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  俄罗斯国立核研究大学的科学家们在国际科学团队的支持下发现了使量子点的发光强度倍增的方法。研究人员认为,该发现将大大提高将量子点用于显示器及光学量子信息技术领域的吸引力。这一发现近日发表在《物理化学快报》上。  光致发光量子点目前被广泛应用于LED和显示器制造领域,而且也是量子信息技术领域量子发射器的基础。上述研究工作的主要作者、国立核研究大学研究员维克多·克里文科夫表示,这种效应是在研究薄膜混合材料中等离子体-激子耦合时发现的。  先前已知的增强量子点发光强度的方法——珀塞尔效应和等离子体-激元诱导的吸收增强效应在实践中具有明显的局限性。  珀塞尔效应在于加速微纳谐振器(包括等离子体激元谐振器)内部量子点的辐射弛豫过程,从而导致辐射概率增加,并相应增加光致发光的量子产率(将激发量子转换为辐射光子的效率)。然而,量子产率不能超过100%,因此不可能利用该效应提高最初高量子产率的量子点的发光强度。  等离子体-激元诱导的吸收增强效应与表面等离子体激元纳米附近的局域电磁场增强有关,与等离子体激元不存在或不被激发的情况相比,在间隔紧密的量子点中吸收跃迁的概率更高。因此,每单位时间会发生更多数量的量子点激发。但是,该效应伴随着等离子体激元诱导的能量转移,从而导致量子产率大幅降低,因此无法通过增强吸收来提高量子点的发光强度。  为了克服这些限制,俄罗斯国立核研究大学纳米生物工程实验室和混合光子纳米材料实验室的员工创造了一种薄膜混合材料,该材料由聚合物基体上的一层量子点组成,该基体上覆盖了一层等离子银纳米颗粒。选择等离子体纳米颗粒的形状和类型,可为同时实现珀塞尔效应和等离子体诱导的吸收增强效应创造条件。  维克多·克里文科夫称:“事实证明,两种效应的组合克服了每种效应的局限性。吸收增强,而量子产率没有下降。此外,两种效应的协同作用使量子点的发光强度增加,既包括最初具有高量子产率的量子点(亮的,辐射的量子点),也包括最初不辐射的量子点。”  据悉,法国香槟-阿登区兰斯大学以及西班牙材料物理中心和西班牙巴斯克地区大学的研究人员与俄罗斯国立核研究大学的科学家们一起参与了该项研究工作。今后,该团队计划在基于半导体和金属纳米粒子的新型混合等离子体-激子量子发射器的制造领域继续研究。这些研究将为发展的量子信息科技领域创建更为高效和稳定的新型量子发射器。

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  韩国联合通讯社日前发布消息称,韩国世宗大学研究团队开发成功一种基于红外线的手机无线充电技术。  这种红外线充电使用半导体光放大器件产生的高功率红外光线,是一种真正的远距离无线充电技术。工作距离可达数米或者更远,能量在传递过程中几乎没有损失。而且可以选择不同波段同时对多个电子设备进行充电。  同RF方式相比,红外无线充电不产生电磁波,避免了电磁污染对人体的危害。而且工作距离远远超过当前的接触式或者近距离电磁充电技术。  研究者表示,红外线充电技术问世,意味着韩国业界有了一种技术方案可以对华为的激光充电技术进行回应。  相关理论性研究已经在去年发表在《光学快报》上。之后研究团队开展了应用研究,并且在不久前完成了韩国和国际专利申请。目前研究团队已经在注册商业实体进行商业化开发。

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  多层塑料材料在食品和医疗用品包装中无处不在,这是因为多层聚合物可赋予塑料薄膜特殊的性能,如耐热性或水分控制等,但常规方法很难回收这些多层塑料材料。据最新一期《科学进展》报道,美国科学家开创了一种使用溶剂回收多层塑料中聚合物的新方法,该技术有望大幅减少塑料废料对地球环境的污染。  全球每年生产约1亿吨多层热塑性塑料,每种热塑性塑料由多达12层不同的聚合物组成。其中总量的40%是制造过程本身产生的废物,由于无法分离聚合物,几乎所有热塑性塑料最终都被送到填埋场或焚化炉中。  通过使用一系列以聚合物溶解性热力学计算为指导的溶剂洗涤,美国威斯康星大学麦迪逊分校化学与生物工程学教授乔治·胡博领导的团队使用“溶剂定向回收和沉淀(STRAP)”工艺,对一种普通商用塑料中的聚合物进行了分离,分离出的聚合物在化学特性上类似于用于制造原始塑料薄膜的那些材料,如聚乙烯、乙烯-乙烯醇和聚乙烯二甲酸酯等。  该团队目前正在使用回收的聚合物来制造新的塑料材料,以证明该工艺将有助提高回收效益。特别是,它可以使多层塑料制造商回收在生产和包装过程中产生的40%的塑料废料。  研究团队还准备对其他多层塑料展开试验,以扩展STRAP工艺的使用。随着多层塑料的复杂性增加,确定可溶解每种聚合物溶剂的难度也增加。研究人员已着手开发一种新的计算模型,以计算出目标聚合物在不同温度下在溶剂混合物中的溶解度,从而缩小可溶解聚合物的潜在溶剂的数量。  研究的最终目标是开发一种计算系统,使研究人员能够找到溶剂组合以循环利用各种多层塑料。研究团队还希望了解所用溶剂对环境的影响,并建立绿色溶剂数据库,使其能更好地平衡各种溶剂系统的功效、成本和环境影响。

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图为密花八角枫的花絮。中国科学院东南亚生物多样性研究中心提供图为密花八角枫的果实。中国科学院东南亚生物多样性研究中心提供  记者23日从中国科学院东南亚生物多样性研究中心获悉,该中心植物多样性与保护研究组联合西双版纳州国家级自然保护区工作人员,在云南西双版纳及老挝北部发现一植物新种——密花八角枫。目前,该新种被评估为濒危等级。  相关研究成果于近日发布在国际学术期刊Taiwania。  八角枫属隶属于山茱萸科,现今纪录约有55种,主要分布于亚洲的热带、亚热带以及太平洋诸岛和澳大利亚东部区域。  早在2013年,研究人员在西双版纳补蚌大样地发现一种藤本状的八角枫属植物,确定为八角枫属植物的疑似新种。2013-2016年间,研究人员又陆续在象明、易武等地采集到花果标本。  2019年,研究人员开展中老跨境生物多样性考察及西双版纳州国家级自然保护区综合考察,期间分别于老挝北部及西双版纳州国家级自然保护区内多次采集到该种植物,包括果实标本。  通过详细的标本比对及文献查阅工作,研究人员确定该植物为八角枫属植物的一个新种,并命名为密花八角枫AlangiumconfertiflorumY.H.Tan&H.B.Ding。该种以其藤本状灌木的习性、主干和细枝均带有棘刺以及其直立无毛的花丝而显著区别于其它种。  科研人员介绍,依据多年的野外调查数据,根据IUCN的濒危等级评估标准,密花八角枫被评估为濒危等级。

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耳形范特西虫复原图。霍秀泉绘  近期,中科院南京地质古生物研究所寒武纪大爆发研究团队的硕士生孙智新、博士曾晗和研究员赵方臣,系统研究了华北地台寒武纪中期馒头组一类特殊的三叶虫,为探究寒武纪三叶虫头壳形态特化提供重要案例。由于该三叶虫具有特殊的头部轮廓,其被命名为“耳形范特西虫”。相关研究成果发表于《波兰古生物学报》。  范特西虫的头部狭长,其长度接近背壳总长度的一半;鞍前区向前延长,中部有一个凹口,使头盖前部形似一对“兔子耳朵”;由于特殊的头盖形态,活动颊特化成侧边缘平直的砍刀状。这些特征及其特殊的眼脊和头鞍特征,使范特西虫不同于同时期的其他三叶虫属,成为寒武纪三叶虫家族的又一新成员,也成为褶颊虫家族中罕见的头部特化类群。  尽管一些三叶虫的头部特化与其挖掘沉积物的生活习性相联系,但范特西虫的特征并不完全吻合。由于一般用于加固头盖的前边缘结构在范特西虫中已退化,且不规则形状的力学性质并不比半圆形更稳固,这表明范特西虫特化的头盖并不坚固;和同层的其他三叶虫相比,大部分范特西虫头盖化石的前部已破损折断,这印证了“其头盖的坚固程度甚至不如正常三叶虫的半圆形头盖”的观点。因此,范特西虫独特的外形可能与捕食、迷惑天敌等其他因素有关。  研究人员通过个体发育标本发现,范特西虫发展和稳定的头部轮廓与其成年期初期较吻合,这暗示了这种特化可能与性选择有关,而非仅受到生活策略的影响。  相关论文信息:https://doi.org/10.4202/app.00753.2020  (原载于《中国科学报》2020-11-24第4版综合)

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图为不同群体的梭砂贝母体色变化。中国科学院昆明植物研究所供图  作为传统药用植物“川贝”的重要来源,梭砂贝母在某些群体中呈现比较“正常”的绿色,而在另一些群体中则与背景融为一体,非常隐蔽。中国科学院昆明植物研究所联合英国埃克塞特大学科研人员研究发现,这一伪装色彩进化,与人类采挖活动息息相关。  相关研究成果以Commercialharvestinghasdriventheevolutionofcamouflageinanalpineplant为题,于近日在国际生物学领域顶级期刊CurrentBiology在线发表。  梭砂贝母是生长在中国西南高山流石滩上的一种贝母属植物,也是“川贝”的重要来源。中国科学院昆明植物研究所高山植物多样性研究组研究人员在前期研究中发现该物种不同群体具有显著的体色差异。  研究者首先推测,这种伪装可能是在应对食草动物的防御策略。但经过长期多地观察发现,并没有动物取食梭砂贝母的明显痕迹。由于体内富含生物碱,贝母属植物具有很强的化学防御,在一定程度上抵御动物取食。后来,研究者意识到,梭砂贝母地下鳞茎长期遭到大量采挖,有可能产生强烈的选择压力。  为评估每个群体遭受的采挖强度,研究者从当地基层药商处获得过去六年的梭砂贝母采收量(以干重统计),并估计每个群体单粒贝母鳞茎的干重。他们发现,获得一公斤干燥鳞茎,意味着超过3000株贝母被采挖,这是相当强的选择压力。再通过样方统计和分布面积评估获得的潜在贝母产量,研究者获得每个群体的采挖强度。他们发现,采集强度越大的地方,贝母伪装越好。  考虑到采挖压力可能在较长历史内有变化,研究者还评估伪装程度与采挖难度的关系。采挖难度与当地流石滩基质岩石的大小和结构有关,鳞茎埋藏较深的群体采挖难度大,耗时长,因而遭受的采挖压力较小。结果表明,越是容易采集的群体,其伪装越好。  此外,为评估贝母的伪装效果并检验人类通过视觉的选择过程,研究者编写一款名为“找贝母”的网络游戏,用以收集与色觉相关的数据。来自全球500多名玩家参与的实验结果表明:伪装更好的贝母的确更难被找到;并且,拥有三色视觉的人类搜寻目标的速度要比二色视觉的动物更快。  以上结果表明,人类的采挖活动很可能驱动伪装在梭砂贝母中的进化。采挖者并不在意贝母的色彩,但他们的搜寻和采挖过程却影响植物的色彩进化。这一例子暗示,人类活动正在以自己都无法预见的方式影响野生生物的进化。  虽然梭砂贝母已足够“聪明”,但研究者推测,在利益的驱使下,再高明的伪装也躲不过人类的高强度搜索。如今,许多群体的贝母已经越来越少见。研究者呼吁,为人类,为明天,必须减少对野生生物资源过度采集。

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