• 工程进展 中国科大在新型直流流强测量系统研制中取得重要进展 束流流强是电子储存环的核心参数之一，由其计算得到的束流寿命更是衡量电子束流运行品质的关键指标。2025年10月9日至28日，中国科学技术大学国家同步辐射实验室束测团队为合肥先进光源（HALF）自主研制的高速高精度束流流强测量数据采集系统样机，在合肥光源（HLS-II）储存环上顺利完成束流测试。作为HALF的关键设备之一，该样机实现了设备全国产化，并通过优化信号采样频率及处理算法，在直流流强测量领域展现出优异性能，技术指标达到国际领先水平。传统直流流强数据采集方案采用高位电压表，数据率局限于1-10Hz。而本次自主研制的数据采集处理系统（图1），采用国产定制化高速高精度模数转换器（24bits，最高采样率2 MHz）作为核心元件，在现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）中实现信号处理。在数据率 1Hz 的条件下，该系统直流流强测量分辨率优于 0.67 μA，相比 HLS-II 及上海光源（SSRF） 现有流强测量系统（数据率 1Hz 时，分辨率 1.4 μA）提升一倍（图2），达到当前世界最高水平。当数据率提升至 488Hz时，该系统直流 2025-11-11
• 科研动态 合肥光源基于软X射线磁圆二色站实现谱学实验自动化全过程 材料是所有产业的基础和先导，是支撑人类社会发展的基石。随着人工智能技术（Artificial Intelligence, AI）的飞速发展，材料研发范式从传统的“直觉和试错”走向人工设计的“智”造。在这个范式变化过程中，高通量表征起着“承上启下”的作用。通过多尺度（电子、原子、声子、介观）的精细化表征，结合物理模型或者AI数值模型，发掘材料性能和化学组分、结构之间的关联关系，从而为新材料的“智”造提供理论基础。而同步辐射是最适合应用于材料高通量表征的平台之一。它的波长连续覆盖X射线到红外线，可以探测电子、原子、声子结构。基于此，在国家同步辐射实验室的统一部署和安排下，实验部的闫文盛团队（王超、 2025-11-04
• 科研动态 合肥光源用户在聚乙烯回收转化制乙烯和丙烯研究中取得重要进展 近日，中国科学院化学研究所韩布兴研究员团队在聚乙烯回收转化制乙烯和丙烯研究中取得重要进展，相关成果以《Closed-loop recycling of polyethylene to ethylene and propylene via a kinetic decoupling–recoupling strategy》为题，于2025年10月14日发表在《自然-化学工程》（Nature Chemical Engineering）期刊上。聚烯烃塑料（尤其是聚乙烯PE）在环境中难以降解，造成了塑料污染问题。化学回收是解决塑料废弃物的有效途径之一，尤其是将聚烯烃转化为高需求的化学品如乙烯和丙烯，以实 2025-10-21
• 工程进展 合肥先进光源超导高次谐波腔完成垂直测试 高次谐波腔是第四代同步辐射光源储存环的核心关键部件，主要用于拉伸束团长度提升束流寿命，抑制束流发射度的增长，提供朗道阻尼来抑制纵向耦合束团不稳定性。合肥先进光源（HALF）储存环超导高次谐波腔工作频率是1499.4±0.5 MHz，其采用了一种全新的单cell TESLA椭球型腔，利用大小束管型方案把高次模从腔体里面传输出去，加工工艺简单可靠，其设计、加工制造过程是中国科学技术大学国家同步辐射实验室和中国科学院高能物理研究所合作完成的。2025年9月23日，高次谐波腔的垂直测试在中国科学院高能物理研究所怀柔区先进光源技术研发与测试平台完成。在4.2 K温度下，达到以下指标：1号腔（槽腔-不锈钢大法兰）加速梯度Eacc为6 MV/m时，品质因数Q0为 4.5×108，去除法兰损耗后Q0为7.4×108；最大加速梯度为9.6 MV/m，对应品质因数Q0为 4.3×108，去除法兰损耗后Q0为6.9×108。2号腔（裸腔-铌钛大法兰）加速梯度Eacc为6 MV/m时，品质因数Q0为 4.0×108；最大加速梯度为11.5 MV/m，对应品质因数Q0为3.0×108。经专家现场测试后认定，该高 2025-09-28
• 科研动态 合肥光源用户在电催化合成二甲基乙酰胺的研究中获得新进展 含氮有机化合物，特别是那些含有羰基胺部分的化合物，在药物合成、化学品和先进聚合物制造中是关键的中间体。这一现状激发了电催化C-N偶联策略的发展。目前的研究主要集中在CO2、CO与无机氮源（如氨、硝酸盐或亚硝酸盐）的偶联以生产单碳产品，如尿素、甲胺和甲酰胺。值得注意的是，乙酰胺衍生物（CH3−C(=O)−NRR）作为有机试剂、农用化学品和染料的通用基石，有着广泛的应用和巨大的需求，但它们的工业规模生产仍然依赖于在高温、高压酸性条件下使用乙酸酐/酸的高能耗热化学路线。通过电化学CO还原进行胺的电催化乙酰化是一种引人注目的绿色替代方法，但也面临着内在的科学障碍：复杂的多电子转移过程和相互竞争的反应途 2025-08-27
• 科研动态 中国科大在二维过渡金属碳氮化物的可控制备方面取得重要进展 二维过渡金属碳化物和氮化物（MXenes）因其独特的层状结构和优异的物理化学性能，在能源存储、催化和传感等领域展现出巨大的应用潜力。MXene可以通过氢氟酸刻蚀MAX陶瓷来制备，然而传统的合成方法面临诸多挑战（如刻蚀选择性有限、结构控制精度不足、制备周期长，且需依赖强酸或强碱等苛刻环境，等），这严重制约了MXene的大规模生产和应用开发。因此，高效、安全、环境友好的大规模可控合成是实现MXenes新材料潜能的关键所在。近日，中国科学技术大学团队基于理论筛选，提出了一种卤素离子介导的水热合成新方法，通过卤化铵（如氟化铵）水热刻蚀策略高通量合成了多种MXene。同时，利用卤化铵与有机小分子插层剂的协同作用，通过原位水热途径实现了多种MXene异质结衍生物的高效可控制备。相关研究成果以“Halogen Ion-Mediated Hydrothermal Synthesis of Diverse MXenes with Tailored Heterostructures”为题，6月25日发表于国际学术期刊《Advanced Materials》。图1：卤化铵水热刻蚀策略高通量合成MXenes示 2025-07-02
• 科研动态 中国科大在黑碳气溶胶成核机理研究取得重要进展 近日，中国科学技术大学国家同步辐射实验室和火灾安全全国重点实验室王占东教授团队通过实验和理论相结合，发现燃烧中产生的共价团簇中间体在气相小分子-黑碳颗粒转换过程中扮演着桥梁作用，提出了“共振稳定自由基团簇化（RSRC）”的黑碳气溶胶成核新机制。相关研究成果以“Resonance-stabilized radical clustering bridges the gap between gaseous precursors and soot in the inception stage”为题，在线发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）。化石燃料和生物质的不完全燃烧产生的黑碳气溶胶是大气细颗粒物的关键组分，在多维度环境系统中具有重要影响：其不仅降低区域空气质量、加剧呼吸道疾病风险，还通过吸收太阳辐射改变大气能量平衡，成为继二氧化碳之后的第二大气候变暖贡献因子。在能源动力领域表现为发动机积碳现象——由未充分燃烧产生的碳微粒沉积会显著降低燃烧效率，并加速发动机部件磨损。尽管学界已建立对其环境危害的系统认知，但关于其成核机制的核心科学问题仍未突破：从气态前驱体向颗粒相转变的动态演化路径，特别是 2025-05-10
• 工程进展 国家同步辐射实验室首台“C波段球形脉冲压缩器”取得突破进展 2025年4月21-28日，中国科学技术大学国家同步辐射实验室韦业龙团队自主研制的C波段球形脉冲压缩器顺利完成了第一阶段的高功率测试，达到了国内C波段球形脉冲压缩器的最高测试功率水平。直线加速器中行波加速管的填充时间通常是几百ns，而速调管产生的微波脉冲长达几个μs，其中只有几百ns用于加速电子，造成微波脉冲利用效率较低。脉冲压缩器是一种高功率微波器件，能够将速调管产生的长达几个μs的长脉冲压缩为几百ns的短脉冲，同时获得数倍的功率增益，因此也叫做能量倍增器。脉冲压缩器可有效解决速调管输出功率有限以及输出脉冲利用效率低的问题，大幅降低微波系统的造价成本。在诸多类型的脉冲压缩器中，球形脉冲压缩器因其结构紧凑、表面场小、运行稳定等特点，在国内外大型直线加速器中得到广泛应用。C波段球形脉冲压缩器是浙江产业光源（金华筹建）注入器预研项目的关键部件，通过结构优化设计有效降低了表面场强（重点改善耦合口区域表面场分布），并创新性地采用耦合口与球形腔体分体式水冷系统的工艺设计方案，有效降低打火概率。在第一阶段高功率测试中，经过测量标定后，该脉冲压缩器的输入功率为8.7 MW，输出峰值功率为53.9 M 2025-04-30
• 科研动态 合肥光源用户在抗烧结催化剂研究中取得重要进展 近日，中国科学技术大学曾杰教授课题组在抗烧结催化剂的研究中取得重要进展，相关成果以“Ultrafine metal nanoparticles isolated on oxide nano-islands as exceptional sintering-resistant catalysts”为题，于2025年3月10日发表在期刊《自然—材料》（Nature Materials）。超细金属纳米颗粒（3 nm）因其超高的比表面积和原子利用率，在多相催化领域备受青睐。然而，在催化反应过程中，这些纳米颗粒极易受到高温和复杂的化学气氛影响，从而自发聚集并导致催化活性降低，该过程被称作催化剂的烧结。面 2025-03-11
• 科研动态 合肥光源用户在光催化甲烷制乙醇研究中取得重要进展 甲烷作为天然气和页岩气的主要成分，其储量丰富，是化学合成中的重要碳资源。在温和条件下将甲烷氧化为高附加值化学品颇具前景，但甲烷分子的高度对称性和稳定性使其难以同时实现对单一目标产物的高转化率和高选择性，尤其是转化过程涉及C-C耦合步骤的产物。最近，清华大学唐军旺教授、英国卡迪夫大学C. Richard A. Catlow院士、中国科学技术大学黄伟新教授和香港大学郭正晓教授等人合作，在Nature在线发表题为“Methane oxidation to ethanol by a molecular junction photocatalyst”论文，首次提出分子内结概念，成功合成出具有交替苯单元和 2025-02-27
• 科研动态 中国科大在毫秒同步辐射X射线谱学研究催化剂非平衡态结构中取得... 精准追踪催化反应过程中活性中心结构随时间的动态演化，对于解析催化剂活性增强机制至关重要。然而，常规原位X射线谱学技术通常在分钟到秒量级时间尺度内探测催化剂的稳态结构变化，难以有效捕捉具有高度动态和快速演化特性的非平衡态结构信息，严重制约了对催化机理的深入理解。为此，亟需发展具备高时间分辨能力的原位X射线谱学技术，以实现对非平衡态过程的实时、高精度追踪。此外，随着时间分辨率的提升，实验所产生的海量且复杂的谱学数据使得传统依赖人工解读的方式变得愈发困难。因此，开发基于数据驱动的先进机器学习算法，实现海量数据的高效处理、精准挖掘与深度分析，显得尤为迫切。近日，中国科学技术大学国家同步辐射实验室、核科学技术学院姚涛教授团队，在捕捉电催化剂非平衡态结构的时间分辨同步辐射X射线谱学研究中取得了新进展。团队采用能量色散X射线吸收谱（ED-XAFS）技术，实现了毫秒级（60 ms）时间分辨全谱“单次采集”，极大地提升了数据采集的效率与精度。结合无监督机器学习算法，从数万张谱图中快速识别并筛选出催化剂重构过程中涉及的关键主成分相。通过对这些主成分随时间的动态变化进行定量解析，精确捕捉到非平衡态中间体的特 2025-01-17
• 科研动态 合肥光源用户在癌症疫苗研究中取得重要进展 传统癌症疫苗因免疫原性低和交叉呈递效果差而受到限制。自噬体作为癌症疫苗载体，能够捕获多种肿瘤抗原，并激活肿瘤特异性T细胞。然而，自噬体在形成后很快与溶酶体/多泡体融合，难以有效逃逸，这成为实现高免疫原性自噬体癌症疫苗的主要障碍。中国科学技术大学尤业字教授团队报道了一种功能性 Ti2NX 纳米点，它可以覆盖自噬体膜脂质磷脂酰肌醇-4-磷酸，阻断自噬体与溶酶体的融合，并在肿瘤中产生稳定的纳米点包被的自噬体。形成的纳米点包被的自噬体可以从癌细胞逃逸到淋巴结，在那里激活肿瘤特异性 T 细胞。在此研究中，联合团队利用国家同步辐射实验室BL07W软X射线成像线站开展针对细胞的同步辐射X射线三维纳米断层扫描 2025-01-10
• 工程进展 合肥先进光源储存环纵向梯度二极磁铁首批量产完成测试 合肥先进光源（HALF）储存环纵向梯度二极磁铁于12月26日在兰州泰基离子技术有限公司完成了首批量产的出厂测试，所有关键指标均满足物理设计指标，并优于合同要求。HALF纵向梯度二极磁铁采用了电磁型变间隙方案，由于磁铁结构复杂，所以无法采用传统的叠片方案，在使用DT4实心铁加工的前提下，除了满足单独磁铁的磁场质量参数外，还要满足磁铁之间的积分磁场离散性要求，这对于实心铁类型的磁铁来说是一个极大的挑战。项目团队从物理设计、结构设计、原材料性能、加工工艺、装配方法、测试过程等进行了全流程把控。对于单独磁铁的性能，严格把控所有加工误差和装配误差等误差源；对于磁铁间的积分磁场离散性，严格把控所有板料的磁化曲线和工艺生产方案。经测试，LGB1-2、LGB6-1串联工况下的离散性为-2.55×10-4，优于设计指标。储存环纵向梯度二极磁铁首批4台所有指标的全部达标，验证了纵向梯度二极磁铁的物理设计与工艺方案可行，可以继续开展后续量产工作。 2024-12-31
• 科研动态 合肥光源用户在二次电池研究中取得系列进展 锂硫电池因具有显著的理论比容量（1672 mAh·g−1）和理论能量密度（2600 Wh·kg–1）而有望取代目前商用的锂离子电池。然而活性材料的不可逆损失，缓慢的硫反应动力学过程、不可控的锂枝晶生长等问题严重限制了其电化学性能发挥和使用安全性。西南科技大学宋英泽课题组该团队利用国家同步辐射实验室软X射线成像光束线站(BL07W)开展针对二次电池关键材料的同步辐射X射线三维纳米断层扫描成像，分别获取来自双核铜金属有机小分子配合物催化剂内部Li2S的沉积信息，获得了CP/Cu-2-T内部空间沉积的Li2S的准确信息及解析了Li2S在Co-VC、VC和Super P三种基底材料上的沉积和空间分布情 2024-12-24