防震垫铁

钙钛矿型铁电氧化物具有外场可控的极化，可作为信息存储和逻辑器件。拓扑极化结构自身的拓扑保护性，使其在信息处理、传输、存储等方面具有重要的应用价值。然而，铁电材料中的极化拓扑结构一般都包含本体对称性不允许的连续极化旋转。如何突破铁电极化与晶格应变的相互制约，实现极化反转与晶格应变的有效调控，获得有望用于超高密度信息存储的结构单元，是当今铁电材料领域面临的一个基础性科学难题。　　2015年，马秀良研究团队利用具有亚埃尺度分辨能力的像差校正电子显微术，在超薄PbTiO3铁电薄膜中不仅发现通量全闭合畴结构及其新奇的原子构型图谱，而且观察到由顺时针和逆时针闭合结构交替排列所构成的大尺度周期性阵列(Science 2015)。在此基础上，美国伯克利国家实验室Ramesh院士领导的课题组发现了具有涡旋特征的通量全闭合结构(Nature 2016)以及与唐云龙博士合作发现了斯格明子晶格(Nature 2019)。最近，马秀良研究团队又相继在铁电材料中发现半子及半子晶格(Nature Materials 2020)以及周期性电极化波(Science Advances 2021)。　　针对铁电拓扑结构目前的研究现状、未来发展方向、科学研究的原动力、电子显微技术的作用、物质结构的再认识、新材料的探索等诸多话题，2021年5月，马秀良研究员和Ramesh院士同时接受了自然指数（Nature Index）的视频专访。该访谈的简要内容于2021年7月1日刊登在《自然》（Nature）上。　　2014年11月开始发布的自然指数（Nature Index）是依托于具有重要影响力的国际学术期刊，统计各高校、科研院所（国家）在国际上最具影响力的研究型学术期刊上发表论文信息的数据库。自然指数现已发展成为国际公认的，能够衡量机构、国家和地区在科学领域的高质量研究产出与合作情况的重要指标，在全球范围内具有一定的影响力。(a) 斯格明子中的三维极化示意图；(b)会聚型和发散型半子交替排列所形成的周期性半子晶格示意图。

网上流传着这样一个段子：“中国人在食品中完成了化学扫盲。从大米里，我们认识了石蜡 从猪肉里，我们认识了瘦肉精 从咸鸭蛋里，我们认识了苏丹红 从银耳里，我们认识了硫磺 从奶粉里，我们认识了三聚氰胺。”　　这个段子一语道破中国食品安全的尴尬现状，这些原本与食品并不相关的化学物质，却真真切切地出现在老百姓的食品中，危害着大家的身体健康。　　要想将这些化学药物挡在市民的菜篮子之外，光依赖传统的实验室检测是不够的。因此，建立大量快速、方便、准确、灵敏的食用农产品安全质量快速筛查点就成为必要保障。　　深圳市政府在全国率先启动的“食用农产品质量和安全保障工程”，其中最为关键的一项工作就是:于2017年年底前建立1000个食用农产品质量安全快速筛查点，构建一道检测防线。　　耳听为虚，眼见为实。笔者近日前往深圳首家食用农产品质量安全快速筛查试点——海吉星国际农产品物流园，进行了一番实地探访，揭秘菜篮子安全如何“筛”出来!　　现场直击　16分钟筛出有机磷　　蔬菜、水果对消费者的危害风险最大因素是农药残留。按照目前农业部与卫生部已颁布的《食品安全国家标准》，322种农药在10大类农产品和食品中的残留限量值达2293个。　　传统的定量检测农药残留方式，成本高不说，时间也比较长，至少需要24小时才能出结果。　　市民买菜，往往图个新鲜。等到检测结果不合格，菜早已进了肚子，再召回也来不及了。　　而对高风险项目进行快速筛查，可以快速有效地找准不合格农产品，并且立即销毁。　　笔者在海吉星市场的快筛实验室注意到，快速农药残留检测技术最快只要16分钟便可以出结果。　　这一技术采用的是乙酰胆碱酶抑制法，用于检测市场上主要使用的两大类蔬果杀虫剂：有机磷和氨基甲酸酯。由于该技术具备快速、灵敏、操作简便、成本低廉等特点，被列为国家推荐标准方法，也是研究最成熟、应用最广泛的快速检测技术。　　执法人员将现场抽取的蔬菜样本封存后，送往海吉星市场快筛实验室，交由2名检测人员，对样本的农药残留进行快速筛检。　　检测人员老潘先将样本放入超声波仪，震荡3分钟，使农药融合得更加充分，然后将样本滴到试纸上，盖上盖子等待10分钟，最后打开盖子放置3分钟，等待颜色显现。　　“试纸变成蓝色或浅蓝色，就是合格。变成白色，就是总体农药超标，不合格。”老潘认为，快筛这一关是最有效的，虽然没有定量检测全面，但胜在快!16分钟后不合格，就可以立即没收或销毁产品，防止流通。　　深圳市食品药品监督管理局农产品监管处工作人员告诉笔者， 在接下来的3年中，深圳将在400个农贸市场、600个大型超市和农产品配送单位，建设1000个快速筛查点，分别针对种植业产品、畜禽产品以及水产品的有害残留进行快速筛查。　　1000个检测点“筛”什么　　种植业产品　　有机磷和氨基甲酸酯两大类农药。　　畜禽产品　　瘦肉精等畜禽的促生长剂和兽药等。　　水产品　　孔雀石绿、硝基呋喃等杀菌药。　　试点成果　快筛模式初步建立　　海吉星国际农产品物流园的批发量，占到了深圳市消费总量的60%~80%。这就意味着，海吉星这个深圳最大的“菜篮子”，是食用农产品安全监管主抓的龙头。　　因此，将首个筛查试点定在海吉星，可以有效探索监管模式，为今后1000个筛查点积累可复制的监管经验。　　“今年各辖区局农产品监管科才成立，食用农产品质量监管工作比较薄弱。”笔者从食药局农产品监管处获悉，通过海吉星的试点工作，厘清了各部门工作职责，明确了食用农产品的监管对象、监管品种和监管工作方法，理顺了行政执法单位与技术检测机构的工作关系，初步建立了深圳食用农产品质量监管日常工作模式。　　本次试点工作，还提高了基层执法人员的监管工作能力，熟悉了各种执法表格的填写、现场笔录制作及相关证据采集，明白了“管谁、管什么、如何管。”同时也提高了技术检测单位现场抽样工作效率。　　暴露问题　三大漏洞亟待修补　　一个月的试点工作，也暴露出了食用农产品监管现状中，存在的三大漏洞，比如农产品来源不清，现场制样耗时长以及执法工作遇阻。　　在抽检时，90%以上的经营档位均不能提供进货票证，少数档位提供的进货票证也只是手写的格式不一、项目不同、内容不全的简单记录，不能提供规范的食用农产品名称、数量、进货日期以及供货者名称、地址、联系方式等内容。　　索证索票制度难以落实，对农产品的追溯及不合格农产品的查处将造成严重的影响。食药局农产品监管处工作人员给笔者打了个比方，来自某省某市的豇豆超标，或者来自某省某市的哈密瓜风险较高、经常出现不合格，那抽检就可以专门按照产地来源进行检测，不需要浪费时间将所有产地的豇豆和哈密瓜抽一遍。　　其次，食用农产品抽样听上去非常简单，然而实施起来，却要花费很长时间。根据笔者现场计时，最长的一次水果抽样耗时整整1小时。　　究其原因，客观来讲是现场制样条件不完善，抽样工具过于简单，影响了抽样工作开展和工作效率。　　据农产品监管处反馈，目前档位都不具备水和电及相应的设施，不利于制样和清洗。　　最后，商户的抵触情绪屡见不鲜，也使得未来的抽检执法工作有待逐步规范。在抽样的过程中，有一家水果商户不停抱怨，“为什么抽我们?为什么不抽别人?”虽然执法人员抽样都是按照市场档位情况随机确定，但还是需要一遍一遍地耐心向她说明抽检工作。　　当她终于同意抽检时，又出现了一个新问题。一位执法人员向她询问苹果梨的产地来源时，她接连摇头，摆摆手，“我也不知道产地是哪，货是从最头上那个档位进的，你们去问他们吧。”　　执法人员称，类似这样的“小插曲”，每天都会发生。这个监管新试点的一些新措施，让许多被抽到的商户绷紧了神经。　　侧面印证　逐步实现24小时监管　　利之所趋，总有商户铤而走险。根治食品安全的关键，就在于建立一个有效、健全、专业的食品安全监管机制。　　海吉星现场试点工作历时一个月，农药残留检测合格率较高，侧面印证了种植业农产品的质量安全，在海吉星能得到有效管控。　　食药局海吉星监管组组长表示，本次主要检测种植业农产品农药残留情况，共抽检样品257批次,其中蔬菜142批次,水果69批次,食用菌46批次,总合格率为98.83%(蔬菜合格率为97.89%、水果合格率100%、食用菌合格率100%)。不合格样品均为限量农药超标，未检出禁用农药。　　那么，这不合格的农产品将如何处理?记者翻阅《深圳市市场监督管理局龙岗分局行政处罚案件》，发现了其中1家超标的案卷。　　当事人王某经营的“结球甘蓝”经检验，克百威的检测结果不合格，龙岗分局责令王某停止销售，追回已销售的农产品，对违法销售的农产品予以监督销毁，没收违法所得299.5元，罚款2000元。　　“我们对查出来的3家不合格商户，都已经依法进行了问讯、调查，并根据货值进行相应处罚。”食药局海吉星监管组组长说。　　由于食用农产品时效性强，必须在第一时间控制不合格产品。因此，监管部门要调派执法人员，在农批市场驻场监管，及时对检测发现的不合格农产品进行依法查处，同车次不合格产品一律予以销毁。　　此外，对违法行为较为严重的商户，要依法“严惩”，纳入黑名单，触犯刑罚的，依法移送公安机关。　　据了解，海吉星试点时期派驻了2名食药局执法人员，从下午3点至晚上10点进行驻场监管，每人各佩戴一枚执法记录仪，全程拍摄抽检过程。　　在海吉星试点工作结束后，食药局将对深圳33家农产品批发市场派驻监管人员,进行驻场监管。　　今后，根据实施情况与成效，逐步增加人手扩大驻场监督范围，实现24小时三班监管。　　补贴扶持　5000万元撬动融资合作　　目前，食药局正在尝试一种公私合作的PPP模式，以此提高农产品安全保障水平。　　PPP(Public-Private-Partnership)模式，是目前十分流行的一种项目融资模式，它鼓励政府与社会力量进行合作，参与公共基础设施建设，从而实现合作各方达到比预期单独行动更为有利的结果。　　据食药局农产品监管处介绍，食药局将斥资5000万元，用于补贴1000个农产品质量安全快速检测点和定量检测样品预处理点建设，包括实验室场所建设或租赁、检测设备和试剂购买等。　　农产品质量安全快速检测点和定量检测样品预处理点应配置有电源插座、水槽、并配备试验台和必要的检测设备，能开展日常检测工作。　　筛查点补贴方式及要求　　补贴资金：采用“先建后补”的事后补贴方式，直接补贴给项目建设单位。　　补贴对象：本市范围内的农产品批发市场、农产品配送企业、集贸 市场、超市等，并应当符合以下条件：　　在深圳市注册并经营2年以上 　　项目所涉场所剩余使用年限3年以上 　　建立有检测实验室，并保证持续正常运行 　　企业无违法违纪和不诚信记录，未拖欠财政资金，未违反财政资金使用规定。　　努力方向　三大思路挖掘成功经验　　一个月的快速农药残留检测工作已画上句号。然而，对于未来深圳市将建立的1000个筛查点来说，仅仅是一个开始。今天总结的每一条经验，都将成为明天成功的基石。为此，食药局农产品监管处针对未来的食用农产品质量安全监管，提出了三大工作思路。　　首先，加强农产品抽检和加大农产品案件查处工作，需相关各部门齐心协力，齐抓共管。打个比方，这项宏大的工作目标，就像一台每个齿轮咬合的严丝合缝的机器，而每个部门就是一个齿轮，各司其职，任何一个齿轮都不能掉链子。作为业务主管部门的农产品监管处，负责工作计划的研究和制定，开展督查督导工作等 负责指导全系统执法工作的稽查局，来制定统一规范的现场检查、证据保存、监督抽检等执法工作程序，指导辖区局执法人员执法 法规处负责规范农产品执法的文书等 辖区局(所)认真开展食用农产品市场规范指导、日常监管、监督抽样和行政执法工作。　　第二大工作思路，要引导建立食用农产品进货查验记录制度。试点运行时，凸显一大问题：商户不履行进货查验记录制度。食药局担心，不履行进货查验记录制度，不仅影响到不合格产品的案件查处工作，更妨碍不合格产品溯源工作的开展。《中华人民共和国食品安全法》今年10月1日起施行，其中，第65条明确要求食用农产品销售者应当建立食用农产品进货查验记录制度，第126条制定了相对应的罚则。就此，食药局建议，监管部门今后应主动约谈各农批市场、集贸市场等市场开办方，督促其指导经营者履行进货查验记录制度，同时加强对农产品经营者的法律、法规知识宣传、加大违法案件处罚力度，通过教育和惩处相结合，引导经营者逐步落实农产品进货查验记录制度。　　第三个工作思路，是加强食用农产品抽样设备和行政执法记录设备建设。“工欲善其事，必先利其器。”今后开展农产品监管工作中，必将存在多家检测机构开展抽检的情况，抽检量将会加大，抽检对象将涉及农批市场、农贸市场、超市、配送企业。从试点工作开展的情况来看，现行的工具分开携带、现场找水找电、搅拌机不时损坏的情况必将制约今后抽样工作的开展，食药局对委托开展农产品检测的机构提出改进现场制样设备、工具的要求。另外，现场拍摄执法是农产品监管的一个重要举措，因此，需要加强一线执法记录设备建设，选购轻便的执法记录装备，既满足工作需求，又便于执法人员携带。

铁电材料因具有稳定的自发极化，且在外加电场下具有可切换的极化特性，在非易失性存储器、传感器、场效应晶体管以及光学器件等方面具有广阔的应用前景。与传统的三维铁电材料不同，二维范德华层状铁电材料表面没有悬空键，这可降低表面能，有助于实现更小的器件尺寸。此外，传统三维铁电薄膜的外延生长需要合适的具有小的晶格失配的基材，而在二维层状材料中，许多具有不同结构特性的层可以被堆叠并用于铁电异质结构器件，不受基底的限制，从而提供了广泛的铁电特性可调性。某些二维层状材料已在实验或理论上被报道为铁电材料，包括薄层SnTe、In2Se3、CuInP2S6、1T单层MoS2、双层或三层WTe2、铋氧氯化物和化学功能化的二维材料等。然而，目前对二维材料铁电畴结构的调控及铁电-反铁电相变等方面缺乏系统性研究，在范德华层状材料中实现连续的铁电域可调性和铁电-反铁电相转变仍是挑战。 　　近日，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员康黎星团队与中国人民大学教授季威团队、南方科技大学副教授林君浩团队、松山湖材料实验室副研究员韩梦娇合作，在新型二维铁电材料铁电畴结构的调控方面取得进展。该团队发现了一种具有室温本征面内铁电极化的新型二维材料Bi2TeO5，并观测到由插层铁电畴壁诱导的铁电畴大小、形状调控机制以及由此产生的铁电相到反铁电相的转变。科研人员采用CVD法合成新型的超薄室温二维铁电材料Bi2TeO5，通过压电力显微测(PFM)证实该材料存在面内的铁电畴结构，结合电子衍射及原子尺度的能谱分析和第一性原理计算结果对其结构进行解析，结合像差校正透射电镜对亚埃尺度的离子位移进行分析(图1)。对Bi2TeO5中畴结构的进一步研究发现，样品中存在大量的条状畴结构。原子尺度结构分析和计算结果表明，由于Bi/Te插层的存在，有效降低了畴壁的应变能，从而使得180°畴壁的条状畴能够稳定(图2)。研究表明，通过调控前驱体中Bi2O3和Te的比例可以有效实现180°铁电畴宽度的调控及实现铁电-反铁电相的反转(图3、图4)。此外，Bi/Te插层的引入除了能够改变铁电畴的大小，同时可以对畴壁的方向进行调控(图5)。 　　本研究对Bi2TeO5室温面内铁电性的报道丰富了本征二维铁电材料体系。原子插层作为新的调控单元对铁电畴大小及方向的调控，以及由此产生的铁电-反铁电相变，为二维铁电材料畴结构及相结构的调控提供了新思路，并为在未来纳米器件领域的应用奠定了新的材料基础。相关研究成果以Continuously tunable ferroelectric domain width down to the single-atomic limit in bismuth tellurite为题，发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。图1.二维层状铁电材料Bi2TeO5的CVD生长及结构表征。a、二维层状Bi2TeO5的光镜图；b-c、样品的表面形貌及对应的面内PFM图像；d-f、不同方向Bi2TeO5的结构模型以及铁电极化的产生；g-I、Bi2TeO5的原子尺度结构表征及对应的极化分布。图2.Bi/Te插层诱导的180°铁电畴的形成。a、Bi2TeO5中典型条状180°铁电畴的面内PFM；b、180°铁电畴壁的原子尺度HAADF-STEM图；c-e、180°铁电畴壁处铁电离子位移(DBi)及晶格畸变(晶格转角θ)的原子尺度分析；f、弛豫后180°铁电畴的结构模型。图3.插层对畴宽度的调控及铁电相到反铁电相的转变。a-d、具有不同周期的180°畴HAADF-STEM图像；e-h、分别为对应图a-d中的离子位移分布。图4.插层诱导的反铁电相。a、具有反铁电性样品的PFM；b-d、反铁电样品中的原子尺度极化分布及晶格畸变分析；e、弛豫后的反铁电相结构模型。图5.畴壁台阶的形成及插层对畴壁取向的影响。a-b、样品中扇形铁电畴的面内PFM图像；c、扇形铁电畴边缘处大量台阶形成的倾斜畴壁面；d-e、畴壁台阶的原子尺度HAADF-STEM图像及对应的离子位移分析；f、弛豫后的畴壁台阶结构模型；g、Te和O浓度对畴壁台阶形成焓的影响。