近期科研成果选编（第19期）

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1 移动网络取得关键技术进展

作为人类移动通信的普适技术，蜂窝网络正经历从传统2G/3G/4G到高速5G/6G的关键进化，为超高清视频直播、增强/虚拟现实、实时人工智能和自动驾驶等一系列前沿应用提供基础传输架构支撑。高速蜂窝网络不仅代表高带宽，还要求低时延和高服务密度，于是如何在大规模异构高动态蜂窝环境中保证网络连接的可靠性（即“手机不断网”）成为至关重要但又非常困难的问题。该问题同时涉及手机制造商、网络服务提供商、操作系统和应用软件开发商，一直是学术界和工业界热烈关注但捉摸不定的焦点之一。

清华大学软件学院刘云浩教授和李振华副教授团队一直致力于移动网络关键技术研究。发现蜂窝网络（尤其5G）生态系统中存在多项不为人知的重要软件设计缺陷，是损害可靠性、导致手机断网的主要根源。提出基于“非齐次时变马尔科夫过程”的最优化方法，将蜂窝连接修复的传统被动等待策略革新为自适应的主动触发策略，从而最小化手机断网持续时间。还首次引入稳定性兼容的4G/5G双连接机制，在不降低数据传输率的前提下，实现蜂窝连接的高可靠平滑切换。

来源：

https://www.tsinghua.edu.cn/info/1175/86381.htm

2 北京大气颗粒物成因研究领域取得新进展

清华大学环境学院大气污染与控制教研所蒋靖坤教授研究组在大气颗粒物成因研究领域取得新进展。研究通过测量北京典型大气新粒子生成过程中中性团簇和离子团簇的化学组分，并结合烟雾箱实验结果和量子化学计算结果，揭示了城市大气环境中的团簇特征及其同新粒子生成的关系。

研究发现，在北京秋、冬季节的新粒子生成期间，新生成的团簇主要由硫酸、有机胺和氨气分子组成，而在一些清洁大气环境发挥作用的高氧化有机物参与较少。同时，研究观测到在团簇粒径增大的过程中，氨气在团簇中所占比例逐渐增加，有机胺的占比则逐渐减少。此外，研究利用平均碱基个数这一指标量化并对比了城市大气、清洁大气和烟雾箱实验中产生的酸碱团簇的化学组分，发现北京大气离子酸碱团簇中有机胺的平均分子个数低于所报道的烟雾箱实验产生的硫酸-二甲胺团簇的平均碱基个数。这表明，在北京的典型大气环境下，除二甲胺外，氨气等其它碱性分子也在团簇的生长过程中起着作用，特别是对于粒径较大的团簇，这对揭示新粒子生成过程及参与的气态前体物有着重要的意义。

来源：

https://www.tsinghua.edu.cn/info/1175/86318.htm

3 制备高效绿色的抗小麦穗发芽防护剂

小麦收获期若遇阴雨或潮湿环境，会出现穗发芽。穗发芽引起的产量损失大约在6—10%，严重年份甚至颗粒无收。穗发芽的发生也会严重降低小麦的加工品质和种用价值，带来经济损失。目前生产上主要通过选育抗穗发芽品种来应对这一问题，而通常经济价值高的白麦品种对穗发芽的抗性低，市场上尚无针对穗发芽高效稳定的化学防控产品。

中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员吴丽芳课题组研究以经过修饰的天然纳米材料为主要原料制备出一种抗小麦穗发芽防护剂，该防护剂不含化学农药成分。在大规模田间试验中，研究人员发现该药剂对不同生态区多个品种的小麦穗发芽防控均具有良好的应用效果。该技术具有施用方便、环境友好等优势，具有较好的应用前景，有助于提高小麦品质并减少化学农药的环境释放。

来源：

http://www.cas.cn/syky/202108/t20210826_4803431.shtml

4 钙钛矿型有机金属卤化物相稳定机理研究中取得重要进展

钙钛矿太阳能电池是近年来化学、材料、能源等领域的研究热点之一。目前，人们通常利用组分工程、添加剂工程和器件工艺优化等思路，以FAPbI₃为基础， 在前驱体溶液中引入溴离子、氯离子或是铯离子以及甲胺离子形成多元复合钙钛矿，并通过优化其组成和比例来抑制甲脒基钙钛矿的相变。然而人们仍然缺乏在分子和结构层次上对甲脒基钙钛矿的相变过程与相稳定机理的认识。

厦门大学化学化工学院毛秉伟教授、梁万珍教授、谢兆雄教授、颜佳伟教授、田中群教授课题组通过在FAPbI₃体系引入溴离子，捕获到其相变过程中三个具有新相结构的中间体。结合单晶结构分析和理论计算，发现钙钛矿铅卤八面体结构演化过程和阳离子的填充规律严格地遵循离子晶体所适用的鲍林规则。通过提高共顶点卤素的含量与立方体笼子的含量就可以有效地提升钙钛矿相的结构稳定性。据此，揭示了氯、溴、铯和甲胺在抑制甲脒基钙钛矿相变过程中的关键作用，为制备高效且稳定的钙钛矿太阳能电池提供了重要指导和新的研究思路。

来源：

https://news.xmu.edu.cn/info/1045/41383.htm

5 宇宙中暗物质丰度的催化机制

暗物质，顾名思义，就是宇宙中不会与光产生很强相互作用的“暗”的物质。通常认为，较难利用电磁波的观测手段发现暗物质的踪迹。另一方面，暗物质会参与引力相互作用；当暗物质大量聚集时，它们之间强烈的引力效应会对周围的发光物质产生影响（如星体的运动、物质的分布等）。科学家通过对这些引力效应进行观测，已经基本确认暗物质的存在。事实上，暗物质不仅存在，而且大量存在并广泛分布。根据宇宙学各种观测，人们推断，宇宙中暗物质的丰度（即含量）是生活中常见的普通物质（如质子、中子等）的五倍多。科学家对普通物质已经有了深入而具体的研究和理解，但是对这个五倍大的新的“暗”世界几乎还一无所知。暗物质是当今理论物理学最大的谜题之一。

暗物质粒子湮灭过程示意图

（蓝色表示暗物质粒子，红色表示催化剂粒子）

北京大学物理学院理论物理研究所、核物理与核技术国家重点实验室朱守华课题组长期关注超出标准模型新物理的研究，近日提出一种新的催化机制，用来解释宇宙中暗物质的丰度，为暗物质的理论探索提供了新思想，也为暗物质的实验探测提供了新的候选目标。他们的研究发现，引入新的催化机制后，尽管暗物质与普通物质之间的相互作用比原来设想的弱得多，仍然能够得到正确的暗物质丰度。在这样的猜想中，暗物质的早期演化主要依赖于它们与催化剂之间的相互作用，而不是与普通物质之间的相互作用。

来源：

http://pkunews.pku.edu.cn/jxky/078bfa7a21f143e2b7d62f13390f7ad0.htm

排版：弢弢

审核：六朵 苍翼蝴蝶 苏苏