具有不同组成和形态的聚合物颗粒近来受到越来越多的关注，它们的表面粗糙度显著影响着其理化性能，尤其在调节生物材料与生物系统间的相互作用中发挥着重要作用。文章设计了一种具有表面可调褶皱结构的聚苯乙烯微球。首先通过微流控装置产生尺寸均一的含有疏水聚合物和助表面活性剂的液滴。在有机溶剂的挥发过程中，不断收缩的液滴出现界面不稳定现象。表面面积自发增大，固化后得到表面具有褶皱的微球。研究结果表明，调节助表面活性剂的浓度以及溶剂挥发速率均可以有效调控微球表面粗糙程度。循环肿瘤细胞捕获实验表明，这种褶皱结构能明显增强细胞黏附力，提高细胞捕获量。以上这些特征表明这种表面褶皱微球将在生物医学分析领域具备良好的应用前景。

图1 表面粗糙聚苯乙烯微球的制备示意图 (a) 均匀乳液液滴的微流控生成示意图；(b) 具有表面褶皱的固体微球的形成过程示意图，在收集皿中，液滴内氯仿的挥发触发了界面不稳定性现象，随之产生表面的褶皱

图2 具有不同表面褶皱度的聚苯乙烯微球的光镜和电镜表征。这些微球是由含有相同浓度PS和不同浓度HD的液滴模板固化得到，其对应的HD浓度为：(a), (d) 0 mg/mL; (b), (e) 0.5 mg/mL; (c), (f) 1 mg/mL; (g), (j) 1.5 mg/mL; (h), (k) 2 mg/mL; (i), (l) 3 mg/mL。光镜图片((a) —(c), (g) —(i)) 和电镜图片((d)—(f), (j)—(l)) 的比例尺分别为45和30 μm

图3 被捕获在微球表面的循环肿瘤细胞的共聚焦激光扫描显微镜图像 (a) 横截面荧光图像；(b) 明场图像；(c) (a)和(b)合并后的图像；(d) 细胞捕获数量与微球表面褶皱度的关系

聚合物微球的可控制备一直是人们研究的重点。在本文中，作者采用微流控技术，制备了表面褶皱结构可控的聚苯乙烯微球，并利用这些表面粗糙的微球成功实现了CTC细胞的有效捕获。作者巧妙地利用助表面活性剂n-十六烷醇的不同浓度，成功实现了微球表面褶皱结构的有效调节。研究内容新颖，研究成果在生物医学领域具有重要的应用价值。

单个中性原子的超精细微波跃迁能级的相干性是基于中性原子量子计算、量子信息处理和量子模拟的基础。文章在实验上利用微波双光子拉曼过程实现了蓝移阱中铯原子基态超精细态 |6S1/2,F=3,m_F =-1⟩ 和 |6S1/2,F=4,m_F =1⟩ 间的相干操控，并研究了其相对能级频移随磁场的变化，获得了“魔术”磁场（magic magnetic field）大小为1.4(2) Gauss (1Gauss = 10^-4T)。利用魔术磁场可大幅改善超精细态 |6S1/2,F=3,m_F =-1⟩和|6S1/2,F=4,m_F =1⟩ 之间的相干性,测量到的相干时间可达1.0(1) s。

图1 相干时间测量结果 (a) Ramsey干涉测量量子比特的退相干时间为11(1) ms；(b)干涉图样的振幅随自旋回波时间的变化,退相干时间延长为1.0(1) s，利用衰减的e指数对归一化实验数据进行拟合, 插图为自由演化时间为400 ms时对应的自旋回波干涉图样，幅值为0.41(6)

该文在实验上实现了在光偶极阱内单个铯原子基态磁不敏感的相干操控，相干时间长达1 s。相干时间的加长对于量子计算、量子模拟、精密测量等诸多原子物理实验都有非常重要的意义。

孤子是自然界中一种基本的非线性波动传递形式，孤子间的相互作用能够映射出复杂非线性系统的多体动力学过程，具有重要的基础研究价值。被动锁模激光器是研究孤子相互作用的理想平台。光孤子之间的吸引、排斥作用能够形成孤子分子，而时间拉伸色散傅里叶变换（TS-DFT）技术使得实时探测孤子分子动力学成为可能。基于TS-DFT技术，文章实验研究了钛宝石飞秒激光器产生的孤子分子的内部动态，通过改变抽运功率，分别观察到了间隔为180 fs的稳定的孤子分子和间隔为105 fs的具有微弱相位振荡的孤子分子，后者的振动幅度仅为0.05 rad。实验发现受到环境影响，稳定态的孤子分子还能够转变为相位滑动状态。这些间隔为百飞秒量级的光学孤子分子对于研究孤子的近程非线性相互作用具有突出的意义。

图1 孤子分子的动态互作用平面

文章利用时间拉伸的色散傅里叶变换（TS-DFT）技术研究了钛宝石飞秒激光器的多孤子动力学过程。实验观察到了间隔为180 fs的稳定的孤子分子、间隔为105 fs的具有微弱相位振荡的孤子分子，以及相位滑动的孤子分子，并在相空间展示了这三种孤子分子的动态演化过程。目前的光学多孤子动力学研究主要集中在光纤锁模激光器中，本文利用固体飞秒激光平台开展此类研究，可以获得间隔更近的孤子分子，且首次发现一种微弱相位振荡的孤子分子，丰富了非线性系统的多孤子作用机制。

《物理学报》2020年第8期全文链接：