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      据新华社电中国科学技术大学俞书宏团队和高敏锐团队合作,研制出一种高性能、低成本的新型三元纳米片电催化剂。其展现出工业级的优异电解水制氢潜能。《德国应用化学》日前发表了该成果。      近年来,国际学术界在全水解电极催化剂的设计制备方面取得了令人瞩目的进展。但是,寻找能在中性水电解质中同时展现高活性、高稳定性的非贵金属电催化剂仍是一大挑战。      此次研究人员采用电化学沉积和固相磷化两步反应,设计并成功制备了镍掺杂的磷化钴三元纳米片电催化剂。其在中性条件下同时展现出优异的水还原及氧化电催化活性和稳定性。      实验人员将这种三元材料作为中性水全分解电解池的阴极和阳极,发现其性能优于以商业贵金属材料作为电极制备的电解池。      据介绍,该工作为发展廉价三元过渡金属磷化物作为电极,用于中性水电解制氢提供了新的思路,并展现出潜在的商业应用前景。(记者:徐海涛)

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      据合肥晚报报道,在火灾发生之前,“敏锐”的传感器能发现电气设施存在的隐患,实现对火灾的预警;当发生灾害后,救援智能机器人能代替人类进入复杂现场,完成危险作业。      在即将开幕的安徽省庆祝改革开放40周年科技创新成果展上,多款来自合肥的人工智能类产品将亮相,它们提升了人类面对灾害的应急能力和处理水平。      首创传感技术实现火灾超前预警展品:火灾预警探测器      在本次成果展上,一款由能安科技有限公司研发的火灾预警探测器将与大家见面。该产品为电流式电器,可以精准预警电气火灾,减少伤亡和损失。      根据国家安监总局信息研究院研究报告显示,目前国内30%的火灾是电气造成,67%的重特大火灾也是因为电气造成。而目前火灾报警器的弊端,是只能待发生故障或引发电气短路导致火灾才能报警。      “好比一个人发烧超过38度,其实早在前期就有发烧的症状,如果我们可以敏感地发现这些症状,就可以将隐患压制在萌芽状态。”能安科技创始人单立辉说,他们所研发的电气火灾预警器的优点就在于可以提前发现电气问题并及时处置。      自2012年起,当时还在中国科学技术大学先进技术研究院从事电气技术研究的单立辉和几个朋友,便着手研发电气火灾预警探测器,经过几年的努力,成功研发该产品,目前该企业拥有三项国际发明专利、40项全国发明专利。      “我们产品的核心是首创边缘计算传感技术。”单立辉介绍,该产品传感器实现对电气隐患从“故障报警”到“超前预警”的革命性进步。      目前该产品已广泛应用于银行、医疗机构、高校、博物馆、文物建筑、危险化学品厂区、国家级资源战略储备库等高安防要求场所。      代替人类完成危险作业展品:仿人双足救援智能机器人      当灾害发生时,错综复杂的环境往往让救援人员难以进入现场,而此时智能机器人是一个很好的“帮手”。      在本次展会,合肥科学岛将带来其研发的仿人双足救援智能机器人。这是我国首台以实施危险环境救援为目标的全尺寸人形智能机器人,其在复杂环境下自主行走于多任务作业方面处于国际先进水平。      为了满足救援方面的需要,这款机器人进行了仿人机构的设计与制造。科研人员以人体工程学理论为指导,按照170cm身高的常规人体质量分布、尺寸等参数,来配置机器人的仿生机构的自由度、尺寸和重量。      灾害现场环境错综复杂,具有敏锐的视觉感知判断能力必不可少。为此,专家为其设计了一种结合双目立体相机与激光扫描仪的环境感知系统,可以实现双目图像的自动配准与分割,并能对图像中指定像素点的三维坐标进行测量,以实现仿人机器人所需的目标检测、识别、定位等功能。这使得其具有典型环境和常见物体感知识别能力,同时可以对行进路线进行自动规划,能够攀爬、自主避障、在崎岖路面行走,适应各种地面环境。      针对其复杂的工作环境,该机器人还采用了人工遥控操作、紧急情况处理等自主管理相结合的半自主控制方式。人机端能够通过主动识别视觉采集到的图像、选择目标物体,以便将目标物体的三维坐标交由智能决策进行智能处理。同时,人机端也可实时实现机器人本体的远程急停控制。      更值得一提的是,该机器人还拥有形状自适应抓取技术。它的“左右手”均为3指结构,每个手指可以独立旋转和抓握物体,单手最大抓取质量为5kg。在灾害现场,它可以完成转动阀门、清除障碍物等任务。      “仿人机器人具有人类的特殊结构,在未来,可以代替人类完成危险作业,扩展人类的工作能力,如在原子能核电站和海底等危害人类的环境下工作。”科学岛相关专家介绍。(记者:蒋瑜香)

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      氢气生产成本高且在燃料电池中极易氧化,是发展氢能的两大阻碍。目前生产氢气一般使用以钯、铂和其他贵金属为主要成分的催化剂。俄罗斯南联邦大学化学家开发出一种新型铂催化剂,其中铂金含量大大降低,但效率显著提升。该研究成果刊登在《氢能国际期刊》上。      化学家和生物学家一直尝试使用镍或其他廉价金属的化合物、纳米颗粒或者各种微生物的蛋白质替代这些贵金属,但到目前为止,还没找到铂的替代品。过去,化学家试图用铂包覆镍、铜和其他金属的纳米颗粒,来提高催化剂效率,但由于这种颗粒的形状很难控制,金属层与层之间的边缘过于锋利,很难保护其脆弱内核。      该研究项目主持人弗拉基米尔·古特曼和其同事解决了这个问题。他们开发出一种新型粒子,使铂原子从纳米结构的核心到表面均匀地增加。首轮测试显示,这种纳米粒子降解速度比普通纳米粒子慢7—8倍。      研究人员指出,这种催化剂还可用于制造燃料电池的其他金属,这将加速氢能发展,帮助全球经济走上可持续发展之路。

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 日前,记者从长沙市科技局组织的一场高校成果转化对接会路演上获悉,我国科学家历经6年,研制出具完全自主知识产权的“全电机伺服驱动精密模压成形机”。相关研究成果的落地,有望突破玻璃光学制造技术、装备和工艺上的国外封锁。 近年来,随着光电行业的迅猛发展,玻璃光学器件的应用和需求越来越广泛。但目前国内的光学器件制造仍受制于日本、德国等发达国家。国内玻璃光学器件制造企业几乎依赖国外进口加工设备,并采用国外加工工艺。这成为长期以来,我国玻璃光学器件制造的最大“痛点”。 北京理工大学教授、国家重点基础研究发展计划“玻璃微纳阵列高效超精密模压制造基础研究”项目首席科学家周天丰率领团队,经长达6年的攻关,提出了全电机伺服驱动精密模压成形机的设计思想,并以此为基础研制开发了样机,通过技术攻关,形成了具有完全自主知识产权的玻璃模压加工工艺,可实现在可见光玻璃材料和红外玻璃材料上加工各种类型、各种尺度微结构阵列与自由曲面玻璃器件。 周天丰介绍,设备使用的工业控制系统,相比国外同类型设备所使用的可编程逻辑控制器,更利于对控制系统进行改写和调试以及对工艺数据的保存和导出。同时,使用电缸作为模压机的驱动元件,相比国外同类型设备较多使用的气缸,更有利于对模压速度和模压位置的精密控制。此外,设备还对加热模块进行了进一步优化,相比国外同类型设备,有更高的加热温度范围。 目前,课题组已完成国内首套产品的开发,成果已具备产业化条件,并已在航空航天、兵器、船舶及激光器制造有关单位投入使用。

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      细胞内囊泡运输对于维持细胞以及机体的多种生理功能必不可少,2013年诺贝尔生理学或医学奖被授予发现囊泡转运机制的三位科学家。在真核细胞内,大约三分之一的蛋白质在内质网(ER)中折叠和修饰,然后被运送到高尔基体(Golgi)。蛋白质从内质网到高尔基体的运输(ER-to-Golgi)过程是对蛋白质进行质量控制和分选的重要阶段,对维持细胞内稳态至关重要。ER-to-Golgi运输由COPII小泡驱动,而COPII小泡主要由Sec23/Sec24内壳蛋白复合体和Sec13/Sec31外壳蛋白复合体构成。至今为止,COPII小泡是如何运输到高尔基体的机制还不完全清楚。      中国科学院上海营养与健康研究院陈雁课题组博士生曹倩倩等近日发现孕酮和脂联素受体3(PAQR3)在COPII囊泡运输中发挥了重要的作用。在这项研究中,首先使用APEX2邻近标记策略和质谱分析来鉴定出992种PAQR3临近的蛋白质,其中大多数都参与了细胞内转运的生物过程。接着借助GalNAc-T2和RUSH两个ER-to-Golgi转运的模型系统发现,PAQR3缺失延迟了蛋白质从内质网到高尔基体的运输。通过一系列的生化和细胞实验,发现PAQR3的N端能够与Sec13和Sec31A的WD结构域相互作用并增强Sec13和Sec31A的高尔基体定位,从而揭示了PAQR3是一个通过与COPII囊泡的Sec13/Sec31A外壳蛋白复合体相互作用来调节ER-to-Golgi转运的关键分子。  PAQR3主要作为一个抑癌基因,在多种肿瘤中具有抑制功能。考虑到平衡和控制细胞内运输对于维持细胞内稳态至关重要,研究者推测许多类型肿瘤中发现的PAQR3的失调可能与细胞内稳态失调有关。因此,该研究的发现不仅拓展了人们对胞内运输复杂性的理解,也可能增加对于人类疾病尤其是肿瘤的分子基础的理解。  上述工作于11月30日发表在Cell旗下国际学术期刊iScience上,题目为PAQR3RegulatesEndoplasmicReticulum-to-GolgiTraffickingofCOPIIVesicleviaInteractionwithSec13/Sec31CoatProteins。该研究得到华东师范大学教授廖鲁剑的大力支持和帮助。该课题得到国家自然科学基金、科技部以及中科院等的支持。  文章链接图示:PAQR3调控COPII小泡的ER-to-Golgi转运模型

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  抗生素抗性基因(ARGs)在全球范围内的传播对人类的健康构成严重的威胁。作为一种新型的污染物,抗性基因已成为国际研究的热点。抗性基因的水平转移在推动抗性基因的扩散过程中起着关键的作用。整合子(integron)作为基因捕获系统,可以整合外源基因到基因盒中,是抗性基因水平转移的重要分子元件。长期以来关于抗性基因的研究主要集中于抗性基因总体的丰度和多样性,而很少考虑其所在的位置。位于整合子上面的抗性基因可以通过基因水平转移进入其他的物种包括对人类健康有害的致病菌,因此,对此类抗性基因的研究与人类的健康更加密切。  中国科学院城市环境研究所城市土壤与生物地球化学组朱永官科研团队通过克隆文库和高通量测序分析了不同污水处理厂污水处理过程中一类、二类和三类整合子的丰度,以及相应的基因盒中的抗性基因的多样性。研究发现一类整合子在污水处理中最为常见,而且其丰度随着污水处理进程而降低。在进水中一类整合子基因盒多样性最高,而在污泥中三类整合子基因盒多样性最高。一类整合子中多数基因盒阵列是首次发现。在一类整合子中,大部分基因盒携带抗氨基糖苷类和β-内酰胺类的抗性基因,然而三类整合子基因盒则主要携带β-内酰胺类的抗性基因。此外,在污水处理厂中检测到一个核心的持续存在的抗性基因盒库贯穿于整个污水处理过程,表明这些抗性基因具有更高扩散进入环境的潜在可能性。  该研究成果为研究污水处理对整合子动态变化影响提供了新的视角,强调了监测整合子携带的抗性基因的必要性。相关论文“Impactofwastewatertreatmentontheprevalenceofintegronsandgeneticdiversityofintegrongenecassettes”已在线发表于国际微生物学杂志AppliedandEnvironmentalMicrobiology。该论文由博士生安新丽等人完成,通讯作者为研究员苏建强。  该研究得到国家自然科学基金和城市环境所青年人才领域前沿项目资助。污水处理过程中基因盒的持久性和多样性

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