近日，上海交通大学和厦门大学相继在Nature发表最新研究成果，西安交通大学在Science发文。
值得一提的是，厦门大学刊发的论文，从想法的提出到论文的刊发，耗时5年。
上海交通大学
5月17日，上海交通大学牵头的PandaX合作组在深度分析新一代PandaX-4T液氙探测实验数据后，对暗物质可能具有的电磁性质给出了国际最好的测量结果。该成果以“Limits on the luminance of dark matter from xenon recoil data”为题，在线发表于Nature。
上海交通大学物理与天文学院博士生宁旭阳为该论文的第一作者，学院周宁教授为该论文的通讯作者，李政道研究所副所长、物理与天文学院特聘教授刘江来为PandaX合作组的首席科学家。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-023-05982-0
大量的天文和宇宙学观测通过引力效应确认，宇宙中还存在比已知物质多5倍多的神秘物质。这些物质呈电中性，还未被人类用电磁手段“看”到，因此被称为“暗物质”。然而暗物质粒子是否存在“亮度”，一直是全世界科学家试图回答的基本问题。
2009年起，PandaX合作组利用锦屏地下实验室极低辐射本底环境，研制了三代液氙探测器（PandaX-I、PandaX-II、PandaX-4T），并开展了一系列针对暗物质和中微子的实验研究。宇宙中的暗物质可以穿透地球到达地下实验室，如果暗物质和普通物质间有相互作用，会同探测器中的氙原子碰撞并产生反冲信号，在探测器中以氙原子闪光（S1）和电离（S2）的形式表现出来。
基于PandaX-4T实验首批暗物质探测数据，PandaX团队通过似然度拟合方法对暗物质可能的电磁性质开展了系统寻找。研究表明，数据中未发现超出本底的暗物质信号：以暗物质电荷均方半径为例，信号区中预期本底事例大约是10个，而实验数据中仅发现了6个碰撞事例，符合本底的统计涨落。根据观测数据，团队对暗物质的多种电磁性质均给出了国际最强的限制。值得指出的是，PandaX对暗物质电荷均方半径给出了国际首个实验上限，最强的上限值——1.9×10-10fm2——出现在暗物质质量为40倍质子质量附近，比中微子电荷均方半径实验上限还要小1万倍，换算成实际尺寸比质子还要小约10万倍！PandaX对暗物质其他电磁性质的测量也比之前国际最好结果提升了3-10倍。PandaX的研究利用了最灵敏的氙原子核反冲数据，系统的给出了当前最好水平的暗物质“亮度”上限，显著提升了对暗物质究竟有多“暗”的定量理解。
PandaX实验得到了教育部、科技部、上海市、四川省的大力支持，是自然科学基金委立项的重大项目。PandaX实验的合作单位包括山东大学、北京大学、中国科学技术大学、中山大学、北京航空航天大学、南开大学、复旦大学、原子能科学研究院以及雅砻江流域水电开发有限公司等，共有90多位科研工作者参与，美国、法国、西班牙、泰国部分科研单位也参与国际合作。PandaX实验得到了中国锦屏地下实验室的长期支持，该实验室由清华大学和雅砻江流域水电开发有限公司共同建设、管理。PandaX项目和人才还得到了香港鸿文基金会、腾讯基金会和阳阳发展基金的资助。
厦门大学
5月17日，厦门大学化学化工学院侯旭团队副教授郑靖与合作者的科研成果在国际顶级学术期刊Nature上发表。成果显示，研究团队开发了一种像“变色龙”般的新型活性胶体材料，通过控制光可以使它呈现变化多端的图案与色彩。这项新技术比传统的变色材料更加可靠和便利，为活性智能材料的设计开辟了新的方向。
化学化工学院郑靖副教授为论文第一作者，香港大学唐晋尧教授为论文通讯作者。侯旭教授对本研究给予大力支持并参与论文讨论修改，香港科技大学李志刚教授、童彭尔教授和香港大学王宇锋教授参与文章讨论，陈靖远博士、靳亚康博士、温言博士、牧一江博士、吴昌进博士参与了该论文的部分工作。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-023-05873-4
在自然界中，章鱼、墨鱼、鱿鱼等头足类动物具有强大的变色伪装能力——它们可以通过控制肌肉，将皮肤表面下成千上万的色素颗粒进行重新排布，从而根据周围环境的变化快速调节肤色，达到伪装掩饰的目的。
受到这种自然现象的启发，厦门化学化工学院侯旭团队郑靖副教授和香港大学唐晋尧教授合作开发了一种新型的光致变色活性胶体材料，实现了对多组分非平衡态体系的多自由度控制和可编程的光响应相分离，为彩色电子纸和自供电光学伪装提供了一种简便的方法。
这项新技术比传统的变色材料更加可靠和便利，为彩色电子纸和自供电光学伪装等应用提供了一种更加简便的方法，有助于促进人类对人造活性材料的“群体智能”的理解，并为活性智能材料的设计开辟新方向。
和大多数重大创新成果的诞生过程一样，本次成果的取得也不是一日之功：论文第一作者郑靖2018年还在香港大学从事博士后研究之时，就在导师唐晋尧教授的指导和支持下开展相关的研究工作，直至2022年2月正式加盟厦大化院侯旭团队，依然在进行补充实验以及论文修改。
从想法的提出到论文的刊发，五年的时间里，研究团队投入了大量的时间和精力在“观察”和“试错”上。
西安交通大学
北京时间2023年5月19日，Science期刊发表了西安交通大学在固态制冷方向的最新成果——《高性能多模式弹热制冷系统》（High-performance multimode elastocaloric cooling system）一文。本文为Science首次刊登的关于弹热制冷机的论文。
论文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg7043
弹热制冷是利用形状记忆合金在单轴应力作用下发生可逆相变，并利用该相变潜热制冷的新型固态制冷技术。与传统蒸气压缩制冷相比，弹热制冷具有零温室气体排放、高体积能量密度、易于回收利用等突出优势。
截至目前，全世界有20余台公开报道的弹热制冷机，它们主要采用单级循环和主动回热循环两种技术路线。为了充分发挥两种技术路径的优势，西安交通大学与马里兰大学、北京航空航天大学合作，使用4组管内流动、轴向加载的弹热工质管束，研制出多模式弹热制冷机，通过传热流体管网流路的切换，实现单级循环和主动回热循环两种模式的切换。
研究表明，利用因子决定了管束工质中弹热效应两种释放途径的比例，其中一部分弹热效应可被传热流体带走用于制冷，而另一部分弹热效应需要留在管束工质内部，用于维持工质在传热流体流动方向的温度梯度，而最佳利用因子反映了两者之间的竞争关系。本文的研究有望推进弹热制冷及其它固态相变制冷（caloric cooling）技术的商业化应用进程。
西安交通大学为该论文的第一完成单位，西安交通大学能源与动力工程学院的钱苏昕副教授为该论文的第一作者。美国马里兰大学竹内一郎教授为该论文的通讯作者。本文的研究始于钱苏昕在马里兰大学构建的管束式弹热制冷系统，他在西安交通大学提出了多模式弹热制冷系统的设计，并与马里兰大学Catalini博士合作在马里兰大学搭建了多模式弹热制冷机，其中弹热工质的材料物性测量由北京航空航天大学侯慧龙副教授协助开展。
该项研究工作获得了国家自然科学基金创新群体、中国科协青年人才托举工程等项目资助。钱苏昕副教授以制冷系统碳中和为目标，长期从事零GWP的固态制冷技术及使用低GWP工质的制冷空调热泵系统仿真与节能技术研究，构建了热驱动弹热制冷循环，创制了全球首台压缩式弹热制冷机、首台多模式弹热制冷机、首台弹热制冷冰箱原型机，并建成了包含制冷系统关键部件和整机的多个仿真平台，为头部企业成功研发了多款基于碳氢制冷剂的行业全新产品。相关基础研究成果发表于Nature Reviews Materials、Innovation等高水平期刊，应用研究成果获山东省科技进步二等奖等奖励。
新闻来源：上海交通大学、厦门大学、西安交通大学
转自：“高绩”微信公众号
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