物理化学前沿

    量子色动力学喷注理论研究进展

    复旦大学物理系邵鼎煜青年研究员与其合作者基于重整化群理论，研究了喷注产生过程中的超级领头对数效应，得到了所有阶重求和的解析结果，发现了适用于任意反应过程的普适公式。相关成果发表于Physical?Review?Letters。研究表明，超级领头对数的渐进行为与通常人们所熟知的Sudakov对数非常不同，从而揭示了Yang-Mill理论中散射过程红外结构的非平庸性。同时发现，在考虑五圈量子修正后，即使对Drell-Yan或胶子融合Higgs产生等颜色结构较简单的反应过程，超级领头对数也会产生贡献，数值计算表明该效应对目前理论结果的修正可以达到5%以上。

    非绝热动力学相空间映射理论研究进展

    北京大学化学与分子工程学院刘剑课题组总结了其在非绝热动力学的相空间映射理论和计算方法方面的系列进展。相关成果发表于Accounts?of?Chemical?Research。当两个或多个电子态势能面非常接近时，电子与原子核的运动（振动和转动）耦合，致使不同电子态上的布居数发生变化，这也就是所谓的非绝热过程。非绝热过程广泛存在于化学、生物和材料领域，如许多常见的光化学反应、材料中的光电转换过程、微腔光场化学、视网膜成像和DNA光损伤/光修复等生物化学反应。研究团队发展了适合全原子模拟的非绝热动力学理论方法来研究实际凝聚态体系非绝热过程的微观变化和行为。

    发现多体量子相变的新动力学行为

    清华大学物理系胡嘉仲-陈文兰教授团队与北京大学信息科学学院陈徐宗-周小计教授团队合作，利用新型光晶格能带映射方法研究从超流体到Mott绝缘体多体量子相变的动力学行为。相关成果发表于Physical?Review?Letters。非平衡物理和动力学行为是现代物理学中的一个重要且具有挑战性的方向。利用超冷原子实验平台从一个对称性破缺的量子态出发，前进到一个对称性守恒的量子态，对称性变化的方向与传统的相变描述方向正好相反。这项实验进一步证明在多体量子相变中，能隙的改变是影响动力学行为和拓扑缺陷激发的核心因素，为进一步研究量子相变动力学行为创造了新的可能性。

    乙烯合成关键酶ACS的双酶活性以及分子演化新路径

    南开大学生命科学学院王宁宁教授团队联合国内外合作者为揭示乙烯合成关键酶ACS的分子演化路径带来新线索。相关成果发表于Science?Advances。除了具有ACS活性以外，种子植物的ACS蛋白还普遍具有催化以胱氨酸或半胱氨酸为底物生成丙酮酸的Cβ-S裂解酶活性，暗示ACS可能起源于C-S裂解酶，打破了乙烯合成关键酶ACS起源于氨基转移酶的传统观念。研究人员进一步解析了典型的ACS双酶及其单酶突变体的蛋白晶体结构，提出了种子植物ACS双酶活性的新催化机制。该成果为更好地了解ACS基因家族的功能，以及乙烯合成的调控提供了研究基础。

    高压下WS2/MoSe2异质结中稳定的层间激子

    中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心马肖莉等人与合作者通过金刚石压砧（DAC）对单层WS2/MoSe2异质结施加压力，有效地调节了WS2/MoSe2异质结的电子结构和层间耦合。相关成果发表于Nano?Letters。在该异质结体系中，主要的荧光发射由层内激子向层间激子转变。施加外部压力可以有效增强vdW异质结的层间耦合。另外，与单层WS2和MoSe2的层内激子能随压力增加而明显蓝移的现象相比，WS2/MoSe2异质结的层间激子能仅表现出微弱的压力依赖性。第一性原理计算揭示了外加压力下较强的层间相互作用导致了WS2/MoSe2异质结中层间激子行为的增强，并验证了层间激子的稳定性。

    谷镰孢菌毒力因子的研究进展

    中国科学院上海有机化学研究所刘文团队和分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所唐威华团队合作，对禾谷镰孢菌的毒力因子及其侵染机制展开了系统研究。相关成果发表于JACS。研究者对基因簇fg3_54产生的代谢产物进行了深入分析，发现了一个新的毒力因子fusaoctaxin?B，并通过详尽的体内和体外实验揭示了其生物合成特殊前体胍基乙酸（GAA）单元的全新生物合成途径。不同于已知的胍基乙酸形成途径，新途径通过脒基转移酶催化甘氨酸和精氨酸之间的亲核取代，禾谷镰孢菌仅利用精氨酸为底物，通过多酶催化的串联反应对精氨酸进行修饰得到胍基乙酸。

    消除3D打印台阶效应研究进展

    中国科学院化学研究所宋延林课题组提出了一种基于数字光处理（DLP）技术的连续液膜限制的3D打印策略，消除了逐层打印过程中出现的台阶效应，实现了高精度3D结构的制备。相关成果发表于Advanced?Materials。在连续打印过程中，附着在固化结构外的液膜始终受到固-液界面的限制。该液体树脂-固化结构界面的限制作用一方面增强了未固化的液体树脂吸入并填充于相邻图案层之间的间隙，以消除台阶效应;由于黏附的液膜是作为过渡层而不是传统上认为的液体树脂残余物，因此避免了后清洗步骤。通过优化墨水性质和打印参数，可以很好地控制3D打印隐形眼镜结构的液膜厚度和表面光滑度。

    分子碰撞中的立体动力学与量子干涉现象研究

    中国科学院大连化学物理研究所杨学明院士和中国科技大学王兴安教授应邀撰写题为“分子双狭缝实验”（A?molecular?double-slit?experiment）的评述。相关成果发表于Science。该评述文章详细介绍了同期Science杂志发表的关于分子非弹性碰撞传能过程的立体动力学及量子干涉现象的研究，重点介绍了一个开展量子干涉，以及立体动力学研究的理想化学反应体系。激光制备特定量子态和取向分子的技术已经体现了其显着的优势和可扩展性，在未来的实验中，结合先进的激光量子态制备和分子空间取向技术，科学家们将能够通过交叉分子束实验对氢交换等反应开展进一步的精密动力学测量。

    外加压力作用下WS2/MoSe2异质结双分子层的计算能带结构和差分电荷密度（图片来源于中国科学院物理研究所网站）

    WS2/MoSe2异质结中层间和层内激子的转变示意图，以及归一化后单层MoSe2、WS2和WS2/MoSe2异质结的压力依赖荧光谱图（图片来源于中国科学院物理研究所网站）