💡这项突破是什么?
新闻网讯（通讯员 龚辉 刘彬）近日，自然旗下期刊《科学报告》（Scientific Reports）刊发了光电国家实验室两篇论文。
4月2日，生物医学光子学功能实验室曾绍群教授团队和龚辉教授团队合作研究成果被刊发在该刊物上，论文题为《利用1范数最小化模型自动定位大脑回路中的神经元》（文章链接http://www.nature.com/srep/2013/130402/srep01414/full/srep01414.html）。
神经回路是大脑功能的物理基础，绘制精细神经回路图像能极大地提高人类对大脑功能的认识水平。最近光学标记和显微成像技术取得巨大进展，使得高分辨获取小鼠全脑网络数据成为可能，然而如何从这些海量数据中重建神经回路已成为瓶颈问题。
作为绘制神经地图的一个环节，研究组采用独特思路在大尺度范围中自动定位各个神经元。针对的主要挑战是神经元类型多，形状复杂，不同脑区中细胞尺寸及分布密度差异很大。传统的基于细胞形状进行模式识别的方法不适合大范围应用。
研究组发展了一种命名为NeuroGPS的方法，将“每个细胞有且只有一个胞体”这一生物学事实，通过数学方法（1范数最小化思想），整合建立全新生物物理模型，并通过求解该模型来进行大范围的神经元定位。这种方法只依赖最少的生物知识，对大尺度范围中多种细胞类型、形状、大小以及分布密度等都有很好的鲁棒性。神经科学、信息科学及数学等多学科的交叉融合将为认知大脑功能提供新的方法。
该研究工作得到国家自然科学基金委项目及教育部985计划的资助。
4月9日，光电国家实验室在新型柔性能源存储方面的研究成果被刊发。该篇题为《基于多级硅纳米线-碳纤维复合结构电极的高性能锂离子电池》（Hierarchical silicon nanowires-carbon textiles matrix as a binder-free anode for high-performance advanced lithium-ion batteries 文章链接http://www.nature.com/srep/2013/130408/srep01622/full/srep01622.html）的论文，由光电国家实验室能源光电子功能实验室博士生刘彬、王显福等在陈娣教授、沈国震教授的指导下，与美国南加州大学周崇武教授合作完成。
锂离子电池是目前全球普遍采用的能量存储设备，但是当前使用的锂离子电池的负极材料石墨存在着容量低（372 mAh/g）和倍率性能一般等问题，严重阻碍了锂离子电池在未来工业应用的局面。与石墨相比，硅材料的比容量和体积容量可以高达4200 mAh/g和9786 mAh/cm3，因此被视为非常有潜力的电极材料候选者。但是，由于硅材料在充放电时的体积应力变化过大，会直接导致材料的分化等现象，从而影响最终电池的容量以及寿命，这也造成到目前为止，硅材料仍然没有发挥出它的优异性能和市场潜力。
研究人员在此工作中，采用CVD法合成出直径在30nm左右的单晶硅纳米线材料，在对所得到的硅纳米线进行化学修饰制成墨水后，采用喷涂的方法直接将硅材料喷涂到碳纤维集流体上，形成无粘合剂的锂电池电极。实验结果证明这些措施极大了发挥出了硅一维纳米结构和多级复合网状电极的优势。所研制的锂电池具有高容量（2950 mAh/g），突出倍率性能，持久循环寿命和高的库伦效率，低自放电率和良好耐弯折电学稳定性等特性。该项工作为解决当前锂电池技术中的难题提供了新的思路和方法。所研制的新颖的柔性锂电池在未来柔性能源存储器件，未来可折叠器件和绿色动力汽车等领域具有非常重要的应用潜力。
该项研究成果得到了国家自然科学基金、973计划（2011CB933300）、新世纪优秀人才支持计划等支持。
