干细胞移植，全月构造纲要图，光电探测器等18篇 | Science Bulletin 2022年19期

Science Bulletin 2022年第19期

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This cover image illustrates the device structure of this dual-band PD and the electron transport progress under different bias voltages, which enable switchable dual-band responses (see the article by Yu Gao  et al. on page 1982).

NEWS & VIEWS

Sci. Bull., 2022, 67(19): 1921-1924

A vision for the future of allogeneic hematopoietic stem cell transplantation in the next decade

吕萌, Norbert Claude Gorin, 黄晓军

Sci. Bull., 2022, 67(18): 1820-1822

The whole-process-evolution immunosensor driven by functional nucleic acids

兰欣悦, 朱龙佼, 陈可仁, 黄昆仑, 许文涛

Sci. Bull., 2022, 67(19): 1925-1928

Exercise “CALM” and make CAR-T therapy work better

梅恒, Parameswaran Hari, 胡豫

Sci. Bull., 2022, 67(19): 1929-1931

Pediatric liver transplantation: progress in optimizing long-term outcomes and directions for future research

儿童肝移植的进展与未来：关注长期预后

冯浩, 奚志峰, 夏强

Sci. Bull., 2022, 67(19): 1932-1934

Hand surgery in a new “hand-brain” era: change the hand, rebuild the brain

冯俊涛, 顾玉东, 徐文东

Sci. Bull., 2022, 67(19): 1935-1938

Perspectives on diagnosis and surgical treatment of congenital cervical malformations

孙祎赢, Grigoris F. Grimbizis, 朱兰

Sci. Bull., 2022, 67(19): 1939-1942

An exotic origin of the eastern East China Sea basement before ~150 Ma

东海东部基底是~150 Ma前漂移来的外来块体

付晓伟, 丁巍伟, Kelsie Dadd, 李家彪, 朱伟林, 冯凯龙, 耿建华, 徐曦

RESEARCH HIGHLIGHT

Sci. Bull., 2022, 67(19): 1943-1945

Reactions between graphene oxide sheets cause irreversible agglomeration

自反应决定石墨烯团聚的不可逆

董莹, 李静, 阳晓宇

PERSPECTIVE

Sci. Bull., 2022, 67(19): 1946-1949

Neutron stars as extreme laboratories for gravity tests

邵立晶, Kent Yagi

SHORT COMMUNICATIONS

Physical Sciences

Sci. Bull., 2022, 67(19): 1950-1953

Topological boundary states transport in synthetic four-dimensional
acoustic system

徐初东, 郑涛涛, 葛浩, 王威, 陈泽国, 卢明辉, 陈延峰

本文通过实验验证了调制连续耦合声波导的设计可实现三维结构中的声拓扑态泵浦, 所设计的系统具有受四维系统拓扑保护的边态和角态. 通过控制合成空间中的相位和相应声源模式的激励, 可以在特定空间方向上实现拓扑边界态与角态的泵浦. 此外, 本文还研究了角到角泵浦对无序的鲁棒性, 实验结果表明该系统具有强鲁棒性. 所得研究结果提供了通过连续耦合波导实现拓扑声泵浦的一般策略, 并为探索连续系统中的高维拓扑相位提供了新的思路.

Sci. Bull., 2022, 67(19): 1954-1957

Two-dimensional Dirac-line semimetals resistant to strong spin-orbit
coupling

郭的坪, 郭朋杰, 谭世倞, 丰敏, 曹立民, 刘正鑫, 刘凯, 卢仲毅, 季威

本文发现一个具体的有分数平移的C_2v×Z₂^T对称点群, 在强自旋轨道耦合下也能保护稳定的二维狄拉克线. 这种对称性可以存在于铋的一种新的同素异形体(砖相)中, 也可以推广到具有相同对称性下的其他奇数层以及与铋同族的其他元素, 如磷、砷、锑. 三层铋砖相结构的价电子总数为30, 能够被2整除, 但不能被4整除, 这正好保证了狄拉克线处于半填充状态而穿过费米能级. 有趣的是, 三层铋砖相结构的费米能级处除了狄拉克线之外不存在其他多余的态, 使得铋砖相结构中出现了干净的狄拉克线. 费米能级处干净的狄拉克线不受其他杂态的干扰, 这更有利于实验上探测由狄拉克线诱导的相关输运性质.

Sci. Bull., 2022, 67(19): 1958-1961

Tunable Dirac semimetals with higher-order Fermi arcs in kagome lattices Pd₃Pb₂X₂ (X=S, Se)

聂思敏, 陈佳, 岳长明, 乐聪聪, 袁丹文, 王志俊, 张薇, 翁红明

本文通过第一性原理计算和低能有效模型分析提出kagome晶格材料Pd₃Pb₂X₂ (X = S, Se) 是独特的第一类狄拉克半金属. 它们的表面没有费米弧, 这不同于人们所熟知的狄拉克半金属Na₃Bi和Cd₃As₂. 该结果充分表明表面费米弧的存在不是狄拉克半金属的必要条件. 由于体-铰链对应, 非平庸的拓扑不变量保证在它们的特定铰链上存在高阶费米弧和分数电荷. 这些铰链上的独特性质是三维狄拉克点的直接和拓扑结果. 此外, Pd₃Pb₂X₂也可以通过外部应力驱动为第二类狄拉克半金属或弱拓扑绝缘体. 本工作为这些独特的狄拉克半金属以及其相关拓扑相变的研究提供了可行的平台.

Earth Sciences

Sci. Bull., 2022, 67(19): 1962-1966

The 1:2,500,000-scale global tectonic map of the Moon

陆天启, 朱凯, 陈圣波, 刘建忠, 凌宗成, 丁孝忠, 韩坤英, 陈建平, 程维明, 雷丹泓, 慕永玲, 李安臻, 陈剑, 欧阳自远

月球构造纲要图系统表达了月球构造和构造单元时空分布的信息, 是当前月球构造和演化历史知识的综合. 以嫦娥工程数据为基础, 充分利用国际上其他月球探测数据和研究成果, 建立了基于动力学机制的月球构造分类体系. 根据月球构造的动力学成因机制, 将其划分为外动力成因和内动力成因两大类, 并结合形貌特征, 进一步细分为线性构造和环形构造. 综合地球物理、地球化学、地形和构造分布等特征, 划分了月球的五大构造单元. 通过制定月球构造纲要图编制的标准、流程、方法和图示图例, 应用地理信息平台, 完成了世界首幅1∶250万比例尺的月球全月构造纲要图. 月球构造纲要图是科学研究、探测规划和着陆点选择的基础资料, 同时也为其他天体构造图的编制提供了参考.

Sci. Bull., 2022, 67(19): 1967-1970

Winter accumulation drives the spatial variations in glacier mass balance in High Mountain Asia

冬季积累导致高亚洲冰川物质平衡空间差异

黄磊, Regine Hock, 李新, Tobias Bolch, 阳坤, 王宁练, 姚檀栋, 周建民, 窦长勇, 李震

本文提出了一种基于雷达卫星冰川积雪观测的新指数, 以区分高亚洲地区冬季积累型和夏季积累型冰川. 结合物质平衡数据进一步研究发现, 夏季积累型冰川消融速度是冬季积累型冰川的4倍(2000~2018年间消融速度分别为−0.43±0.12 m w.e/a和−0.10±0.06 m w.e/a). 研究结果表明了季节性积累对冰川物质平衡的重要性, 强调了准确的降水观测对该地区未来冰川变化估算至关重要.

ARTICLES

Physical Sciences

Sci. Bull., 2022, 67(19): 1971-1981

Engineering single–atom active sites anchored covalent organic frameworks for efficient metallaphotoredox C–N cross–coupling reactions

李助威, 邱实, 宋雨柔, 黄诗雨, 高峻峰, 孙立成, 侯军刚

本文发展了一种锚定Ni单原子的COF(Ni SAS/TD-COF). 利用XANES和EXAFS研究了过渡金属镍的配位环境. Ni SAS/TD-COF催化剂在温和的条件下实现了芳基溴与胺的可见光催化C-N交叉偶联反应. 该异质催化体系对于缺电子、富电子和中性基团的33种底物均能得到良好的产率. 异质Ni SAS/TD-COF催化剂可以很容易地从反应混合物中回收. 这项工作对于合理设计COF基光催化剂用于有机物转化提供新思路.

Sci. Bull., 2022, 67(19): 1982-1990

Low-voltage-modulated perovskite/organic dual-band photodetectors for visible and near-infrared imaging

高雨, 赵聪, 蒲凯, 何淼, 蔡万清, 邓敏聪, 康飞宇, 叶轩立, 韦国丹

本文提出了基于高量子发光效率的光致发光彩色辐射冷却器(PCRC), 它可以实现全色谱亚环境日间辐射冷却. 此外, 作者还报道了一种可大规模生产的静电纺丝/喷墨打印方法制备PCRC. PCRC上层的光致发光着色剂实现显色的同时, 将因为显色吸收的太阳光在可见光波段转化为发射光, 极大地减少了太阳光对体系的加热效应；底层的醋酸纤维素纳米纤维膜能反射其余波段的太阳光并向宇宙辐射热量. 这种基于光致发光的彩色辐射制冷器在太阳光直射(辐射峰值>740 W m⁻²)下, 其温度比环境温度低2.2~5.4°C, 实现了亚环境日间辐射冷却. 该设计策略和可放大的图案化制备技术为辐射冷却的多场景应用开辟了一条新道路, 并为可持续能源发展提供了一种创新途径.

Sci. Bull., 2022, 67(19): 1991-2000

Hierarchically porous composite fabrics with ultrahigh metal–organic
framework loading for zero-energy-consumption heat dissipation

用于零能耗散热的分层多孔金属有机框架复合织物

刘翔宇, 李鹏里, 陈杰, 江平开, 米耀荣, 黄兴溢

本文报道了一种创新的静电纺丝方法——湿度控制电纺, 并采用该方法制备了具有高效和零能耗热管理功能的分层多孔金属有机框架(MOF)复合织物. 该复合织物中MOF含量高达75%(重量百分比), 且表现出高水蒸气透过性以及稳定的微结构与性能. 在常规环境下, 复合织物在1.5 h内吸附水蒸气再生至饱和值达0.614 g g⁻¹, 相应的等效焓高达1705.6 J g⁻¹. 在实测中, 复合织物表现出强大的冷却能力, 显著提高了热电器件、便携式存储设备和无线充电器的性能.

Sci. Bull., 2022, 67(19): 2001-2012

Actinide-uranium single-atom catalysis for electrochemical nitrogen
fixation

锕系-铀基单原子催化用于电化学氮气固定

陈涛, 刘统, 庞贝贝, 丁韬, 张伟, 沈心怡, 吴丹, 王兰, 刘潇康, 罗齐全, 竹文坤, 姚涛

本文首次报道了通过氧空位限域铀单原子锚定在TiO₂纳米片上, 用于N₂电还原. 铀单原子催化剂的NH₃产率高达40.57 μg h⁻¹ mg⁻¹, 法拉第效率高达25.77%, 在已报道的无氮催化剂中名列前茅. 同位素标记原位同步辐射红外光谱验证关键*N₂H_y反应中间物种来自供给的N₂. 原位X射线吸收光谱研究表明, 在工作条件下铀单原子和TiO₂晶格之间形成更多U-O_latt配位, 金属-载体相互作用明显增强. 理论模拟表明, 演化的1O_ads-U-4O_latt模块充当关键的电子回馈中心, 以降低N₂解离和第一加氢步骤的热力学能垒. 这项工作为定制金属活性位点与载体之间的相互作用提供了可能性, 并为设计高性能的锕系单原子催化剂提供了支持.

Earth Sciences

Sci. Bull., 2022, 67(19): 2013-2021

Columnar optical, microphysical and radiative properties of the 2022 Hunga Tonga volcanic ash plumes

2022汤加火山灰羽流的气溶胶光学、微物理和辐射特性

桂柯, 车慧正, 田林, 王亚强, 石崇, 要文瑞, 梁苑新, 李雷, 郑宇, 张磊, 曾昭亮, 仲峻霆, 王志立, 张小曳

作为21世纪乃至近30年最强的火山喷发之一, 2022年汤加火山喷发事件已经引起了广泛关注. 研究表明, 汤加火山喷发所产生的大量火山灰气溶胶突破对流层进入平流层, 形成了一个顶部高度约为25~30 km的火山灰羽流. 在喷发后的4天内, 火山灰羽流在平流层环流的驱动下迅速向西移动了近10000 km. 侵入平流层的火山灰气溶胶导致整个澳大利亚北部的大气气溶胶负荷显著增加, 气溶胶光学厚度(AOD)在澳大利亚东北部海岸达到1.5, 约为侵入前一日的15倍. 此次汤加火山灰羽流主要以半径集中在~0.26 μm处的细模态颗粒物为主, 同时其体积峰值达到0.25 μm³ μm⁻². 汤加火山喷发对平流层AOD和辐射平衡的影响显著, 卫星观测到的平流层AOD的扰动高达0.6. 这种扰动在很大程度上解释了区域性地表(大气层顶)的瞬时短波辐射强迫可达−105.0 W m⁻² (−65.0 W m⁻²).

END