VLBI（甚长基线干涉测量）在脉冲星高精度测量以及星周环境探测等方面均具有重要价值。自上世纪70年代开始，天文学家便尝试开展脉冲星的射电干涉观测，但仅限于少数距离较近望远镜组成的VLBI或者连线干涉仪，研究目标也仅限于几颗强脉冲星。因面临多项难点，脉冲星VLBI观测在今后的20多年中进展缓慢。对此，中国科学院研究团队联合国内多家兄弟单位取得突破性进展。
加快新兴显示照明LED如量子点LED的研究具有重要意义。当前，由于缺乏原位、直观的表征手段，新兴LED的内部运行机制理解尚不充分，限制了新兴LED的研发速度。近日，中国科学技术大学研究团队与河南大学研究团队合作进行了相关探索。
基于国际科技创新中心网络服务平台科创热榜每日榜单形成的一周科技记忆，我们推出《一周前沿科技盘点》专栏。今天，为大家带来第118期。
《Chinese Physics Letters》丨破解脉冲星奥秘，中国天眼展现超强能力
脉冲星B0919+06和B1133+16本次观测成图结果
VLBI在脉冲星高精度测量以及星周环境探测等方面均具有重要价值。自上世纪70年代开始，天文学家便尝试开展脉冲星的射电干涉观测，但仅限于少数距离较近望远镜组成的VLBI或者连线干涉仪，研究目标也仅限于几颗强脉冲星。因面临多项难点，脉冲星VLBI观测在今后的20多年中进展缓慢。目前，国际VLBI网脉冲星观测已经逐步进入了灵敏度瓶颈期。
中国科学院上海天文台联合国内多家单位利用中国天眼和中国VLBI网（CVN）成功开展了脉冲星联合观测，取得了技术经验和发现了待解决问题。CVN由多个射电望远镜及上海数据处理中心组成，在卫星轨道测量方面表现优异，但在天体物理研究上的应用尚少。随着更多大型射电望远镜的加入，CVN将成为国际上最灵敏的中低频VLBI网络之一。此次观测选用了两颗普通脉冲星B0919+06和B1133+16为目标，通过“数据分箱”技术和相位参考源条纹拟合等方法提高了观测精度。观测结果显示，这两颗脉冲星在RA方向的位置测量精度超过了毫角秒，而DEC方向略逊一筹。研究证明，VLBI技术对于普通脉冲星的天体测量学参数具有更高的测量精度。
本次实验是对中国天眼和CVN联合观测技术路线的有益尝试和探索。研究者对参考源选取、观测模式设置、数据相关处理以及事后分析等每个环节都进行了精心规划和设计，并将有关技术细节和心得写入科研论文。同时，还指出了CVN在流量定标、电离层模型优化等方面亟待解决的问题。
原文链接：
https://cpl.iphy.ac.cn/10.1088/0256-307X/41/11/117501
《Nature》丨新型绿色量子点LED，亮度寿命双突破
电激发瞬态吸收原理及磷化铟基量子点LED的关键科学问题
加快新兴显示照明LED如量子点LED的研究具有重要意义。当前，由于缺乏原位、直观的表征手段，新兴LED的内部运行机制理解尚不充分，限制了新兴LED的研发速度。2020年，中国科学技术大学教授樊逢佳团队研发出世界首台电激发瞬态吸收（EETA）光谱仪。这一技术可以给LED“拍片子”，全方位透视LED中的载流子和电场的时间分辨、空间分布等信息，为LED的机理研究提供关键的技术支持，推动LED领域的科学探索和技术进步。
近日，樊逢佳与河南大学教授申怀彬再次合作，利用EETA技术探讨了绿色磷化铟基量子点发光二极管的关键科学问题。研究表明，当前绿色磷化铟基量子点LED性能较低的主要原因在于电子注入不足和严重的电子泄漏。为此，研究提出了采用“低、宽势垒”的设计方案。这一方案既提升了电子注入效率，又有效抑制了漏电现象。通过这一优化，研究实现了绿色磷化铟基量子点LED的峰值外量子效率达26.68%，亮度突破270,000cd/m2，并在初始亮度1,000cd/m2下T95（亮度衰减到起始值的95%）寿命达1,241小时，刷新了世界纪录。这一成果标志着无毒量子点LED技术的重要进展。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08197-z
《Nature》丨全新低温脱氟技术，PFAS污染有望彻底解决
科学家在光催化全氟和多氟烷基物质低温脱氟领域取得重要进展
全氟和多氟烷基物质（PFAS）由于分子内牢固的碳-氟键，具有独特的热稳定性、化学稳定性、疏水及疏油特性等，广泛应用于化工、电子、医疗设备、纺织机械、核工业等领域。而碳-氟键的惰性导致PFAS在自然环境或温和条件下难以降解。例如，特氟龙在260℃的温度下可维持多年而不分解；而在500℃以上分解时则会释放出有毒气体。因此，PFAS被称为“永久化学品”。而被废弃于自然界中的PFAS则引发了一系列的环境与健康问题。
针对上述挑战，中国科学技术大学研究团队基于在特定光照具有超强还原性的原理，设计创制了超级有机光还原剂KQGZ，首次实现了低温下的特氟龙及小分子PFAS的完全脱氟矿化，并将其高效回收为无机氟盐和碳资源。该团队首次报道了高度扭曲咔唑核对超级光还原剂电子得失的促进作用从而实现永久化学品的完全脱氟；发现了光还原剂的激发态氧化电位与其还原能力无直接关联，且并非判断光催化剂还原能力的唯一标准；提出了对特氟龙等PFAS能否进行完全还原脱氟可作为有机还原剂的还原能力标准。
超级有机还原剂KQGZ是我国科学家独立设计创制、具有原创性的独特光还原催化剂，具有广谱的催化断裂牢固碳-杂以及杂-杂原子键性能，在目前已尝试的百余类反应中均取得理想结果。实验证明，超级有机还原剂的扭曲结构促进了电子得失，从而实现了超级还原作用，为新型超级光还原剂的设计和研制提供了新思路。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08179-1
《Materials Horizons》丨仿生设计助力3D打印聚氨酯弹性体性能飞跃
多氢键诱导的光固化3D打印聚氨酯弹性体及生物医用支架
聚氨酯弹性体是具有优异机械性能的高分子材料。通常，传统的聚氨酯弹性体加工方法需要较高的温度和压力，且模具制造复杂、成本高。当前，光固化3D打印技术具有快速成形、高精度和复杂结构制造能力，因而成为制造聚氨酯弹性体的理想方法。
近日，中国科学院兰州化学物理研究所研究员王晓龙和助理研究员刘德胜团队等通过调控光敏聚氨酯预聚物的化学结构，发展了具有优异光固化3D打印成形能力的高性能聚氨酯弹性体材料，构筑了机械承载稳定性的生物医用支架以及具有仿生双梯度结构的阻尼减振、消音降噪等概念性功能器件。
该研究在聚氨酯前驱体中引入脲基和酯基，发展了多重氢键诱导的可快速光固化3D打印的超分子聚氨酯弹性体。这一弹性体具有优异的高弹性、高强度、韧性及良好的生物相容性和血液相容性。具有高精度光固化3D打印性能的聚氨酯弹性体综合了高性能与快速结构制造方面的优势，为制造具有抗压缩承载能力和机械稳定性等特性的复杂柔性结构生物医疗器械提供了新的材料技术方案。进一步，研究受向日葵髓双梯度结构启发，采用光固化3D打印聚氨酯弹性体，设计构筑了具有孔径和壁厚双梯度变量的仿生双梯度结构聚氨酯。这一仿生双梯度结构聚氨酯具有选择性的抗屈曲性以及各向异性的机械性能和耗散行为，提升了强度、能量吸收和抗撕裂性等特性，解决了传统多孔泡沫材料性能调控难、功能单一等问题，在阻尼缓冲减振和消音降噪等领域具有应用前景。
上述成果丰富了高性能光固化3D打印聚氨酯弹性体材料的种类，拓展了高性能光固化3D打印聚氨酯弹性体材料在功能结构器件定制化制造方面的应用探索，有望为生物医疗、柔性电子、摩擦密封等领域提供新的材料、奠定技术基础。
原文链接：
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/mh/d4mh01191k
《Physical Review Letters》丨轴子暗物质探测界限提升50倍，量子技术显神威
（a）实验示意图；（b）实验约束的轴子暗物质界限
近年来，有研究提出，一些特定理论模型预测轴子和Z'玻色子或存在于“轴子窗口”。而轴子暗物质的信号微弱，易被环境噪声和经典磁场的干扰信号掩盖，因此仅有少数团队在这一质量范围开展过实验搜寻。
中国科学技术大学教授彭新华和副教授江敏等利用两个相距60毫米的极化129Xe原子系综，构建了超灵敏的轴子暗物质探测器，通过混入碱金属Rb，实现了对129Xe极化矢量信号145倍的放大。实验通过对自旋源施加磁场脉冲，使129Xe原子核自旋翻转并以特定频率进动，理论上这将通过轴子传递自旋相互作用至自旋传感器。为了检测微弱的轴子信号，研究使用了激光探针监测极化状态的变化，并通过高效的磁屏蔽系统和最优滤波技术来提高信噪比。尽管未直接发现轴子暗物质，但研究确立了“轴子窗口”内最强的中子-中子耦合界限，创造了国际新纪录。
上述研究展示了量子精密测量技术在暗物质探测领域的潜力，为未来的相关研究奠定了基础。
原文链接：
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.191801
《The Astrophysical Journal》丨揭秘太阳活动周期，黑子倾角离散度揭示新规律
太阳发电机理论研究是太阳物理最基本、最重要的问题之一。在Babcock-Leighton类型的太阳活动周模型中，黑子群倾角可以影响下个活动周的活动水平强弱。因此，探讨黑子群倾角和下个太阳活动周特征之间的物理关联，有助于科学家剖析太阳活动长期演化趋势的物理基础。
中国科学院云南天文台副研究员高朋鑫与青年副研究员徐景晨通过分析黑子群倾角相关量和下个活动周分布特征之间的相关性发现，倾角平均值和倾角离散程度不相关，倾角平均值相关的物理量和下个活动周的特征不相关，倾角离散程度相关的物理量与下个活动周的强度和振幅反相关而与下个活动周上升相持续时间正相关。同时，研究显示，黑子群倾角离散程度和黑子群平均面积、黑子群总面积反相关。进一步，该研究发现，下降相太阳活动越弱，下个活动周太阳活动越弱，反之亦然。
上述研究发现了黑子群倾角离散程度在调制太阳活动长期演化趋势方面的重要作用，提出了黑子群倾角离散程度是预测未来太阳活动趋势的关键指标。
原文链接：
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad7118
欲了解更多前沿科技进展
不妨关注
国际科技创新中心网络服务平台
（www.ncsti.gov.cn）
科创热榜
扫描二维码
快速登录
国际科技创新中心网络服务平台
补充阅读：
关于“科创热榜-前沿科技”
国际科技创新中心网络服务平台（www.ncsti.gov.cn），基于中科院、工程院、医科院、农科院、985高校及新型研发机构等近200家科研院所、单位发布的研究成果，多源动态提取并按领域维度、期刊级别、创新载体、学者信息、时间梯度等多维度权重，经人工智能计算分析，形成推荐榜单，每日更新。
往期推荐
