郑泉水等在《自然》发表

11月22日,清华大学工程力学系、微纳米力学与多学科交叉研究核心暨摩擦学国度重点尝试室的郑泉水传授作为两位通信作者之一,文章的颁发再一次表了然郑泉水团队在布局超滑范畴的国际引领地位。

摩擦、磨损对人类社会影响深远。全球约1/4的一次机能源因摩擦而损耗,约80%的器件失效由磨损而惹起。带来巨额经济丧失的同时,还形成情况污染和无法挽回的资本华侈。进一步,摩擦、磨损的具有,使得很多环节手艺(从航天器、高铁、计较机存储、到微机电系统等)碰到成长瓶颈;不少精妙的设想,仅能具有于人们的图纸或科幻小说之中。那么,有没有底子性的处理方案呢?

两个固体概况间接接触并相对滑移活动,摩擦磨损次要源于概况本身的粗拙性、概况之间的同化物和化学键等。早在1983年佩拉尔(M. Peyrard)和奥布里(S. Aubry)就操纵一个十分简单、只含两个弹簧系数的Frenkel-Kontorova 模子(简称FK模子),从理论上预测了两个原子级滑腻且非公度接触的范德华固体概况(如石墨烯、二硫化钼等二维材料概况)之间具有几乎为零(简称“零”)摩擦、磨损的可能。近十年后平野(M. Hirano)等人通过FK模子的计较,再次提出了雷同的预测,将其定名为超润滑(Superlubricity),并作了多次尝试测验考试。此后,马丁(J.M. Martin)等于1993年尝试察看到了摩擦系数低达10-3量级的超低摩擦现象。因为持久没有证明佩拉尔等预测的超润滑概念,人们慢慢地将超低摩擦现象称作为超润滑,而将前者改称为布局润滑(Structural Lubricity)。人类汗青上第一次察看到布局超滑(Structural Superlubricity)是在2004年,由荷兰科学院院士弗伦肯(J. Frenken)领衔的团队在纳米标准、超高真空、低速(微米/秒)的前提下察看到石墨-石墨烯界面超滑。因为尝试前提过于苛刻,无法投入适用。而且,包罗弗伦肯本人在内的很多科学家都不只认为,并且从理论上“证明”纳米以上标准布局超滑难以实现。

2008年,郑泉水团队去世界上初次尝试实现了微米标准布局超滑。2012年,郑泉水团队证明了这是布局超滑,从而倾覆了人们的相关认识。弗伦肯(J. Frenken)等在《化学世界》(Chemistry World)(2012)上评价:“这是一个伶俐的、颠末细心设想且极具勇气的尝试。该现象发生在介观标准,立即将这个现象的研究从学术乐趣转化到现实使用(“immediately brings it from academic to practical interest” )。此后,全球性的布局超滑和极低摩擦研究都进入了一个加快增加期,研究者们在分歧的系统中都观测到告终构润滑现象(图1)。清华大学除了以郑泉水传授为代表的研究团队在布局超滑范畴处于国际领先地位之外,以雒建斌院士为代表的研究团队在固-液界面极低摩擦研究范畴同样处于国际领先地位。

图1.(a)微米标准(1-10 μm)和(b)亚微米标准(~ 200 nm)石墨岛的布局超滑。(c) 厘米长双壁碳管的布局超滑。(d)类金刚石球、金刚石颗粒以及片状石墨烯构成的宏观极低摩擦界面(引自Nature瞻望原文图2)。

2016年郑泉水团队在《科技导报》撰写中文综述“超润滑:“零”摩擦的世界”,引见布局超滑进展。在此根本上,此篇在《天然》上的瞻望综述更新了上述进展,并阐述告终构超滑将来的成长趋向和次要面对的挑战。自2008年以来,颠末十年契而不舍摸索和研究,布局超滑很可能正处于发生倾覆性环节手艺和泉源立异手艺的前夕。这些手艺的发生和使用将为人类更夸姣的将来做出汗青性贡献。

鉴于这种前瞻性认识,在清华大学和深圳市当局的支撑下, 2018年9月深圳清华大学研究院设立了超滑手艺研究所,由郑泉水传授担任所长。其成长计谋是充实整合郑泉水传授在布局超滑根本研究、清华大学在多个手艺学科(高端制造、消息手艺、空天手艺等)、深圳市在实体财产、深圳清华研究院在手艺孵化方面等的奇特劣势,努力于布局超滑倾覆性环节手艺和泉源立异手艺的研发。

本文别的一位通信作者为以色列特拉维夫大学化学学院奥德·霍德(Oded Hod)传授,三位国外合作者别离为以色列特拉维夫大学化学学院院长迈可·乌尔巴赫(Michael Urbakh)传授和奥德·霍德传授,以及瑞士巴塞尔大学物理系的厄恩斯特·迈耶(Ernst Meyer)传授。他们三位别离采用理论模子、分子动力学/第一道理计较、和尝试方式研究纳米标准布局超滑。

该方案开创性地操纵特定“三明治”布局等离子体作为非线性光学器件(“光子减速器”),将通俗波长约0.8-1μm的超快超强激光脉冲以极高的效率转化为波长在5-14μm范畴内可调谐的相对论光强近单周期飞秒红外激光脉冲。该方案获得了《天然·光子学》评阅人的高度评价,分歧认为方案具有高度可行性,将可以或许在近期尝试中获得验证。

清华大学情况学院2013级博士生郑馨竺在其导师王灿传授、合作导师耶鲁大学埃德加·赫卫彻传授的配合指点下,以第一作者的身份在《天然·地球科学》上在线颁发题为“本钱构成部门注释了金属脚印对国度GDP的高敏感性”的论文。

4月3日,清华大学与阿里巴巴配合颁布发表成立“清华大学-阿里巴巴天然交互体验结合尝试室”,摸索下一代人机交互手艺,并在清华大学举行揭幕典礼。该尝试室是阿里巴巴与学术界在全球设立的首小我机交互范畴的结合尝试室,将依托清华大学美术学院,清华将来尝试室参与共建。

为更好地办事国度“双一流”扶植,不竭提拔科研程度,推进师资步队扶植,3月3日上午,清华大学学术委员会、科研院和教师成长核心在主楼后厅结合召开了以基金人才类项目申报为主题的大型科研工作推进会。副校长薛其坤、王希勤出席会议并讲话,科研院院长周羽掌管会议。

1月14日,天然子刊《天然-可持续成长》(Nature Sustainability)期刊发布会在京举行。本次发布会由施普林格·天然集团、清华大学和英国东安格列大学配合主办。清华大学副校长薛其坤和《天然-可持续成长》主编莫妮卡·肯坦斯特贝尔(Monica Contestabile)出席。

1月9日,国度天然科学基金委员会办理科学部严重项目“国度平安办理的决策系统根本科学问题研究”的启动会在北京召开。国度天然科学基金委员会副主任何鸣鸿、办理科学部主任吴启迪,清华大学副校长薛其坤院士出席会议。

近日,清华大学五道口金融学院传授田轩掌管申报的“互联网布景下金融机构立异纪律与业绩表示研究”课题、传授张晓燕掌管申报的“中国本钱市场的行为特征”课题获得国度天然科学基金严重项目立项赞助。

10月12日,由清华大学地球系统科学系(简称:地学系)副传授林岩銮作为第一和通信作者在《天然·通信》(Nature Communications)颁发文章揭示全球天气模式美国中部干暖误差缘由及对将来预估的影响。

该项目对准国度和社会公共平安的严重计谋需求,以图像视频大数据为次要研究对象,环绕视频大数据高效表达与压缩、视觉对象和事务跨域联系关系与识别、群体视觉感知与多源异构消息映照等科学问题,深切研究并成立视频大数据高效表达、深度阐发与分析操纵的计较理论、方式与手艺系统,在超等计较机河汉2号上搭建能支持百亿幅以上图像大数据和十万路以上视频大数据的深度解析和联系关系阐发平台,并在省级公安系统进行大规模使用示范。

1月9日,清华大学生命科学学院李雪明课题组在《布局和分子生物学》(Nature Structural & Molecular Biology)杂志在线颁发题为《细菌II型排泄系统的排泄素布局及其工作机制》(Structural Insights into Secretin Translocation Channel in Type II Secretion System)的研究论文,该工作通过冷冻电镜的研究手段初次揭示了细菌II型排泄系统外膜复合物GspD排泄素通道的原子分辩率布局以及通道的半开放形态布局,连系响应的生化尝试,阐述了底物通过II型排泄系统排泄素的排泄机理。

11月7日下战书,清华大学科研工作推进系列会议之二“2017年度清华大学国度天然科学基金申请工作预启动会”在美院演讲厅召开。清华大学副校长薛其坤到会并讲线

9月7日,清华大学医学院董忠军博士的团队在NK细胞发育调控范畴再次取得进展,在《天然》子刊《天然-通信》上颁发题为“NK细胞晚期发育需要Tsc1抑止IL-15激活的mTORC1活化” 的研究论文。该课题组客岁曾在《尝试医学杂志》(Journal of Experimental Medicine)报道IL-15通过激活mTOR信号诱导NK细胞特同性转录因子E4BP4表达的正反馈调理环路,而在最新研究功效中他们发觉了一种NK细胞晚期发育的负反馈调理机制。

9月1日,清华大学医学院颜宁传授研究组在《天然》(Nature)杂志颁发题为《电压门控钙离子Cav1.1通道3.6埃分辩率布局》(Structure of the voltage-gated calcium channel Cav1.1 at 3.6 angstrom resolution)的研究长文(Research Article),报道了首个真核电压门控钙离子通道的近原子分辩率三维布局,为理解浩繁具有主要心理和病理功能的电压门控钙离子和钠离子通道的工作机理奠基了根本。

6月21日,清华大学水利系HydroSky团队、清华大学数据科学研究院·遥感大数据研究核心主任洪阳、水利系助理传授龙笛、水利系博士后万玮等结合中国科学院遥感与数字地球研究所、南京大学、中国科学院南京地舆与湖泊研究所等机构,在《天然》集团《科学数据》刊物上颁发论文《青藏高原湖泊数据集:1960s,2005和2014》(A lake data set for the Tibetan Plateau from the 1960s, 2005, and 2014),发布共享青藏高原面积1 km2以上湖泊在过去六十年的变化数据集。

2月22日,清华大学情况学院周集中研究组在《天然》子刊《天然-天气变化》(Nature Climate Change)在线颁发题为《全球暖化使冻土土壤碳库易受微生物快速降解影响》(Tundra soil carbon is vulnerable to rapid microbial decomposition under climate warming)的研究论文,发觉了天气暖化布景下微生物勾当对永世冻土带土壤碳库的主要影响。清华大学“千人打算”传授周集中为论文通信作者。

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