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2015年发表论文的团队

发布时间:2024-07-02 07:37:32

2015年发表论文的团队

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第一作者:钮峰

通讯作者:涂文广教授,周勇教授,邹志刚教授

通讯单位:香港中文大学(深圳)理工学院

论文DOI:10.1021/acscatal.2c00433

全文速览

通过醇和胺的C-N偶联是工业中合成不同有机胺的重要反应路径,而这一过程往往需要在高温高压等较苛刻的条件下进行。因此,本工作中,我们设计了一种基于CdS-Pd单原子体系催化剂用于实现高效可光催化苯甲醇和苯胺的C-N偶联反应获得二级胺。通过实验研究发现,Pd与CdS表面的悬挂S原子原位配位形成单一Pd-Sx物种。该催化剂的可见光催化C-N偶联的二级胺产率接近100%,同时释放出可观的绿色能源氢气(11.8 mmol gcat-1h-1)。机理研究与分析表明,苯甲醇上脱去的H+较容易吸附到长寿命的•Pd-Sx中间态物种而形成H-Pd-Sx中间体。最后,吸附的H又容易脱附,加成到苄烯苯胺的N上,实现氢转移,完成亚胺的加氢过程,得到最后所需要的二级胺产物苄基苯胺。整个过程中,H的吸脱附可以循环进行,因此Pd-Sx配位物种可以作为有效的氢转移的桥梁实现加氢过程。此外,该光催化剂体系具有较好的底物适应性和循环能力。这一工作将为温和条件下实现高效C-N偶联反应提供一种新的思路。

背景介绍

随着工业的发展与进步,有机胺广泛应用于农业、医药、家居、军工等领域,其合成在工业生产中有着越来越明显的重要性。基于“借氢机制(氢转移)”,通过胺与醇的C-N偶联被认为是一种较为绿色的合成有机胺的理想路径。这一过程主要包含醇的脱氢、亚胺的生成以及亚胺的加氢这三个主要步骤。其中醇的脱氢是整个反应的决速步骤。然而,基于这一机制,在热催化合成有机胺的过程中存在一些缺点:(1)醇的脱氢决速步骤需要较苛刻的条件(高温高压);(2)易发生过度偶联,使得产物分布广,不利于分离;(3)反应中使用的催化剂多为高负载量的负载型贵金属催化剂(如Ru/Al2O3、Pd/Al2O3、Rh/Al2O3等),成本较高。因此,开发出高效低成本的催化剂具有一定的挑战性。近年来,利用光氧化还原技术实现常温常压条件下有机胺的合成引起了广泛的关注。研究者们通常采用一些贵金属有机配合物分子进行均相催化反应,但反应后催化剂难以进行分离,在实际工业生产中难以大规模应用。而采用传统的半导体光催化剂进行多相催化反应,则可以有效解决这一难题。然而仅仅依靠半导体本身的催化能力,很难达到较高的催化活性,实际应用过程中往往需要通过负载一些助催化剂或表面修饰来提高催化性能。近些年,单原子催化被认为是较有前景的领域。单原子催化剂由于其独特的电子结构和较高的原子利用效率而表现出优异的催化活性,被广泛应用于光催化水分解制氢、二氧化碳还原、固氮和有机物降解等领域。因此,我们课题组设计开发了一种单原子光催化剂CdS-Pd,该催化剂可以有效地用于可光催化苯甲醇和苯胺的C-N偶联反应,获得具有工业应用价值的二级胺。同时反应过程中释放出清洁能源氢气。这一工作将为温和条件下实现C-N偶联反应提供一种新的途径。

本文亮点

1. 本工作通过Pd原子与CdS表面的悬挂S原子原位配位制备了一种CdS-Pd的单原子光催化剂,该催化剂可以实现高效可光催化苯甲醇和苯胺的C-N偶联反应获得近100%产率的二级胺N-苄基苯胺以及较高的产氢活性。

2. 实验和理论计算结果证实了,相比于Pd纳米颗粒助催化剂负载的CdS,单一Pd-Sx物种能够有效捕获光生电子,使其具有较长的寿命,而且氢在Pd-Sx物种上的吸脱附能力较强,从而可以作为有效的氢转移载体实现亚胺的加氢,得到目标产物二级胺。

3. 此外,在优化的反应条件下,该催化剂具有较好的稳定性,以及对不同醇类和取代胺的C-N偶联反应具有良好的底物适应性。

图文解析

本工作中,首先我们采用水热法制备了六方晶系结构,颗粒尺寸约为50 nm的纳米球形CdS,其带宽约为2.2eV( 图1 a )。随后,在可见光催化C-N偶联反应过程中加入PdCl2溶液原位合成单原子催化剂CdS-Pd SAs。作为对比,我们采用浸渍法制备了Pd纳米颗粒负载的CdS催化剂CdS-Pd NPs。从图1b的XPS图谱可以看出,光催化反应后的CdS中事实上存在Pd元素。结合能336.7 eV和342 eV分别对应Pd 3d5/2和Pd 3d3/2,表明Pd以2+价态形式存在,而非单质态。因此,我们可以初步推测反应后,Pd与CdS进行了一定的配位。

图1 CdS和CdS-Pd SAs单原子催化剂的结构表征

为了进一步确定反应后Pd的状态以及与CdS的配位环境,我们对样品分别进行了X射线精细结构谱(XAFS)和球差电镜的表征。从图3d可以明显看出反应后的CdS表面上的Pd物种既不是二价态也不是单质态,而是以一定配位的形式存在。通过对样品CdS-Pd SAs中Pd的K-edge EXAFS图谱进行拟合,可以得出Pd-S的配位数约为3( 表1 )。通过进一步的HAADF-STEM和 EDS mapping图可以清晰地看到Pd以单原子形式均匀地分散在CdS上( 图1 e-j )。因此,综合上述表征方法,我们可以初步证实在光催化反应过程中,PdCl2以Pd-S配位键的形式将Pd原子锚定在了CdS载体上,为光催化反应过程提供一定的反应活性中心。

表1 样品CdS-PdSAs中Pd的EXAFS拟合数据

CN , coordination number; R , bonding distance; σ 2, Debye-Waller factor; Δ E0 , inner potential shift.

为了进一步研究CdS表面的S对催化反应的影响,我们首先对CdS进行了不同程度的表面修饰(400 oC高温煅烧:CdS-400;双氧水表面腐蚀:CdS-H2O2)。从图2 a可以看出,采用不同的手段修饰后,CdS的结构并未发生明显变化,仍然是结晶度较好的六方晶系结构。CdS、CdS-400和CdS-H2O2的能带分别为2.21、2.12和2.2 eV,即能带结构也未发生明显变化( 图2 b )。从图2 c和d可以明显看出, CdS通过表面修饰之后,Cd 3d和S 2p均向高结合能偏移,而且偏移程度随着修饰强度增强而增大。这主要是由于CdS修饰后产生了一定的S空位,使得表面部分Cd暴露,从而改变了Cd和S的周边电子云密度分布。

图2 修饰前后的CdS结构表征

在常温常压氮气气氛下,我们采用苯甲醇和苯胺的C-N偶联作为模型反应对所制备的催化剂进行可见光催化活性评价( 图3 )。首先我们确定了暗反应、无光催化剂以及只有PdCl2的情况下该模型反应没有任何催化活性。在添加PdCl2的条件下,我们对不同的半导体光催化剂进行了活性筛选,发现只有CdS能有效地进行光催化C-N偶联生成二级胺(N-苄基苯胺),产率高达1.48 mmolgcat-1h-1。而其他半导体催化剂在反应过程中只能催化生成亚胺(N-苄烯苯胺),且普遍产率较低(< 0.12 mmolgcat-1h-1)。

图3 可见光催化C-N偶联反应的催化剂活性筛选

基于CdS对该反应的催化特异性,我们测试了其苯胺的转化率及产物的选择性随时间的变化曲线。从图4b可以看出,随着反应的进行,苯胺的转化率不断提高,当反应达到16 h后,底物苯胺几乎完全转化。随着反应的进行,亚胺(N-苄烯苯胺)的选择性不断降低,而二级胺(N-苄基苯胺)的选择性不断提高,表明反应过程中逐步完成了亚胺的加氢过程。

为了进行对比,我们采用浸渍法提前将Pd纳米颗粒沉积到CdS表面上并进行光催化活性评价。从图4c我们发现,沉积Pd纳米颗粒的CdS催化活性是单一CdS活性的4倍。这主要是由于Pd纳米颗粒作为助催化剂可以有效地提高光生载流子的分离效率。而当我们将Pd以PdCl2的形式加入到反应体系中时,催化活性是单一CdS活性的约6.4倍。而且产物中出现了二级胺(N-苄基苯胺)。也就是说反应体系中原位加入PdCl2能够促使该反应完成加氢过程,有效实现氢转移。因此,我们可以初步推断,光催化反应过程中Pd和CdS表面悬挂的S作用产生的Pd-S物种对实现C-N偶联起到至关重要的作用。此外,在反应过程中我们可以检测到氢气的生成。从图4d可以看出,单一的CdS在反应过程中几乎不产生氢气。而CdS-Pd SAs产氢速率达到11.8 mmolgcat-1h-1,是CdS-Pd NPs的约2.7倍,CdS的近10倍。这一结果也与苯胺转化率的差异相吻合。

为了验证CdS表面的S与Pd作用形成了Pd-S物种,从而提高了C-N偶联反应性能,我们对CdS进行了不同程度的表面修饰。从图4e可以明显看出,随着表面修饰的增强,反应的活性逐渐下降,而且产物苄基苯胺的选择性也随之下降。这也就意味着,当我们遮盖或者去除部分S位点,反应底物在催化剂表面的吸附性能下降,从而导致反应活性降低。另一方面,由于S空位的增多,使得Pd原子很难与S进行配位产生Pd-S物种,从而无法完成C-N偶联反应过程中的氢转移,也就不能得到饱和的目标产物二级胺N-苄基苯胺。

图4 可见光催化活性评价

为了研究在光催化反应过程中不同自由基的作用,我们进行了捕获实验。从图5a可以看出,当体系中加入叔丁醇和苯醌来分别捕获•OH和•O2-,反应的活性基本没有发生变化,说明体系中的这两种自由基对反应基本没有贡献。而当体系中加入草酸铵捕获光生空穴后,产率降为原来的1/3,加入过硫酸钾捕获光生电子后,产率降为0。这一结果表明,光生电子和空穴在光催化C-N偶联反应中有着重要作用。

接着,我们采用超快光谱(TAS)来揭示光照下不同催化剂的载流子衰减动力学。图5b为不同催化剂的瞬态吸收图谱以及拟合曲线。采用双指数模型拟合可获得两个弛豫时间τ1和τ2。Τ1代表导带电子到过渡态的捕获时间,τ2代表电子与过渡态或者价带空穴复合的时间。通过对比,CdS-Pd Sas的弛豫时间明显要长,也就是说,在反应过程中CdS表面单原子态的Pd配位物种Pd-Sx可以作为电子陷阱来捕获光生电子,提高载流子的分离效率,从而加速光催化C-N偶联。另外,从CdS导带转移到过渡态Pd-Sx中间体的弛豫时间更长,更利于氢原子的吸附。

为了研究不同催化剂对于H的吸附以及转移能力,我们做了一个N-苄烯苯胺加氢的模型反应。从图5c可以明显看出,对于单原子态的CdS-Pd SAs催化剂,N-苄烯苯胺较容易实现光催化加氢到苄基苯胺产物,而单质态的Pd(CdS-Pd NPs)催化剂无法实现加氢过程。这也证明了单原子态的CdS-Pd SAs可以很好地吸附H并完成氢转移,从而实现加氢过程得到二级胺N-苄基苯胺。

基于以上的机理表征分析,我们可以给出一个可能的反应机理和路径( 图5d )。光催化反应前,当体系中同时加入CdS催化剂和PdCl2时,PdCl2很快吸附到CdS表面上与表面悬挂的S原子形成Pd-Sx的配位物种。当CdS被光激发后,表面的Pd-Sx配位物种可以有效捕获光生电子,形成•Pd-Sx中间态物种,同时光生空穴能够脱去苯甲醇上的质子,将其氧化成苯甲醛。然后生成的苯甲醛与苯胺进行亲核加成反应,产生醇胺中间体。由于醇胺非常不稳定,很快脱水生成亚胺。苯甲醇上脱去的H+较容易吸附到长寿命的•Pd-Sx中间态物种形成H-Pd-Sx。最后,吸附的H又容易脱附,加成到N-苄烯苯胺的N上,实现氢转移,完成亚胺的加氢过程,得到最后的目标产物N-苄基苯胺。整个过程中,H的吸脱附可以循环进行,因此Pd-Sx物种可以作为有效的氢转移的桥梁实现加氢过程。此外,过多的吸附H可以从H-Pd-Sx上脱附产生H2。

图5 反应机理表征及推测

我们通过DFT模拟计算进一步验证了为什么单原子态的CdS催化剂CdS-Pd SAs可以很好地实现光催化C-N偶联生成N-苄基苯胺( 图6 )。结合EXAFS拟合结果,我们以Pd-S三配位的形式作为计算模型来研究H吸附和反应过程。对于催化剂CdS-Pd NPs来说,在位点1和2的H吸附能分别为-2.801 eV和-2.936eV,而催化剂CdS-Pd SAs的H吸附能为-1.954 eV。通过过渡态能量搜索,可以得出,Pd纳米颗粒负载的CdS-Pd NPs的加氢能垒为0.38 eV,而对于单原子态的CdS-Pd SAs来说,由于形成的Pd-Sx配位物种能够有效地吸附和脱附H,因此脱附的H直接加成到亚胺的不饱和C上,完成加氢过程。

图6 DFT模拟计算

总结与展望

总的来说,我们设计开发了一种CdS-Pd单原子光催化剂,该催化剂可以有效地用于可光催化苯甲醇和苯胺的C-N偶联反应,获得具有工业应用价值的二级胺。同时反应过程中释放出清洁能源氢气。结合实验以及模拟计算,我们推测Pd在光催化反应过程中与CdS表面的S原位配位形成Pd-Sx中间物种,而这一中间体可以提高载流子分离效率以及有效地进行H的吸脱附,构成Pd-Sx •Pd-Sx H-Pd-Sx Pd-Sx的循环过程,实现氢转移,完成亚胺的加氢过程,得到目标产物N-苄基苯胺。整个过程中,Pd-Sx中间体可以作为有效氢转移的桥梁实现加氢过程。此外,该催化剂体系具有较好循环能力和底物适应性。这一工作将为温和条件下实现C-N偶联反应提供一种新的思路。

作者介绍

钮峰 ,博士毕业于法国里尔大学(法国国家科学研究中心)(导师Andrei Khodakov教授和Vitaly Ordomsky研究员)。2020年8月加入香港中文大学(深圳)邹志刚院士团队从事博士后研究。以第一作者在ACS Catalysis,Green Chemistry,Solar Energy Materials & Solar Cells等期刊上发表SCI论文12篇。目前主要研究方向为多相热催化、光催化能源转化。

涂文广 ,2015年获南京大学物理学院博士学位。2015至2020年在新加坡南洋理工大学从事研究博士后研究工作。2020年6月起任职于香港中文大学(深圳)理工学院。主要从事于低维光电材料表界面结构的精准设计与构建,实现太阳能驱动下的小分子转换,取得了一系列重要成果,迄今为止已在Nature Communications, Advanced Material, Advanced functional Material, ACS Catalysis, ACS Energy Letters等期刊上发表论文70余篇, SCI被引超过8000次,H指数为44。

周勇 ,香港中文大学(深圳)兼职教授。2009 年9月被南京大学物理学院按海外人才引进回国工作,加入南京大学环境材料与再生能源研究中心,聘为教授。主要从事:1、人工光合成二氧化碳转化为可再生碳氢燃料;2、光电材料的设计和构建;3、高效、低成本钙钛矿太阳能电池产业化应用研究。近五年来,以第一作者或通讯作者在 国际重要期刊上发表论文超过 60 篇,其中包括 J. Am. Chem. Soc. (1 篇)、Adv. Mater. (2 篇)、Adv. Funct. Mater. (1 篇)和 Nano Lett. (1 篇),受邀以第一作者或通讯作者撰写 2 篇综述论文。近五年论文他引超过 1600 次,5 篇论文入选 Web of Science 统计的“过去十年高被引论文”, H 指数 46。光催化还原 CO2 研究成果作为主要研究内容,荣获 2014 年国家自然科学二等奖(排名第四)。主编三本英文专著(Springer 等出版社出版)。多次受邀在国内外相关学术会议上做邀请报告或主持会议。担任 Current Nanoscience 中国地区编辑和 Mater. Res. Bull.编委。主持承担国家基金委、 科技 部 973 项目等项目。入选教育部新世纪人才(2010 年)、江苏省首届杰出青年基金(2012年)。

邹志刚 ,2003年凭为教育部“长江学者奖励计划”特聘教授,国家重点基础研究发展计划“973”项目首席科学家,教育部创新团队带头人,2015 年当选中国科学院院士,2018 年当选发展中国家科学院院士。主要从事新型可再生能源与环境材料方面的研究,邹院士在光催化领域做出了卓越的贡献,被媒体称为“光催化领域的前行者”。邹志刚院士已在 Nature等国际一流期刊上发表论文 602 多篇,H指数 74,连续 5年入选爱思唯尔材料科学高被引学者,是材料领域有国际影响力的学术带头人。申请中国发明专利 200 多项,其中 83 项已获授权;承担两届国家重大基础研究计划 973 项目、国家自然科学基金中日合作项目、 科技 部国际合作重大项目等多项科研项目;获国家自然科学二等奖 1 项、江苏省科学技术一等奖 2 项,作为第一完成人获第 46 届日内瓦国际发明展金奖及阿卜杜拉国王大学特别奖各 1项。

拉尔夫·巴里克现年67岁。

拉尔夫·巴里克(Ralph Baric),男,美国人,美国北卡罗莱纳大学流行病学系教授,有“冠状病毒之父”之称。

1989年,巴里克公开了对病毒基因重组的研究。2003年,巴里克在德特里克堡生物实验室,克隆了具有传染性的SARS病毒毒株。2008年11月25日,巴里克团队发表论文《合成重组的SARS样冠状病毒对培养细胞和实验鼠具有传染性》。2015年11月,巴里克团队发表论文说,他们成功制作了一种“嵌合体”病毒,这种“嵌合体”病毒对人类细胞有传染性。

拉尔夫·巴里克获得的专利

巴里克团队拥有与合成病毒相关的多项专利。巴里克曾在多个场合承认,他的团队掌握了合成多种冠状病毒的独家技术。巴里克的多项授权专利的发明人中出现了德特里克堡的研究人员。

2002年4月,一项编号为7279327的专利进行申请,2007年10月获批,名为“制作重组冠状病毒的方法”。

中国青年团队发表的论文

【新智元导读】 2月25日,清华大学工程物理系唐传祥研究组与合作团队在《自然》上发表研究论文《稳态微聚束原理的实验演示》,报告了一种新型粒子加速器光源「稳态微聚束」的首个原理验证实验。与之相关的极紫外光源有望解决自主研发光刻机中最核心的「卡脖子」难题。

最现代的研究用光源是基于粒子加速器的。

这些都是大型设施,电子在其中被加速到几乎是光速,然后发射出具有特殊性质的光脉冲。

在基于存储环的同步辐射源中,电子束在环中旅行数十亿转,然后在偏转磁体中产生快速连续的非常明亮的光脉冲。

相比之下,自由电子激光器(FEL)中的电子束被线性加速,然后发出单次超亮的类似激光的闪光。

近年来,储能环源以及FEL源促进了许多领域的进步,从对生物和医学问题的深入了解到材料研究、技术开发和量子物理学。

现在,一个中德团队证明,在同步辐射源中可以产生一种脉冲模式,结合了两种系统的优点。

2月25日,清华大学工程物理系教授唐传祥研究组与来自亥姆霍兹柏林材料与能源研究中心(HZB)以及德国联邦物理技术研究院(PTB)的合作团队在Nature上发表了题为《稳态微聚束原理的实验演示》( Experimental demonstration of the mechanism of steady-state microbunching )的论文。

报告了一种新型粒子加速器光源「稳态微聚束」(Steady-state microbunching,SSMB)的首个原理验证实验。

该研究与极紫外(EUV)光刻机光源密切相关,有望为EUV光刻机提供新技术路线。

SSMB光源首个原理验证实验,中德团队登上Nature

同步辐射源提供短而强烈的微束电子,产生的辐射脉冲具有类似于激光的特性(与FEL一样),但也可以按顺序紧密跟随对方(与同步辐射光源一样)。

大约十年前,斯坦福大学教授、清华大学杰出访问教授、著名加速器理论家赵午和他的博士生Daniel Ratner以提出了「稳态微束」(SSMB)。

赵午教授

该机制还应该使存储环不仅能以高重复率产生光脉冲,而且能像激光一样产生相干辐射。

来自清华大学的青年物理学家邓秀杰在他的博士论文中提出了这些观点,并对其进行了进一步的理论研究。

2017年,赵午教授联系了HZB的加速器物理学家,他们除了在HZB操作软X射线源BESSY II外,还在PTB操作计量光源(MLS)。

MLS是世界上第一个通过设计优化运行的光源,在所谓的 「低α模式 」下运行。

在这种模式下,电子束可以大大缩短。10多年来,那里的研究人员一直在不断开发这种特殊的运行模式。

HZB的加速器专家Markus Ries解释说:「现在,这项开发工作的成果使我们能够满足具有挑战性的物理要求,在MLS实证确认SSMB原理」。

「SSMB团队中的理论小组在准备阶段就定义了实现机器最佳性能的物理边界条件。这使我们能够用MLS生成新的机器状态,并与邓秀杰一起对它们进行充分的调整,直到能够检测到我们正在寻找的脉冲模式」,HZB的加速器物理学家Jörg Feikes说。

HZB和PTB专家使用了一种光学激光器,其光波与MLS中的电子束在空间和时间上精确同步耦合。

这就调制了电子束中电子的能量。

「这使得几毫米长的电子束在存储环中正好转了一圈后分裂成微束(只有1微米长),然后发射光脉冲,像激光一样相互放大」,Jörg Feikes解释道。

「对相干态的实验性探测绝非易事,但我们PTB的同事开发了一种新的光学检测装置,成功地进行了探测。」

SSMB概念提出后,赵午持续推动SSMB的研究与国际合作。

2017年,唐传祥与赵午发起该项实验,唐传祥研究组主导完成了实验的理论分析和物理设计,并开发测试实验的激光系统,与合作单位进行实验,并完成了实验数据分析与文章撰写。

揭示SSMB作为未来光子源潜力的关键一步,是在真实机器上演示其机制。在新的论文中,研究人员报告了SSMB机制的实验演示。

SSMB原理验证实验示意图

实验表明,存储在准等时环中的电子束可以产生亚微米级的微束和相干辐射,由1,064纳米波长激光器诱导的能量调制后一个完整的旋转。

结果验证了电子的光相可以在亚激光波长的精度上逐次相关。

SSMB原理验证实验结果

在这种相位相关性的基础上,研究人员通过应用相位锁定的激光器与电子轮流相互作用来实现SSMB。

该图示直观地展示了如何通过激光调制电子束来产生发射激光的微束,是实现基于SSMB的高重复性、高功率光子源的一个里程碑。

有望解决EUV卡脖子难题

没有顶尖的光刻机,是我国半导体行业发展的最大瓶颈。

光刻机的曝光分辨率与波长直接相关,半个多世纪以来,光刻机光源的波长不断缩小,芯片工业界公认的新一代主流光刻技术是采用波长为13.5纳米光源的EUV(极紫外光源)光刻。

大功率的EUV光源是EUV光刻机的核心基础。简而言之,光刻机需要的EUV光,要求是波长短,功率大。

EUV光刻机工作相当于用波长只有头发直径一万分之一的极紫外光,在晶圆上「雕刻」电路,最后将让指甲盖大小的芯片包含上百亿个晶体管,这种设备工艺展现了人类 科技 发展的顶级水平。

而昂贵的EUV光刻机也正是实现7nm的关键设备,目前,荷兰ASML是全球唯一一家能够量产EUV光刻机的厂商,而由于禁令,我国中芯国际订购的一台EUV仍未到货。

如果中国大陆无法引入ASML的EUV光刻机,则意味着大陆将止步于7nm工艺。

目前ASML公司采用的是高能脉冲激光轰击液态锡靶,形成等离子体然后产生波长13.5纳米的EUV光源,功率约250瓦。而随着芯片工艺节点的不断缩小,预计对EUV光源功率的要求将不断提升,达到千瓦量级。

SSMB光源的潜在应用之一是作为未来EUV光刻机的光源。它们产生的类似激光的辐射也超出了 "光 "的可见光谱,例如在EUV范围内,最后阶段,SSMB源可以提供一种新的辐射特性。脉冲是强烈的、集中的和窄带的。可以说,它们结合了同步辐射光的优势和FEL脉冲的优势。

可以说,基于SSMB的EUV光源有望实现大的平均功率,并具备向更短波长扩展的潜力,为大功率EUV光源的突破提供全新的解决思路。

EUV光刻机的自主研发还有很长的路要走,基于SSMB的EUV光源有望解决自主研发光刻机中最核心的「卡脖子」难题。

关于作者

本文的通讯作者唐传祥教授是清华大学的博士生导师。

1992年9月-1996年3月,考入 清华大学工程物理系硕博连读。1996年3月获得工学博士学位, 博士学位论文为“用于北京自由电子激光装置的多腔热阴极微波电子枪的研究”。

1996年4月获得博士学位后,留校工作。

1996年7月 1998年6月期间,作为访问学者到德国DESY工作2年。在DESY工作期间,主要进行超导加速结构的优化及测量研究,并与J. Sekutowicz, M.Ferrario等合作提出了Superstructure的超导加速结构。

1998年6月回国后,继续在清华大学从事加速器物理、高亮度注入器、汤姆逊散射X射线源、自由电子激光、新加速原理与新型加速结构、电子直线加速器关键物理及技术、加速器应用等方面的研究。

参考资料:

我认为学术水平与年龄无关,与自己的自我认知有关。

中国29岁美女科学家发6篇Science论文获百万大奖。

2022年10月31日达摩院青橙奖名单公布,首次有4位女青年科学家获奖,每人奖金为100万元,西湖大学生命科学学院副研究员白蕊位于获奖名单之中,据悉29岁的西湖大学女科学家百蕊是完全由本土培养的青年学者,从7年前开始跟随施一公院士扎入RNA剪接体研究,经过多年努力,她参与并主导完成了全球唯一覆盖完整RNA循环的系列成果,目前这名青年科学家获评青城将以第一和共同第一作者身份在Science上发表6篇论文,实现多项世界级突破。

科研的成功与年龄无关

科研的成功与年龄无关,主要是看个人能力。白蕊在科研上并不缺少天赋,她自己也承认,她在某些方面做得还不够好。但是,要知道:能把自己所做出来的事情做到最好,并且最终取得成果,这才是一个科研人员应该做的事情,在笔者看来,白蕊将来的发展方向应该是在高校里,攻读双博士学位。

学术水平与年龄并没有必然关系。

年龄并不会影响学术水平。百蕊的成长之路是相当励志的,内蒙古普通家庭出身的,百蕊从初中开始就坚定了一个目标,那就是生物科学在大一的时候就决定不要出国,第1次保研清华去施一公的实验室以失败告终。经过不断的努力之后,终于得偿所愿,据悉仅仅用了半年时间,白蕊就成为了施一公实验室课题组的骨干成员,4年的博士生涯里共发表了高水平研究论文9篇。目前白蕊是世界上唯一一个捕获全部类型剪接体团队的核心人员,掌握了世界领先的剪接体生化研究技术

参考资料范文:历史 青年 责任共青团是党缔造的,是党领导的先进青年的群众组织。共青团与党的特殊关系,以及自身的先进性和肩负的历史使命,决定了共青团只有坚持党的领导,坚定不移地跟党走,才能始终保持正确的前进方向,在祖国社会主义现代化建设中发挥出应有的作用。共青团与党有着特殊的政治关系,党的政治纲领决定了团的奋斗目标,铸就了团员青年追求的理想信念;党的指导思想是团的行动指南,构筑了团员青年的强大精神支柱;党在各个时期的中心任务是共青团的奋斗目标,激励团员青年为之贡献力量。共青团近八十年的奋斗历程表明,正是因为有了中国共产党的坚强领导,有了正确的指导思想,才在革命、建设和改革的各个历史时期,紧跟党走在时代的前列,为我们党战胜一个又一个艰难险阻,夺取一个又一个胜利做出了积极的贡献。“党有号召,团有行动”,就是共青团这种光荣传统的生动写照。其次,这是由共青团组织的先进性决定的。中国共产党作为工人阶级的先锋队,先进性是其本质的集中体现。共青团作为党领导的先进青年的群众组织,同样也离不开先进性。在新的历史条件下,共青团保持先进性,就必须以“三个代表”的重要思想为指导,紧跟党走在时代的前列。共青团的先进性不是抽象的,而是具体的,它既体现在组织的行为中,也体现在组织成员的行为中。对于团的组织而言,首先必须按照“三个代表”的要求,全面推进新世纪团的建设;必须始终坚持党的领导,使青年运动沿着党指引的正确方向前进;始终坚持培育“四有”新人的根本任务,引导青年按照党的要求健康成长。对于共青团员而言,必须以“三个代表”的要求严格规范自己,牢固树立模范带头意识,在青年中发挥好模范带头作用,增强作为团员的光荣感和责任感。第三,这是共青团青年肩负的光荣使命决定的。新世纪新阶段共青团的光荣使命是,团结带领全国亿万青年积极投身全面建设小康社会的伟大实践,为实现我们党推进现代化建设,完成祖国统一,维护世界和平与促进共同发展的三大历史任务,在中国特色社会主义道路上实现中华民族伟大复兴而奋斗。要肩负起这样的光荣使命,就必须牢牢把握当代青年运动的主题,用共同理想凝聚青年,用科学理论武装青年;就必须始终坚持当代中国青年运动的政治方向,在党的领导下,同人民紧密结合,为祖国奉献青春;就必须团结带领广大青年紧跟党走在时代的前列,艰苦创业,开拓进取,在全面建设小康社会的伟大实践中充分发挥生力军作用。学习实践“三个代表”和科学发展观重要思想是团员我们青年在新的历史条件下的健康成长之路。按照“三个代表”的要求健康成长,既体现了党对我们青年成长的一贯要求,又具有鲜明的时代特征,将我们青年成长的方向与我们青年成长的基本途径有机统一起来。团员我们青年要认真学习“三个代表”重要思想,准确理解和深刻把握党的基本路线、方针和政策,充分认识我们党是代表中国先进生产力的发展要求、中国先进文化的前进方向和中国最广大人民的根本利益的马克思主义政党,是与时俱进、开拓创新的党,是充满生机与活力的党,从而增强对党的信心,坚定不移地跟着党沿着建设有中国特色社会主义道路前进。要积极实践“三个代表”重要思想,立足岗位,锐意创新,为促进我国先进生产力发展贡献力量;积极参与群众性精神文明创建活动,弘扬文明新风,为促进先进文化发展发挥积极作用;热心奉献社会,真诚服务他人,努力为最广大人民谋利益。总之,当代团员我们青年要用“三个代表”重要思想武装头脑,把个人成长与民族振兴紧密结合起来,把个人追求与人民群众创造性历史活动紧密结合起来,到党和人民需要的地方去建功立业,在改革开放和现代化建设事业中锻炼成长。展望新的世纪,改革开放和现代化建设事业的深入发展,对共青团青年使命提出了更高的要求。在二十世纪中华民族前进的道路上,中国共青团留下了英勇奋斗的足迹,做出了无愧于历史的贡献。二十一世纪是一个充满希望和挑战的世纪。中国共青团担负使命责任,将以新的面貌面向新的世纪,以新的作为开创新的事业,在中华民族振兴史上继续谱写光辉灿烂的篇章。

其实还是有一定关系的。但是年龄并不是决定性的意思。所以说年龄越大的话,他可能对于一些事情的见解还有研究思路会更多。

发表论文的团队

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近日,西华大学能源与动力工程学院流体机械及工程团队成员闫盛楠博士在Energy Conversion and Management(一区,IF2020=9.709)上发表题为“Energy storage enhancement of paraffin with a solar-absorptive rGO@Ni film in a controllable magnetic field”的研究论文。 基于环境友好性及易获取性等主要特征,太阳能是化石燃料的最佳替代品之一。太阳能高效转换技术主要包括光电和光热利用,其中,光热储能是光热转换的重要应用,提高所用材料的太阳能吸收能力和储热能力至关重要。太阳能光热转换和储存已被证明是有效的太阳能利用途径。在相变过程中,相变材料可以储存和释放大量能量;因此,它们被认为是优良的太阳能存储介质。然而,相变材料的导热系数一般较低,导致传热过程缓慢,限制了相变材料的光热转换效率。为了解决上述问题,研究人员尝试将纳米颗粒掺入相变材料之中,并取得了优良的效果。但是,该种方法存在一定缺点,例如需要大量的纳米颗粒,造成成本较高;此外,一些纳米颗粒容易氧化或团聚,单位质量相变材料的光热吸收能力较低,而且纳米颗粒不易从相变材料中分离出来,会污染相变材料。 为改善上述缺点,团队成员将纳米颗粒(石墨烯)涂覆在导磁材料(泡沫镍)之上。泡沫镍是一种耐腐蚀的磁性材料,通常作为基底;石墨烯具有优异的力学、光学和热性能,广泛用于与太阳能转换和存储相关领域,包括太阳能收集和光热催化等。在制备实验过程中,将泡沫镍作为基底,并将还原氧化石墨烯通过电化学还原方式涂覆在泡沫镍之上,制成复合膜;该复合膜具有耐腐蚀和抗氧化性,并可重复使用。在光热转换实验过程中,将该复合膜置于固态石蜡之上,并引入外部磁场,通过调控磁场强度,使复合膜伴随相变过程而紧贴固液相界面,改善石蜡光热转换特性。该方法结合了磁控调节与纳米颗粒强化光热吸收的优点。磁场调控下的表面式吸收方法可以在不污染相变材料的情况下调节相变过程,提升相变材料的光热存储能力。 结果表明,在泡沫镍上涂覆还原氧化石墨烯能够有效增强泡沫镍的光热吸收能力;通过调节磁场强度可以动态调整rGO@Ni复合膜的位置,使其紧贴固液相界面,且该复合膜易取出,不会污染石蜡;增大磁场强度提升了准稳态温度、储热能力和储热效率,并提高了单位质量石蜡的光热吸收能力以及相界面的移动速度。综上,该方法为太阳能转换和利用提供了一种有效解决方案。 据了解,闫盛楠,博士,讲师,研究方向为多相流动及热质传递,曾参与国家自然科学基金重大研究计划培育项目、优秀青年科学基金项目,发表SCI收录论文7篇,EI收录论文1篇,现任西华大学能源与动力工程学院教师。(通讯员:西华大学翟元平)

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团队一年发表一万篇论文

一个团队一个杂志一年能发几篇?答:一个团队一个杂志一年能发12篇。

一个期刊能发表多少论文,是由期刊自身所决定的有些期刊保一些些期刊厚一些不能笼统的来归纳一个期刊能发多少篇论文,相对来说,核心期刊,一年的论文数量基本都在100至150篇以内,而非核心期刊的数量都在百篇以内。质量越高,篇数也就越少

■上海交通大学教授 专栏·熊丙奇 中国科学院院士郝柏林近日在其博客贴出一篇书面发言(这篇发言是写给中国科学院学部科学道德建设委员会在北京举行“科学道德和科技伦理专题研讨会”的,但被研讨会“留中不发”),批评科学界领导和政府官员的不端行为和不正之风,并列出一名领导做博士后以来的20年中,每年发表SCI论文的统计,其中2003年高达51篇。郝院士认为,在自己没有实质性贡献、甚至根本没有看过稿子的文章上署名,而且官做得越大,每年所出文章越多,是目前有一定普遍性的现象。 按理说,官做得越大,做科学研究的时间和精力越少,发表的文章会越少,而且真正搞过学术研究的学者都知道,全身心投入研究,一年能发表三五篇论文就相当不错了。某些领导能一周发表一篇学术论文,实在令人难以置信。但是,要这些领导认识并检讨自己的“不端行为”,却不是一件容易的事。 这些领导会认为自己是占据别人的劳动果实吗?今天,主动把领导作为自己论文和研究的第一作者和第一完成人的群体,规模不小。这个群体,大致包括领导所带硕士、博士(其实大多是以领导名义招收、由其他教师所带),领导所在学科的教授、副教授,下级研究人员,等等。领导没有参与的论文、成果,一些学者、专家却署上领导的大名,显然等于变相的学术行贿。 这些领导会认为自己没有为研究“作出贡献”吗?不会。领导都会认为自己对学科发展、学术研究作用巨大,因为正是他利用自己手中的资源配置权力,为学者、专家获得项目、课题、经费,这不就是贡献么?也正是他利用自己与企业界、科技界的交往,为本学科、本部门获得更多的研究资源,这不也是贡献么?至于参加立项会、开题会、座谈会等,那更是直接的研究行为了。 学者、专家会检举这些领导的“不端”,认为自己的劳动成果被侵吞,人格尊严被践踏么?他们深知“靠着大树好乘凉、朝中有人好办事”的道理,得到领导的赏识,树起领导的大旗,可以获得更多的课题、经费;否则便立项难,论文发表也难。领导在外通过自己的权力争取资源,学者在内做好研究,把领导放在论文作者首位,实现资源共享、利益均沾,何乐而不为呢? 显然,问题的根源在于当前行政导向的学术资源配置体制和学术行政化评价机制,让领导和学者、专家们紧密配合、“各取所需”。如果学术资源的配置权不在行政领导手中,如果学术评价权不被行政领导所掌控,那么,行政领导就不可能在学术圈里左右逢源,不可能有那么多的学者、专家放弃尊严,心甘情愿地为他们服务,替他们做学问、写论文。所以,只有行政领导不再从事学术研究,专心做自己的行政管理工作,以及把学术资源配置权、评价权交给学者、专家,才能解决以上问题。 在国外,即便担任大学校长,不管此前有多大学术成就,担任行政职务之后,往往就做职业校长,不再从事科学研究。原因之一便是一个人的精力有限,不允许有额外的精力去搞研究,而校董事会(理事会)对其的业绩评价,是校长当得怎样,而非学问做得如何。另一个重要原因是,校长再做科学研究,难免利用手中的职权,为自己获取学术资源谋求方便。既担任行政领导,又能获得更多学术资源、取得更大“学术成就”,不导致学术的严重行政化,不出现严重的学术腐败才怪呢。

2015年发表的蝙蝠论文

关于石正丽的论文解析如下:

《自然》论文提到,石正丽团队发现新型冠状病毒序列与一种蝙蝠冠状病毒在全基因组水平上相似度高达96%,表明蝙蝠可能是该冠状病毒的来源。这一结论,与该团队1月23日公布在论文预印网站上的结果一致。

冠状病毒是人类传染病流行的一个来源,过去20年里,冠状病毒已经引发2次大规模的流行病:严重急性呼吸综合征(SARS)和中东呼吸综合征(MERS)。此前已有研究发出提示,主要存在于蝙蝠体内的严重急性呼吸综合征相关冠状病毒(SARSr-CoV)可能会导致未来疾病的爆发。

此次论文显示,石正丽及其同事分析了7例重症肺炎患者的样本,其中6人为武汉海鲜市场内的工人,该海鲜市场在2019年12月已首次发现病例。研究团队发现在其中5名病人身上获取的全长度基因组序列,彼此之间几乎完全一致——相似度超过99.9%,与SARS冠状病毒有79.5%的序列一致。

研究团队进一步将新型冠状病毒基因组与实验室早期检测的冠状病毒的部分基因序列进行比较,发现该病毒与来源于中国菊头蝠样本的一株冠状病毒(RaTG13 )的基因相似,两种病毒序列一致性高达96.2%。

同时,研究团队确认了新型冠状病毒进入细胞的路径与SARS冠状病毒一样,即通过ACE2细胞受体。感染新型冠状病毒的病人体内的抗体显示出在低血清稀释度下中和病毒的潜力,但是抗SARS病毒抗体是否能与新型冠状病毒交叉反应,仍需用从SARS病毒感染中痊愈的病人的血清来确认。

此外,研究团队还开发出了一种可以将新型冠状病毒与其他所有人类冠状病毒区分开的测试,并展示在最初的口腔拭子样本中检测到了新型冠状病毒,但随后(大约十天后)采集的样本没有显示阳性病毒结果。

这项发现表明,最有可能的病毒传播途径是通过个体的呼吸道,不过研究团队也指出其他途径亦不无可能,仍需更多患者数据来进一步研究传播途径。

因为蝙蝠本身是有抗体的,虽然携带很多病菌,不代表就一定会生病。

后来不少病毒专家表示蝙蝠不一定是疾病的源头,但是它的特别之处依然引起科学家和公众的注意,例如它体内随时都可能携带着上百种病毒却毫发无损,它能够适应地球上大多数环境。

蝙蝠对环境惊人的适应能力引起了不少科学家的研究兴趣,近期欧洲的科学家在《自然》杂志上发表了关于蝙蝠基因研究最新成果的论文。该论文指出研究人员发现了从六种蝙蝠体内发现了具有高度参考价值的基因组,对于这些基因组的深入研究或许可以让我们弄清楚蝙蝠为什么具有超强的环境适应能力。

研究人员在六种蝙蝠的基因组中发现了什么?

来自爱尔兰都柏林大学、荷兰普朗克心理语言研究所的研究团队共同展开了这次的研究,他们的研究人员对马铁菊头蝠、大鼠耳蝠、埃及果蝠等六种蝙蝠展开了基因测序,并且在漫长的研究工作中发现了一些高质量的基因序列。之所以称这些基因序列是高质量的,是因为它们有助于科学家研究蝙蝠超强适应能力的根本原因。

一直以来,科学家对蝙蝠拥有不可思议的抗病毒能力的解释是它体内的温度更高,抑制了病毒的活性;它体内的新陈代谢速率更快,同样也起到了抑制病毒活性的作用。而在这次的研究中,研究人员发现了编号为 APOBEC3的抗病毒基因,它的扩增是蝙蝠对病毒拥有超强免疫能力的关键。

除了抗病毒基因外,他们还发现了这些基因

此外,研究人员还在这六种蝙蝠中发现了与听力相关的基因,并且通过对该基因的研究发现,每一个种类的祖先在产生分支的时候都让这些基因得到充分表达,从而拥有出色的回声定位能力。实际上除了超强的抗病毒能力之外,蝙蝠的回声定位、感知觉以及寿命长也是它们能够很好适应环境的体现,因此对这些基因的研究可以揭示更多的细节问题。

研究蝙蝠对人类来说有何作用?

蝙蝠作为地球上第二大的哺乳动物类群,其种类多达900多种,也是一类有较大机会与人类接触的动物。因此对于蝙蝠体内生理机制的研究,有助于科学家弄清楚一些能够感染人类的病毒的生存机理,从而对症下药,提出针对性的治疗方法。同时,研究蝙蝠的长寿命也有助于科学家揭开生命发展的奥秘,从而可能帮助人类实现延缓衰老。

正所谓“知己知彼,百战百胜”,虽然蝙蝠与人类的关系并非完全意义上的敌对

新研究指出,蝙蝠这种哺乳动物会遵守「交通规则」。它们利用与生俱来的声纳系统来追踪彼此在空中的位置。

在黑暗的掩蔽下,大量成、速度迅疾的蝙蝠飞上天,进行每晚的觅食任务。它们怎么有办法巧妙移动而不会相撞,向来是个悬而未决的谜——但是现在解开了。

蝙蝠

一项新研究发现,蝙蝠这种夜行性动物会遵循几项简单的「交通规则」,以免在空中发生碰撞:它们首先会利用自身的声纳系统来掌握其他蝙蝠的位置,然后循着领导的蝙蝠所经过的路线飞行。

在英国进行的新实验中,科学家观察了野生水鼠耳蝠(Myotis daubentonii)的飞行模式。这种食虫蝙蝠大概只有一个四号(AAA)电池那么重,从大不列颠群岛到日本都是它们的分布区域。

水鼠耳蝠会在湖面和其他水体上方低空飞行,捕捉蠓、蛾,以及其他昆虫,通常是用脚将虫子抓出水面,就像老鹰抓鱼那样。

蝙蝠

以肉眼看的话,这种轻快飞行、掠过水面的动作或许没什么章法可言,但是这份研究论文的共同作者——英国布里斯托大学行为生物学者Marc Holderied表示,科学家记录了7万笔蝙蝠飞行的资料后发现,蝙蝠的飞行中存在着「丰富得惊人」的协调性。

「有时候它们藉由一方加速、另一方减速来避免相撞,」Holderied说。他的研究论文在3月26日发表于美国《公共科学图书馆计算生物学》(PLoS Computational Biology)期刊。

在黑暗中漫舞

许多蝙蝠物种会利用回声定位,也就是发出高频的声音后再聆听从可能的猎物身上反弹回来的声波。在观察过水鼠耳蝠的飞行模式后,Holderied和他的团队以搜集到的资料模拟蝙蝠在飞行时使用其声纳系统的情形。这个模型让研究团队对于飞行的蝙蝠如何感知世界,有了少许的了解。

团队也因此发现水鼠耳蝠使用回声定位还有另一个目的:了解其他蝙蝠在自己所在空域的动态。

蝙蝠

这种超音波本领,让蝙蝠可以避免相撞,同时还能专心跟随领导的蝙蝠。蝙蝠一旦选定了跟随的对象,就会开始模仿对方的转向和俯冲。因为反应时间只有大约500毫秒——差不多是一眨眼的时间——所以两只蝙蝠的动作看起来几乎是完全同步的。

有趣的是,有些成对的蝙蝠会在单次飞行中数度交换领导的角色。也由于回声定位能提供来自四面八方的资讯,所以处于领导地位的蝙蝠并不一定总是飞在前面。

也就是说,从后方领导也是有可能的。

蝙蝠

研究人员承认,虽然他们发展出了精确的模型,可以解释蝙蝠怎么做到急转弯却不会相撞,但是它们为何模仿,却仍是未解之谜。

其中一个可能是第二只蝙蝠可以透过跟随来得到好处,也许是能捉到领导者遗漏的昆虫。也有可能是一前一后的飞行能让两只蝙蝠都得利,因为听取彼此的猎食讯号,能扩大它们搜寻猎物的范围。

最后,作者群表示,他们不排除自己目睹到了母蝙蝠训练自己的小蝙蝠飞行的情形。

大体而言,蝙蝠的飞行还有许多地方等着我们发现和了解。

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