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本文来源:华南理工大学、复旦大学、山东大学、上海交通大学、Science、Nature 官网
9 月 7 日,华南理工大学和复旦大学均在 Nature 刊文发表最新研究成果,其中,华南理工大学为 2022 年首篇 Nature。9 月 8 日,上海交通大学、哈尔滨工业大学,以及山东大学联手清华大学在 Science 刊文发表最新研究成果。
华南理工大学
(相关资料图)
9 月 7 日,华南理工大学黄飞教授、曹镛院士、马於光院士,南方科技大学张元竹教授、郭旭岗教授和北京大学裴坚教授等人的工作以题为"A solution-processed n-type conducting polymer with ultrahigh conductivity"的文章发表于 Nature 上,被认为是导电高分子研究领域取得的重大突破。其中,华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室唐浩然博士为第一作者,黄飞教授为通讯作者,华南理工大学为通讯单位。
黄飞教授团队提出了一种将氧化聚合和还原掺杂相结合的方法,一锅法简易制备出高导电 n 型聚合物——聚 ( 苯并二呋喃二酮 ) ( PBFDO ) 。该聚合物具有创纪录的电导率,并且具有优异的空气稳定性,在无需额外的侧链或表面活性剂的情况下可以通过与溶剂的强相互作用实现良好的溶解性和溶液加工性。此外,团队还证明了在该聚合物中存在相干电荷输运以及类似金属的泡利磁矩和电磁屏蔽等特性。该材料在 n 型有机电化学晶体管和热电发电机器件中展现出优异的性能,从而为这种 n 型导电高分子在有机电子学中的应用铺平了道路。
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-022-05295-8
复旦大学
复旦大学环境科学与工程系青年研究员王戎团队及合作者的最新研究揭示了农作物亩产量减少对气候变化的正反馈作用:如果全球大规模减排行动推迟到 2060 年及以后,依赖生物质能源作物的负碳减排技术将无法保持高实施强度,可能导致温控目标无法达到,进而引发全球粮食风险。9 月 7 日,相关研究成果以《生物质能源作物的推迟使用可能导致全球的气候与食品危机》("Delayed use of bioenergy crops might threaten climate and food security")为题在 Nature 杂志上发表,强调了开展早期减排的重要性。
研究结果表明,负碳减排技术的反馈对未来气候变化的长期趋势存在显著影响,由于受气候变化的负面效应,粮食产量和 BECCS 减排潜力同时下降,导致无法实现巴黎协定的 2 ° C 目标。当大规模 BECCS 减排行动的启动时间推迟到 2060 年时,是否考虑该反馈机制对全球增温的效应影响将达到 0.8 ° C。当 BECCS 从 2040 年推迟到 2060 年开始实施,可用于负碳生物质技术的农业秸秆和能源作物的亩产量受气候变化影响下降,导致在 2200 年的全球增温从 1.7 ° C 增加到 3.7 ° C,人均每天食品卡路里从 2.1 Mcal 降低到 1.5 Mcal。
因而,如仅寄希望于未来远期负碳技术的减排潜力,届时则力有不逮,为时已晚,早期减排的启动已迫在眉睫。可从近期可获取的低碳技术(如太阳能、风能)入手开展减排行动,如果依赖生物质能源作物的负碳技术可在短期内实现大规模推广,仍有较大概率减缓全球气候变暖和减小全球粮食风险。
复旦大学环境科学与工程系硕士研究生徐思清为论文第一作者,青年研究员王戎为通讯作者,中国科学院院士、复旦大学教授张人禾、欧洲科学院院士、复旦大学教授陈建民以及复旦大学教授汤绪、王琳为重要共同作者,中科院大气物理所、西班牙全球生态研究所、法国气候变化中心、法国索邦大学、比利时安特卫普大学、英国约克大学、奥地利国际应用系统分析研究所参与了合作研究。该项工作得到了国家自然科学面上基金的资助。
论文链接 : https://doi.org/10.1038/s41586-022-05055-8
上海交通大学
高效钙钛矿太阳能电池不断创造效率纪录,但是其稳定性仍然面临巨大挑战。9 月 8 日,学术期刊 Science 在线发表了上海交通大学材料科学与工程学院杨旭东教授团队的研究成果"Transporting holes stably under iodide invasion in efficient perovskite solar cells"(高效钙钛矿太阳能电池在碘化物入侵下空穴传输的稳定化),是该领域稳定性问题研究的重要进展。材料学院博士研究生王涛为该论文第一作者,杨旭东教授为唯一通讯作者。
杨旭东教授在半导体物理、半导体材料领域耕耘了 20 年,在进入卤化物钙钛矿材料与器件这一研究领域后,聚焦材料器件稳定性差这一国际难题,着重研究其深层机理和材料特性,对于碘离子易扩散并破坏电池性能的痛点问题,相继在钙钛矿薄膜结晶(Nature 2017, 550, 92)、钙钛矿异质结结构稳定性(Science 2019, 365, 687)等关键问题上发表第一单位通讯作者论文。本次所发表的工作,是对上述科学问题的再一次挑战,着重解决碘离子破坏空穴载流子传输的问题,并突破性取得了大幅提高空穴载流子传输效率和稳定性的成果。
论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq6235
哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学深圳校区宋清海教授团队在高纯度超集成手性光源领域取得重要突破,利用手性准连续域束缚态(bound states in the continuum, BICs)实现了从自发辐射到激光的高纯度、高方向性与高 Q 值圆偏振光发射。9 月 8 日,研究成果以《谐振超表面手性辐射》(Chiral emission from resonant metasurfaces)为题发表在 Science 上。
实验中,研究者通过倾斜反应离子刻蚀工艺制备了超表面,并对其进行了表征,成功实现了圆偏振度为 0.98,远场发散角为 1.06 度的手性发射,并且由于该圆偏振光源是通过控制动量空间中的 C 点与局域态密度来实现的,所以手性辐射与泵浦功率无关,因此可以实现从自发辐射到激光的高纯度、高 Q 值与高方向性圆偏振光出射。
" 与传统方式相比,手性准 BICs 提供了一种全新的方案,在无需自旋注入的情况下即可实现控制自发辐射和激光的光谱、远场以及自旋角动量。" 宋清海教授介绍说,这种方法可以改善当前手性光源的设计并促进其在光子系统与量子系统中的应用。
该论文第一作者为深圳校区博士生张旭东,由我校与澳大利亚国立大学合作完成,第一完成单位为我校,通讯作者为深圳校区宋清海教授与澳大利亚国立大学尤里 · 基夫沙尔教授。该项研究得到了国家自然科学基金委、科技部、深圳市科创委、微纳光电信息系统理论与技术工信部重点实验室、鹏城实验室、极端光学协同创新中心等单位的支持。
论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq7870
山东大学、清华大学
9 月 8 日,山东大学生殖医学研究中心陈子江院士、赵涵教授团队联手清华大学颉伟教授团队,发现了人类早期胚胎翻译调控新机制,以长文(article)形式在 Science 发表题为"Translatome and transcriptome co-profiling reveals a role of TPRXs in human zygotic genome activation"的文章。陈子江院士、赵涵教授和颉伟教授为本文的共同通讯作者,清华 - 北大生命科学联合中心博士研究生邹卓宁、清华大学博士研究生王秋艳、山东大学生殖医学研究中心博士研究生张传鑫和助理研究员侯真真为本文共同第一作者。
该研究绘制了人类卵子向早期胚胎转变过程中的翻译图谱,发现了一组重要的调控人类合子基因组激活和早期胚胎发育的关键转录因子,首次报道了人类与小鼠在卵子向早期胚胎转变过程中,翻译水平动态变化存在物种差异。该研究为人类早期生命探索、胚胎质量评估、生殖疾病研究提供了新方向,为提高生殖健康水平和预防出生缺陷奠定了重要基础。
论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo7923