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該項目采用連續管線成型及填充技術，將納米摻雜和連續管線成型（CTFF）加工工藝結合在一起。/line應用領域:超導磁體;超導電機;超導儲能器；超導限流器等強電領域及國防軍工。

如何用工程科學的方法復現人手日常的抓握功能是一項挑戰性的難題。我們發明了一種能復現人手自然抓握功能的機器人擬人手。它的獨特之處在于它僅需四個電機就可驅動5指16關節的擬人手展現出卓越的抓握操作能力。由于獨特的設計技術，使用者能夠通過有限表面肌電信號（一種非侵入式的手段）隨意地控制該手執行他們的運動意圖，完成豐富的抓取功能。

項目簡介提出采用消除試驗電流中電流非周期分量的方法；實現了準確的選相合閘，解決了國內外長期未解決的保護電器瞬動特性調試精確度低的難題；首次提出采用成功率作為保護類電器的可靠性主要考核指標，解決了保護電器保護特性的可靠性考核問題，并提出成功率的雙參數驗證試驗方案；制訂出低壓保護電器可靠性的系列行業標準，填補了國內外在保護電器可靠性考核標準上的空白。二、技術指標該項目在研究期間出版了專著《低壓保護電器可靠性理論及其應用》，發表學術論文38篇，獲得發明專利3項，獲河北省科技進步一等獎2項，天津市科技進步二等獎1項。于2002年榮獲國家科技進步二等獎。研制出貫徹保護電器系列行業標準的試驗裝置，并在國內檢測機構、行業骨干企業建立了可靠性試驗平臺。三、推廣應用情況推動了電器可靠性技術的發展，所制訂的標準對提高我國低壓保護類電器產品的質量與可靠性水平奠定了基礎。在國家電器產品質量監督檢驗中心等6家檢測機構及企業建立了可靠性試驗平臺，研究成果推廣應用到70%的低壓保護類電器主要生產廠家。發明專利證書國家科技進步二等獎證書

項目發揮東北大學信息學院計算機科學、電子技術、通信技術、測控技術和自動化方面的綜合學科優勢，圍繞國家重大戰略方向和國家重大工程對先進信息技術的需求，以提高采掘業和巷道施工作業安全管理的智能化水平為目標，研究相關物聯網技術，采用物聯網技術對采掘業和巷道生產作業產過程中的關鍵設備、作業人員、生產場合進行有效監測和實時信息掌控。一方面，依賴物聯網技術實現以較低的投資和使用成本，對生產過程各元素包括人員、設備、環境的“泛在感知”，獲取傳統方法由于成本原因無法在線實時、全面監測的重要參數；另一方面，利用物聯網技術提高采掘業和巷道安全作業規范，保證生產安全運行和人員安全，有效地避免生產過程中出現重特大事故。提升我國采掘業和巷道作業的信息化發展水平，并在實際生產中進行創新應用示范。     該項目是在國家支撐計劃重大項目“基于物聯網的地鐵施工安全風險識別與可視化預警”、教育部基礎科研重大創新項目“面向采掘業和巷道施工安全作業的物聯網關鍵技術研究”支持下獲得的成果，整個系統包括人員監控子系統、施工結構監控子系統、設備監控子系統、環境監控子系統和基于GIS的大型應急管理決策系統，突破了地下人員和設備精確實時定位技術，結構微應變、微位移精確實時監測技術、實時可靠的工業物聯網通信技術。開發的裝置包括智能人員監管節點、微位移、微應變監測裝置、異構物聯網匯聚節點（層間管理主機）等。項目申請了5項專利和兩個軟件登記，并于2014年獲得國家科技進步二等獎。

為了測量Ξ??0 衰變絕對分支比，班勇教授課題組與北京航空航天大學、復旦大學、中科院高能物理研究所合作，利用位于日本筑波市的 Belle 實驗收集的 772兆 B 介子對樣本，對B? → Λ??Ξ0衰變進行了單舉和遍舉測量。數據分析中，利用 ????Belle 實驗中 B 介子總是成對產生的特性，在單舉過程中，利用神經元網絡的方 法使用了 1042 個衰變道首先進行一個B+介子標記，然后再通過Λ?? → p??????+,?? ? ?? 0 重 建 一 個 Λ? ? 粒 子 。 在 標 記 的 B + 介 子 和 Λ? ? 粒 子 的 反 沖 質 量 譜 上 觀 測 到 了 清 楚??????的Ξ0 的信號，從而確定B? → Λ??Ξ0 過程的存在并測量其衰變分支比B(B? → ??????Λ??Ξ0)。在遍舉過程中，不再標記信號B+介子，而是在重建Λ??后，直接通過Ξ0 → ????????Ξ?π+，ΛK?π+和pK?K?π+重建Ξ??0粒子，測量得到以下三個連乘分支比:B(B? → Λ??Ξ0)B(Ξ0 → Ξ?π+) , B(B? → Λ??Ξ0)B(Ξ0 → ΛK?π+) 和 B(B? → Λ??Ξ0)B(Ξ0 →?????? ?????? ?????? pK?K?π+)。結合單舉和遍舉的測量結果，首次給出了Ξ??0衰變絕對分支比:B(Ξ??0 →Ξ?π+) = (1.80 ± 0.50 ± 0.14)% , B(Ξ??0 → ΛK?π+) = (1.17 ± 0.37 ± 0.09)% 和 B(Ξ??0 → pK?K?π+) = (0.58 ± 0.23 ± 0.05)%。實驗測量的結果將會被廣泛應用 到和Ξ??0 衰變相關的測量中去。上述測量結果近期以“First Measurements of Absolute Branching Fractions of the Ξ??0 Baryon at Belle”為題在線發表在《物理評論快報》上【Phys. Rev. Lett. 122, 082001 (2019)】，物理學院技術物理系博士生李郁博為該論文的第一作 者、北京航空航天大學/復旦大學沈成平教授為通訊作者。上述研究工作得到了國家自然科學基金委、國家留學基金委和中國科學院 的資助。

泛素-蛋白酶體體系（Ubiquitin-Proteasome System，簡稱UPS）是細胞內最重要的蛋白質降解通路，對維持生物體內蛋白質的濃度平衡，以及對調控蛋白、錯誤折疊或受到損傷的蛋白的快速降解起著至關重要的作用，參與了細胞周期、基因表達調控等多種細胞進程，由UPS失常引發的蛋白質新陳代謝異常與眾多人類重大疾病直接相關。2004年，Aaron Ciechanover, Irwin Rose和Avram Hershko三位科學家被授予了諾貝爾化學獎，以表彰他們對該降解通路的發現。UPS中蛋白酶體是細胞中最基本的、最重要的不可或缺的、最為復雜的大型全酶超分子復合機器之一，人源蛋白酶體全酶包含至少33種不同的亞基，總原子質量約為2.5MDa。美國FDA批準的多種治療癌癥的藥物分子即以蛋白酶體為直接靶標。近年來，隨著冷凍電鏡技術的發展和應用，人們對這一大分子機器的結構和功能研究得以不斷深入。2016年，毛有東課題組與合作者報道了人源蛋白酶體基態的3.6?冷凍電鏡結構及其他三個亞納米分辨構象，并首次發現一個亞穩態構象的核心顆粒（Core Particle，簡稱CP）底物轉運通道處于開放狀態（見PNAS 2016, 113: 12991-12996）。2018年4月，該課題組又報道了6個ATPγS結合狀態下的26S動態結構，包括三個CP開放態對應的亞穩簡并態近原子分辨（4~5?）結構（見Nature Communications 2018, 9: 1360）。盡管這些工作揭示了蛋白酶體的基本架構和內在運動行為，但由于缺乏蛋白酶體與底物之間的相互作用，人們對于蛋白酶體如何實現底物降解的原子水平工作機制仍一無所知。此外，盡管冷凍電鏡技術近年來廣泛應用于分析具有動態特征的蛋白復合體結構和平衡態構象，但對其中間態結構和非平衡構象分析的分辨率水平往往局限在4～6埃或更低，離真正的全原子水平動力學分析還有相當一段距離。 為了真正實現原子水平的蛋白酶體底物降解動態過程的冷凍電鏡三維重建和動力學表征，毛有東課題組攻克了兩大技術難題。其一，如何在蛋白酶體完成底物降解之前抓到它的所有可能的中間態構象？課題組發展了一種新穎的核酸置換法，利用ATPγS降低AAA-ATPase激酶水解活性的特點，在底物降解中間過程，通過將ATP快速置換成ATPγS，結合快速冷凍的優勢，從而撲捉到蛋白酶體在底物降解過程的中間態。其二，如何在從冷凍電鏡數據中分析出更多構象的同時，還把分辨率做到3埃甚至更好？課題組通過多年持續努力，發展了多種基于人工智能和機器學習的冷凍電鏡圖像聚類的新型算法，并針對蛋白酶體的動力學特征，設計了一套極其有效的整合了多種算法的多構象分類流程。通過這兩套技術方案的完美結合，課題組成功解析了人源蛋白酶體在降解底物過程中的七種不同的、但差別甚微的、高分辨原子水平的天然態構象（Native states），完整展示了蛋白酶體從泛素結合到去泛素化，再到底物轉運的動態過程。與同期在Science上發表的與底物結合的酵母蛋白酶體的4.2-4.7埃冷凍電鏡結構（Science doi: 10.1126/science.aav0725，來自加州伯克利分校和Scripps研究所）相比，該Nature論文不僅總構象數量多一倍，全部構象分辨率還高1-2埃。由于Science論文采用了抑制Rpn11去泛素活性的策略，其非天然態結構中底物并不能真正自由轉運，所推測的機理僅限于底物轉運這一步，對于其他三大Nature論文所回答重要問題均無法給出答案。這體現了該Nature論文不僅在實驗方法的原創性上和數據分析水平和質量上，更在科學發現和問題探究的深度和廣度上大幅超越了來自Science的競爭性論文。圖一 七個利用冷凍電鏡解析的精細原子結構完整揭示了從泛素識別、去泛素化反應、轉運啟動和持續降解的核心功能動態過程。 作為整個蛋白酶體的動力來源與運轉核心，AAA-ATPase激酶分子馬達展現出了三種不同的核苷酸水解協作模式，6個ATPase亞基協調工作，交替與底物發生相互作用。在去泛素化過程（EB態）中，處于對立位置的兩個ATPase亞基Rpt2與Rpt4水解ATP，而Rpt5與Rpt6則釋放ADP，ATPase內的底物轉運通道被打開，使得底物可以進入軸心通道；與此同時，去泛素化酶Rpn11亞基與泛素及底物發生相互作用，執行其作為去泛素化酶的功能；在轉運起始過程（EC態）中，相鄰的兩個ATPase亞基Rpt1與Rpt5會同時水解ATP，調控顆粒（Regulatory Particle，簡稱RP）發生大規模轉動并釋放泛素；在底物去折疊與轉運過程（ED態）中，三個相鄰的ATPase亞基會分別同步進行ATP的結合、ADP的釋放與ATP的水解，這一過程會單向傳遞下去，將ATP水解釋放的化學能轉換為機械能，使得相應的ATPase亞基發生剛體轉動，推動底物的去折疊和單向輸運，同時CP的轉運通道入口打開，底物被送入通道中進行降解。這些研究結果為幾十年來對蛋白酶體功能的研究提供了寶貴的第一手原子結構和動力學信息，對于理解生物體內蛋白質的降解過程和一系列負責物質輸運的ATPase馬達分子的一般工作原理具有極為重要的科學意義。

北京大學物理學院顏學慶教授和盧海洋研究員領導的課題組提出了激光驅動光子對撞機的新方案，該方案每脈沖可以產生3億個Breit-Wheeler事件，并且所產生的正負電子對發散角只有7度，具有非常好的準直性。同時，背景噪聲可以得到有效抑制，信噪比高達1000:1。研究成果以 “Creation of electron-positron pairs in photon-photon collisions driven by 10-PW laser pulses”為題在線發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）。 根據愛因斯坦質能方程和量子電動力學理論，在一定條件下光子（能量）可以轉化成物質，這對研究物質的起因有重要的作用。相關的理論研究始于上世紀30年代，直到1997年美國SLAC實驗室才首次在實驗中觀測到多光子碰撞產生正負電子對的過程。然而，對于兩個高能光子的互作用過程，也就是常說的光子對撞機，到目前為止還未能在實驗中觀測到。在光子對撞機中，光子的互作用的次數與光子數目和光子互作用截面成正比，與光子束的脈沖寬度、兩束光子束的交疊面積成反比。在過去實驗中不能觀測到光子的互作用過程是因為已有伽馬射線源的流強和亮度還達不到要求。 近年來，隨著激光技術的發展，特別是10拍瓦(1拍瓦=1e15瓦)激光器的建成，激光光強將可以達到1e23W/cm3以上。當如此高強度的激光與物質相互作用時，大部分激光能量被吸收并轉化成伽馬射線輻射源，如果可以有效控制伽馬射線的發散角，輻射的伽馬射線將會達到前所未有的流強和亮度。 團隊研究人員在前期的工作中對產生超高亮度伽馬光源進行了深入的研究，首次從理論上系統闡明了微通道結構靶中，縱向電場主導了電子的加速過程，同時電子的橫向加速可以得到有效的抑制，因此可以獲得高準直性的電子束，當這些電子束在橫向場中的相位發生反轉時，電子就會在管道邊界處產生強伽馬輻射。由于電子的發散角決定了伽馬輻射的發散角，因此可以獲得準直性非常好的γ-ray輻射源。數值模擬中10PW激光所能獲得的發散角小于3度，亮度比之前研究報道結果高出兩個數量級的伽馬輻射源。圖1. 激光驅動光子對撞機產生正負電子對的方案設計圖2. 本方案可以獲得高出之前2-3量級的伽馬光源亮度 本工作即基于以上研究成果，將該超高亮度的伽馬射線應用于光子對撞機。理論計算結果表明，該方案可以獲得超高信噪比（>1000:1）,且每一發正負電子對信號（>1e8）遠高于現有測量技術的探測極限。因此，通過該方案可以在實驗室中驗證光子互作用過程中由能量到物質的轉換過程，將提供激光驅動光子對撞機研究的新途徑，也將極大的促進雙光子BW物理的發展。未來有望依據本方案建設基于重頻拍瓦飛秒激光的高亮度伽馬源及其應用裝置。 北京大學物理學院博士后余金清為論文第一作者。顏學慶教授和盧海洋研究員為通訊作者。論文合作者還包括北京大學的陳佳洱院士、馬文君研究員，広島大學的T. Takahashi教授，高能物理所的黃永盛研究員。該研究工作得到國家自然科學基金、科技部重點研發專項、挑戰計劃和中國博士后科學基金的聯合資助。相關模擬工作得到北京大學高性能計算平臺的支持。相關文章鏈接：Phys. Rev. Lett. 122, 014802 (2019) https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.014802Appl. Phys. Lett. 112, 204103 (2018) https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.5030942

北京大學物理學院“科技部極端光學創新研究團隊”肖云峰研究員和龔旗煌院士領導的課題組利用超高品質因子回音壁模式光學微腔，極大地增強了表面對稱性破缺誘導的非線性光學效應，得到的二次諧波轉換效率提升了14個數量級。相關研究成果在線發表在《自然?光子學》(Nature Photonics)上，文章題為“Symmetry-breaking-induced nonlinear optics at a microcavity surface”。左圖：表面二次諧波效應示意圖；右圖：光學微腔增強表面非線性效應。 二階非線性光學效應是現代光學研究與應用中最基本、最重要的非線性光學過程之一，被廣泛地用于實現頻率轉換、光學調制和量子光源等。由于結構反演對稱性的限制，常用的硅基光子學材料往往不具備二階非線性電偶極響應。借助材料的表面或界面，這種反演對稱性可以被打破，進而誘導出二階非線性光學響應。然而，傳統的表/界面非線性光學研究存在兩個重要挑戰：一是非線性轉換效率極低，即使在高強度的脈沖光激發下也僅能產生極少量的二階非線性光子；二是體相電四極響應嚴重地干擾表面對稱性破缺誘導的非線性信號分析。 該項工作中，北京大學課題組利用超高品質因子回音壁光學微腔極大增強光與物質相互作用的優勢，在二氧化硅微球腔中獲得了高亮度的二次諧波和二次和頻信號。為了充分發揮微腔“雙增強”效應，研究人員發展了一種動態相位匹配方法，利用光學微腔中熱效應和光學克爾效應的相位調制，高效地實現了基波和諧波信號同時與微腔模式共振。實驗上獲得的二次諧波轉換效率達0.049% W-1，相比傳統表面非線性光學，該效率增強了14個數量級。左圖：實驗獲得的激發光和二次諧波光譜圖；右圖：動態相位匹配過程二次諧波功率變化。 研究人員進一步通過對基波偏振和二次諧波模式場分布的測量分析，成功提取得到只有表面對稱性破缺誘導的非線性信號，排除了體相電四極響應的干擾。這種表面對稱性破缺誘導的非線性信號有望作為一種超高靈敏度的無標記“探針”，用來檢測和研究材料表面分子的結構、排布、吸收等物理與化學性質，為表面科學研究與應用提供了一個全新的物理平臺；同時，該項研究發展的動態相位匹配機制具有普適性，可進一步推廣到不同材料、不同形狀的光學諧振腔中，有望在非線性集成光子學中發揮重要作用。 研究論文的共同第一作者是張雪悅和曹啟韜同學，現分別在美國加州理工學院應用物理系和北京大學物理學院攻讀博士學位，通訊作者為肖云峰研究員。論文合作者包括新加坡國立大學仇成偉教授和王卓博士、清華大學劉玉璽教授、圣路易斯華盛頓大學楊蘭教授等。 研究工作得到了國家自然科學基金委、科技部、人工微結構和介觀物理國家重點實驗室、量子物質科學協同創新中心和極端光學協同創新中心等的支持。

項目組在國家自然科學基金重點項目和國家重點研發計劃等 項目的資助下，歷時15年，通過大量模型試驗、理論研究、數值模擬、設計理 論與方法研究以及工程實踐，取得了系統的技術成果，形成了鋼管約束混凝土結 構技術。項目的主要創新性技術內容如下：1.創建了鋼管約束混凝土結構體系，解決了傳統的鋼管混凝土和型鋼混凝土結 構節點復雜等系列技術難題。2.建立了鋼管約束混凝土構件的靜力與抗震性能分析理論及方法，提出了構件 設計技術。3.建立了鋼管約束混凝土構件的受火分析理論與方法，提出了構件抗火設計技 術。4.建立了鋼管約束混凝土結構梁柱節點的靜力與抗震性能分析理論及方法，提 出了節點設計技術。5.建立了高層、復雜鋼管約束混凝土結構體系的弾塑性有限元高效分析方法，

基于過去發展的基于第一性原理電子結構計算的有限溫度下鐵電-順電相變模擬手段，指出Fisher等人提出的有限尺寸標度理論存在缺陷，并針對鐵電-順電相比提出修正方法。此理論缺陷存在的本質原因是理論推導過程中對體材到薄膜演變過程中哈密頓量變化的忽視，是由當時實驗技術與針對具體材料物性理論模擬手段的局限造成的。新發展出來的修正方法可廣泛適用于類似鐵電材料的物性模擬。 研究中，以SnTe作為一個例子，來研究標度律不成立的體系；以BaTiO3為一個例子，來描述標度律成立的體系。通過對比兩類材料在從體材到薄膜變化過程中電子結構與相變溫度變化的規律，作者發現相變序參量的變化可以作為一個描述子，來區分此兩類系統。在標度律成立的體系，體材與薄膜的相變序參量并不發生變化，這個也是70年代Fisher等人提出標度律的一個基本假設。而對SnTe這類材料，在從體材到薄膜的演化過程中，相變序參量已經發生了變化。這一機制也為尋找、預測和設計低維高Tc鐵電材料提供了新思路。不同于之前研究常采用的施加應變等外部調制手段，新機制預測的低維鐵電材料具備本征高Tc，更易于脫離實驗室條件走向工業生產。課題組期待這一工作能激發更多高Tc鐵電材料的發現。圖1. 材料的相變序列(a) 滿足標度律的傳統鐵電材料；(b) 不滿足標度律的二維鐵電材料；(c) 不滿足標度律的一維鐵電材料。當且僅當材料的低維相變序列發生改變時，標度律不成立，該材料有可能發現高Tc，即(b)(c)，有待于進一步的實驗發現。