中国科大近期科研成果速览

  本期目录
1.研制出单光束“三维光学扳手”
2.发表新自旋相互作用的量子精密测量综述论文
3.揭示IGFBP6调控内皮细胞炎症和动脉粥样硬化的作用及机制
4.解码HSF1温度依赖性相分离机制
5.揭示非均质结构中三维扭曲裂纹的形成与增韧机制
6.首次观测到超冷原子气体中的对流超流相
7.提出一种仿墨鱼骨结构材料的跨尺度制备新策略
8.基于新型多模态单元实现磁控软体驱动器的模块化设计
9.发表中国病毒学家与病毒学科技史研究成果

  1、研制出单光束“三维光学扳手”

  中国科大光学与光学工程系龚雷副教授课题组与新加坡国立大学仇成伟教授开展合作，研制出一种新型光学微操控工具——单光束“三维光学扳手”。这种光学扳手能够利用单个聚焦的激光光束对微粒（如细胞）施加三维可控的光力矩，从而实现微观粒子动态可控的三维旋转操控，极大拓展了光镊技术的操控功能。

  图：单光束三维光学扳手示意图

  新闻链接：https://news.ustc.edu.cn/info/1055/90406.htm
       论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-55781-y

  2、发表新自旋相互作用的量子精密测量综述论文

  中国科大中国科学院微观磁共振重点实验室彭新华、江敏及其同事，与丹麦波尔研究所陈一帆等受邀撰写《物理进展报告》综述论文，系统阐述了不同自旋体系的前沿量子精密测量技术，并详细阐述了此类量子技术在搜寻超越标准模型的自旋相互作用方面的研究进展和未来发展方向。

  新闻链接：https://news.ustc.edu.cn/info/1055/90400.htm
       论文链接：https://doi.org/10.1088/1361-6633/ad99e6

       3、揭示IGFBP6调控内皮细胞炎症和动脉粥样硬化的作用及机制

       中国科大生命科学与医学部翁建平教授团队通过从体内到体外、从模式动物到患者等多维度开展了实验研究，揭示了IGFBP6是减轻内皮细胞炎症和预防动脉粥样硬化性心血管疾病的潜在新靶点。

  新闻链接：https://news.ustc.edu.cn/info/1055/90346.htm
       论文链接：https://www.nature.com/articles/s44161-024-00591-0

       4、解码HSF1温度依赖性相分离机制

  中国科大项晟祺教授课题组、侯中怀教授课题组和姚雪彪教授课题组首次发现了HSF1通过相分离传导温度调控效应。研究团队综合利用生物化学、核磁共振波谱学、统计物理和分子动力学模拟等多学科手段，成功解析了HSF1编码温度响应能力的化学代码，阐明了翻译后修饰对其活性的调控机制，并揭示了不同物种HSF1序列差异与其生理体温之间的关联。这一突破性发现为理解HSF1在生理与病理状态下的温度感知机制提供了全新的分子视角。

图：a)HSF1有温度依赖性的相分离。b)几个代表性物种的HSF1相变温度都在其生理体温附近。c)NMR互作数据驱动的粗粒化模拟方法，可以重现野生型及其模拟不同PTMs模式突变体的相分离现象。d)交换不同物种HSF1的关键区域也改变了它们的相变温度。

       新闻链接：https://news.ustc.edu.cn/info/1055/90393.htm
       论文链接：https://www.nature.com/articles/s41589-024-01806-y

       5、揭示非均质结构中三维扭曲裂纹的形成与增韧机制

       中国科大倪勇教授、何陵辉教授研究团队与合作者揭示了仿生非均质结构调控的三维扭曲裂纹的形成与扩展规律以及增韧机制，发现了仿生扭转纤维结构内混合断裂模式导致的三维螺旋裂尖几何及其非线性增韧效应，提出了组分性质和结构取向调控的三维螺旋裂尖几何增韧的优化设计方案。该工作不仅揭示了生物非均质结构材料内三维曲折裂纹几何增韧的物理机制，而且为仿生抗断裂非均质结构材料的增韧设计提供了创新思路。

图：非均质结构材料中的扭曲裂纹前沿几何及其增韧效应。

       新闻链接：https://news.ustc.edu.cn/info/1055/90392.htm
       论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-55723-8

       6、首次观测到超冷原子气体中的对流超流相

       中国科大潘建伟、苑震生、邓友金等与合作者在超冷原子量子模拟实验中，首次观测到对流超流相这一新奇量子物态，证实了对流的双组分超流体共同形成绝缘体的特性。此项研究表明，超冷原子量子模拟方法为探索新奇物相提供了丰富的量子调控和观测手段，成为深入理解强关联量子多体物态中微观物理机制的重要工具。

新闻链接：http://news.ustc.edu.cn/info/1055/90366.htm
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41567-024-02732-5

       7、提出一种仿墨鱼骨结构材料的跨尺度制备新策略

       中国科大俞书宏院士团队受天然墨鱼骨“刚性空腔-隔板”层状有序结构的启发，实现了仿墨鱼骨结构材料（以下简称：RCWSM）的跨尺度一体化构筑。RCWSM具有与天然墨鱼骨相似的微纳尺度“刚性空腔-隔板”结构，比强度和比能量吸收性能优于传统吸能材料。通过预制异种结构水凝胶，实现仿生结构材料的跨尺度一体化组装，为复杂仿生结构的集成组装提供了新思路，为研发面向重要领域应用的轻质高强吸能防护材料的设计具有指导意义。

图：仿墨鱼骨结构材料（RCWSM）的设计制备、内部微纳结构与构筑基元间相互作用。

       新闻链接：http://news.ustc.edu.cn/info/1055/90340.htm
       论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-55344-1

       8、基于新型多模态单元实现磁控软体驱动器的模块化设计

       中国科大工程科学学院、人形机器人研究院李木军副教授、张世武教授等提出了一种模块化设计方法，利用多模态单元实现具有复杂变形和丰富功能的磁控软体驱动器的快速设计，拓展了硬磁性软材料在机器人、流体系统、微细操作中的应用。该工作提出的模块集成设计策略具有多功能性和便利性，推动了硬磁性软材料在智能和集成机械系统中的应用。

图：磁控软驱动器的模块化单元集成设计。

       新闻链接：http://news.ustc.edu.cn/info/1055/90332.htm
       论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202415690

       9、发表中国病毒学家与病毒学科技史研究成果

       中国科大人文与社会科学学院科技史与科技考古系刘欢副教授研究团队系统回溯了百年来中国病毒学的发展历程，重点总结了病毒学家们在病毒技术与方法、病毒疫苗与药物、病毒发现与鉴定、病毒理论与机制等多个领域的卓越贡献和科学成就。这项研究以科学家人物史研究方法呈现中国病毒学发展史，成果反映了中国病毒学家始终秉持理论联系实际的科学精神，以及他们坚韧不拔、勇于面对挑战、自信自立的科学品质。该文章是中国科大科技史学科在病毒学史领域重要代表性成果。

图：中国病毒学科技史与病毒学家贡献。

       新闻链接：http://news.ustc.edu.cn/info/1055/90331.htm
       论文链接：https://doi.org/10.1093/procel/pwae060