纳米效应|点我!看清华最近科研进展~( 八 )


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电站全景
作为清华大学产学研合作的典范 , 该项目得到了国家能源局、江苏能源局、国家电网、常州市及金坛区政府等单位的大力支持和协助 。 通过本项目将建成世界首个大型非补燃压缩空气储能电站 , 打造新型储能行业标杆 , 实现压缩空气储能技术试验、标准创建、工程及商业运营示范三大目标;同时加快推进金坛二期压缩空气储能项目建设工作 , 也将为构建以新能源为主的新型电力系统提供储能新方案 , 为我国早日实现“碳达峰、碳中和”目标贡献力量 。
深圳国际研究生院何宏辉、马辉团队
合作揭示生物医学和临床应用的偏振光学关键问题
作为一种电磁波 , 光具有强度、波长、相位和偏振等基本特性 。 其中光的偏振属于矢量性质 , 其高维度的特性决定了偏振的测量和表征较为复杂 。 由于人眼可以直接或间接观察到光的强度、颜色(波长)、相位信息 , 因此基于上述基本属性的光学方法发展历史较为悠久 , 在生物医学领域应用广泛 。 与此相比 , 人眼不具有感知偏振的能力 , 因此基于偏振的光学方法发展相对较晚 。 然而近年来随着新的精密偏振器件、探测器 , 及测量优化校准方法不断出现 , 偏振光学方法具有的独特优势正在引起关注 。 如今 , 偏振光学已在多个领域发挥着重要作用 , 覆盖从基础物理如量子物理研究 , 到各类应用如材料表征以及生物医学检测等多个方面 。 因其具备携带的信息量大、无需外源性标记、兼容各类已有光学仪器等诸多优势 , 偏振光学方法在生物医学研究及临床实践中得到越来越广泛的应用 。

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图1.光的偏振性质及生物样品的作用
近日 , 清华大学深圳国际研究生院何宏辉、马辉团队与牛津大学何超、马丁·布斯(Martin Booth)团队应邀撰写评述文章 , 简要介绍了偏振光学基础 , 系统总结了在生物医学研究中偏振测量及成像技术的应用现状 , 面向生物医学样本的偏振信息提取和参数分析的方法 , 并展示了在薄样本透射偏振成像/厚组织反射偏振成像中的典型应用 , 以及和其他技术结合的多模态生物医学检测方法等 。 综述文章讨论了若干近期的偏振成像测量技术突破 , 展望了偏振光学方法在生物医学研究领域未来的发展方向 。

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图2. 穆勒矩阵及其内部“编码”的物理信息
通过介绍偏振光学应用于生物医学领域的基本数学工具 , 作者将生物医学偏振计和椭偏测量术的发展进行对比 , 总结了复杂散射体系与非散射体系偏振测量需求的差异 。 考虑到生物医学样品 , 如组织、细胞等常常具有较为显著的散射特性 , 因此常用一个四维斯托克斯矢量描述光的偏振状态 , 此时入射光与样品的散射相互作用可由一个4×4偏振变换矩阵-即穆勒矩阵表征 , 其第一个矩阵元代表我们熟知的非偏振光学特征 , 其余阵元反映样品的不同偏振光学属性 。 由此可见 , 偏振光学方法可提供样品的大量信息 。

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