经学院推荐，校科研院评审，我院神经和疾病研究中心卓敏教授研究小组2014年12月在Cell姊妹期Neuron杂志在线发表的题为“Co-existence of two forms of LTP in ACC provides a synaptic mechanism for the interactions between anxiety and chronic pain”的文章被评选为西安交通大学2014年十大科技进展之一，文章提出在脑皮层前额叶区长时程增强参与慢性痛，并首次提出焦虑是通过一种类似学习记忆的机制而产生的。
以下全文转载交大新闻网《西安交通大学2014年十大科技进展》，卓敏教授小组成果为本新闻第三条。
西安交通大学2014年十大科技进展
经各院推荐， 科研院组织专家评审，遴选出了西安交大2014年十大科技进展，具体如下：
（一）发现金属镁在室温下的塑性变形机理和强化机制
镁合金是极具潜力的轻质合金，然而其在室温下的强度和塑性较差，制约了其实际应用。因此，镁的塑性变形机理和与之对应的强化机制一直是该领域的重要课题。过去，人们借鉴铝合金的经验对镁合金采用了类似的时效强化措施，然而效果却并不理想，这使人们不得不重新审视关于镁的塑性变形的传统认识。材料科学与工程学院单智伟教授课题组选取微纳米尺度下的纯镁为研究对象，以基于原位电镜的定量力学测试技术为主要手段，配合消球差成像技术，结合计算机模拟，发现了金属镁在室温下除位错和孪晶外的第三种塑性变形机制——晶胞重构。这种新机制拓展了材料科学家在该领域的传统认识，更重要的是为新一代镁合金的设计和应用打下了理论基础。该成果发表于2014年2月的Nature Communications期刊上。
（二）纳米晶体三维形状的单像重构方法
在原子尺度下精确描述纳米尺度材料的表面原子种类及其空间排布对于理解和调控纳米材料的性能及其服役行为至关重要，是国际前沿科学研究的热点之一。电子与信息工程学院贾春林教授课题组使用球差校正透射电子显微术中的负球差成像技术，在原子尺度获取了一张高质量和高衬度的氧化镁薄晶体的结构高分辨像，并通过特定的数值模拟对比方法将该原子像中的像点位置和绝对强度进行定量分析和最优拟合，从而重构出氧化镁薄晶体的三维表面原子构型。与传统显微分析方法相比，该成果最大程度地发挥了象差校正高分辨透射电子显微技术的优势。该成果在世界上首次仅用单张原子像精确重构出晶体表面形貌，不但精度优于单原子水平，而且可检测出吸附在晶体表面的其他类原子。该成果全面定量的显微分析方法对在原子分辨率下确定纳米材料的表面形貌随时间的演化提供了新的途径并具有独特的优势，对于人们进一步认知纳米材料的表面结构与其物理和化学性能的内在联系提供了重要方法。该成果发表于2014年9月的Nature Materials期刊上，并入选中组部2014年专家成果展。
（三）发现慢性疼痛和焦虑的全新分子机制
脑细胞具有高度可塑性，临床研究显示，慢性疼痛的病人通常伴有焦虑等情绪失常症状，而焦虑也可导致或加重慢性痛，但其相关机制尚未阐明。前沿研究院卓敏教授课题组首次提出焦虑和突触可塑性有直接联系，解释了焦虑成为慢性疾病并且难以根治的原因。为今后研发药物治疗慢性疼痛及由其导致的焦虑和情绪失常，帮助开辟治疗心理痛和其它疾病引起的焦虑奠定理论基础。该成果于2014年12月刊登在Neuron杂志上。
（四）新型纳米结构电化学储能材料的设计和制备
锂离子电池作为一种新型清洁、可再生的二次能源，具有工作电压高、能量密度高、质量轻、低自放电速率等优点，在手机、笔记本电脑等便携式电子设备上得到了广泛应用，并显示出强劲的发展趋势。理学院丁书江课题组针对金属氧化物或者硫化物作为锂离子电池负极材料存在的循环性能差的问题，设计并且成功地在零维的模板聚苯乙烯空心球，一维的模板碳纳米管、埃洛石管、介孔碳纤维和二维的石墨烯上生长了多尺度的纳米结构材料，从而成功制备了空心、介孔，纳米片以及碳包覆等多种具有多层次纳米结构的复合材料，提高了锂离子电池负极材料的存储容量和循环性能。研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Energy Mater.，Chem. Mater.等重要国际期刊，3篇论文入选ESI高被引论文。
（五）新型多功能柔性凝胶材料的设计及结构性能调控
凝胶材料有良好的粘弹性、透明性、生物相溶性以及与人体软组织类似的结构和性能而在细胞治疗、生物传感器、组织工程等生物医学领域以及柔性电子和柔性机器等工程技术领域具有重要科学意义和广阔的应用前景。探索新的思路来设计新型多功能、高性能柔性凝胶材料，从而实现各种性能和功能的整合和协同作用，也一直是柔性凝胶材料学科发展需解决的关键科学问题。理学院陈咏梅课题组研制了具有良好性能和应用前景的高强度水凝胶、自愈合水凝胶、磁性水凝胶、发光水凝胶和导电离子液体凝胶，进而展示了其在细胞输送、柔性器件和柔性电子等方面的优异性能，为生物医学研究和柔性机器快速发展提供了新手段和新技术，形成了在国内外有特色的“柔性”智能材料研究方向。其代表性的研究成果发表在Chem. Soc. Rev.，Adv. Funct. Mater.，Green Chem.，ACS Appl. Mater. Interfaces，Macromol. Rapid Commun.等最有学术影响力的国际期刊，并获得授权中国发明专利7项，受邀在化学领域权威综述刊物Chem.Soc. Rev.上发表了自愈合凝胶材料的设计合成及其在生物医学和工程技术领域的综述论文。
（六）环境友好型高电压真空断路器的理论与关键技术研究
SF6断路器在72.5kV及以上的高压开关设备领域占据主导地位，但其所带来的温室气体效应也非常显著，研究和开发环境友好型高电压真空开关成为国际电力开关领域的研究热点。电气工程学院王建华教授课题组在国际上首次实验研究了触头开距在10~50mm范围内真空灭弧室标准雷电冲击电压击穿特性及触头参数的影响，提出了基于阳极放电理论优化真空灭弧室分闸特性曲线的方法和依据真空断路器合闸过程中预击穿与弹跳产生的动熔焊优化合闸速度的理论，有效地减少了电弧的预击穿过程与弹跳过程中产生燃弧的时间。并据此设计出了用于126kV真空断路器的弹簧操动机构和分离磁路新型永磁操动机构，成功研制开发了126kV/2500A/40kA单断口真空断路器，其技术指标达到国际同类产品的领先水平。研究过程中授权发明专利19项，SCI收录论文27篇，其中核心专利技术获2014年中国专利优秀奖，国际知名专家P. Slade在其专著中引用该项目成果高达21次。目前，该成果已推广至中国西电集团、平高集团等电力设备企业，可以大幅度削减和替代高压开关设备中大量使用的SF6气体以减少温室效应，具有重大的经济社会效益。
（七）大飞机雷电直接效应测试技术及测试装备
过电压防护是航空航天安全运行的重要保障，雷电直接效应流测试是大飞机过电压防护的关键技术。国际上美国和欧洲已经制定了航空器雷电效应的试验标准，但其航空器雷电直接效应测试技术的研究也刚刚起步，我国国内尚属空白。因此，研究开发能够满足航空器的材料、结构件、电气连接件以及整机的雷电效应的测试技术和测试装备是国内外急需解决的问题。电气工程学院陈景亮教授课题组在其过电压防护雷电流测试技术研究基础上，对航空领域的雷电直接效应测试的关键技术进行了深入系统的研究，研制成功了长寿命、高库仑量沿面闪络真空Crowbar开关，开发了多开关协同工作的控制技术，研制了大电流、宽频带的电流传感器，实现了雷电直接效应测试的多波形的精确测量，解决了大飞机雷电直接效应测试设备的高性能，以及长期稳定可靠运行所涉及的核心器件、控制技术、测量技术等关键技术难题，开发了应用于大飞机雷电直接效应的测试装备。研究过程中，获授权发明专利3项，SCI、EI论文18篇，成果推广至中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机研究中心（大飞机）、贵州航天电器股份有限公司、四川中光防雷科技有限公司等企业，推动了航空航天领域过电压保护器制造业和防雷行业的技术进步。
（八）磁吻合血管快速重建技术及临床应用
腹部大血管吻合的长时间血流阻断会造成肾脏等重要脏器缺血损伤，对机体血流动力学造成严重紊乱。第一附属医院吕毅教授课题组发明了适用于血管快速吻合重建的磁压榨无缝线吻合的技术及系列装置，具有吻合速度快、吻合质量高的优势，并在临床上应用。获授权发明专利5项，发表学术论文22篇，SCI收录论文6篇，参加国内外会议3人次，手术巡讲演示2场次。参与制定《消化道大出血外科处理指南》等，国内外专家评价：是极具原创性的研究成果，具备良好的推广应用前景。
（九）内外缺陷调控形状记忆合金奇异相变行为及其超弹性的根源
形状记忆合金由于具有形状记忆和超弹性等特性，作为一种新型功能材料，已经广泛应用于生物医学、机敏结构及国防军工等领域；随着微纳制造技术的发展，制备微纳尺度的微机械和微驱动器成为可能，并将成为今后研究的热点领域之一。材料科学与工程学院丁向东教授课题组通过对形状记忆合金单晶进行透射电镜原位定量拉伸观察，首次直接观察到应力诱发马氏体相变是一个多级形核的过程，同时，课题组还发现材料中存在的大量点缺陷严重改变了正常的马氏体相变行为。这些研究工作不仅揭示了外部几何尺寸和内部缺陷浓度影响形状记忆合金相变行为的根源，也为通过调控材料的内外缺陷，实现基于新原理的超弹性等功能特性提供了新思路。研究成果发表在Nanoscale和Physical Review Letters等学术刊物。
（十）弛豫铁电体之弛豫机理及其特性起源研究
弛豫铁电体是一类重要的功能材料，因具有优良的铁电压电性能和众多应用成为功能材料领域的一个重要研究方向。电子与信息工程学院王大威课题组通过有效哈密顿量的构建和分子动力学的模拟，分离出了与Ti离子和Zr离子相关联的介电响应谱，并在其中发现了由于Ti、Zr离子不同的声子振动模式耦合而形成的Fano共振。其进一步研究显示，在Ba(Ti,Zr)O3中，存在于太赫兹（1012Hz）频段的一个弛豫模，并和Ba(Ti,Zr)O3中的极化在皮秒（1012秒）尺度上的反转相关。该成果揭示了无铅弛豫铁电材料的一些特殊性质起源，并将有益于此类材料的设计和性能优化。该研究成果发表在《Nature Communications》和《Physical Review Letters》等学术刊物上。
