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科研新闻

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  • 近日,教育部发布《关于2019年度高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)奖励的决定》,我校作为第一完成单位荣获3项自然科学奖二等奖,此外,我校作为合作单位获得1项科技进步奖二等奖。  数学科学学院潘兴斌教授主持完成的“Ginzburg-Landau方程和Landau-de Gennes方程解的性态与临界现象”获自然科学奖二等奖。该项目研究超导的Ginzburg-Landau方程,提出了在大参数与强磁场下估计解和能量密度在区域边界的凝聚性态的方法,首次对表面超导态的边界凝聚现象建立了严格的数学理论,所得结果反映了2维与3维超导表面超导态很不相同的几何特征。研究超导体Meissner态的数学模型,提出了分析一类含旋度的拟线性偏微分方程组边值问题的可解性与正则性的方法,得到了使稳定解存在的边值的最优界,发现了解的一些几何性质。研究液晶的Landau-de Gennes方程,提出了临界波数和临界弹性系数,用以研究液晶的相变和临界现象。提出并证明了液晶存在“表面近晶相”的猜想,拓展了对超导与液晶的数学相似性的认识。  数学科学学院刘治国教授主持完成的“Theta函数恒等式和Ramanujan遗留问题”获自然科学奖二等奖。该项目主要研究Theta函数恒等式及其在模函数和相关数论问题中的应用。研究模函数具有重要的意义,十九世纪至今数论研究的若干重大进展与模函数密切相关。发现并证明有价值的模函数恒等式是研究模函数的关键问题之一,也是一个极其困难的事情。该项目利用椭圆函数理论和整函数理论建立了系统构造Theta函数恒等式的一种新方法,为研究模函数恒等式提供了一种新的思路,得到了一批新的模函数恒等式。特别是给出了Ramanujan遗留的20多个和七阶模方程相关的模函数恒等式的完整数学证明;发现并证明了一个新的Theta函数加法定理,Weierstrass椭圆函数加法定理, Ramanujan关于三阶Theta函数理论的一些结果以及模函数理论中其它许多著名的结论都是该加法定理的推论。研究结果得到了包括两位美国数学会会士T. Apostol教授和B. Berndt教授在内的多位著名学者公开的正面肯定。  物理与电子科学学院刘宗华教授牵头完成的“复杂网络上的动力学相变研究”获自然科学奖二等奖,主要完成人还有:管曙光、邹勇、周杰。该项目针对非平衡态统计物理学面临的瓶颈与挑战课题之一:网络上的动力学及其信息传输,通过十余年攻关,在动态复杂网络同步与流行病传播的几个瓶颈问题上取得了关键性突破。主要包括:提出了爆炸性同步的两个基本框架之一;用吸引域方法解析研究了爆炸性同步;发现了爆炸性同步的微观机制—禁止律及相应地给出了爆炸性同步的自适应方法,并被实验证实;揭示并命名了一种新的高阶协同态-Bellerophon态的存在并刻画出其特点;提出了社区网络上流行病传播的首个模型,并从邻居节点不同传播地位的新角度研究了舆论的扩散。  高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)面向全国高等院校,每年评审一次,分设自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖和青年科学奖,主要授予在科学发现、技术发明、促进科学技术进步和专利技术实施等方面做出突出贡献的个人和单位。  附:
  •       近日,国家自然科学基金委员会公布了2019年集中受理期申请项目评审结果,华东师大共有164项获得资助,获批直接经费9346.7万元。获批项目包括面上项目101项、青年科学基金项目54项、优秀青年科学基金项目3项、重点项目3项、国家重大科研仪器研制项目1项。  在我国,科研机构获得的国家自然科学基金项目的数量和质量是其科研水平的重要体现,国家自然科学基金也是我校理工科科研经费重要来源之一。2019年,我校与院系高度重视基金申请工作,积极动员、认真组织和规划,并根据项目类型、学科差异举办了多场基金申请动员培训会。  从获批项目看,我校传统学科近年来一直保持着良好的发展势头。例如化学与分子工程学院在重点类项目及人才类项目的申请与获批方面表现突出,2017获批两项杰青、两项优青,2018年获批一项优青、一项国家重大仪器研制项目,2019年,又斩获两个优青项目;生命科学学院的项目立项数一直名列前茅,今年的集中受理期项目立项数和获批经费数均位列各实体院系榜首。  我校在基金申报过程中,积极推进学科交叉融合,特别是结合“幸福之花”共享交叉基金项目专项,鼓励科研人员校内外合作,进行跨学科研究。2019年经济与管理学部、心理与认知科学学院、数据科学与工程学院等院系在基金项目申报与获批方面都取得了较大进步,经济与管理学部还获批一项重点项目。  除此之外,我校也有一些资深科学家,坚持在某一方向上深入研究取得重大进展,来自精密光谱科学与技术国家重点实验室的马龙生老师就是其中一位,他之前曾获得过国家自然科学二等奖和IEEE-IFCS颁发的国际Rabi奖及多项国家级重点项目,2019年他获批一项国家重大科研仪器研制项目,全国仅13家单位获批国家重大科研仪器研制项目。  2019年国家自然科学基金委试点开展分类申请与评审工作,四类科学属性分别为“鼓励探索、突出原创”“聚焦前沿、独辟蹊径”“需求牵引、突破瓶颈”“共性导向、交叉融通”,在我校所有获批试点项目中,“聚焦前沿、独辟蹊径”所占比例最高,为76%。  近年来,基金项目申请量持续增加,我校将继续按照 “一流大学建设高校建设方案”中对科研工作的规划部署,努力提升科研竞争力,进一步提升项目申报质量,实现我校在新时代的新使命。文、来源|科技处  编辑|张晶晶  编审|郭文君
  •        近日,第九届中国化学会唐敖庆理论化学青年奖评审结果出炉。基于在分块量子化学方法和高精度密度泛函领域的突出学术贡献,我校化学与分子工程学院青年学者何晓研究员获此殊荣。据悉,该奖项将于2020年的中国化学会年会上颁发。何晓研究员  唐敖庆理论化学青年奖授予在理论化学研究中做出杰出贡献且年龄在40岁以下的青年学者,每年评审一次,至今评选了九届。九年来,全国共有14位青年学者获奖。今年,有2位青年学者获此殊荣,均来自上海高校。化学与分子工程学院何晓研究员获2019年度中国化学会唐敖庆理论化学青年奖  何晓研究员近年来围绕理论化学“算得更准”和“算得更大”的核心科学问题,主要致力于分块量子化学方法和高精度密度泛函的发展与应用,并在此基础上开展了系列的应用研究并取得了系列创新性成果:第一,通过发展精确的大分子区域化分块量子化学方法,引入量子多体相互作用和环境极化效应将大分子的量子总能量计算降为线性标度,并且与全体系的计算结果高度吻合;率先将分块量子化学方法应用于周期性体系的红外、拉曼光谱和生物大分子的核磁共振波谱(NMR)的模拟,开发了基于第一性原理计算生物大分子核磁共振波谱的AF-NMR软件,并被诸多实验课题组广泛使用,何晓研究员提出的分块量子化学方法可以很容易的实现大规模并行计算,并且计算不受体系大小的限制,可以适用于包含几十万个原子体系的第一性原理计算,突破了传统量子化学方法的局限。第二,将分块量子化学方法与分子动力学模拟结合,首先实现了在耦合簇理论水平上的复杂大分子体系的从头算分子动力学模拟,精确给出了液态水和盐溶液内分子间的动态氢键作用网络和微观结构,首次验证了实验上提出的液态水中水分子以超低配位数的环链式结构与四面体结构并存的混合状态存在形式,颠覆了液态水以水分子构建的四面体结构存在为主的传统观念。第三,提出了新的可同时适用于化学和凝聚态物理体系的高精度局域密度泛函revM06-L和MN15-L(ESI 1%高被引论文),和适用于含主族元素和过渡金属等分子体系精确计算的全局杂化泛函revM06和MN15(ESI 1%高被引论文),这些新的密度泛函已被诸多研究小组广泛使用。上述工作为定量研究复杂大分子体系的新颖量子性质、水溶液中分子间相互作用动力学的量子机制,以及精确预测大分子和材料体系的性质提供了高效而精确的理论新工具。何晓研究员研究工作示意图何晓研究员  何晓研究员近五年来在Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.,Acc. Chem. Res.,J. Am. Chem. Soc.,Chem. Sci.,NPJ Quantum Materials,J. Phys. Chem. Lett.,J. Chem. Theory Comput.等重要学术杂志发表SCI论文55篇。发表文章总被引2000余次,2篇文章入选“ESI 1%高被引论文”。发展的局域泛函revM06-L和全局杂化泛函revM06已经收录于Q-Chem软件中;开发的基于分块量子化学的核磁共振波谱模拟程序AF-NMR已经收录于国际知名的NMR波谱计算软件SHIFTS中并被美国科学院院士Angela Gronenborn和Peter Wright教授等多个课题组使用;参与开发的MN15-L和MN15泛函方法也被收录于Gaussian16,Q-Chem,ADF,Jaguar和PSI4等国际知名量子化学软件中,这些方法已经被包括美国科学院院士Martin Head-Gordon和Sharon Hammes-Schiffer教授等多个研究小组使用。基于以上学术贡献,何晓研究员于2019年获得了国家自然科学基金委优秀青年基金的资助,入选了上海市青年拔尖人才和上海市普陀区青年英才等人才计划支持。  更多阅读:中国化学会对唐敖庆理论化学青年奖的介绍http://www.chemsoc.org.cn.pigehu.com/Awards/Home/p20图|吕安琪 化学与分子工程学院 文、来源|化学与分子工程学院 编辑|吴诗 编审|郭文君
  •       精密光谱科学与技术国家重点实验室杨涛研究员在物理、化学、天文学领域发表交叉型研究成果,以“Gas phase formation of c-SiC3 molecules in the circumstellar envelope of carbon stars”为题刊登于《美国国家科学院院刊》(PNAS)。该文以华东师范大学为第一完成单位,杨涛研究员为本文的共同第一作者,并与美国加州大学伯克利分校Martin Head-Gordon教授,美国夏威夷大学Ralf I. Kaiser教授同为通讯作者,中科院新疆天文台的李小虎研究员等人对本成果的发表亦有重要贡献。精密光谱科学与技术国家重点实验室杨涛研究员在物理、化学、天文学领域发表交叉型研究成果  近年来,各国加强了空间探索科学的部署力度,诸如欧洲太空总署的赫歇尔(Herschel)太空望远镜,位于智利的大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)望远镜,位于中国贵州的500米口径球面射电望远镜(FAST),上海天文台天马(65米口径)望远镜,新疆天文台QTT(110米口径)全向可动射电望远镜,以及中国作为成员国之一的平方千米阵(SKA)巨型射电望远镜阵等等,其重要任务之一就是探索早期宇宙的星系形成与演化,恒星形成及其与星际介质的交互作用,研究包括恒星、行星及其卫星等太阳系内天体表面和大气层的化学成分。大规模望远镜及其庞大观测数据爆发式增长的同时,与之相关的分子光谱与分子动力学实验发展却相对薄弱,导致天文观测与天体建模缺乏相应的数据输入。本项研究通过原子分子物理方法制备窄速度分布的超声原子或分子束,观察其与简单碳氢分子在单分子碰撞条件下的分子动力学反应,结合高精度的电子结构计算和天体化学建模,不仅揭示了AGB恒星拱星包层中c-SiC3等含硅分子的中性-中性反应机理之谜,更为天文观测与建模中一系列特殊结构分子的反应动力学研究提供了独特新颖的思路。  实验中,课题组通过YAG激光消融硅棒制备Si(3P)原子束,以及通过ArF准分子激光解离Si2H6分子制备Si(3P)、Si(1D)和SiH(X2Π)三种原子或分子束,相应的量子态由激光诱导荧光光谱标定;之后脉冲原子/分子束通过机械斩束生成速度分布仅为20m/s的束源,并进一步与丙二烯(CH2CCH2)或丙炔(CH3CCH)在4K温度下的铜壁内进行单分子碰撞,生成的中性分子产物由可旋转的超高真空(<10^-11 torr)Daly-type探测器电离捕获。我们首先发现,Si(3P)与CH2CCH2或CH3CCH在碰撞能量30 kJ mol^-1的条件下无法反应,而SiH(X2Π)和Si(1D)与这两个碳氢分子的反应动力学也截然不同。通过这种精确控制气相分子动力学方法,可以抽取出Si(1D)与CH2CCH2或CH3CCH在实验坐标下的角度分辨信号分布以及飞行时间谱,再通过坐标体系变换生成平动能量分布与分子质心角度分布,最后获得反应能与势垒、最终中间态分子结构等重要信息。再经进一步分析比较了H,H2与CH3等解离通道以及氘代分子参与下的分子动力学,最终发现H2解离为最主要的反应通道。激光消融下的单分子交叉分子束碰撞(左)与Daly-type探测器探测分子示意图(右)  理论上我们通过ωB97X-V密度泛函与cc-pVTZ基组对反应物、中间态、和最终产物的结构进行了几何优化和频率计算。对过渡态的搜索,我们使用freezing string方法生成一个初始态结构与Hessian矩阵,之后使用P-RFOeigenvector following方法对过渡态结构进行优化,最后通过频率计算确认最终的过渡态,这些计算都是在ωB97X-V/cc-pVTZ的理论水平上进行的。为进一步提高相对能量与反应势垒的计算精度,我们结合CCSD(T)/cc-pVTZ与RI-MP2方法,并进行了完备基组(CBS)极限值的模型化学精确计算方法对能量极小点和过渡态进行单点能的计算,以达到接近于CCSD(T)/CBS的计算精度(3-4 kJ mol-1)。再结合RRKM计算结果甄别出H2C=C=C=Si与c-SiCH=C=CH等主要分子产物通道,以及在Lyman-α光子作用下生成c-SiC3(X1A1)等的光解通道。最终,我们使用天体化学模型以及UDfA数据库发现c-SiC3分子及其同分异构体在以上新机理作用下的柱密度有显著的提高,修正了AGB恒星拱星包层中SiC3、SiC4等分子观测与建模不符的结论。富碳AGB恒星拱星包层结构示意图精密光谱科学与技术国家重点实验室杨涛研究员  这项工作提出了一种新颖的结合原子分子物理与反应动力学方法研究小分子在富碳恒星天体环境中的分子动力学机制,为进一步的天体观测与建模提供了基础科学参考,是一次物理、化学与天文学交叉研究的初步尝试,得到中央高校基本科研业务费专项资金等项目的资助。  成果链接:http://www.pnas.org.pigehu.com/content/early/2019/06/25/1810370116图|李振东  文、来源|精密光谱科学与技术国家重点实验室  编辑|王睿珺  编审|郭文君

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