这些研究领域，又有新进展！

中国计量大学 2023-03-30

近期

我校师生在科研上取得重要进展

研究成果多点开花

相继在各领域高水平国际期刊发表

一起来看看吧

Part.1

我校本科生在国际学术期刊《Nano Research》上发表研究论文

近日，我校材料与化学学院陈达教授和秦来顺教授联合团队在双离子电池研究方面取得新进展。该成果于2022年12月以“A high-concentrated and nonflammable electrolyte for potassium ion-based dual-graphite batteries”为题发表在国际学术期刊《Nano Research》(IF 10.269，中科院1区)上。我校材料与化学学院本科生李可欣、马贵友为该文章共同一作，通讯作者为校特聘副教授于丹丹博士、秦来顺教授和陈达教授。

论文信息

双离子电池(DIB_s)作为一种阴、阳离子共同参与电极电化学反应且正极是依靠阴离子插层石墨类材料的新型储能技术，赋予了储能器件更多的可选择性，具有高功率密度、高工作电压、宽温域适应性、低成本等优点，在规模化储能等领域具有良好的应用前景。然而，阴离子一般以复杂配离子形式 (如PF₆−、BF₄−、TFSI−、ClO₄−等)存在，离子半径较大，插层过程中产生的体积膨胀易导致石墨结构坍塌，造成较大不可逆容量，限制了DIB_s能量密度。该研究以商业化石墨粉末为正、负极中活性材料，采用粘结剂调控策略改善石墨电极的机械稳定性，使用具有阻燃效果的磷酸酯类溶剂—磷酸三乙酯(TEP)作为浓盐电解质的重要组成以消除电池安全隐患，以上协同作用缓解了阴配离子插层时石墨体积膨胀及石墨层剥离，使由石墨电极组成的钾基双离子电池(KDGB_s)展示出包括高工作电压、长循环寿命和高安全性在内的优异综合性能。通过电解质调控，基于摩尔比为1:1.3的浓盐双氟磺酰亚胺钾盐(KFSI)/TEP电解质的KDGB_s具有4.3 V的高工作电压，可逆容量达45.5 mAh g^-1(基于正极中的石墨质量计算)，在0.1 A g^-1下可循环350圈，表现出良好的循环性能。这项工作证明了使用不可燃磷酸酯类电解质以开发具有高工作电压、高安全性、低成本的双离子电池的可行性。

KDGB_s电化学性能

该项工作得到了国家自然科学基金（52002081、51972294、51872271）的支持。

Part.2

我校科研团队开发DNA损伤标志物的高灵敏度光电化学传感检测方法

近日，我校质量与安全工程学院郭良宏团队在国际知名学术期刊《Biosensors and Bioelectronics》上发表题为“A Cathodic Photoelectrochemical Immunoassay with Dual Signal Amplification for the Ultrasensitive Detection of DNA Damage Biomarkers”的论文，报道团队开发的DNA损伤标志物高灵敏度光电化学传感检测方法。论文第一作者为我校质量与安全工程学院青年教师张碧红博士，通讯作者为李敏杰副教授、郭良宏研究员。

化学品的毒性筛查和风险评估对生态安全和人类健康至关重要。尤其是基因毒性物质，因为它与突变性、致癌性和癌症密切相关。目前化合物的基因毒性评价主要是通过动物试验和细胞测试方法进行的，虽然这些方法已被广泛应用，但其费用高昂、周期长，不适合大批量化合物的毒性筛查。针对这些方法的不足，近年来国内外工作者提出了基于生物标志物的分子检测方法，其中磷酸化组蛋白H2AX (γH2AX)是DNA双链断裂（最严重的DNA损伤形式）的生物标志物，同时也是一种早期敏感的基因毒性效应标志物。迄今为止，已经开发了各种用于γH2AX检测的技术，尤其是免疫技术，如免疫印迹、免疫荧光显微镜、流动分析和酶联免疫分析等。令人遗憾的是，这些方法仍然存在一些缺点。例如，预处理步骤繁琐、耗时，动态范围有限，灵敏度低等。因此，开发快速、超灵敏的分析方法进行准确、可靠的γH2AX检测十分迫切。

本工作开发了一种具有双信号放大的新型阴极光电化学(PEC)免疫分析法，用于快速和超灵敏地检测细胞裂解液中的γH2AX，最终实现基因毒性化合物的快速筛查和毒性评估。利用二抗/金纳米颗粒/葡萄糖氧化酶共轭偶联物作为标记检测抗体，首先在96孔板上进行了针对γH2AX的夹心免疫反应。共轭物的引入提高了葡萄糖氧化酶对葡萄糖的催化性能，进而增加了H₂O₂的产生，提供了信号放大的第一个机制；接着，将含有H₂O₂的免疫反应产物注入电解池中，进行光电化学反应。H₂O₂作为电子受体，可在富含氧空位的Bi2+xWO6光电阴极上发生光还原反应，放大光电流，此外，氧空位既是H₂O₂的吸附位点，又是H₂O₂的活化位点，从而进一步增强了光电流，为信号放大提供了另一种机制。基于此，建立了γH2AX的超灵敏检测平台，线性范围为0.01-500 ng/mL，检出限为6.87 pg/mL (S/N=3)，比现有传感检测方法的灵敏度提高了30倍。通过检测暴露于已知基因毒性化学物质的细胞裂解液中的γH2AX，验证了该测定方法的实用性。本工作为基因毒性化学品的筛查提供了一个快速、可靠的工具，并为环境风险评估开辟了一条新的道路。

该工作得到国家自然科学基金(22036005)，浙江省重点研发计划项目（2021C03057）的支持。

Part.3

我校教师在社会科学（跨领域）TOP期刊《Social Indicators Research》发表论文

近日，我校经济与管理学院财务管理系系主任、共同富裕研究所霍增辉教授第一作者署名论文“Multidimensional Deprivation and Subgroup Heterogeneity of Rural Households in China: Empirical Evidence from Latent Variable Estimation Methods”在《Social Indicators Research》期刊发表，为研究所团队近期取得的重要研究成果之一。《Social Indicators Research》（SOCI, ISSN: 0303-8300）创刊于1974 年，是社会科学领域创刊较早、学术影响力较大的国际知名期刊，特别关注生活质量的可持续性、可持续发展等研究主题，为中科院法学、社会科学国际权威TOP期刊。通讯作者为浙江水利水电学院张玫副教授。

基于美好生活需要视角，文章构建了一个中国农村家庭贫困分析框架。运用中国六个省的农村家庭调查数据与IRT理论来评估贫困指标。测试信息函数（TIF）表明，测试信息曲线偏右，贫困指数可以为贫困家庭提供更有效的信息。差异项目功能（DIF）测试表明，个体指标在不同年龄、性别和地区群体中存在差异。潜类别模型（LCM）将家庭分为四类亚组包括重度贫困、中度贫困、轻度贫困和非贫困。研究丰富了中国农村相对贫困测量标准，有助于我国反贫困政策精准瞄准帮扶对象。

此项工作得到国家社会科学基金项目（19BGL225）的资助。

Part.4

我校教师团队在铜基卤化物中子/伽马双探测晶体研究上取得重要进展

近日，我校材料与化学学院秦来顺和陈达联合团队首次通过锂6掺杂实现铜基卤化物闪烁晶体中子/伽马双模探测，通过坩埚下降法成功制备单晶，甄别因子＞2.0，研究论文“An all-inorganicLi-doped Cs₃Cu₂I₅ single crystal for dual gamma ray and neutron detection applications”发表在国际著名学术期刊《Journal of Materials Chemistry C》上（IF=8.067），研究生向鹏为第一作者，我校魏钦华副教授和中科院高能物理研究所孙希磊副研究员为通讯作者。研究论文“A novel Li+-doped CsCu2I3 single crystal for dual gamma–neutron detection”发表在国际学术期刊《CrystEngComm》上（IF=3.756），研究生刘冬冬为第一作者，我校魏钦华副教授和秦来顺教授为通讯作者。

图1

全无机金属卤化物Cs₃Cu₂I₅在X射线和伽马射线检测中有潜在应用。该团队首次生长了Li+掺杂Cs₃Cu₂I₅单晶（图2），空气稳定性良好、探测效率高，Li+掺杂提高了Cs₃Cu₂I₅晶体的荧光量子效率，137Cs辐照下Cs₃Cu₂I₅:Li晶体的光产率为28000 photons/MeV，能量分辨率为5.2%。252Cf源下Cs₃Cu₂I₅:Li晶体的中子光输出达到69000 photons/n，中子/伽马的甄别因子FoM = 2.25，如图3所示，优于商用锂玻璃和LiI:Eu，在中子/伽马双模探测领域具有巨大的应用前景。

图2

图3

图4

基于以上研究，该团队又将Li+引入一维钙钛矿CsCu2I3基质中，首次利用坩埚下降法成功制备了高质量、大尺寸的CsCu2I3:Li晶体，中子/伽马双探测性能如图5所示，137Cs辐照下光产率为10900光子/MeV，衰减时间小于100 ns，在252Cf辐射源下FoM值为0.8。相比Cs3Cu2I5:Li晶体，衰减时间和大尺寸晶体制备方面更优，在中子/伽马双探测领域具有一定的潜在应用前景。

图5

以上研究得到了国家自然科学基金面上项目（No.11975220, No.51972291）、浙江省“尖兵”研发攻关计划项目（No. 2022C01046）、浙江省自然科学基金项目（No.LGG22E020001）、浙江省属高校基本科研业务费专项资金资助以及国家重点实验室开放基金的资助。

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本期制作

来源 | 材化学院质安学院经管学院

排版 | 创意中心 朱雨荷