülich / Regine Panknin） Yu 开发并测试了这种电池，他的研究也成为了中国留学基金委在德国于利希研究中心能源与气候研究所的资助项目的一部分。Yu 表示：“在初始测试中，这种新型电池经过500次的充放电循环依然非常稳定，并保持原始容量的84%。这里仍然有提升的空间。理论上说，容量损耗甚至应该可能低于1%。”研究所的主任教授 Ruediger-A. Eichel 也深信这种新型电池设计的优势。Eichel 表示：“能量密度已经非常高，约为120 mAh/g，即使它仍然略低于如今的锂离子电池。”价值除了为电子迁移率而进行的开发，德国亥姆霍兹国家研究中心联合会“电池存储”话题的发言人 Eichel 相信，固态电池未来也将用于其他领域。（图片来源：Forschungszentrum Jülich / Sascha Kreklau） 他说：“目前正在开发的固态电池将优先用于下一代电动汽车的能量存储。但是我们也相信，固态电池将在其他需要长寿命与安全操作的应用领域流行，例如医疗技术或者智能家居领域的集成元件。”关键字电池、固态电池、能量存储参考资料【1】http://www.fz-juelich.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/UK/EN/2018/2018-08-20-its-all-in-the-mix--fast-charging-solid-state-batteries.html【2】Shicheng Yu, Andreas Mertens, Hermann Tempel, Roland Schierholz, Hans Kungl, and Rüdiger-A. Eichel.Monolithic All-Phosphate Solid-State Lithium-Ion Battery with Improved Interfacial Compatibility. ACS Appl. Mater. Interfaces (published online June 12, 2018), DOI: 10.1021/acsami.8b05902

为什么要开发一种可以解决很大问题的量子计算机？因为经典计算机要么付出很大努力，要么根本不能解决。这是目前全球越来越多研究团队正在追求的目标。原因是：量子效应源于微小的量子粒子，使许多新的技术应用成为可能。所谓的超导纳米结构，能根据量子力学定律处理信息和信号，被认为是实现量子计算机很有前途的元器件。然而，超导纳米结构的一个症结是，它们只能在非常低的温度下工作，因此很难投入实际应用。明斯特大学大学和于利希研究中心的研究人员，现在首次证明了由高温超导体制成的纳米线能量量子化，在这种纳米线中，温度升高到量子力学效应占主导地位的温度以下。然后，超导纳米线只假定可以用来编码信息的选定能量状态。在高温超导体中，研究人员还首次观察到了单个光子的吸收，这是一种用来传递信息的轻粒子。研究负责人、明斯特大学物理研究所的卡斯滕·舒克(Carsten Schuck)教授强调：研究负责人、明斯特大学物理研究所的卡斯滕·舒克(Carsten Schuck)教授强调：一方面，研究结果有助于未来在量子技术中使用相当简化的冷却技术，另一方面，为我们提供了对超导状态及其动力学过程的全新见解，此前这些过程仍然不清楚。因此，这一结果可能与新型计算机技术的发展有关，其研究成果已发表在《自然通讯》期刊上。背景和方法科学家们使用了由钇、钡、氧化铜和氧元素制成的超导纳米结构（简称YBCO），用这些超导体制造了几根纳米细丝。当这些结构传导电流时，称为“相位滑移”的物理动力学就会发生。在超导纳米结构纳米线的情况下，电荷载流子密度的波动，会引起超导电流的变化。研究人员在低于20开尔文（相当于零下253摄氏度）的温度下研究了纳米线中的过程。结合模型计算，研究展示了纳米线中能量状态的量子化。发现导线进入量子态的温度是12到13开尔文，这个温度比通常使用材料所需的温度高几百倍。这使得科学家们能够生产出寿命更长的谐振器，即调谐到特定频率的振荡系统，并更长时间地保持量子力学状态，这是越来越大量子计算机长期发展的前提。对于量子技术的发展，但也有可能用于医疗诊断的更重要组件，是甚至可以记录单光子的探测器。高温超导体中单光子的吸收卡斯滕·舒克(Carsten Schuck)在明斯特大学的研究小组几年来，一直致力于开发这种基于超导体的单光子探测器。世界各地的科学家十多年来一直试图用高温超导体来实现已经在低温下工作得很好的东西。在用于研究的超导纳米结构纳米线中，这一尝试现在首次成功，新研究发现为新的实验验证理论描述和技术发展铺平了道路。博科园｜研究/来自：明斯特大学参考期刊《自然通讯》DOI: 10.1038/s41467-020-14548-x博科园｜科学、科技、科研、科普关注【博科园】看更多大美宇宙科学▼还有“科学圈”邀你加入：

近日，戴瑛教授团队与德国于利希研究中心合作发现二维反铁磁体可以实现绝缘拓扑量子态，从而发现了一类不同于量子反常霍尔效应的二维体系磁性拓扑绝缘体，并预言了实现这一拓扑量子态较为理想的材料体系。相关研究成果以"Antiferromagnetic Topological Insulator with Nonsymmorphic Protection in Two Dimensions"为题发表在Physical Review Letters 124，066401 (2020)。牛成旺教授为论文的第一作者，戴瑛教授为通讯作者，山东大学为第一作者单位。二维材料因其丰富的电子物性展现出极大的应用前景，在自旋电子学、高温超导等领域均受到广泛的关注。二维拓扑绝缘体（又称量子自旋霍尔绝缘体）在石墨烯中的发现更是激起了人们对拓扑材料的研究与探索。由于拓扑绝缘体是一类由时间反演对称性保护的拓扑量子态，之前人们的研究主要集中于非磁性的材料体系。有趣的是，拓扑绝缘体中磁有序的引入却可以实现一些新奇的量子效应，如：量子反常霍尔效应的首次实验验证就是在磁性掺杂的二维拓扑绝缘体薄膜中实现的。三维体系中时间反演T和平移对称性τ(1/2)的联合作用S=Tτ(1/2)也可以实现一类新的反铁磁拓扑绝缘体，受到人们的极大关注，然而，联合作用S在二维反铁磁体中却并不适用。戴瑛教授团队研究发现nonsymmorphic对称性可有效保护二维反铁磁体拓扑量子态的实现，从而在二维体系中实现了一类不同于量子反常霍尔效应的磁性拓扑绝缘体。此外，该研究还预言SrMnSn、SrMnPb、BaMnSn和BaMnPb是实现这一拓扑量子态较为理想的材料体系，为其进一步的实验研究提供了材料基础。戴瑛教授团队自2010年开展二维材料和拓扑量子态的研究以来，在Physical Review Letters、Nature Communications、Nano Letters、ACS Nano, Physical Review B等国际著名学术期刊发表了一系列的理论研究成果，多篇研究入选ESI高被引论文。该研究工作得到了晶体材料国家重点实验室、国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东省重大科技创新工程项目、山东大学齐鲁青年学者计划和山东省泰山学者计划的支持。

导读近日，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心与德国于利希研究中心的科学家们合作，通过实验手段发现了一种新型三维磁结构：手性磁浮子，为未来构建高密度、高速度、低能耗的磁存储器带来了新的机遇。背景在传统计算机中，数据往往是以二进制形式的“0”与“1”来存储。例如，我们常见的磁表面存储器，就是利用涂覆在载体表面的磁性材料的两种不同的磁化状态，来表示二进制信息的“0”和“1”。然而，据媒体报道，科学家们曾发现一种奇特的粒子，能将笔记本计算机硬盘缩小至花生大小。这种粒子就是“斯格明子”（Skyrmion），它是一种具有粒子特性的拓扑磁结构。这一概念最早在高能物理中被提出，是由英国物理学家Tony Skyrme于1962年在理论上求解非线性sigma模型得出的一个非平庸经典解，是一种拓扑孤立子，现在常指磁性材料中的斯格明子。（图片来源：维基百科）斯格明子具有尺寸小、稳定性高、操控难度低等特点，有利于未来构建高密度、高速度、低能耗的磁存储器。一段时间，这种称为“斯格明子”的微型磁涡旋结构受到了科学家们集中的研究。例如，笔者曾介绍过新加坡国立大学的科研人员发明的一种新型超薄多层膜，就是利用斯格明子进行信息存储。（图片来源：Siew Shawn Yohanes / 新加坡国立大学）但是，德国于利希研究中心教授 Stefan Blügel 表示：“迄今为止，数字数据都被认为应该以一系列斯格明子和空白空间来代表。”相继的斯格明子之间的距离可编码二进制信息。然而，它必须经过控制或者量子化，从而使得斯格明子在自发漂移的过程中不会丢失信息。创新近日，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心与德国于利希研究中心（Forschungszentrum Jülich）的科学家们合作，通过实验手段发现了另外一种粒子般的磁性物体:“手性磁浮子”（chiral magnetic bobbers），为解决上述问题带来了新机遇。用一系列的磁浮子（画面前方）与斯格明子（画面后方）编码数字数据（图片来源：N. Kiselev / 德国于利希研究中心）数字数据的编码可以直接通过一系列的斯格明子和手性磁浮子来进行。它们每一个都可以自由漂移，无需相继数据比特载体之间保持准确的距离。这项研究将数据存储设备的开发向前推进了一大步。技术如果斯格明子用于编码数据“1”，那么磁浮子就用于编码数据“0”。手性磁浮子是一种出现于特定合金表面附近的三维磁结构。于利希研究中心 Peter Grünberg 研究所（PGI-1）博士 Nikolai Kiselev 表示：“长期以来，手性磁体领域研究的唯一对象就是磁性斯格明子。现在我们为科研人员的研究提供了一种新对象【磁浮子】，它具有一系列独特的特性。”三年前，他与研究所主任教授 Stefan Blügel 以及其他合作伙伴一起，从理论上预测了这种新型磁结构的存在。现在，来自德国恩斯特鲁斯卡电子显微学与电子谱学中心（Ernst Ruska-Centre for Microscopy and Spectroscopy with Electrons）的主任教授 Rafal E. Dunin-Borkowski 及其同事们通过实验成功地在真实材料中证明了这种磁浮子的存在。以斯格明子为代表的磁结构的稳定性与材料的一种特性相关，它就是手性。手性一词指一个物体不能与其镜像相重合，例如我们的双手，左手与互成镜像的右手不重合。左手不能转化为右手，同样右手磁结构和左手磁结构也不能相互转化。此外，斯格明子和新发现的手性磁浮子都非常微小，一般来说直径只有几十纳米。因此，原则上它们可用于在存储芯片上非常密集地打包数据。然而，它们的小尺寸使得观察变得极具挑战性。Rafal Dunin-Borkowski 解释道：“在这么小尺寸基础上的磁织构可视化，需要采用全世界范围内只有少数几个实验室才有的最先进的技术。”为什么磁孤子（在非线性物理中这种粒子般的物体的另一个名字），例如斯格明子和手性磁浮子，具有很好的应用前景？另外一个重要原因就是：与存储于硬盘驱动器中的数据比特不同，斯格明子是可移动的物体。一个非常微弱的电流脉冲，就可以引发它们沿着芯片中的引导轨迹运动。这一特性为开发全新的磁性固态存储器（也称为斯格明子赛道存储器）带来了新的机遇。Nikolai Kiselev 解释道：“斯格明子的可移动性，使得数据在从写元件移动到读元件过程中，无需任何可移动的机械部件例如读写头，也无需硬盘本身旋转。”赛道存储器的概念示意图：磁性物体从读元件移动到写元件（图片来源：T. Schler / 德国于利希研究中心）价值这种能力节约了能量。这是因为组件的运动通常需要更多的能量，占用更多的空间，而且对机械振动与冲击敏感。新型固态磁存储器没有上述缺点。现在，新发现的磁粒子使得通过两种类型的磁性物体（斯格明子和磁浮子）直接编码数字数据变为可能。未来下一步的研究就是开发实际应用。在 Nikolai Kiselev 及其同事们研究的铁锗合金中，这种结构只有在达200开尔文（零下73.5摄氏度）的条件下才是稳定的。然而，科学家们通过理论探讨预测，就像最近发现的一些种类的斯格明子一样，磁浮子也可能在其他手性磁体中产生，也可以存在于室温条件下。关键字磁、斯格明子、存储技术参考资料【1】http://www.fz-juelich.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/UK/EN/2018/notifications/2018-06-28-magnetic-bobbers.html【2】Fengshan Zheng, Filipp N. Rybakov, Aleksandr B. Borisov, Dongsheng Song, Shasha Wang, Zi-An Li, Haifeng Du, Nikolai S. Kiselev, Jan Caron, András Kovács, Mingliang Tian, Yuheng Zhang, Stefan Blügel, Rafal E. Dunin-Borkowski. Experimental observation of chiral magnetic bobbers in B20-type FeGe. Nature Nanotechnology, 2018; 13 (6): 451 DOI: 10.1038/s41565-018-0093-3

基于单分子定位的超高分辨率显微成像技术（例如PALM、STORM、directSTORM等）已达10 nm左右的光学分辨率。然而，要获得超高分辨率图像，需要较长的采集时间（1-30分钟），而样品漂移（通常1 nm/s）会对此产生影响。目前，加入外源标准参照物（荧光小球、金属纳米颗粒等），引入基于额外近红外监测轴向焦平面变化的商用漂移校正系统，或使用基于互相关方法的图像后处理算法等策略，已被应用于样品漂移校正。但是，外源物的引入及光漂白效应等导致三维尺度漂移校正的精度不佳。10月15日，中国科学院上海药物研究所研究员黄锐敏团队在Optics Express上，发表题为Three dimensional drift control at nano-scale in single molecule localization microscopy的研究论文，报道一种利用明场照明模式下细胞内囊泡的衍射信息作为内源参考物来补偿样品三维漂移的新策略。研究人员通过光路改造，增加一个近红外CCD用于囊泡位置检测。根据其xyz三维位置信息，通过算法对三维压电陶瓷样品台进行漂移校正，获得xy向 上海药物所公共技术服务中心分子影像技术服务部博士范晓明为论文第一作者，黄锐敏为论文通讯作者。参与该研究的有德国于利希研究中心博士Thomas Gensch、教授Georg Büldt，上海药物所研究生张元亨、祖里帕力·木沙、张文渊以及上海药物所神经药理学研究国际科学家工作站博士Renza Roncarati。研究工作获得国家自然科学基金委员会、国家卫生健康委员会新药创制科技重大专项、中科院的资助以及国家蛋白质科学中心（上海）的技术支持。论文链接（A）实验光学成像原理图；（B）A549细胞内囊泡在不同z向深度的明场信息；（C）不引入位移校正和引入位移校正以及在两种情况下分别加入和不加入互相关图像后处理算法校正的肌动蛋白微丝的超高分辨率图像比较【来源：上海药物研究所】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

又一个人造太阳出来了。这回德国航空航天中心（German Aerospace Center）的研究员在德国小镇于利希（Jülich）造了一个据称是“”，希望用强光强热分解水分子，来制造氢能源。世界上最大的人工太阳昨天，这个代号为“Synlight”的人工太阳开始了正式实验。Synlight 由 149 个极高亮度的短弧氙灯（一般用于电影放映、火车车头等）组成，形成一个 350 千瓦的大灯泡，聚焦在上照射，可以产生大约 3000°C 的高温。等同于地球上自然光的 1 万倍强度。一块 20cmX20cm 的区域据说是世界上最大的人工太阳｜图片来自：德国航空航天中心由于强光强热，这个人工太阳项目在航空航天中心的一间防辐射室内进行。按照德国航空航天中心的计划，他们最终的目的是使用自然光生产飞机和汽车所用的氢能源，减少 CO2 等温室气体排放。现在高强度的人造光源是项目的早期阶段，造价、成本都非常高。这个新造的人工太阳，运转 4 个小时所需的电量，跟一家 4 口一年的耗电量是相同的。造价 350 万欧元德国航空航天中心对于太阳能的研究一直有兴趣，他们还研究使用太阳的热能作为发电站的能源。从 2011 年 6 月份起，他们联合其他几个推进太阳能研究的机构，包括欧洲最大的研究机构、亥姆霍兹柏林能源与材料研究中心（HZB），以及美国的可再生能源实验室（NREL）。进行合作于利希研究中心人工太阳其实也不是什么新鲜的事情，国内外都在研究，有些还不是模拟太阳的强光，还有的采取、等别的方式模拟太阳内部发生的反应，通常被看作是弥补现有能源的可能方式之一。但目前都还没有太大的进展，造价的高昂、巨大的耗电量让产生的能量看起来并不环保。激光超导体题图来自：Pixabay