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通常，減少固-液接觸是增強表面超疏水性的常用手段，根據Cassie-Baxter方程，固-液接觸面積的減小，有利于提高表觀接觸角和降低滾動角。但由于接觸面積的降低，必然導致微/納結構承受更高的局部壓強，從而更易磨損，這就意味著超疏水性和機械穩定性在提高一種性能時必然導致另一種性能下降。該論文基于全新思路，首次通過去耦合機制將超疏水性和機械穩定性拆分至兩種不同的結構尺度，并提出微結構“鎧甲”保護超疏水納米材料免遭摩擦磨損的概念。結合浸潤性理論和機械力學原理分析得出微結構設計原則，利用光刻、冷/熱壓等微細加工技術將裝甲結構制備于硅片、陶瓷、金屬、玻璃等普適性基材表面，與超疏水納米材料復合構建出具有優良機械穩定性的鎧甲化超疏水表面。該工作在集成高強度機械穩定性、耐化學腐蝕和熱降解、抗高速射流沖擊和抗冷凝失效等綜合性能的同時，還實現了玻璃鎧甲化表面的高透光率，為該表面應用于自清潔車用玻璃、太陽能電池蓋板、建筑玻璃幕墻創造了必要條件。研究人員將該表面應用于太陽能電池蓋板，實現了表面依靠冷凝液滴清除塵埃顆粒的自清潔方式，為少雨地區提供自清潔太陽能電池的解決方案。基于玻璃裝甲化表面的自清潔技術可巧妙地利用雨或霧滴消除粉塵、鳥類糞便等污染，長期維持太陽能電池高效的能量轉換，并節省傳統清潔過程中必需的淡水資源和勞動力成本。該論文創新的設計思路和通用的制造策略展示了鎧甲化超疏表面非凡的應用潛力，必將進一步推動超疏水表面進入廣泛的實際應用。

近日，上海交通大學電子系義理林教授課題組基于智能鎖模算法、時間拉伸技術和實時高速電路建立的實時光譜分析控制平臺，實現了鎖模激光器輸出飛秒脈沖的實時光譜調控，對飛秒激光器的設計具有重要的應用價值。相關成果以“Intelligent control of mode-locked femtosecond pulses by time-stretch-assisted real-time spectral analysis”為題目于2020年1月發表于國際光學頂尖期刊《Light: Science & Applications》（中科院長春光機所與Nature出版集團合辦期刊），并入選為封面文章，在“News & Views”欄目被專門評述。博士生蒲國慶為第一作者，義理林教授為通信作者。 圖說：期刊封面文章 飛秒尺度（1E-15秒）脈沖對應著原子分子、材料、生物蛋白、化學反應等豐富物質體系的眾多超快過程，有著廣泛而重要的應用。鎖模激光器作為產生飛秒脈沖的重要基礎研究工具，在物理、化學、生物、材料、信息科學等領域都有廣泛的應用。飛秒鎖模激光器自上世紀六十年代發明以來，與其相關的研究分別于1999，2005，2018年獲得過諾貝爾獎。 隨著超快光學的快速發展，越來越多的前沿應用需要對飛秒脈沖的時域和光譜進行精細控制。由于飛秒脈沖的產生涉及非常復雜的非線性和色散傳輸效應，達到特定脈沖狀態的穩態輸出需要對激光器多個參數在高維空間進行優化，傳統基于激光器光學設計和優化的方法已被證明難以精確實現。 通過對飛秒脈沖狀態進行智能識別，結合智能算法對激光器多參數進行全局優化，有望獲得理想的飛秒脈沖輸出，但其主要挑戰在于飛秒脈沖難以實時精確識別。低速時域采樣無法識別飛秒脈沖寬度和形狀，光譜儀雖可識別飛秒脈沖積分光譜但無法識別其瞬時光譜，因此傳統方法都無法做到實時控制飛秒脈沖精確鎖模狀態。為了解決這一難題，義理林教授課題組提出在鎖模控制環內引入時間拉伸-色散傅里葉變換（TS-DFT）技術，通過時域到光譜的轉換，采用低速時域采樣即可識別飛秒脈沖對應的瞬時光譜寬度和形狀。結合智能控制算法，實現了以1.4nm為精度對飛秒脈沖光譜寬帶從10nm到40nm進行可編程控制，光譜形狀可編程為高斯型或三角形等。這是本領域首次實現飛秒鎖模脈沖光譜寬度和形狀高精度實時編程控制，解決了飛秒鎖模脈沖鎖模狀態無法精確調控的難題。 基于實時的光譜控制，該研究還展示了從窄譜鎖模態至寬譜鎖模態以及從三角形光譜脈沖態至寬譜鎖模態的演變過程，發現兩者動力學過程具有相似性，提出了目標鎖模狀態可能決定中間動力學過程的猜想，為人們進一步探索鎖模激光器內部機理提供新視角。 圖說：基于快速光譜分析的飛秒鎖模脈沖智能控制 非線性光學著名專家John Dudley教授（歐洲物理學會主席，IEEE/OSA Fellow）在《Light: Science & Applications》的“News & Views”欄目撰文介紹此項工作，認為本工作極具創新性，開拓了研究鎖模動力學新的可能性，很可能應用于多種鎖模光纖激光器中。 義理林教授課題組過去六年來一直致力于解決飛秒鎖模激光器的智能控制問題，2019年發表在光學領域頂級期刊《Optica》的“智能鎖模激光器”成果入選美國光學學會旗下新聞雜志《Optics & Photonics News》2019年光學年度進展“Optics in 2019”。該方向工作部分得到國家自然科學基金（61575122）的支持。《Light: Science & Applications》論文全文https://www.nature.com/articles/s41377-020-0251-x《Light: Science & Applications》“New & Views”評述論文https://www.nature.com/articles/s41377-020-0270-7

項目成果/簡介:長牡蠣“海大1號”是我國培育的第一個牡蠣新品種，填補了我國牡蠣良種培育的空白。中國海洋大學自2006年在國內率先開始了長牡蠣快速生長系的選擇育種，以山東乳山海區自然采苗養殖的長牡蠣為基礎群體，基于群體選育、輔以分子標記輔助育種，采用有效繁殖親本數量控制、選育群體世代遺傳參數與選擇效應評估以及選育世代遺傳多樣性監測等多項關鍵技術，通過連續6代成功培育出長牡蠣“海大1號”新品種。該新品種具有生長速度快、殼型規則等特性，目前在山東、遼寧、江蘇等地養殖面積超過20萬畝，取得了顯著的經濟和社會效益，有力推動了我國牡蠣養殖業的良種化進程。長牡蠣“海大2號” 新品種是中國海洋大學繼培育我國第一個生長性狀優良的長牡蠣“海大1號”新品種的基礎上培育的長牡蠣第二個新品種。長牡蠣“海大2號” 新品種是以金黃殼色和生長速度作為選育目標性狀，采用家系選育和群體選育相結合的混合選育技術，輔以分子標記輔助育種，經過4代培育而成。該新品種體重和出肉率可分別提高38%和25%以上，左右殼和外套膜均為色澤亮麗的金黃色（養殖戶喜稱“金牡蠣”“金蠔”），在北方沿海進行了示范養殖，深受育苗企業和廣大養殖戶的喜愛，大大提高了我國養殖牡蠣的品質和檔次。長牡蠣“海大3號”新品種是以2010年從山東沿海長牡蠣野生群體中篩選出的左殼為黑色的個體為基礎群體，以殼黑色和生長速度為目標性狀，采用家系選育和群體選育相結合的混合選育技術，經連續6代選育而成。在相同養殖條件下，與未經選育的長牡蠣相比，10月齡貝殼高平均提高9%，軟體部重平均提高64.5%，左右殼和外套膜均為黑色，黑色性狀比例達100%。適宜在山東和遼寧人工可控的海水水體中養殖。項目階段:工業化生產階段效益分析:牡蠣是世界上養殖產量最大的海水養殖種類，世界年產量為400多萬噸，產值近40億美元，也是消費量最多的貝類產品。我國是牡蠣的故鄉，牡蠣居我國四大經濟貝類之首，年產量480多萬噸，占世界牡蠣產量的4/5。我國牡蠣產量雖然很大，但產值僅占世界的1/4左右。在我國牡蠣價格僅為2-4元/kg，而在美國和歐盟國家的牡蠣價格卻高達1~2 美元/個。雖然國外牡蠣價格昂貴，但我國每年卻要從美國、澳大利亞等國家進口大量的牡蠣，來滿足各大城市高檔市場的需求。長牡蠣“海大1號”、“海大2號”和“海大3號”新品種品質優良，可作為進口牡蠣的替代產品，具有廣闊的市場前景。預期投資500萬元，養殖規模2000畝，產值2000~3000萬元。知識產權類型:發明專利 、 軟件著作權知識產權編號:GS-01-005-2013 GS-01-007-2016 ZL201410120162.9 GS-01-007-2018技術成熟度:通過中試技術先進程度:達到國內領先水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無

長牡蠣“海大1號”是我國培育的第一個牡蠣新品種，填補了我國牡蠣良種培育的空白。中國海洋大學自2006年在國內率先開始了長牡蠣快速生長系的選擇育種，以山東乳山海區自然采苗養殖的長牡蠣為基礎群體，基于群體選育、輔以分子標記輔助育種，采用有效繁殖親本數量控制、選育群體世代遺傳參數與選擇效應評估以及選育世代遺傳多樣性監測等多項關鍵技術，通過連續6代成功培育出長牡蠣“海大1號”新品種。該新品種具有生長速度快、殼型規則等特性，目前在山東、遼寧、江蘇等地養殖面積超過20萬畝，取得了顯著的經濟和社會效益，有力推動了我國牡蠣養殖業的良種化進程。 長牡蠣“海大2號” 新品種是中國海洋大學繼培育我國第一個生長性狀優良的長牡蠣“海大1號”新品種的基礎上培育的長牡蠣第二個新品種。長牡蠣“海大2號” 新品種是以金黃殼色和生長速度作為選育目標性狀，采用家系選育和群體選育相結合的混合選育技術，輔以分子標記輔助育種，經過4代培育而成。該新品種體重和出肉率可分別提高38%和25%以上，左右殼和外套膜均為色澤亮麗的金黃色（養殖戶喜稱“金牡蠣”“金蠔”），在北方沿海進行了示范養殖，深受育苗企業和廣大養殖戶的喜愛，大大提高了我國養殖牡蠣的品質和檔次。 長牡蠣“海大3號”新品種是以2010年從山東沿海長牡蠣野生群體中篩選出的左殼為黑色的個體為基礎群體，以殼黑色和生長速度為目標性狀，采用家系選育和群體選育相結合的混合選育技術，經連續6代選育而成。在相同養殖條件下，與未經選育的長牡蠣相比，10月齡貝殼高平均提高9%，軟體部重平均提高64.5%，左右殼和外套膜均為黑色，黑色性狀比例達100%。適宜在山東和遼寧人工可控的海水水體中養殖。

成果介紹超材料(Metamaterial),或其二維形式—超表面(Metasurface)由具有亞波長尺寸的人工原子周期或者非周期地排列而成,其描述方式可分為等效媒質和空間編碼兩種形式。由等效媒質描述的超材料(或超表面)我們稱之為新型人工電磁媒質,由空間編碼描述的超材料(超表面)我們稱之為編碼超材料(超表面)和數字超材料(超表面)。對于新型人工電磁媒質,人們通過自由設計單元結構、單元排列方式、以及單元各向異性,可以根據意愿控制等效媒質的媒質參數,實現自然界中不存在或者很難實現的介電常數和/或磁導率,進而控制電磁波。本成果對于新型人工電磁媒質對電磁波的調控作用,例如隱身衣、電磁黑洞、雷達幻覺器件、遠場超分辨率成像透鏡、新型透鏡天線、隱身表面、極化轉換器、人工表面等離激元器件及混合集成電路等。技術創新點及參數對于編碼和數字超材料(超表面),我們提出基于空間編碼調控電磁波的新思路。其中,一比特編碼超材料選用相位差接近180度的兩種基本單元(記為0單元和1單元),按照一定規律排列0和1單元構成超材料,以實現所需的設計功能。當電磁編碼采用FPGA控制時,可實現現場可編程超材料,即單一的超材料在FPGA的實時控制下可實現多種功能(例如單波束、多波束、波束掃描、隱身功能等)。市場前景本成果獲得國家自然科學二等獎。該項目突破傳統模擬超材料的等效媒質表征方法，創造性地提出用 0 和 1 表征的數字超材料，建了數字編碼和現場可編程超材料新體系；在國際上率先從微波傳輸線的角度研究人工 SPP 超材料，提出一種性能優越的超薄、可共形 SPP 傳輸線，開辟了基于 SPP 模式的微波領域新分支，實現了超材料研究從跟跑、并跑變成走在世界前列的跨越。

本發明公開了一種兼顧近場和遠場性能的三維攝像聲納系統換能器陣列的稀疏優化方法，包括以下步驟：根據三維攝像聲納系統中近場數字波束形成算法的類型，確定三維攝像聲納系統的聚焦距離誤差參數；利用聚焦距離誤差參數確定近場稀疏優化能量函數；采用全局尋優算法，求解使近場稀疏優化能量函數達到最小的稀疏換能器陣列Q1；對Q1中開啟的換能器進行二次稀疏優化，求解使遠場稀疏優化能量函數達到最小的稀疏換能器陣列Q2；當聲納系統工作在近場狀態時，使用Q1進行聚焦波束形成；當聲納系統工作在遠場狀態時，使用Q2進行遠場波束形成。本發明能夠在有效降低系統硬件復雜度的同時，保證系統在不同探測距離下都具備穩定的探測性能。

本發明公開了一種硅烷偶聯劑修飾二氧化鈦納米管陣列材料及其制備方法和應用。該硅烷偶聯劑修飾二氧化鈦納米管陣列材料主要由二氧化鈦納米管陣列、硅烷偶聯劑、有機溶劑和冰醋酸混合后反應得到，可應用于處理含有機污染物和/或重金屬污染物的廢水中。本發明的硅烷偶聯劑修飾二氧化鈦納米管陣列材料氧化還原能力強，可同時去除有機污染物和重金屬污染物，且去除效果好，可反復使用。

史延慧教授介紹，實驗基于咪唑的雙齒配體（1,4-雙咪唑基苯（1）和1,3-雙咪唑基苯（2））及三齒配體（1,3,5-三咪唑基苯（3））通過[2+2]及[2+3]配位驅動自組裝與三種金屬釕中心（[Ru2(µ-η4-OO∩OO)(h6-p-cymene)2](O3SCF3)2(OO∩OO =草酸根（oxa（4）），2,5-二氧基-1,4-苯醌（dobq（5））和5,8-二氧基-1,4-萘醌（donq（6）））反應，合成了6個四核矩形金屬環7-12及3個六核三棱柱金屬籠子13-15。生命科學學院張鵬副教授通過MTT實驗發現配合物9,12和15對所測試的癌細胞系都有很高的抗癌活性，比順鉑更優，與阿霉素相當。文章探討了細胞內攝取的效率是如何影響配合物9,12和15對癌細胞的細胞毒性和選擇性的，結果發現化合物9的積累水平在三種配合物中最高，即與A549中的最低IC50值一致（1.14 μM）。為研究抗癌機制，測量了滴定ctDNA到釕配合物的溶液中的紫外-可見光譜，得出配合物9,12和15與雙鏈ctDNA的結合能力是通過靜電結合方式作用的。這種結合方式通常是由帶正電的藥物分子與DNA中帶負電的磷酸部分相互作用導致的，而化合物9具有與ctDNA作用的最高結合常數Kb。

本成果可以應用在基于無人飛行器的導航、跟蹤和三維重建等領域，方便在此類系統上構建起精確可調的雙目立體視覺系統。目前，在無人機航拍領域，目前的云臺系統多用于單個相機航拍，該設計正是彌補了雙目相機航拍的需求，同時高精度的伺服系統有利于提高立體視覺標定精度。 本技術的目的在于克服現有技術的上述缺陷，提供一種基線長度和俯仰角度可以自動調節的無人雙目立體攝像機，該設計具有高精度的伺服控制性能，可以精確調節基線的長度，從而改變兩個攝像機共同可視范圍的大小，能有效計算圖像的深度信息，可以應用于機器人導航、目標跟蹤、三維重建等領域。