中国科学院大连化学物理研究所

2月27日，科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）发布2020年度中国科学十大进展，中国科学院大连化学物理研究所（以下简称大连化物所）研究成果“实验观测到化学反应中的量子干涉现象”入选。化学反应的进程伴随着复杂的量子力学现象，但其通常难以被直接观测到，因而化学反应的本质亦难以得到透彻的理解。大连化物所杨学明院士、张东辉院士、孙志刚研究员和肖春雷研究员团队提供了一个研究范例。他们研究发现，在氢（H） +氢氘（ HD）→氢气（H2）+ 氘（D）反应中，在碰撞能量为1.9~2.2电子伏的范围内，产物H2的后向散射呈现显著的振荡。通过拓扑理论分析，他们发现该反应存在两条迥然不同的反应路径，振荡是由这两条路径之间的量子力学干涉所产生的。该研究发现H+HD反应在较低能量处，量子几何相位效应仍然存在，并可以被观测到。这非常类似于众所周知的Aharonov-Bohm效应，清晰地揭示了化学反应的量子性。“中国科学十大进展”遴选活动由科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）牵头举办，至今已成功举办16届，旨在宣传我国重大基础研究科学进展，激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神，开展基础研究科学普及，促进公众理解、关心和支持基础研究，在全社会营造良好的科学氛围。“中国科学十大进展”遴选程序分为推荐、初选和终选3个环节。2020年度中国科学十大进展共接受《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》和《科学通报》5家编辑部推荐的286项科学研究进展，这些科学研究进展皆是在2019年12月1日至2020年11月30日期间正式发表或完成。据悉，大连化物所成果“我国首次发现新的物质波干涉现象”“我国在量子水平上观察到化学反应共振态”“发现玻恩—奥本海默近似在氟加氘反应中完全失效”“开创煤制烯烃新捷径”曾入选2000年度、2006年度、2007年度、2016年度中国科学十大进展。【来源：辽宁日报】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

科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）近日发布了2020年度中国科学十大进展中国科学院大连化学物理研究所（以下简称大连化物所）研究成果“实验观测到化学反应中的量子干涉现象”入选化学反应的进程伴随着复杂的量子力学现象，但其通常难以被直接观测到，因而化学反应的本质亦难以得到透彻的理解。大连化物所杨学明院士、张东辉院士、孙志刚研究员和肖春雷研究员团队提供了一个研究范例。他们研究发现，在氢（H） +氢氘（ HD）→氢气（H2）+ 氘（D）反应中，在碰撞能量为1.9~2.2电子伏的范围内，产物H2的后向散射呈现显著的振荡。通过拓扑理论分析，他们发现该反应存在两条迥然不同的反应路径，振荡是由这两条路径之间的量子力学干涉所产生的。该研究发现H+HD反应在较低能量处，量子几何相位效应仍然存在，并可以被观测到。这非常类似于众所周知的Aharonov-Bohm效应，清晰地揭示了化学反应的量子性。“中国科学十大进展”遴选活动由科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）牵头举办，至今已成功举办16届，旨在宣传我国重大基础研究科学进展，激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神，开展基础研究科学普及，促进公众理解、关心和支持基础研究，在全社会营造良好的科学氛围。“中国科学十大进展”遴选程序分为推荐、初选和终选3个环节。2020年度中国科学十大进展共接受《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》和《科学通报》5家编辑部推荐的286项科学研究进展，这些科学研究进展皆是在2019年12月1日至2020年11月30日期间正式发表或完成。据悉，大连化物所成果“我国首次发现新的物质波干涉现象”“我国在量子水平上观察到化学反应共振态”“发现玻恩—奥本海默近似在氟加氘反应中完全失效”“开创煤制烯烃新捷径”曾入选2000年度、2006年度2007年度、2016年度中国科学十大进展来源：辽宁日报、辽沈晚报素材版权归原作者所有，如有侵权请联系删除

锂金属具有理论容量密度高（3860 mAh/g）、电化学电势低（-3.040 V vs. SHE）等特点，是理想的高能量密度电池负极。然而锂金属活性高，容易与传统电解质发生不可控的副反应，形成固态电解质界面层（SEI）的化学和机械稳定性较差：一方面，循环过程中SEI的反复破裂会加速死锂的形成和不可逆的活性锂/电解质损失；另一方面，溶剂诱导形成的SEI机械性能较差，不足以抑制锂枝晶的生长，导致枝晶刺穿隔膜造成电池短路。中国科学院大连化学物理研究所储能技术研究部研究员李先锋、张洪章带领的研究团队在具有长循环寿命的锂金属电池研究方面取得进展。科研人员在电解液中引入一种新型添加剂——硝化纤维素，构建内共生的氮化锂/纤维素双层SEI（ES-DSEI），并用于锂金属电池中。ES-DSEI在用于锂金属保护中具有独特优势：硝化纤维素会优先与锂反应，一步实现在锂表面构建聚合物/无机层；外层的柔性聚合物层能够适应锂金属在循环过程中的体积变化，其强粘附性能抑制内层无机物的剥离；内层的无机层具有机械强度高的特点，可以抑制枝晶的生长，且晶型的氧化锂和氮化锂层有利于锂离子传输。科研人员利用密度泛函理论模拟计算证明，相较于锂盐阴离子和溶剂，硝化纤维素具有更低的最低未占据分子轨道（LUMO）能量。此外，硝化纤维素的硝基基团更易于与金属锂反应，在近锂内层形成LiNO2等无机物种，而其主链则靠Li-O键紧密吸附在远锂外层。与未添加硝化纤维素的电解液相比，锂负极在含有硝化纤维素为添加剂的电解液中循环寿命提高了一倍。该工作为长寿命锂金属负极的设计提供了新思路。相关研究成果以Endogenous Symbiotic Li3N / Cellulose Skin to Extend the Cycle Life of Lithium Anode为题，发表在Angewandte Chemie international edition上。论文第一作者为大连化物所博士研究生罗洋。研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发项目、中科院青年创新促进会等项目的资助。大连化物所发现内共生氮化锂/纤维素层可延长锂金属负极循环寿命【来源：大连化学物理研究所】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

（记者 刘睿恒 摄） 3月25日，市委书记高建军亲切会见中科院大连化学物理研究所所长助理、洁净能源国家实验室储能技术研究部部长李先锋，中科院大连化学物理研究所首席研究员、国际著名燃料电池和液流电池专家张华民，中科院大连化学物理研究所知识产权与成果转化处处长张晨一行，就全面深化开封市与中科院大连化学物理研究所的战略合作进行深入交谈，凝聚政产学研合力，推动产业转型升级，不断扩大合作成果。市委常委、市委秘书长张松文，市委常委、组织部部长刘汉征，副市长钱忠宝，以及顺河回族区、平煤集团开炭科技有限公司、开炭新材料设计研究院相关负责同志参加会见。高建军说，市委、市政府高度重视平煤集团开炭科技有限公司等企业的发展，着力打造百亿级龙头企业和五百亿级、千亿级产业集群，平煤集团开炭科技有限公司、开炭新材料设计研究院有一批有情怀、有责任、干事执着的领军人才，中科院大连化学物理研究所科技研发实力强，在全国、世界有权威影响力。开封市与中科院大连化学物理研究所的深度合作符合国家战略发展方向，具有坚实基础和光明前景。下一步，市委、市政府将明确与中科院大连化学物理研究所的战略合作框架，围绕做好碳达峰、碳中和工作及争创全国试点、炭素材料、精细化工、生态环保等开展深度务实合作，大力支持中科院大连化学物理研究所与开炭新材料设计研究院的合作。开封市将加强领导，健全完善双方合作体制机制，积极争取政策、资金等支持，探索科技型混合所有制公司等多种合作方式，加快建设炭素新材料产业园，推动相关产业做大做强做优，高质量高标准打造汴东产业集聚区核心区。李先锋介绍了中科院大连化学物理研究所建设发展和工作开展情况。他说，实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，中央把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局。做好碳达峰、碳中和工作，需要发展新能源和储能技术。中科院大连化学物理研究所将充分发挥人才、技术等优势，就建设全钒液流电池储能系统等事项与开封开展全面深度合作，助推开封碳达峰、碳中和走在前列，依托科技力量为开封产业转型升级赋能，促进开封龙头企业和产业集群不断发展壮大，让双方战略合作结出丰硕成果。他还诚挚邀请高建军带队到中科院大连化学物理研究所考察。（记者 魏东柱）【来源：开封日报】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

近日，中国科学院大连化学物理研究所生物分子结构表征新方法创新特区研究组研究员王方军团队在超大分子量膜蛋白质复合物组成和结构动态分析方面取得进展，通过整合化学交联质谱法和整体蛋白质组学分析，解析出光系统II复合物的动态光损伤分子机制。光系统II（PSII）是光合作用过程中光依赖性反应中的第一膜蛋白复合物，是催化水的氧化产生氧气的核心。PSII复合物主要以二聚体形式嵌入类囊体膜中，每个单体含有20余种不同的蛋白质亚基，二聚体总分子量约为700kDa。光是光合作用的能量来源，但过量的光照会造成光损伤。PSII是光损伤的关键部位，光损伤导致复合物中电子传递链失活，并造成复合物放氧活性中心的氧化损伤和放氧活性丧失。由于PSII二聚体分子量巨大，对其在光损伤过程中的组成和结构变化的动态分析具有挑战。为对PSII膜蛋白复合物在光损伤过程中的组成、结构和氧化修饰变化进行全面分析，王方军团队提出了化学交联质谱法和整体蛋白质组学分析整合策略，发现这两种分析方法获得的结果高度互补、相互验证。研究显示，在光损伤早期，PSII核心蛋白亚基靠近锰簇的氨基酸残基如D2/304F和311L发生氧化，同时锰簇附近的序列区域如D2/324Q-342L首先被降解。随后，复合物电子传递链中PheoD2、QA、非血红素铁以及CP47和CP43的基质侧附近残基发生氧化，核心蛋白亚基D1、D2、CP47和CP43中发生了明显的降解和解离，外周小亚基也发生降解并最终从核心亚基上解离。研究还发现，囊腔侧结构域的主要部分在光照过程中相对稳定，并在核心亚基降解后可能与复合物整体完全脱离。该研究对PSII膜蛋白复合物的光损伤分子机制进行了全面解析，深化了对光损伤过程的认识。相关研究成果发表在上。研究工作得到国家自然科学基金、辽宁省自然科学基金、大连化物所科研创新基金等的资助。大连化物所解析出光系统II复合物的动态光损伤分子机制【来源：大连化学物理研究所】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

近日，中国科学院大连化学物理研究所中科院分离分析化学重点实验室生物分子功能与机制研究组朴海龙研究员团队与中科院生物物理所卜鹏程团队、中国人民解放军总医院第七医学中心陈纲团队合作，发现体外补充和体内合成代谢分子肌酸，可通过激活SMAD2/3蛋白促进结直肠癌脱离原发灶，向肝脏转移。 癌症转移是造成癌症患者死亡的主要原因，也是癌症治疗的困难所在。研究人员建立了肠癌的原位小鼠模型模拟肠癌的发生发展过程，并发现补充肌酸能够在一定程度上抑制小鼠原位肠癌的生长，却显著地促进肠癌的转移、缩短了荷瘤小鼠的存活时间。进一步利用临床组织和小鼠模型研究发现，肌酸合成的限速酶GATM在肝转移的肠癌组织中表达高；抑制GATM的表达或者酶活能够显著地抑制肠癌的转移，延长荷瘤小鼠的存活时间。研究发现，机制上肌酸能够通过激活TGF-β下游效应分子SMAD2/3，上调癌症转移分子SLUG/SNAIL的表达，促进肿瘤细胞的浸润和转移。 相关研究成果以Creatine Promotes Cancer Metastasis through Activation of Smad2/3为题，发表在《细胞代谢》上。研究工作得到国家自然科学基金等的资助。 大连化物所揭示生物代谢分子肌酸促进癌症转移的功能与机制 来源：中国科学院大连化学物理研究所 【来源：中科院之声】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

中国科学院大连化学物理研究所热化学研究组研究员史全团队在柔性相变材料研究方面取得进展，通过简单易行的策略合成了石墨烯基的复合相变材料膜，并将其应用于可穿戴的光-热管理器件。该复合相变材料膜具有优异的柔韧性、储热能力、光热转化能力，为智能可穿戴光-热管理器件的研究提供了新思路。相变储能材料能够在相对恒定的温度下吸收和释放大量相变潜热，广泛应用于热能储存和温度控制的热管理领域。然而，传统相变材料本身固有的液态泄漏、弱吸光能力以及固态刚性使其在可穿戴的智能光-热转化器件研究中具有挑战性。为此，研究人员以聚合物和石墨烯为原料合成了具有优异柔韧性的复合石墨烯膜，并将相变材料复合其中得到柔性的复合相变材料膜。该复合相变材料膜具有优秀的形状稳定性，即使在高于相变温度时仍然保持固态而不发生泄漏；具有高相变材料负载量，表现出优异的储热能力，即使经过500个热循环和弯曲循环仍然保持稳定；具有出色的光-热转化能力，可迅速将太阳能转化为热能储存，转化效率最高可达96%。研究人员进一步将该复合相变材料膜贴到人体模型表面，结果表明在弯曲状态其仍然表现出稳定的光-热转化性能。该复合相变材料膜表现出可应用于人体可穿戴光-热管理领域的潜力，为可穿戴智能织物的开发提供了新方向。相关研究成果以Flexible Graphene Aerogel-based Phase Change Film for Solar-thermal Energy Conversion and Storage in Personal Thermal Management Applications为题，发表在Chemical Engineering Journal上。论文第一作者为大连化物所热化学研究组2018级博士研究生孙克衍。研究工作得到国家自然科学基金等的支持。大连化物所研发出柔性复合相变材料膜并应用于可穿戴光-热管理器件【来源：大连化学物理研究所】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

日前，东北大学与中科院大连化学物理研究所签署战略合作协议，并举行钢铁与能源化工行业协调创新发展研讨会，共同为美丽中国建设和构建清洁低碳、安全高效能源体系作贡献。根据协议，双方将充分发挥各自优势，围绕钢铁冶炼、能源化工、装备制造等领域，在科学研究、技术开发、人才培养、成果转化、共建研发平台等方面开展全面合作，构建战略合作伙伴关系。双方将以国家战略需求为牵引，以创新驱动为引领，助推辽宁改造升级“老字号”、深度开发“原字号”、培育壮大“新字号”，推动辽宁传统产业强基升级，助推振兴发展。(责任编辑：王海涛)来源： 辽宁日报【来源：东北新闻网】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

D原子产物离子速度影像，图左侧显示为前向散射方向的“马蹄铁”形结构记者2月26日从中国科大获悉，中国科学技术大学王兴安教授课题组与中国科学院大连化学物理研究所孙志刚研究员和杨学明院士课题组合作，发现了基元化学反应中自旋轨道分波的量子干涉现象，揭示了电子自旋-轨道相互作用对化学反应动力学过程的影响。这一研究成果于今年2月26日发表在《科学》（Science）杂志上。自1925年乌伦贝克和古德施密特发现电子自旋现象起，人们在原子和分子等体系中发现电子自旋与轨道角动量的耦合会导致许多有趣现象的发生，比如：原子能级的分裂，磁晶各向异性和半导体中的量子霍尔效应等。电子自旋和轨道角动量的耦合会对原子和分子的碰撞过程会产生影响。在化学反应中，电子自旋轨道耦合会导致反应散射分波的分裂，进而使得分波可能存在一些精细结构。但是长期以来，电子自旋轨道耦合是否能够以及如何影响化学反应的动力学过程仍然是一个未知并极具挑战的问题。为了解决这一问题，研究人员以实验和理论相结合对电子自旋和轨道角动量在氟原子与氢分子的反应F+HD->HF+D中的影响进行了研究。实验方面，通过将交叉分子束方法、时间切片离子速度成像技术与近阈值电离技术相结合，应用高分辨的实验测量获得了产物转动量子态分辨的微分散射截面，并在微分散射截面前向散射方向观测到了一个独特的马蹄铁形结构。理论方面，发展了考虑电子角动量效应的量子动力学理论模拟方法，对这个独特的马蹄铁形动力学结构进行了解释。理论表明这个动力学结构是由具有正负宇称的自旋轨道分裂的共振分波的量子干涉导致的。这一研究结果表明自旋-轨道相互作用能够有效地影响化学反应动力学过程。中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心陈文韬博士是本论文的第一作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项（B类）的支持。（记者 汪乔）来源：中安在线