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原始清华大学清华泉水院士团队实现了微米超滑界面的直接特征物理系江万军课题组在拓扑量子磁性方面的研究进展生命学院杨雪瑞和厦门大学约会·。 伍尔夫合作发现eif3促进翻译早期扩展的新功能微电子所金鹤、吴华强团队开发了人工树突器件，实现了新型神经网络材料学院尹斛课题组的合作， 在灵活过渡性的一氧化氮生物传感器方面取得了重要进展环境学院邓吉明院士小组发表了综述论文，中国生态文明建设和大气污染控制的进展和挑战化学系李亚栋课题组发表了复盖元素周期表的单原子部位催化剂合成战略，并推出了新型甲酸电氧化催化剂清 最近，清华大学微纳米力学和多学科交叉创新研究中心郑泉水院士研究小组在结构超滑行业取得了重要进展，该员工创造性地提出了直接表现微米超滑接触界面的做法，以此研究超滑界面的多种缺陷对层间摩擦的影响 相关研究成果在《物理评论快报》( physical review letters )中题为“微米尺度石墨超滑界面的特征”( Characterization ofamicroscalesuperlubricgraphiteinterface ) 微米尺度石墨界面结构与摩擦力的对应关系 ( a )在具有自我恢复特性的样品1-3中，摩擦力几乎不依赖于正压力，插图是不具有自我恢复特性的样品8，摩擦力几乎与正压力成比例 ( b )样品2的界面形貌:下表面有台阶，上表面有突起 ( c )样品3界面形貌:上下表面没有缺陷结构 ( d )样品8界面形貌:上下表面都有台阶 图中尺寸棒都是1µ； m 摩擦是人类历史上研究和利用最古老、最基础、最重要的现象之一，对物理、工程、化学、生物等行业具有非常重要的意义。 现在工业国仍有约1/4的能源被摩擦消耗，约80%的机械零件发生故障，是磨损引起的 摩擦、磨损的存在成为迅速发展许多重要技术(航天器、高速铁路、计算机存储、微机电系统等)的瓶颈 郑泉水研究小组年开始的结构超滑技术是指2微米级以上固体接触之间几乎零摩擦、零磨损的现象 这项技术是通过石墨岛结构的“自我恢复”现象巧妙地实现的 过去被认为是“不可能”的这项技术的实现，一方面给上述问题带来了根本的处理路径，另一方面也给将来的许多有魅力的技术带来了难得的机会 在深圳市政府和深圳市坪山地政府的特别资金援助下，世界第一个结构超滑技术研究机构深圳清华大学超滑技术研究所在深圳成立 微米尺度界面结构的直接表现与观测到的摩擦现象之间的联系是这个行业多年来的挑战之一 本文报告的事业，首先通过实验迅速发展了反转微米级范德瓦尔斯层状材料接触界面上表面的技术，控制性地露出了本来隐藏在两个接触体之间的接触界面，实现了该界面的直接特征。 我们将这一技术应用于微米级石墨的超折射，首次直接说明了具有自我恢复特性的石墨岛。 其接触界面是两个单晶表面，且互不公度。 另外，在接触界面的一侧或两侧，埋入表层以下的内楼梯等内部缺陷结构有时受到关注，但在模拟和实验中，这些内部缺陷在低速时不影响接触界面的超滑动特性 与此相对，在不具有自我恢复特性的石墨岛上，在接触界面的一侧或两侧存在露出于表层的外部缺陷，例如台阶等结构，可知这些结构会引起很大的摩擦。 这个结果回答了困扰我们多年的问题。 为什么只有微米级的石墨界面的一部分具有自我恢复的特征？ 结果加深了超滑界面结构与摩擦行为之间联系的理解，也为超滑器件的设计提供了指导 郑泉水教授级博士课程王淇是论文第一作者，郑泉水和深圳清华大学研究院超滑技术研究所的葛苍宇博士是共同通信作者，论文合作者包括博士生王进、中国科学院物理研究所微加工实验室的全保刚副主任工程师。 这篇论文的第一单位是清华大学机械工程系和摩擦学国家要点实验室，合作单位包括清华大学工程系、清华大学微纳米力学和多学科交叉研究中心和中国科学院物理研究所集合状态物理国家实验室 复制链接: Journals.APS/PRL/ABSTRACT/10.1103/Physrevlett.125.026101物理系江万军课题组在拓扑量子磁性方面研究进展近期，清华大学物理系江万军课题组在拓扑 在年7月美国物理学会出版的国际权威志《物理评论快报》( physical review letters )中 布朗运动是一种非平衡状态的热力学现象，描述了进入液体中的微粒的随机运动行为 1905年爱因斯坦对布朗运动进行了理论研究，指出布朗运动的行为在各向同性、扩散系数和温度之间有线性关系 法国物理学家让·佩兰( jean perrin )也通过研究布朗运动，证实了物质的原子属性和爱因斯坦理论的正确性，并于1926年获得了诺贝尔物理学奖 但是直到今天布朗运动的研究从来没有停止过 有限温度下具有正负拓扑数的斯格明子的旋光性布朗运动 左图表示拓扑数q=-1的艉明子，右图表示q= +1的艉明子 上图是实验中观测到的糖明子根据温度的指数扩散关系 最近，来自清华大学和香港中文大学(深圳)的研究小组发现，磁性薄膜中斯格明子的布朗运动行为和爱因斯坦的理论预测有明显的区别 探针是具有受热扰动影响随机运动的自旋拓扑特性的准粒子 但是，尚未发现其自旋拓扑属性在随机热运动中的响应 在利用时间和空间分辨率的磁光克尔效应显微镜中，江万军课题组发现了斯格明子的旋转性布朗运动行为 依赖于斯格明子的自旋拓扑，具有逆拓扑电荷q=±。 一个斯格明子，布朗运动轨迹分别顺时针和逆时针旋转 由于缺陷的钉扎效应，还观测到扩散系数根据温度而存在指数依赖关系，这违背了爱因斯坦的线性温度扩散理论 这项事业的微磁学模拟和理论计算由香港中文大学(深圳)周艳副教授课题组博士后张溪超、夏静和博士后梁雪完成 这项研究不仅有助于理解拓扑磁结构的不平衡动力学，也能为未来自旋电子器件的开发和应用提供一定的指导方案 清华大学物理系级博士赵乐、博士后王子东和香港中文大学(深圳)博士后张溪超、博士后梁雪是复印共同第一作者、清华大学物理系江万军副教授和香港中文大学(深圳)周艳副教授是共同通信作者 论文的合作者是中国科学院物理所的于国强研究员、美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的王康隆教授、日本信州大学的刘小解教授 这项工作得到了国家自然科学基金、科技部要点研究开发计划、北京自然科学基金、清华大学自主科学研究计划理科专业、北京市高精尖芯片中心( icfc )等项目的支持。 论文链接: Journals.APS/PRL/ABSTRACT/10.1103/Physrevlett.125.027206 .清华大学生命学院杨雪瑞与厦门大学约会·； 伍尔夫合作发现eif3促进翻译早期扩展的新功能之前，《分子细胞》( molecular cell )期刊在线上发表了《eif3与80s核糖体的结合是翻译的扩展， 题为“促进线粒体的稳定性和肌肉健康”( EI F3 ASSOCIATIATETOOOMETHomotetranslationelongation )，mitochondrial homeostasis，And Muscll 报道了厦门大学迪特伍尔夫课题组和清华大学生生命学院杨雪瑞课题组在蛋白质翻译调控方面的最新合作研究成果。 蛋白质的翻译是细胞内基因表达和机体维持正常生理功能的基本过程，但翻译各阶段的基因特异性精密控制和分子机制还存在很多重要问题 经典理论认为真核翻译开始因子eif3在翻译开始阶段具有重要的功能 厦门大学迪特伍尔夫课题组与清华大学杨雪瑞课题组密切合作，通过质谱分析和核糖体分解( ribosome profiling )等大数据深度的发掘和分析，发现了意想不到的原创成果，eif3翻 这个控制功能对2000多个mrna前75个密码子的翻译扩张速度起着最重要的作用，这与线粒体膜有关 他们的研究表明，eif3在翻译的早期扩展阶段与80s核糖体相互作用，招募蛋白质翻译质量控制因素 eif3的这一功能与维持线粒体的正常生理功能和肌肉健康密切相关 基于这一发现，吴研究小组建立了eif3e+/-小鼠模型，发现这些小鼠在骨骼肌中大量积累了缺陷的线粒体，显示肌力下降和运动能力严重下降 eif3在翻译开始、扩增和新生蛋白靶向过程中的作用模型本文揭示了真核生物翻译过程中重要的起始因子家族eif3的新功能，采用eif3e缺陷小鼠模型eif3对线粒体生理功能和小鼠肌肉健康的 eif3对线粒体功能的重要意义也为与线粒体相关的重大疾病(如老年痴呆症、帕金森综合征及恶性肿瘤等)的未来研究及临床药物开发提供了新的思路和方向。 本论文由厦门大学迪特伍夫教授课题组与清华大学杨雪瑞课题组合作 研究将伍尔夫课题组翻译控制在分子机制研究中的成果与杨雪瑞课题组翻译组大数据深度的挖掘和分析对法学的积累相结合 厦门大学药学系教授迪特伍夫、助理教授程亚彬、清华大学生命学院副教授杨雪瑞是论文共同通信的作者 厦门大学博士生林英英(毕业)和清华大学生命学院博士生李发金是共同第一作者 杨雪瑞课题组的研究得到了国家要点研究开发计划“精确医学研究”的要点专业、国家自然科学基金委员会、清华大学自主科研项目的资助。 清华大学蛋白质研究技术中心基因测序平台及生物计算平台有力地支持了本课题的研究.。 论文链接: cell/molecular-cell/full text/s 1097-2765 ( 20 ) 30388-9清华大学微电子所钱鹤，吴华强团队开发了人工树突器件，新型神经网络最近，清华大学麦克风 相关研究成果是题为“基于人工树突的高效神经网络”( power-efficientneuralnetworkwithartificialdendrites )的“自然纳米技术”( nature nano techno 包括树突计算在内的新人工神经网络示意图生物神经元中的树突具有非常多而复杂的拓扑结构和动态过程，大脑中的树突特别多而复杂 多种生物神经系统的研究表明，树突具有非常重要的非线性时空新闻解决功能，这是大脑能够解决许多复杂任务，维持低功耗的重要原因之一 现在的人工神经网络大多将神经元简化为简单的点模型，将其计算功能简化为积分释放( integrate-and-fire )，忽视树突的新闻解决功能 通过这样的简化，人工神经网络与生物神经网络相比，在许多复杂的任务解决的灵活性、鲁棒性、功耗上依然存在很大的差异 在生物神经系统的电化学动态过程中，该研究小组通过材料系统的选择和器件结构的设计，制造了一种能模拟树突功能的新原理器件，再现了对生物树突信号的非线性滤波、积分和时间信号的解决方法 为了验证人工树突器件的计算功能，团队集成了开发的人工树突器件、基于导电性细丝的突触器件、基于莫氏( mott )相变的细胞器件，以及突触、树突、细胞三个重要的计算单元 实验结果表明，由于树突功能的引入，该互联网在解决许多有噪声的街道视图编号( svhn )数据集时，细胞的动态功耗降低了30倍，互联网的准确率提高了8%以上，系统整体功耗 将来，人们期待着通过设备、算法、电路、架构的共同创新和优化，进一步提高人工神经网络解决许多复杂的时空任务的能力，构建更智能的低功耗神经网络 受生物启发而制造的新原理树突器件再现了生物树突信号的非线性滤波、积分等功能 集成了突触、树突、细胞三种计算单元的新人工神经网络在svhn数据集上验证了功耗和准确率的显着特征。 钱鹤、吴华强教授团队长期致力于基于记忆电阻器的计算一体芯片技术研究，从器件性能优化、过程集成、电路设计和架构和算法等多方面实现了创新性突破，《自然》( nature )、《自然& 业界内顶尖的国际学术，如“通信”( nature communications )、“先进材料”( advanced materials )等顶级期刊，以及国际电子器件会议( iedm )、国际固体半导体电路大会( isscc )等 清华大学微电子所吴华强教授是本文的通信作者，清华大学微电子所李辛毅博士、唐建石助理教授和张清天博士是论文的共同第一作者 这项研究是与清华大学医学院以及大脑和智能实验室宋森研究员、麻省理工大学杨建华教授、阿里巴巴达摩院谢源教授、加利福尼亚大学圣巴巴拉分校邓磊博士等合作完成的 清华大学的研究者得到了国家自然科学基金委员会、科技部要点研究开发计划、北京市科学委员会、北京新闻科学技术国家研究中心等的支持 论文链接: nature/articles/s 41565-020-0722-5材料学院尹斛课题组合作在柔性过渡一氧化氮生物传感器方面取得了重要进展，清华大学材料学院尹斛研究小组通过设计新型柔性分解性。 这项研究成果为临床上一氧化氮相关疾病的健康判断、治疗优化和术后监测提供了新的思路 相关成果为“自然通信”( nature communications )下的“无线实时一氧化氮监测用柔性瞬态电化学传感器”( aflexibleandphysicallytransientelectrochemicalsens ) 生理环境中一氧化氮( no )浓度的检测对神经传播异常、身体炎症反应、心血管收缩/扩张等疾病的诊断和治疗很重要 以前传来的一氧化氮的检查方法依靠间接比色法测定或硬质不可分解的化学传感器，比色法测定不能提供实时持续的监测结果，但硬质的化学传感器与人体组织兼容性差，在二次手术中摘除植入物 提出了瞬态一氧化氮传感器的概念，设计和制造了可生物降解的柔性电化学传感器，成功检测出了一氧化氮 通过制造紧密结合的柔性分解性基底层、高稳定超薄纳米电极层和一氧化氮选择透过层，制造出响应快、检测灵敏、抗干扰性强的柔性no传感器器件，传感器具有可分解的特征，被生物体安全代谢， 柔性瞬态一氧化氮传感器结构示意图在体外实验中，传感器可以实现从细胞向各种生物组织释放一氧化氮的行为的检测 移植到体内后，可以通过无线传输系统远程监视骨关节腔炎症反应下的一氧化氮持续释放 这样柔软的过渡电化学传感器不仅具有用以往传递的方法不能连续实时测定一氧化氮的问题，还具有可以生物分解、不需要通过二次手术取出的显着特征 该研究为确定内源性一氧化氮的生理功能及其相关作用机制提供了新的研究方法，为柔性可降解生物传感器的设计和制造提供了新的思路。 柔性瞬态传感器实时监测软骨细胞和生物动物体内一氧化氮释放清华大学材料学院副教授尹斛是本文的通信作者，材料学院博士后李坤峰、北京创伤骨科研究所副研究员绘惠、清华大学电子系博士生马源及材料学院博士生的 合作者包括清华大学电子系副教授张开琳、盛兴、北京市创伤骨科研究所副主任技师景金珠、主管技师杰永生、天津医科大学研究员张栩、副研究员何金龙等。 本事业得到了国家自然科学基金、中国博士课程后基金、北京市自然科学基金和清华大学自主科学研究基金的支持 论文链接: nature/articles/s 41467-020-17008-8环境学院邓吉明院士团队发表了介绍中国生态文明建设和大气污染控制进展与挑战的综述论文，清华大学环境学院邓吉明院士团队在中国工程院刊《工程》( 随着社会经济的高速发展中国面临了过去30年来世界上最严峻、最多、杂、最难处理的酸雨、雾霾等地区的大气复合污染问题 研究中国大气污染控制的历史进行系统回顾和总结，指出中国的大气污染控制政策已经从强调污染排放控制到重视空气质量的持续改善(图1 )。 今后，从生态文明建设的角度出发，要更加重视改善健康利益，实现pm2.5和臭氧污染的共同改善，实现空气和气候利益的协同，努力社会经济的迅速发展和环境污染的脱钩 图1中国大气污染管理的重要历史和政策的发展是燃煤和二氧化硫污染控制、氮氧化物排放控制和微粒( pm2.5 )污染控制1980年以来中国南方、西南等省出现了大范围的酸雨污染。 到2006年，全国降雨平均ph持续下降，高峰年( 2006年)全国约1/3的地区面临酸雨问题，严重性相当于中欧地区的1980年代 燃煤污染排出的二氧化硫和氮氧化物是酸雨污染的主要原因 我国于1995年修改了大气污染防治法，加强了酸雨和煤炭的污染控制，2000年划分了“酸雨和二氧化硫控制区”(即“两控制区”划分)。 十一五期间，国家成功实施二氧化硫总量控制政策，加强对地方政府实行二氧化硫减排责任的政治审查，通过一系列经济和技术手段控制二氧化硫排放上升趋势，酸雨污染逐渐好转。 年，中国修改了《环境空气质量标准》，将对人体健康影响显着的微粒( pm2.5 )纳入监测指标 年，全国74个重点城市中只有3个能满足pm2.5年平均浓度限值 pm2.5污染源和成因多而复杂，部分污染源和部分污染物(如二氧化硫、氮氧化物)比较以前的政策和措施已经不能满足改善空气质量的要求，多部门、多区域共同努力，实现多种前体的大幅度削减， 在党中央的高层设计下，国务院制定了《大气污染防治行动计划(―)》(即《大气十条》) 该《行动计划》是国务院直接制定的针对环境污染问题的第一个大型行动计划，将加强煤炭火力发电电源、工业源、移动源、发尘源和居民源等多部门、多种污染前体的排放控制 生态文明建设理念的提出，使人从中央到地方都感到更确定的改善目标，提供了更强有力的政策激励，实行了更严格的控制措施。 年间，全国所有地级以上城市pm2.5年均浓度下降23%，京津冀、长三角、珠三角等三个地区分别减少40%、34%、28%。 尽管中国的pm2.5污染管理取得了显著进展，但中国的生态文明建设依然严重，大气污染管理依然面临着许多严峻的挑战 -全年，全国74个主要城市臭氧( o3 )，日最高8小时浓度的90分位数上升了20%，京津冀地区上升了24% 共同推进pm2.5和o3污染管理是推进生态文明建设的必要工作，需要综合化学机构、气象条件等多种复杂因素，优化制定o3前体减排的科学方案 从更大的角度来看，生态文明建设要关注社会经济快速发展给能源、环境、健康和气候等系统带来的诸多挑战，协助pm2.5、o3、温室气体和非常规污染物(汞等)的管理。 需要开发多系统结合的决策支持模型，为中国积极应对大气污染和气候变化，继续推进生态文明建设提供理论和技术支持 这篇论文的工作得到了国家要点研究开发计划和国家自然科学基金等项目的支持 清华大学环境学院邓吉明院士和王书肖教授是论文通信的作者，环境学院鲁玺副教授、张少君助理教授和邢佳副教授是论文共同的第一作者 环境学院的段雷教授、吴烨教授是论文合作的作者 论文链接: science direct/science/article/PII/s 209580920301430？ via%3dihub化学系李亚栋课题组发布了复盖元素周期表的单原子部位催化剂合成战略，发现新型甲酸电氧化催化剂最近在清华大学化学系李亚栋院士和王定胜副教授团队在《自然·》中的化学》( Nature Cheme ) 是“用一般的主客体合成战略制造铱碳氮单原子位催化剂，用于甲酸氧化反应”( iridium single-atomcatalystonnitrogen-dopedcarbonforformicacidxidation ) dusingageneralhost-guest strategy )的重要成果该团队迅速发展了周期表不同的族金属单原子位催化合成战略，从中发现了第一个具有高效甲酸氧化性能的铱类单原子催化剂，异常有效 金属单原子催化剂作为新的催化剂材料，不仅可以最大化金属原子的利用效率，而且由于独特的电子和空间结构，有可能显示出与块体材料完全不同的性质 这种性质的差异包括发现新物质及其新性质的巨大机会 新材料的共同合成方法是发掘其新性质的重要前提和基础 研究人员迅速发展了用于合成多种氮掺杂载碳金属单原子位点催化剂( m1/ cn、m = pt、ir、pd、ru、mo、ga、cu、ni、mn )的通用主客体化学合成策略 这是因为，基于主客体化学，在原位结晶生长的条件下，将金属前体封入笼状的金属有机框架孔中，在金属有机框架( zif )中形成金属前体均匀分散的主客体结构，通过之后的高温烧成，金属前体分解 主客体战略合成单原子位点催化剂示意图和铱单原子位点结构显示出该方法相当普遍，可以实现在靶元素周期表中位于3d、4p、4p、5d的具有催化活性的各种金属单原子位点材料的合成 在这些材料中，单原子材料对甲酸电催化氧化反应( faor )显示出与水相材料不同的性质 一直以来传递的pd、pt纳米粒子是高效的faor催化剂，其单原子pd1/cn和pt1/cn没有显示出可检测的甲酸氧化电流 另外一方面，在本体相情况下，几乎惰性的ir粒子的尺寸下降到单原子水平，显示极高的甲酸电氧化性能 主客体策略用于3d、4p、4p、5d区域( pt、ir、pd、ru、mo、ga、cu、ni、mn )的单原子位点材料的合成循环伏安法测量，ir1/cn的峰值电流密度达到12.9 a/mgir 10-3a / mgir )，达到商业pd/c的16倍和商业pt/c的19倍的水平 另外，ir1/cn表现出对前所未有的co的抗中毒性 第一原理密度泛函理论明确了ir1/cn的性质来源于ir位点的空间隔离及其独特的电子结构 本研究发现，将金属纳米粒子缩小为单一原子带来了前所未有的优异催化性能，开发了新的faor催化系统，为发现其他新的单一原子材料的新性质奠定了基础。 铱单原子部位催化剂的甲酸氧化性能特点和机理研究文案的通讯作者是清华大学化学系李亚栋院士和王定胜副教授，第一作者是化学系博士后李治、博士生陈远均和博士后冀淑方 本研究得到了科技部的要点研究开发计划、国家自然科学基金和北京市科委项目的支持 课题组的相关研究工作得到了清华大学理论化学中心、中国科学院物理所、北京化学工业大学、北京工业大学等单位的计算和技术支持。 论文链接: nature/articles/s 41557-020-0473-9过去回顾清华报考！ 请检查年度各省招生小组的联系方法(完整版)清华推荐《暑假书》。 我希望你喜欢。 大学四年，在清华成长的n种可能性我实现了童年的梦想，考上了清华！ 实用！ 清华学子7个学习“锦囊”，请点击查源|航空院物理系生命学院微电子所材料学院环境学院化学系排版|冯佳琪原标题:“科技前端|最近的科研成果扫描”请阅读原文
