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科技创新与品牌2025年2月第2期

科创中国·成果


国际最大超导磁体动态测试设施建成

  日前,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所建设运行的国家重大科技基础设施“聚变堆主机关键系统”子系统“聚变工程堆中心螺管系统”完成首轮测试实验,最大测试电流达到稳态48千安,超过47千安的设计值。实验结果表明,该设施达到总储能406.7兆焦、可用测试磁体内径1500毫米、最高场强12特斯拉、接头电阻0.1纳欧,全面达到设计指标,成为目前国际尺寸最大、实验条件最完善的大型超导磁体动态性能测试系统。

  后续,项目组将进一步优化系统控制,开展深入的高磁场变化率、更大电流、更高磁场、极端事故工况等科学研究。

  聚变工程堆中心螺管系统的建成,能够为未来聚变堆提供良好的实验条件,并为低温、材料、凝聚态物理、超导应用等其他领域提供一流的大型测试平台。



华南理工大学团队锂金属电池领域获进展

  华南理工大学教授严克友团队成功在锂金属负极界面表面构建了同时具有高电子绝缘性、高离子电导率和高化学稳定的理想型固态电解质界面,提升了锂金属电池的性能和安全性。相关研究成果已发表在学术期刊《自然》上。该成果将为研发、制造新一代高性能锂电池、推动新能源汽车以及光伏—储能一体化等领域发展提供新的关键技术。

  该团队利用单斜相m-Li2ZrF6纳米颗粒作为添加剂,成功在锂金属负极表面构建了具有优异电化学性能固态电解质界面,实现了锂金属电池在高载量、低N/P值(电池负极面容量与正极面容量的比值)和超高倍率下的稳定循环,能够在2C充电倍率下循环3000次后依然拥有80%的容量保持率,达到同级别最高水平。

中科大研究揭示火星核幔分异过程

  核幔分异是类地行星历史上规模最大的物质重组过程,奠定了类地行星的长期演化格局,为理解火星的形成演化和地球等类地行星的演化规律提供了重要参考。目前,由于数据的稀缺性和火星核成分的不确定性,科学家对火星核幔分异过程尚不明晰。

  近日,中国科学技术大学教授李云国团队等通过第一性原理自由能计算揭示了火星核和火星幔的分离过程,发现了约束火星的核幔分离发生在超于先前估计的高温高压条件下。该研究对理解火星内部结构与长期演化具有重要意义。相关研究成果发表在《科学通报》上。

  研究通过分析氧化铁在核与幔物质间的分配行为,并结合美国“洞察”号火星探测器提供的火星化学组成数据,对火星的核幔分异过程进行了重新评估。研究发现,火星的核幔分异发生在超过2440K的温度和14至22GPa的压力下。这些估计值高于此前相关报道,但与火星陨石中的中度亲铁元素丰度及火星聚积模型的结果相符。这一研究修正了人们对火星核形成条件的认识,并为未来行星形成模型提供了新的研究视角。



典型冰川储量调查首次采用航空冰雷达技术

  近日,中国科学院空天信息创新研究院航空遥感中心承担的“2024年度甘肃省典型冰川航空冰雷达透视探测项目”通过验收。

  这是我国首次利用航空冰雷达技术,对老虎沟12号冰川、七一冰川、宁缠河3号冰川等开展典型冰川储量调查。相关成果有望为河西走廊各流域水资源管理和决策、祁连山生态环境保护与区域可持续发展等提供关键数据支撑。

  航空冰雷达是搭载在飞机上对冰川进行透视观测的雷达。航空冰雷达向冰川发射低频段电磁波并接收冰川表面和冰底基岩的散射回波。通过对接收到的散射回波进行处理和反演,科研人员可获得冰川厚度和储量信息。与传统技术相比,航空冰雷达具有穿透冰川表面获取冰川内部信息和冰川底部信息的能力。





植物“耐热有道”有新机制

  随着全球持续变暖,高温热害频发重发,严重影响农业生产和农民增收。因此,挖掘高温抗性基因资源、探究植物高温响应机制,成为当前亟待解决的重大科学问题。

  安徽农业大学作物抗逆育种与减灾国家地方联合工程实验室李培金团队首次发现RDM16蛋白能够响应温度变化形成凝聚物,在植物耐热过程中发挥重要功能。相关研究成果日前刊发在《自然·通讯》上。

  李培金团队经过多年研究发现,RDM16含有低复杂性结构域CC1,其中的精氨酸残基能够决定RDM16凝聚体的形成,在植物耐热过程中发挥关键作用。进一步研究揭示,RDM16能形成两种信使核糖核酸剪接变体,分别是RDL和RDS,两者能够在蛋白水平发生相互作用,并且RDS可以促进RDL形成蛋白凝聚物,相互协同实现植物的耐热功能。





石墨烯制备发现新方法

  中北大学教授孙友谊团队利用胶体化学体积排斥作用,并结合二维片状纳米材料剥离新方法,实现了石墨烯高效宏量制备。相关成果日前发表在《自然·通讯》上。

  研究团队此次采用了气泡辅助—液相机械剥离法。该方法利用在石墨层间原位产生气泡来扩大石墨层之间的间距,替代传统强酸强氧化扩层的机制,减少石墨片层之间的物理范德华力,并结合胶体化学体积排斥作用,促进石墨在液相机械剪切作用力下即可实现高效剥离,解决了传统氧化还原法制备石墨烯的流程复杂、缺陷大和机械剥离法制备石墨烯产率低问题。

  通过该方法制备石墨烯,不仅制备工艺流程简单,而且石墨烯结构可控性和批次稳定性好;同时,因制备过程中使用的强酸强氧化剂及产生的废水少,所以兼具制备过程绿色环保,石墨烯成本低、缺陷少、结构完整性好等优势。新方法保持了石墨烯优异特性,有助于拓展其应用领域。

期刊简介

       《科技创新与品牌》杂志由中国科学技术协会主管,是在党中央、国务院提出“建设创新型国家”的大背景下应运而生。2007年7月创刊,国内外公开发行。是报道科技人才成就、创新成果、品牌范例具有权威性和可读性的中央级综合月刊,是各界学习借鉴与合作交流的重要平台。

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