蓝相液晶光子晶体的高精度“活”图案制备

中国科学院理化技术研究所王京霞研究员与合作者通过简单地控制墨水在疏水蓝相液晶薄膜的可控分散，就能制备高精度的“活”图案：所打印图案的形状和颜色可以随时间可控变化。相关成果发表于《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）。蓝相液晶（BPLC）光子晶体是一种手性向列相液晶，其独特的双扭柱结构使其在可见光范围内具有选择性反射，能产生亮丽的结构色彩。疏水处理能有效控制墨水在基底表面的铺展、墨滴之间聚并融合，提高了打印的分辨率，实现了可擦写的高分辨多彩图案的制备。这个研究进一步探讨了只采用一种无色墨水，在同一透明基底上通过控制打印层数实现多彩图案制备。

选择性调控全固态柔性离子热电材料的塞贝克系数及其应用于热感知的研究

清华大学张兴教授、马维刚副教授课题组和香港科技大学黄宝陵副教授课题组合作报道了一种可选择性调控P-N型的全固态柔性离子热电复合材料。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。此材料室温下展示出高塞贝克系数并且具有良好的机械强度和稳定性。研究人员通过引入强电负性三（五氟苯基）硼烷（TPFPB）分子，有效地抑制了阳离子在聚合物中的输运，成功将该P型材料调控至N型;开发了基于离子热电效应的无接触式自供电热智能探测器，在较宽的光、热刺激范围内展现出优异的响应特性、可重复性和高灵敏度;同时，开发出由13对P-N热电臂组成的平面式热传感器，传感器在10K温差下可产生2.5V稳定电压。

静止表面圆盘阵列中的快速水波

复旦大学胡新华教授课题组提出了一种新的结构体系，其中的水波速度超过了艾利发现的水波波速上限。相关成果发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）。此研究设计了一种新的周期结构体系，即在水体表面覆盖一个类似睡莲、但是固定不动的周期圆盘阵列。在这种周期结构中，低频水波（即最低频带的水波）将感受到增大的等效重力加速度和等效水深。通过构建相应的水波棱镜，研究团队观测到了奇特的水波折射和单向透射现象，由此证实了圆盘阵列中的快波效应。在圆盘阵列中，水波的相速度和群速度均可达到空旷水域中波速的1.8倍以上，大幅提升了传统理论中的水波速度上限。

环氧电还原研究进展

武汉大学化学与分子科学学院戚孝天教授课题组与高等研究院陆庆全教授课题组合作，开发了一种温和且环境友好的电氢化方法。相关成果发表于《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）。反马氏醇类化合物在大宗/精细化学品、农用化学品、药品和香料化学中有着广泛的用途。通过多相或均相催化对环氧化物进行选择性加氢可用于醇的制备。但此类反应产物选择性较差，且通常需要高温和高压氢气，可能导致严重的安全问题和高额的成本。此研究开发了一种温和且环境友好的电氢化方法，可实现环氧化合物的区域选择性开环。利用电子和质子作为氢源，可以制备各种反马氏醇和马氏醇，并根据机理研究结果调控氢化区域选择性。

拓扑保护的连续频率纠缠双光子态研究

上海交通大学电子信息与电气工程学院电子工程系何广强团队和姜淳团队在拓扑量子光学领域取得进展。相关成果发表于《纳米光子学》（Nanophotonics）。研究提出一种受拓扑保护的连续频率纠缠双光子态理论方案，基于量子谷霍尔效应可以在光子晶体中构建光拓扑绝缘体，在拓扑带隙中出现拓扑边界态，拓扑边界态对拐角等结构缺陷具有较强的鲁棒性。利用硅介质的三阶非线性效应——四波混频，可以在光拓扑绝缘体中制备一对信号光与闲置光。研究证明在光拓扑绝缘体中产生的信号光与闲置光之间是连续频率纠缠的，由于信号光与闲置光的频率位于拓扑非平庸带隙内，产生的连续频率纠缠双光子态受到拓扑保护，具有较强的鲁棒性。

控制高次谐波产生中光子的横向轨道角动量研究

北京大学物理学院刘运全教授课题组提出了基于超短高强度时空涡旋光束（Spatiotemporal Optical Vortex， STOV）获得可控横向轨道角动量极紫外高次谐波产生（High Harmonic Generation， HHG）的方法，发现时空涡旋光束产生谐波的特征光谱结构，揭示了其内在物理机制。相关成果发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）。光子的轨道角动量（Orbital Angular Momentum， OAM）是描述光子量子态的重要物理量之一。光子角动量的产生、测量和调控是光场调控研究的前沿，其所提供的光场自由度已被广泛应用于超分辨成像、量子通信以及生物医学等研究领域。

基于人工智能实现精确而成本低廉的量子化学模拟

廈门大学化学化工学院帕夫洛·O·德拉尔（Pavlo O. Dral）副教授和吴玮教授与美国卡耐基·梅隆大学的奥列克桑德·伊赛耶夫（Olexandr Isayev）副教授合作，发展了人工智能增强的量子力学新方法。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。此方法被命名为AIQM1，结合了人工智能方法和半经验量子力学方法，利用人工智能技术提高半经验量子力学方法预测的准确性，确保半经验计算对物理体系的正确描述，是一种可以直接用于新的应用研究的计算工具。试算例表明，AIQM1以半经验轨道分子方法的计算代价，获得具有量子化学计算金标准美称的耦合簇方法的计算精度。相比于现有密度泛函方法，AIQM1计算结果更为可靠。

一种分布式节点特定的块对角线性约束最小方差波束形成器

中国科学院声学研究所李晓东团队提出了分布式节点特定的块对角线性约束最小方差（LCMV）波束形成器，把信号传输和计算任务分散到各个节点，从而减小节点的通信带宽和发送功率，提高无线声传感网络（WASNs）的寿命和语音增强性能的鲁棒性。相关成果发表于《信号处理》（Signal Processing）。对WASNs来说，节点内传声器之间的距离较近，而不同节点的传声器之间的距离较远。因此，由所有说话人的后期混响和传声器的自噪声组成的噪声成分，在不同节点之间近似不相关，可用块对角噪声协方差矩阵近似总体协方差矩阵，其中每个矩阵块对应一个节点的噪声协方差矩阵。新研究降低了集中式算法所要求的计算复杂度并减小通信带宽。

（本栏目责编：黄雪霜）