我国首次在超冷原子分子混合气中合成三原子分子；“玻璃”液体本质；新的蛋白质从头设计方法
跟踪科研成果，掌握最新动态！
1
我国首次在超冷原子分子混合气中合成三原子分子
量子计算和量子模拟具有强大的并行计算和模拟能力，不仅能够解决经典计算机无法处理的计算难题，还能有效揭示复杂物理系统的规律，从而为新能源开发、新材料设计等提供指导。利用高度可控的超冷量子气体来模拟复杂的难于计算的物理系统，可以对复杂系统进行精确的全方位研究，因而在化学反应和新型材料设计中具有广泛的应用前景。
超冷分子将为实现量子计算打开新思路，并为量子模拟提供理想平台。但由于分子内部的振动转动能级复杂，通过直接冷却的方法来制备超冷分子非常困难。超冷原子技术的发展为制备超冷分子提供了一条新途径。人们可以绕开直接冷却分子的困难，从超冷原子气中利用激光、电磁场等来合成分子。从原子和双原子分子的混合气中合成三原子分子，是合成分子领域的重要研究方向。
从超冷原子和双原子分子混合气中利用射频场合成三原子分子的示意图
中国科学技术大学研究小组在2019年首次观测到超低温下原子和双原子分子的Feshbach共振。在Feshbach共振附近，三原子分子束缚态的能量和散射态的能量趋于一致，同时散射态和束缚态之间的耦合被大幅度地共振增强。原子分子Feshbach共振的成功观测，为合成三原子分子提供了新机遇。
在该项研究中，中国科学技术大学研究小组和中国科学院化学所研究小组合作，首次成功实现了利用射频场相干合成三原子分子。在实验中，他们从接近绝对零度的超冷原子混合气出发，制备了处于单一超精细态的钠钾基态分子。在钾原子和钠钾分子的Feshbach共振附近，通过射频场将原子分子的散射态和三原子分子的束缚态耦合在一起。他们成功地在钠钾分子的射频损失谱上观测到射频合成三原子分子信号，并测量了Feshbach共振附近三原子分子的束缚能。这一成果为量子模拟和超冷化学的研究开辟了一条新道路。
文章链接：
http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/202112/t20211206_178405.html
2
科学家证明“玻璃”液体本质
玻璃是我们日常生产生活中不可或缺的重要材料，它既具有固体的一部分特征，也具有液体的一部分特征，玻璃的本质是长期困扰凝聚态物理和材料学界的一个难题。玻璃无序的原子结构与液体非常类似，因此很久以前就有人提出过玻璃本质可能更接近液体而不是固体的假设。原则上，玻璃的本质可以通过在一个很大的流变速率范围内的动态响应来表征，如何在实验上定量实现这种表征是具有挑战性的科学难题。
近日，上海交通大学材料科学与工程学院尖端物质结构研究中心团队宋双喜博士、朱凡博士及美国约翰霍普金斯大学材料系陈明伟教授通过研究原创的超宽时间、应力尺度实验设计首次测得室温下金属玻璃流变的全频响应及应力松弛图谱，并进一步发现各种玻璃态物质都遵循相同动力学参量驱动的流变转变定律，提出了玻璃流变的普适标度率，颠覆了人们对玻璃是固体的传统认知。本研究成果对理解玻璃态物质的本质提供了重要思路，所提出的普适标度率对设计高性能“玻璃”材料及实际应用提供了重要的科学指导。
文章链接：
https://news.sjtu.edu.cn/jdzh/20220210/167286.html
3
科学家建立新的蛋白质从头设计方法
蛋白质是生命功能的主要执行者，其结构与功能由氨基酸序列所决定。目前，能够形成稳定三维结构的蛋白质几乎全部是天然蛋白质，其氨基酸序列是长期自然进化形成。在天然蛋白结构功能不能满足工业或医疗应用需求时，想要得到特定的功能蛋白，就需对其结构和序列进行设计。目前，国际上报道的蛋白质从头设计工作主要使用天然结构片段作为构建模块来拼接产生人工结构。然而这种方法存在设计结果单一、对主链结构细节过于敏感等不足，限制了设计主链结构的多样性和可变性。蛋白质从头设计中最困难的问题是如何充分地探索蛋白质主链结构空间，发现新颖的、“高可设计性”主链结构，目前还缺乏相关的系统性解决方法。
从头设计蛋白的高分辨晶体结构（天蓝色）与设计模型（绿色）比较
近期，中国科学技术大学刘海燕教授、陈泉副教授团队基于数据驱动原理，开辟出一条全新的蛋白质从头设计路线，在蛋白质设计这一前沿科技领域实现了关键核心技术的原始创新，为工业酶、生物材料、生物医药蛋白等功能蛋白的设计奠定了坚实的基础。
文章链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1055/78363.htm
4
发现纳米线阵列的全新生长方式
微纳结构的制备一般分为"自上而下"和"自下而上"两种方式。"自上而下"的微加工技术利用可见光、紫外光或聚焦电子束在薄膜材料上光刻特定图案，通过一系列微加工工艺，形成高精度、形态和位置均高度可控的微纳结构阵列。这种微加工工艺对设备和操作环境的要求高，制作成本和制作周期居高不下。"自下而上"的制备技术主要指自组织生长技术，它成本低，不依赖精密设备。但是自组织生长的样品在重复性、样品尺寸和空间均一性等方面难以严格控制。长期以来，人们一直期望有一种方法可以填补自上而下的微加工技术和自下而上的自组织生长技术之间空隙，实现纳米结构阵列的低成本、高效率、高精度、大面积的可控制备。
近日，南京大学物理学院王牧教授和彭茹雯教授研究团队，通过原创的准二维超薄液层电化学沉积体系，首次揭示了准二维空间中一种电化学协同横向生长的机理，通过控制电信号，实现了电化学生长形貌的精准调控，发展出在特殊衬底上制备大面积纳米线阵列的新方法。
文章链接：
https://www.nju.edu.cn/8f/08/c3674a560904/page.htm
5
大脑网络动力学分析的最新研究成果
在大脑皮层中，不同脑区的神经元对外界输入的响应时间尺度有着显著差异，且响应时程大致随着脑区的层级增加而变长。具体而言，在视觉皮层等感知觉脑区，神经元的反应时间尺度较快，使其能够快速响应外界的输入信号；而在前额叶皮层等高级认知脑区，神经元的反应时间尺度较慢，使其能够在积累充分的信息输入之后再做出重要决策。时间尺度层级化现象在近期多个研究小鼠、猕猴，以及人脑的神经科学实验室中均被观察到，被认为是大脑网络动力学的一个重要特点。然而，由于大脑中的神经连接十分稠密，这将容易导致各脑区的响应时间尺度趋于一致，因此时间尺度层级化现象背后的数学机制并不显然，至今仍未研究清楚。
近日，上海交通大学自然科学研究院和数学科学学院的李松挺课题组利用微扰理论，揭示了大脑皮层中时间尺度层级化现象背后的数学机制和对应的生物学解释。本工作为大脑皮层中时间尺度层级化现象的产生提供了定量的数学机制解释，并提出了可在实验上被检验的若干理论预测，对理解脑网络的结构特点如何支持其动力学性质和功能具有重要意义。
文章链接：
https://news.sjtu.edu.cn/jdzh/20220211/167328.html
