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1-6月,江大科研取得新进展!

发布日期:2024-08-12    作者:     来源:     点击:

  2024年1-6月,我校各教学科研机构扎实开展科学研究,不断提升服务高水平科技自立自强水平,在国内外权威刊物上发表了一批高水平研究论文,为学校“双一流”创建和特色鲜明高水平大学建设作出积极贡献。



机械工程学院


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超高速激光定向能沉积技术以其优异的加工效率受到广泛关注。然而,表面粗糙度难调控和内部缺陷难抑制的难题限制了定制化厚度沉积层的制备。为此,鲁金忠研究团队提出一种超高速激光复合增材制造技术,在超高速激光定向能沉积过程中同步引入层间超高速激光重熔,使沉积层孔隙率下降67%,形成了以超细等轴晶为主的空间异质结构,使316L不锈钢的抗拉强度和延伸率分别提高了24.52%和28.95%。相关研究成果发表于机械制造领域顶刊International Journal of Machine Tools and Manufacture


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程广贵教授、丁建宁教授、胡宏伟副研究员在功能材料领域顶刊Advanced Functional Materials发表研究论文,创新性研发出基于纯导电聚合物卷曲纱线的人工肌肉,揭示了高强度导电聚合物微纤维的驱动机制。这种人工肌肉具有水合诱导收缩特性和快速恢复能力,成为具有成本效益的碳纳米管替代品,为人工肌肉纤维的规模化、低成本制备提供了新路径,将加速人工肌肉驱动器在人工智能、智能机器人产业的应用推广。


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梁红玉副研究员团队在Advanced Functional Materials发表研究论文,从添加剂群体间相互作用的角度,提出以碳点(CDs)作为竞争配体操纵子,开发了一种兼具超高承载和超润滑的碳点/类离子液体(即CDs/ILAs)超润滑材料,即通过向ILAs中加入微量CDs,扩展物种团簇的尺寸分布,实现了在陶瓷摩擦副界面的高承载(>705MPa,报道的最高值)宏观超润滑。该研究为设计高性能的ILAs-基液体超润滑材料提供了新视角。


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徐琳教授、丁建宁教授与美国科罗拉多大学博尔德分校Franck Vernerey教授合作报告了一种基于液晶弹性体辐条的非对称收缩来旋转运动的Feynman车轮型软体机器人,创新性地实现了无需控制电源周期性开关即可进行持续自主运动的电驱动液晶弹性体软体机器人。这一设计理念有望启发其他软体机器人智能材料与智能结构的多元集成,代表着自主运动的软体机器人设计向前迈进了一步。该研究成果发表于国际著名期刊Soft Robotics


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鲁金忠团队在制造领域顶刊International Journal of Extreme Manufacturing发表研究论文,全面梳理了基于性能控制的复合增材制造技术在残余应力拉-压转换、冶金缺陷闭合、微观结构调控、力学性能改善和各向异性优化的原理,总结了熔池-能量场耦合及热-力交互过程中晶粒形核、生长、再结晶过程,并对复合增材制造技术在多能场制造、新材料开发、装备自动化和加工标准制定等方面面临的挑战和发展趋势进行了分析与展望。这一技术为极端服役环境下复杂精细构件高性能、高寿命、以及高可靠性一体化制造提供了一种全新的途径。




汽车与交通工程学院


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尹必峰教授团队在期刊Chemical Engineering Journal上发表文章,通过耦合扩散限制凝聚、电化学组分传输、相变传热和多相流动孔隙尺度模型,揭示燃料电池冷启动过程中催化层孔隙内水冰相变和多相流动过程,探究固态冰分布、铂体积分数等因素的影响,为低温下燃料电池热质传递调控提供理论基础。青年教师许晟为论文第一作者,尹必峰为通讯作者。此外,团队针对气体扩散层低温多相反应流动行为的研究与新加坡南洋理工大学Chun Yang教授合作,相关成果发表于International Communications in Heat and Mass Transfer


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景鹏教授团队在Cities上发表论文,利用倾向得分匹配-双重差分方法考察了小汽车/电动自行车所有权和老年人生活满意度间的因果关系,并进一步解释了社会参与的中介作用。研究发现,小汽车和电动自行车的拥有显著提升了老年人的生活满意度,尤其是电动自行车在降低孤独和抑郁感上效果更为显著;社会参与显著中介了小汽车/电动自行车所有权对生活满意度的影响。该研究在老龄化背景下为保障中国老年人生活质量提供了重要的政策含义。


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胡东海副教授在Journal of Cleaner Production发表论文,提出一种混合预测模型用于预测燃料电池汽车中质子交换膜燃料电池(PEMFC)需求功率。模型使用Loess方法进行季节和趋势分解,并结合注意力机制提取全局特征,以提高PEMFC需求功率的预测准确性。实验结果表明,该模型在不同驾驶条件下能更好地预测PEMFC需求功率,预测效果优于其他现有模型,为改善燃料电池功率响应控制和燃料电池汽车驾驶性能提供前提条件。


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若无线充电路段在交通网络中可以广泛布设,电动车辆的出行范围将不会受到电量资源的限制。需要回答的问题是,如何确定无线充电路段的布局以使得所有电动汽车出行者均可以完成出行且充电路段的总建设费用最小。宋茂灿老师和东南大学程琳教授在时间-空间-电量网络下,构建了充电路段布局的全覆盖模型,以基于列的模型为基础,为此问题设计了列生成分解算法,研究成果发表于Sustainable Cities and Society




能源与动力工程学院


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王军锋教授和张伟博士后联合丹麦奥胡斯大学董明东教授,在Cell姊妹刊Matter发表封面论文,创新性地构建了液-气(等离子体)系统并进行了可视化测量研究,成功地观察到低温等离子体在液相中形成稳定大气泡的物理学新现象,首次报道了液相中低温等离子气泡的动力学特性,提升了对传统固液气多相流研究体系的认知,构建了以第四类物质——等离子体-液体为研究对象的新型多相流,在能源高效转化方面极具应用价值。




材料科学与工程学院


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杨娟教授课题组与清华大学朱永法教授课题组联合在ACS Nano上发表研究论文,基于原子级可见光驱动光催化抗菌膜的全新设计,提出了一种银原子锚定的氮化碳(Ag1/CN)光催化抗菌膜。研究发现,该抗菌膜具有独特的Ag1‒N6原子活性位点,能够诱导内建电场,推动光生载流子的分离和迁移,从而优化活性氧物种的动力学生成。在可见光照射下,抗菌膜表现出高效的水处理性能。


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朱脉勇副教授与美国犹他大学Peter J. Stang院士及河南大学孙燕教授合作,通过多级组装构建厘米级Pt基MOC膜,随后将其涂覆在MPT染色的丝绸织物上,形成用于细菌传感和伤口愈合的智能伤口敷料。该智能敷料可以实时监测伤口感染,并可用于难愈合伤口的联合治疗。该研究拓展了厘米级金属有机材料在细菌传感和伤口愈合方向的应用出口,研究成果发表于基础科学领域顶级期刊PNAS


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徐晖博士课题组开发了一种VOx与GO的多层复合结构。该复合材料拥有丰富的界面,而且GO表面的微孔能够促进锌离子进入界面区域。研究表明,锌离子主要存储于VOx与GO的界面区域,少量存储于VOx块体中。该项工作首次在氢键界面中实现了高效的锌离子存储,为开发高性能的锌离子电池正极材料提供了新思路。研究成果在国际知名期刊Advanced Functional Materials上发表。


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徐晖博士课题组在国际知名期刊Energy Storage Materials上发表综述文章,详细介绍了MOFs及其衍生物作为AZIBs正极材料的最新研究进展。作者对MOFs基正极材料的设计策略进行了科学分类,深入探讨了它们的储锌机制,并总结了用于研究这些机制的相关表征技术。文章最后讨论了该领域当前面临的挑战及未来的发展方向。




电气信息工程学院


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李桐歌、杨宁、肖毅等通过解析病毒胁迫细胞的光衍射指纹图谱,高通量可视化细胞的病毒感染过程并开发了基于无透镜衍射的病毒胁迫细胞在线定位检测系统。与现有“金标准”方法的线性相关性达98.9%。研究为农业工程领域动植物疫病检测和细胞病毒学的研究提供了新思路,建立的模型可以在细胞水平上为选择优良畜禽品种提供新视角。研究成果发表于Science Advances


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杨文浩、丁世宏、丁晨等提出了一种基于抗尖峰扩张状态观测器(AESO)和新型快速超螺旋滑模控制(FSTSM)的复合控制方法,旨在解决传统控制方法在面对未知扰动时的鲁棒性不足和路径跟踪精度不高的问题。AESO通过引入时变带宽来减少扰动影响并缓解尖峰现象,而FSTSM控制器则克服了传统超螺旋滑模控制中的抖振问题,具备更强的鲁棒性和更快的收敛速度。通过仿真和实验验证,本方法在路径跟踪性能和扰动抑制方面表现出显著的优越性,展示了其在智能农业领域的广泛应用前景。研究成果发表于IEEE Transactions on Industrial Electronics


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吉敬华、周云瀚、陶涛等揭示了双三相永磁容错电机开路故障运行时零阶振动恶化的原因,并提出了一种低振动容错控制方法来抑制故障下恶化的零阶振动响应。设计的关键是通过消除基波反向磁动势,进而消除故障运行的零阶径向力,并借助响应面法,推导出了最优容错电流表达式。采用所提出的低振动容错方法显著削弱了故障运行导致的零阶振动响应,克服了现有容错方法的局限性。研究成果发表于IEEE Transactions on Transportation Electrification




环境与安全工程学院


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逯子扬教授团队在国际学术期刊Angewandte Chemie International Edition上发表最新研究成果,在咪唑离子液体光催化剂表面构建一种可与电子供体盐酸左氧氟沙星结合的隔位双氢键,用于在空气条件下高效选择性光合成H2O2。由催化剂表面的亚氨基和电子供体的羰基形成的隔位双氢键对空气中O2的还原具有独特优势。它能将活性位点从被覆盖状态转换为完全暴露状态,以屏蔽电子供体的无序吸附和空气中氮气对位点的抢占,这为选择性吸附O2建立一种具有竞争力的活性位点。这项工作为高效利用空气中的O2光转化H2O2提供了一种新策略。




计算机科学与通信工程学院


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宋和平副教授团队提出了一种新型跨级别交叉感知压缩采样方法,通过用高级特征替换低级特征,增强了采样性能及重建质量,并展现出优秀的噪声鲁棒性。该方法整合了不同感受野的特征并通过双分支池化层的跳跃连接及区块分层自适应注意力融合机制提升性能。实验结果显示,该方法在众多图像恢复任务上显著超越了当前最佳方法,并且具备低计算复杂度和出色的抗噪性能。相关成果发表于国际人工智能顶级会议AAAI Conference on Artificial Intelligence 2024




数学科学学院


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王俊教授团队在非线性偏微分方程解的存在性和性质等问题的研究中取得重要进展,相关成果在国际著名数学期刊Mathematische ZeitschriftCalculus of Variations and Partial Differential Equations上发表。作者研究了一类Hartree型非局部椭圆方程组问题,率先对一般形式的非局部椭圆方程组正解进行定性分析,建立了正解的分类结果。此外,通过运用变分方法、拓扑度和热流等方法,在有限连通图上证明了爱因斯坦标量场Lichnerowicz方程解的存在性。




物理与电子工程学院


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拓扑超导体因在拓扑量子计算和量子通讯中有广泛的应用而成为近年的研究热点。陈元平、杨孝森等通过非布洛赫能带理论,发现由于具有粒子空穴对称性,非厄米高阶拓扑超导体中具有新奇的Z2趋肤效应和Z2的趋肤拓扑边界态,还发现高阶马约拉纳角态的简并度会被打破。该工作不仅揭示了非厄米高阶超导的普适性质还将体边对应关系推广到非厄米高阶超导中,为未来非厄米高阶超导的进一步研究拉开序幕。相关研究成果在国际知名学术期刊《物理评论B》上发表。


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真空压缩态的光子增加和减少表现出亚普朗克相空间结构,这些态从理解量子退相干的基本物理学到量子计量、量子隐形传态和密码学等领域都有重要的实际影响。陈元平、杨孝森等研究了罗盘态与热库接触,发现罗盘态与热库的相互作用会诱导罗盘态的退相干,使得罗盘态失去量子相干性。量子退相干会抑制罗盘态的抗干扰能力。相关研究成果在国际知名学术期刊《物理评论A》上发表。


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通过控制烧结气氛条件,陈元平、张晓禹等成功将氧空位引入O3相层状正极材料。氧空位主要通过降低正极材料NLCR在充放电过程中的相变能垒,促进可逆相变,抑制材料在充当点过程中发生的不可逆阴离子氧化还原过程,增大钠离子的传输速率,从而较好地提升了正极材料的循环性能和倍率性能,为高比能层状氧化物O3相正极材料的后续研究提供了一定的参考价值。相关成果发表于Advanced Functional Materials


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陈元平、徐晶等通过WC和W2C费米能级差异诱导自由电子从W2C向WC转移,产生富电子的W活性位点,增加W-Hads的反键轨道占有率,从而有效降低H 1sp反键的稳定性,削弱W-Hads键,实现Hads的加速解吸和氢气的高效生成。这为解决由于催化表面氢中间体的强吸附而引起的析氢反应的动力学迟缓问题提供了有益借鉴。研究成果发表于Inorganic Chemistry




土木工程与力学学院


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朱建国教授团队提出了一种连续激光线扫描红外热成像法,并发展了一种热序列图像重构方法,不仅实现了全场图像采集和大面积测量,还对热序列图像进行了数据降维、畸变矫正,有效地识别了试样局部缺陷特征。该成果发表于无损检测领域权威期刊NDT and E International


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在陶瓷、金属成型,以及能源电池、航空发动机方面,能够表征材料和结构在高温下的热-力学响应是至关重要的一环。朱建国教授团队以固体氧化燃料电池(SOFC)的耐久性为研究目标,通过设计高温光学应变实验(至1200˚C),首次测量出SOFC电极材料在加热条件下的变形和内应力演化。研究成果发表于国际权威期刊Journal of the European Ceramic Society


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随着大跨度悬索桥的兴建,其细长吊索的风致振动问题已成为决定其使用寿命和行车安全的关键性问题。程玉瑶等提出基于模态振型的带减振架吊索系统内力识别方法,充分利用视觉技术能够实现非接触全场测量的优势,通过同步捕捉吊索上多个控制点的动力响应并进行模态分析,建立模态振型与吊索内力之间关系,实现仅利用某阶振动频率和相应振型多个控制点的振幅即可对吊索索力进行识别,可有效解决复杂边界下吊索索力测量难的问题。研究成果发表于土木工程测量领域Top期刊Measurement




化学化工学院


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施伟东教授团队联合中国科学院长春应用化学研究所宋术岩教授团队在Nature Communications上发表论文,提出了一种全新的“自上而下”离子切割工艺,用于制备高度有序的异核双原子催化剂,并成功将高度有序的CuAu异核双原子锚定在TiO2催化剂表面,且基于CuAu异核原子间优异的空间接近性和电子重组效应,该双原子催化剂展示出极低的C-C耦合能垒,成功实现了高效稳定的CO2光合成C2H4,推进绿色可持续、高效光催化转化CO2制备C2H4技术的发展。


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绿色化工技术团队闫研、霍鹏伟教授课题组在自然科学领域顶级期刊Nature Communications在线发表论文,利用动力学同位素效应与精细原位界面表征技术,首次直接确认了二氧化钛表面光催化还原CO2形成CO的反应是以质子化路径实现,并实现了对CO2质子化中间体O=C=O-H+/D+的谱学表征。厘清了困扰光催化体系多年的反应路径争议,进一步揭示了催化剂供质子能力大于供电子能力是光催化CO2还原体系更易得到低碳产物(CO、CH4)而非高碳产物(C2+)的根本原因,也是与费托反应/塞巴斯蒂安合成气反应等高碳合成策略的本质区别。该研究厘清了催化剂界面反应中间体与反应路径间的密切关系,界面化学反应机理与性能之间关系的新认识得到进一步深入。


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近年来,基于热电材料的废热循环技术成为研究热点,热电效应有望为高效利用废热驱动催化反应带来新契机。量子与可持续性技术研究院团队在《国家科学评论》发表展望性文章,系统总结和定义了“热电催化”这一新兴概念,归纳并提出了四种催化模式,分析了性能提升策略,展望了其在绿色能源、医疗、环保等领域的发展潜力,为该新兴领域的进一步发展指明了方向。


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施伟东教授、徐东波副教授,以及德国伊尔梅瑙工业大学雷勇教授团队在Angewandte Chemie International Edition上发表论文,首次揭示了光催化CO2还原中,CO中间体诱导的Cu单原子迁移与聚集行为,并通过将Cu单原子锚定在多孔Au纳米颗粒上,在空间上抑制了Cu单原子迁移与聚集行为,还实现了表面CO中间体热力学重构,大幅削弱CO中间体与Cu单原子之间的相互作用,避免了羰基中间体诱导的Cu单原子团聚,实现了Cu单原子与多孔Au纳米颗粒之间的高效协同光催化CO2制备CH4




管理学院


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朱永跃教授在《人民日报》理论版刊发理论文章,围绕“做强主业是企业成长和发展的根本途径”,阐述了在复杂多变的市场环境中,企业高质量发展的成功之道。文章提出,企业做强主业既要抵得住诱惑,也要顶得住困难,依靠创新做强主业,既可以是改进技术、升级产品,也可以是优化管理、提升效率,对当下企业发展具有较强的决策参考价值。


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朱思远在Electronic Commerce Research and Applications发表论文,考虑这样一个情境:一个平台企业、一个生产者和一群消费者共同设计和生产一个共创产品。在共创过程中,平台收集消费者的创意,设定了三种不同的创新标准,然后将集成的创意出售给生产者。研究展示了每种创新标准都有其适用的范围,没有一种标准是严格主导。此外,消费者参与共创活动增加其意愿。最后,发现政府对平台的补贴并不总是高效增加社会福利。




药学院


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王丽副教授将串联的DNA 纳米机器(DNA 步行器、DNA 滚动机器)与电化学发光技术相结合,开发了一种超灵敏、快速、简便的方法,可用于体外检测肿瘤标志物miRNA-155,能有效解决常规方法检测短链miRNA存在的准确度低、仪器复杂、耗时耗材等问题。该检测方法取得了两个关键性的进步:(a)操作简单,反应迅速,整个检测过程只需孵育和离心步骤,在室温下约70分钟即可完成。(b)灵敏度高,对miRNA-155的检测限低至0.33aM。相关研究成果发表于国际权威学术期刊Chemical Engineering Journal


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谢萌副教授团队针对阿尔兹海默症单靶点药物疗效欠佳,且药物难以穿过血脑屏障的问题,设计制备出巨噬细胞膜修饰的MoS2 QDs纳米体系(MoS2 QDs/MM)。该纳米体系具有显著的抑制Aβ1-42聚集、抗氧化应激及炎症靶向特点。与NIR光热结合后,还能够高效入脑,并有效消融Aβ1-42原纤维,缓解神经毒性。体内行为学进一步证明了多靶点联合治疗克服了单一靶点治疗的缺点,使APP/PS1小鼠的探索能力和学习能力得到显著改善。相关成果发表于国际权威学术期刊Advanced Healthcare Materials




流体机械工程技术研究中心


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大型立式蜗壳离心泵是长距离调水工程的核心动力装备,然而驼峰特性是立式蜗壳离心泵在小流量工况出现的一种特有水力不稳定性现象,严重威胁机组安全稳定运行。为了有效抑制不稳定驼峰现象,张德胜教授课题组在国际能源领域Top期刊Energy发表研究论文,发明了一种组合式导叶新结构,该导叶由大、小叶片组合而成,其中特殊的6个小叶片布置在蜗壳断面较小侧的150°范围内;提出了熵产理论和能量平衡方程相结合的能量损失评估方法,探究了组合式导叶结构抑制驼峰的内流机理及成效,为特大型机组水力研发和稳定运行提供了理论指导。


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司乔瑞团队提出了一种基于声学有限元法和球形空泡辐射理论的空化噪声数值仿真方法。基于NACA0015水翼,通过与高速摄影和水翼表面压力变化测试结果对比验证了流场分离涡模拟的准确性,分析了空化流动时空演变、压力脉动和涡旋动力学等诱导噪声的源特性。结果表明,考虑空泡体积脉动时的总声压级比不考虑时高约17dB,空化区域的流体拉伸应变显著影响涡量的产生并诱导噪声,空泡脱落频率是噪声的主频率,这项研究为理解和控制空化噪声提供了重要依据。研究成果发表于Ocean Engineering




能源研究


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何志霞团队针对传统CFD方法极为耗时,很难获取发动机循环变动信息,普通机器学习模型对数据量要求高等问题,引入基于自动机器学习框架的增强模型。基于遗传算法的主动学习方法生成用于训练的数据集,极大提高数据集质量;采用分类模型对数据集中失火、爆震、排放过高等算例进行分类识别,提高数据利用效率;采用特征构造方法捕获更多信息。研究成果发表于Appl. Energy,为发动机循环变动特性的研究提供了新的思路。


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雍阳春团队以希瓦氏菌(S. oneidensis,SO)和沼泽红单胞菌(R. palustris, RP)为典型模型,建立了活细胞点击化学(Click Chemistry)体系,实现了细胞-细胞间距的精确调控。该策略可以为SO和RP搭建“鹊桥”,使“牛郎”菌(SO)终与“织女”菌(RP)相会,实现不同种属细胞之间分子尺度的特异性直接连接。该研究在国际上率先实现了希瓦氏菌细胞外膜C型细胞色素直接参与的DIET,证实了“细胞间距”是决定细胞外膜C型细胞色素DIET的关键因素的科学假说。该研究还实现了SO菌与RP菌之间电子传递模式H2介导的间接电子传递(MIET)向DIET的直接转换,证实了“细胞鹊桥工程”的可行性,为DIET过程的人工创建和调控提供了新的借鉴和思路。研究成果发表于Angew. Chem. Int. Ed.


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程明团队受光系统II中继电子体的启发,创新性地报道了一种具备抗氧化-钝化协同效应的后处理添加剂2,5-二叔丁基对苯二酚(DBHQ),并采用反溶剂方法,将其引入至Sn-Pb共混钙钛矿薄膜中。一方面,有效抑制Sn2+在结晶过程中的氧化;另一方面,在抑制氧化过程中,产生的氧化产物2,5-二叔丁基-1,4-苯醌(DBBQ)可以作为缺陷钝化剂,原位钝化钙钛矿表界面缺陷,成功实现Sn-Pb共混钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的双提升。该研究工作为构筑高性能Sn-Pb共混钙钛矿太阳能电池提供了新的思路。研究成果发表于Angew. Chem. Int. Ed.


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姜志锋团队利用聚(庚嗪酰亚胺)纳米片的周期性化学结构和电子效应,构建氰基上富电子N原子与表面羟基上缺电子H原子的受阻Lewis对,有效诱导CO2分子在活性区域弯折。同时通过理论计算和实验,表明氢键介导的受阻Lewis对增加了CO2在纳米片中的吸附位点,并形成极化电场,从而促进化学键异裂和CO2光催化转化。理论和实验显示,该策略促进CO2分子弯折和催化剂表面电子云离域,提高了CO2异裂和光还原反应的活性与选择性。研究成果发表于Angew. Chem. Int. Ed.


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蒋伟团队以氯化锌(ZnCl2)和磷酸(PA)为前驱体通过组分调控机制构筑了纯无机低共熔溶剂 (IDES-ZnCl2/PA),首次实现了产物自分离的高效液-液界面催化燃油超深度氧化脱硫。实验设计和理论计算结果表明,IDES内的配位强化了活性位点Zn2+的催化活性,降低了脱硫反应能垒,是其高效催化的关键;氧化剂被复合催化中心(Zn···O=P)活化为氧化能力更强的三重反应氧物种(HO•、HO2•和PA-OOH)。凭借IDES本身具备的无机和高效催化优势,在氧化脱硫过程中,IDES重复使用15次脱硫率仍高达99.0%,展现了目前所报道的DESs氧化脱硫体系中最好的催化性能和循环稳定性能。研究成果发表于Adv. Mater.


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连加彪团队利用离子催化自模板法合成了富氢碳纳米带(HCNR),实现了高比容量(1144.2 mAh g−1,0.1 A g−1)、优异的倍率性能(471.8 mAh g−1 ,2.5 A g−1 )和循环稳定性能。基于富氢碳纳米带负极组装的锂离子电容器器件可以提供198.3 Wh kg−1 /17.9 kW kg−1的高能量/功率密度。研究工作证实了芳香族C(sp2)−H对储锂的关键作用,为斜坡容量的归属问题提供了新的见解,将对用于高性能二次电池/电容器的“斜坡型”碳材料的设计优化具有重要的指导意义。研究成果发表于J. Am. Chem. Soc.


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佘小杰团队通过构建高性能的晶界与堆垛层错型Cu基催化剂,强化C-C偶联反应,实现了其在流动相电解池中C2H4产物的选择性突破80%。其次,为了实现电解系统在工况条件下的稳定性和耐久性,研发了以纯水供给型的膜电极电解系统,实现了ECO2R系统长达1000多个小时的稳定性,并且无CO2和电解质的损失,彻底解决了困扰ECO2R领域的瓶颈问题——碳酸盐沉积。该工作将有力助推电催化CO2还原技术的产业化,为我国碳达峰、碳中和提供理论基础和实践经验。研究成果发表于Nature Energy


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徐谦团队采用溶胶-凝胶法制备不同含量Ni掺杂以及不同退火温度的TiO2光阳极,通过对光阳极侧瞬时电流、线性扫描、Mott-Schottky等测试对光阳极的制备工艺进行优化。结合紫外-可见漫反射光谱,扫描电子显微镜,X射线衍射等手段分析样品的形貌、晶体结构等性质,性能与机理互为佐证,量化界面能级匹配机制。研究工作为构筑高性能太阳能液流电池光阳极并减小电极—电解液界面电荷转移阻力提供了新的策略。研究成果发表于Energ. Convers. Manage.