• 工程进展 合肥先进光源首套外协加工“行波加速管”通过工艺测试 2024年5月24日，合肥先进光源首套外协加工“行波加速管”工艺测试会在加工承担单位——合肥聚能电物理高技术开发有限公司召开。工艺测试专家及国家同步辐射实验室工程技术团队代表听取了“行波加速管”外协加工首套工艺总结、微波性能及高功率测试结果报告。经过质询与讨论，专家组认为首套行波加速管加工工艺满足技术要求，机械、微波各项性能参数满足指标要求。“行波加速管”是合肥先进光源注入器提升电子能量的核心元件。加速管设计以国家同步辐射实验室自上世纪80年代以来历经多个大科学工程的技术积累为基础，进一步研制了跑道型腔体结构的准对称高性能耦合器，有效降低了耦合腔多极场，以保证合肥先进光源对高品质注入束流的需求；此外，输出耦合器采用欠耦合的工作方式，降低了输入端反射，进一步提高了加速管运行稳定性。合肥先进光源注入器共计42根行波加速管，为保证合肥先进光源工程项目进度要求，其中17根由国家同步辐射实验室自主研制生产，另外25根通过公开招标委托合肥聚能电物理高技术开发有限公司加工。2023年4月，国家同步辐射实验室自主研制的首套行波加速管通过工艺测试。此次首套外协加工行波加速管通过工艺测试，标志着合肥先进光 2024-05-31
• 科研动态 合肥光源用户在锂硫电池有机小分子催化剂研究中取得进展 锂硫电池由于高理论能量密度（2600 Wh·kg–1）而被认为是非常有潜力的下一代储能体系。然而，它们在实际应用中面临了诸多挑战：1、多硫化锂穿梭效应：在充放电过程中形成的可溶性长链多硫化锂能够穿过隔膜，导致活性物质的不可逆损失，从而降低了电池的循环稳定性和库仑效率；2、缓慢的硫反应动力学过程：较慢的硫转化反应影响了电池的放电深度。3、锂枝晶生长：在反复的充放电过程中，形成的枝晶不仅会降低电池性能，而且还有可能引发安全性问题。西南科技大学宋英泽团队制备出一种具有氯桥键的双核铜配合物电催化剂。这种配合物中的两个铜原子由一对对称的氯桥键相连，间距仅为3.5Å，同时与氮原子等形成了稳定的配位环境。该 2024-05-17
• 科研动态 中国科大在机器学习结合统计分析助力电催化剂研发取得进展 无序固溶体合金具有丰富的催化位点，因此可以被用于催化多种重要的化学反应。然而,也正是由于其多位点的特性，给此类催化剂活性位点的局部结构解析和总体活性的理论预测带来巨大的挑战。具体表现在，模拟时采用随机位点策略，数据量庞大，需要消耗大量的计算资源，且难以直接分析结果。使用机器学习辅助密度泛函理论计算的策略已被证实可以大幅提高计算效率，同时多种统计方法也在部分合金催化体系中被证明是分析大量数据的有力工具。然而，目前对于无序固溶体合金的研究对于总体活性的计算方法仍不全面。因此，发展有效、准确的多位点合金催化剂总体活性的计算描述方法是指导实验上实现合金组分和比例筛选、可控合成的关键。近期，中国科学技术大学国家同步辐射实验室宋礼教授和化学与材料科学学院武晓君教授两个团队合作，建立了适用于描述多位点合金催化剂总体活性的理论模型，提出了等效位点比例的统计概念，结合机器学习和统计分析实现了Pt-Ru无序固溶体电催化析氢中多位点贡献的定量描述。相关成果以“Analyzing Active Site and Predicting Overall Activity of Alloy Catalysts”为题 2024-05-13
• 科研动态 合肥光源用户在土壤有机碳固定机制方面取得新进展 土壤是地球上最大、最活跃的陆地生态系统碳库。全球在1米土壤深度水平上蕴含约1505 Pg碳（1 Pg = 1015g），是全球植被碳库的3倍、大气碳库的2倍。因此，土壤对调节全球碳循环具有重要意义，土壤中微小的碳变化也会导致大气CO2的剧烈波动，引发巨大的环境效应。以往研究多认为“有机碳-矿物相互作用”是有机碳在土壤中固定的主要机制，该观点将土壤的固碳属性完全归结于矿物的表面性质，即固碳量的高低取决于矿物表面的可利用性。然而，最近的研究表明，土壤碳含量与矿物指标之间并无显著相关性，暗示了另一种未被挖掘的、矿物属性之外的机制主导着土壤有机碳的固定过程。深入理解有机碳在土壤矿物界面上的固定机制是实 2024-04-22
• 科研动态 我室在高密度单原子近邻协同效应研究中取得新进展 氢能源作为一种绿色低碳、热值较高的新能源，被认为是破解能源危机的新密码受到了广泛关注。电化学水分解制氢是最有前景的制氢技术之一，但是其阳极动力学缓慢的析氧反应限制了整个电解水制氢系统的能量转化效率。单原子催化剂是一类设计高性能析氧反应催化剂的理想模型。单原子催化剂的性能与其表面单原子的密度紧密相关。对于低密度单原子催化剂，由于单原子之间的距离较远，使得反应中间体在孤立的单原子表面的吸附行为相互独立，造成相似构型的反应中间体之间的吸附能相互关联，从而极大的限制了催化剂性能。构筑高密度单原子是一种优化单原子催化剂催化性能的有效策略。单原子密度的提高会缩短单原子之间的距离，使其可以通过近邻协同效应优化反应中间体的吸附行为，从而提升催化剂的性能。因此，亟需探索精细的催化剂制备技术，实现高密度单原子催化剂的精准制备，从而利用高密度单原子之间的近邻协同效应，显著提升催化剂的性能（图1）。近日，中国科学技术大学国家同步辐射实验室鲍骏研究员团队研究发现钴基氧化物负载的高密度铱单原子催化剂在电化学析氧反应中的性能与高密度单原子之间的近邻协同效应密切相关。相关成果以“Neighbouring Synerg 2024-04-19
• 科研动态 我室在紧凑型光电离质谱成像源研发中取得新进展 质谱成像技术(mass spectrometry imaging, MSI)是基于质谱发展起来的一种分子影像技术，通过直接扫描生物样本，可以同时获得多种分子的空间分布特征，具有免荧光标记、不需要复杂样品前处理等优点，已经成为基础医学、药学、微生物学等研究领域关键技术之一。近日，中国科学技术大学国家同步辐射实验室潘洋教授、刘成园副教授课题组与生命科学学院田长麟教授合作，发展了常压透射式激光解吸/后光电离（t-AP-LDI/PI）的质谱成像新方法，以实现对生物组织中多种内源性化合物的原位可视化分析。研究成果以“Development of Transmission Ambient Pressure Laser Desorption Ionization/Postphotoionization Mass Spectrometry Imaging ”为题，于2024年3月25日以封面文章形式发表在分析化学领域顶级期刊《Analytical Chemistry》（DOI:10.1021/acs.analchem.3c05605），该研究成果在课题组前期基于解吸电喷雾电离/后光电离基础上（Anal 2024-04-03
• 科研动态 合肥光源用户《Nature Catalysis》：用于高效碱性氢电催化的强耦... 氢能作为一种洁净能源，是能源领域未来重要的发展方向之一。与质子交换膜电解槽和燃料电池相比，氢氧化合物根交换膜电解槽（HEMELs）和氢氧根化合物交换膜燃料电池（HEMFCs）因为工作条件腐蚀性较小，可以使用低成本的非铂电催化剂（PGM），所以在循环可再生氢能发展经济中具有很大的发展潜力。但是然而，碱性条件下的由于析氢反应（HER）和氢氧化反应（HOR）在碱性条件下的反应动力学比酸性环境下中低两个数量级左右，这给HEMELs和HEMFCs的发展带来了巨大的挑战，。因此，通过设计催化剂的结构，构建发展高活性的碱性HER和HOR非铂催化剂在对推动HEMELs和HEMFCs的发展起到重要的作用具有重要 2024-03-25
• 科研动态 合肥光源用户在等离激元光热催化二氧化碳转化领域取得新突破 光热催化CO2加氢制备高值化学品和燃料是一种缓解能源和环境问题的有效途径。其中，活性位点和光吸收单元的精准设计是开发高效光热催化剂的关键。传统催化剂设计以氧化物负载等离激元金属助催化剂结构为主，其具有宽光谱光吸收、高效的光热转换效率和高比表面积等优点。然而，该类催化剂仍受到制备工艺复杂、成本高等问题的制约。因此，开发新型非贵金属光热催化剂具有十分重要的意义。近日，中国科大熊宇杰教授团队和苏州高研院刘东教授团队组合作设计了一种具备非金属等离激元效应的Mo2N/MoO2-x光热催化剂，并通过一步法在催化剂中实现双活性位点的可控调节，实现了高效、高选择性、高稳定性的光热催化CO2转化。在流动相条件下 2024-03-13
• 科研动态 合肥光源用户在铜纳米颗粒催化剂逆转“熟化”研究中取得重大进展 90%以上的化学工业过程中都依赖于催化剂的参与，催化剂在整个反应过程中并不是静止不变的，许多负载型的纳米金属催化剂在使用一段时间后就会出现烧结，原本均匀的纳米金属粒子里会出现“个头”特别大的颗粒。金属颗粒从小到大的转化过程多遵循“奥斯特瓦尔德熟化”机理。多年来，“奥斯瓦尔德熟化”效应像是一道无法破除的“诅咒”，造成催化剂性能不可逆的损伤。烧结后的催化剂的活性位点数量锐减，致其催化性能“断崖式下跌”。为了应对这种“衰退”，工业上常用的方法是增加数倍的催化剂用量，或者暂停生产对催化剂进行再生恢复或替换，因而需要花费高昂的成本。针对以上问题，浙江大学肖丰收教授与王亮研究员团队通过控制传统烧结过程中金 2024-02-16
• 科研动态 姚涛教授团队与华中科技大学夏宝玉教授团队在原位同步辐射的催化... 近日，中国科学技术大学国家同步辐射实验室姚涛教授团队与华中科技大学夏宝玉教授团队和新西兰奥克兰大学王子运博士合作，综合利用多种同步辐射原位技术，在质子交换膜（PEM）二氧化碳转换机制的研究中取得重要进展，相关研究成果以“Durable CO2conversion in the proton-exchange membrane system”为题，于2024年1月31日发表于《Nature》。开发各种碳中和技术对于解决能源与环境问题具有重要意义。基于PEM技术的电催化二氧化碳转化（CO2RR）由于可生产高附加值化学品和燃料并可以大电流、长时间稳定工作，是实现工业化碳转换较有前景的方式之一。而利用 2024-02-02
• 科研动态 合肥光源用户在二维铁磁分子材料中取得新进展 如何操控分子间相互作用实现长程自旋有序在理解和调控微观尺度的磁性行为以及开发新型宏观磁性材料和器件方面具有重要意义。然而，温度和环境对分子磁性行为和自旋有序的形成起着决定作用。高温下，热涨落会破坏自旋有序使分子间交换作用失效。根据Mermin-Wagner理论预言，二维系统不存在长程自发磁有序。因此，实现二维室温铁磁分子材料面临着巨大的挑战。为了解决这一挑战，中国科学技术大学的吴长征教授、郭宇桥副教授课题组针对二维材料普遍缺乏本征磁性和难以引入净自旋的科学难点，提出了通过表界面化学在二维体系引入本征磁性的新策略。该团队以有机分子(二茂钴(Co(Cp)2)作为磁性基元，基于无机层状材料层间的限域 2024-01-19
• 科研动态 中国科学技术大学田立娇、田扬超团队《ACS Nano》：Cryo-SXT可视... 2024年1月10日，中国科学技术大学国家同步辐射实验室田立娇课题组在国际著名期刊ACS Nano再次发表冷冻软X射线断层成像(cryo-SXT)相关工作，基于之前“Direct Visualization and Restoration of Metallic Ion-Induced Subcellular Ultrastructural Remodeling”工作基础，将研究对象拓展至莱茵衣藻，发表创新科研成果:Near-Native Imaging of Label-Free Silver Nanoparticles-Triggered 3D Subcellular Ultrastructural Reorganization in Microalgae。该研究基于近天然3D成像方法，cryo-SXT，可视化银纳米颗粒(Cit-AgNPs)与莱茵衣藻的相互作用。Cryo-SXT展示了Cit-AgNPs的三维空间分布，位于胞外聚合物(EPS)和细胞质中。此外，Cryo-SXT揭示了Cit-AgNPs重塑藻的亚细胞结构，包含叶绿体膜破坏、蛋白核减小、淀粉鞘变薄、淀粉颗粒和脂滴极度膨胀 2024-01-15
• 科研动态 中国科学技术大学廖昭亮团队Nat. Commun.: 基于关联二维电子气的... 传统基于吸附或氧化还原反应机制的气体传感器一般只能探测特定的一种或少数几种气体成分，并且只能在特定的温区工作，极大的限制了其在多种气体混合的复杂环境中的应用及稀有气体和惰性气体的探测。 中国科学技术大学国家同步辐射实验室廖昭亮团队研制了一种新的基于铝酸镧/钛酸锶（LaAlO3/SrTiO3）薄膜界面关联二维电子气（C-2DEG）的广谱气体传感原型器件。利用界面二维电子气的电阻响应，纯物理的方法探测了多种气体。不论是极性气体、有机气体，还是非极性、惰性气体甚至稀有气体的响应，它都能很好的分辨和探测，并得到具有线性相关的气体分压。该新型广谱探测器对某些气体的测量极限可以与目前主流的商用传感器 2023-12-22
• 科研动态 合肥光源用户在单细胞纳米药物及亚细胞结构的无标记成像方法学方... 了解纳米药物的细胞内行为和受纳米材料-生物相互作用影响的亚细胞结构的形态变化，是研究纳米药物的生物活性和安全性评价的重要内容。解析纳米药物-细胞互作的基本原理和机制，对于准确把握纳米药物的生物学效应具有重要意义，为高效低毒纳米药物的精确设计和临床转化提供指导和支持。生物微环境和细胞结构的复杂性及胞内纳米药物化学形态的动态变化等为纳米尺度下单细胞的原位无标记分析带来了挑战。基于同步辐射的X射线成像技术具有高分辨、高灵敏、元素特异、定量分析、样品制备简单等优点，能够在分子、细胞和组织水平实现对纳米药物在自然或准自然生物体系中的行为和命运的原位研究，提供纳米药物的空间分布、体积、数量、密度甚至价态信 2023-11-16