赞！这些顶级期刊又见东大最新科研成果！

以科学名世 以人才报国

近日

东南大学科研团队

在不同领域都取得了重要进展

快来和官微一起看看吧！

东南大学科研团队

在非晶氮化碳半导体光催化剂领域

取得重要进展

近日，东南大学材料科学与工程学院研究团队在非晶氮化碳(ACN)半导体光催化剂领域取得重要进展，相关成果于4月8日以“Plasma-Induced Hierarchical Amorphous Carbon Nitride Nanostructure with Two N2C-Site Vacancies for Photocatalytic H2O2 Production（等离子体诱导用于光催化产H2O2的双N2C空位分级ACN纳米结构）”为题发表在国际催化权威期刊Applied Catalysis B: Environmental (影响因子:19.503) （doi：10.1016/j.apcatb.2022.121372）。

论文采用等离子体技术合成了具有双N2C空位的分级ACN纳米结构，并将其用于光催化产H2O2，独特的分级纳米片网络结构可以有效抑制ACN中纳米片的团聚， 而ACN可以有效抑制纳米片强量子限域效应引起的带隙变宽。通过实验和理论计算相结合，确定了等离子诱导分级ACN纳米结构中N空位的含量和位置，同时，系统研究了其在光催化产H2O2的应用及其光催化性能增强机制，证明ACN中一个单元环含双N2C位空位，非晶转变产生新的强带尾，显著增强ACN的吸收边至~593 nm。此外，电子会在N空位处聚集，一方面，ACN中原始结构和非晶结构之间的界面会引起电位降，从而形成内建电场，促进载流子迁移，另一方面，N空位产生丰富的不饱和位点，产生一定的富电子区域，有利于O2的吸附。研究结果对光催化H2O2的生产具有重要的指导意义，也为实现氮化碳在光催化领域的广泛应用提供了新的途径。

该论文第一作者是材料科学与工程学院博士生郑燕梅，郭新立教授为通讯作者，东南大学为唯一单位。

东南大学李全团队

在液晶自组装人工光捕获体系

取得重要突破

近日，东南大学智能材料研究院院长、欧洲科学院院士、化学化工学院李全带领团队在基于各向异性流体的高效可控人工光捕获体系方面取得重要突破。相关成果以 “An Artificial Light-Harvesting System with Controllable Efficiency Enabled by an Annulene-Based Anisotropic Fluid”为主题，在线发表在国际顶级期刊Angewandte Chemie International Edition（《德国应用化学》）上，并被选为“Hot Paper”。该研究工作得到了国家自然科学基金、江苏省“双创团队”计划和江苏省自然科学基金等项目的资助，东南大学博士生余珍为第一作者，李全、杨洪教授和青年教师陈旭漫博士为共同通讯作者。

高等植物和一些光合细菌通过光合作用的方式实现对光能的捕获、传递以及储存。过去数十年里，大量的研究致力于模拟自然光合作用，并了解其复杂的机制，为在各种应用中更好地收集、储存和利用光能。光捕获作为光合作用的第一步，构筑人工光捕获体系对于光能的利用具有重要意义，但构筑具有高效可控的人工光捕获体系存在很大挑战。液晶作为各向异性流体，具有分子有序性可调的特点，在调控光捕获方面有巨大的潜力，然而基于液晶材料的可控人工光捕获体系尚未被开发。

针对上述难题，李全团队利用一种环烯衍生物——环八四噻吩的非平面结构和聚集诱导发光性质，设计合成包含环八四噻吩荧光核和多条外围烷基链的马鞍型盘状液晶单组分自组装给体，并引入尼罗红作为荧光受体分子，成功构筑了具有高效可控的超分子人工光捕获体系。同时结合液晶自组装给体的热响应特性，在不同温度下可以通过调控给体分子的有序性调节该体系的光捕获效率。此外，通过调节光捕获体系的给受体比例和温度，该体系实现了由绿色到红色的多色荧光调控。该体系具有高的荧光给受体比例（1000:1），并在给受体比例100:1下表现出高天线效应（39.1），其接近自然光捕获体系。该研究对于荧光液晶智能软材料的应用提供了一种新的策略。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/anie.202200466

海外多家媒体报道

东南大学刘必成教授团队

有关急性肾损伤治疗最新研究成果

近日，东南大学医学院院长、肾脏病研究所所长、附属中大医院肾脏内科主任医师刘必成教授团队在肾脏病领域TOP期刊美国肾脏病学会杂志JASN在线发表了题为Kim-1 Targeted Extracellular Vesicles: A New Therapeutic Platform for RNAi to Treat AKI的研究论文。文章首次报道了靶向肾损伤分子-1（Kim-1）的红细胞源细胞外囊泡可作为siRNA的新型递送载体用于治疗急性肾损伤（AKI）及其向慢性肾脏病进展。

该研究利用噬菌体展示技术创新筛选了与Kim-1具有高度亲和力的靶向多肽LTH，它可以特异性地将红细胞外囊泡引导至损伤肾脏和Kim-1+肾小管中，并基于此开发了靶向损伤肾小管的胞外囊泡药物递送系统REVLTH。利用该系统成功地将siRNA靶向递送至肾小管，通过敲降肾小管中P65和Snai1表达，有效改善小鼠缺血再灌注和单侧输尿管梗阻引起的肾脏损伤及其向慢性肾脏病转变，在动物实验模型中实现肾脏病精准靶向分子治疗。

据了解，随着人口老龄化和环境、生活方式改变，急慢性肾脏病已经成为严重危害人类健康的常见病。特别是由肾脏病所引发的终末期肾衰不仅病死率高，而且长期透析或肾移植治疗已构成世界各国医保沉重的负担。既往肾脏病治疗药物由于分子靶向不够确切，副作用大，临床应用受到很大限制。刘必成教授团队近年来围绕肾脏炎症和纤维化核心机制，在多项国家重点项目支持下，另辟蹊径，利用细胞自身释放的小囊泡，进行工程化修饰，使其成为能够识别肾脏病变部位的“生物导弹”,将小核酸药物靶向送达肾脏病变部位，定点改造病变细胞或清除病变，从而实现肾脏病精准治疗。

该项研究的成功为实现肾脏病精准分子靶向治疗开辟了新的途径。文章发表后，当期即被Nature Reviews Nephrology作为研究精华（Research Highlights）进行推荐。近日，Google News和Yahoo、FOX 40、FOX28、Digital Journal、Benzinga、Quertle、Streetinsider等国外多家媒体纷纷对此进行报道，认为这是肾脏病治疗领域具有巨大转化前景的创新疗法。

物理学院马亮教授、王金兰教授团队

在材料学领域顶级期刊上发表论文

近日，物理学院马亮教授、王金兰教授团队基于第一性原理的多尺度模拟方法，在多层二硫化钼(MoS2)的层数可控成核与生长机制研究方面取得了重要进展，其成果以“The Intrinsic Thermodynamic Difficulty and a Step-Guided Mechanism for the Growth of Uniform Multilayer MoS2 with Controllable Thickness on Epitaxial Substrate”为题在线发表于材料学领域顶级期刊Advanced Materials。

以MoS2为代表的二维过渡金属硫化物(TMDs)具有良好的光电、机械和热性能，被视为后硅基半导体时代延续摩尔定律的理想候选材料之一。与单层相比，多层 MoS2因具有更高的载流子迁移率和电流密度，在场效应晶体管(FETs)等电子器件中具有更加显著的应用优势与前景。然而，目前多层MoS2大面积均匀薄膜的制备极具挑战性，是困扰已久的二维材料研究前沿难题。

马亮、王金兰团队基于小尺寸成核团簇建立了外延衬底上MoS2单层−多层生长的热力学竞争模型，发现由于衬底与MoS2的表面强相互作用，单层MoS2的生长较多层MoS2具有压倒性的热力学优势，因此在外延衬底上只能通过逐层生长的模式获得多层MoS2。而在逐层生长模式中，由于上层MoS2是在长成的底层MoS2上成核的，生长时长的不一致和成核位点的随机分布导致了多层MoS2生长的层数（厚度）不均匀及薄膜不连续等问题（如图所示）。团队基于该模型深入研究发现，多层MoS2在边界对齐时可显著降低其自由能。然而单一的表面强相互作用使得边界对齐的多层MoS2在外延衬底上的成核概率近乎为零。

为解决多层MoS2外延生长中层数不可控的研究难点，团队在前期与实验课题组合作开展的外延衬底-MoS2表、界面耦合实现单取向成核与大面积（2英寸）单层MoS2单晶生长的工作基础上[Nat. Nanotechnol., 2021, 16, 1201]，提出了利用外延衬底高台阶与厚度匹配多层MoS2的界面强相互作用，突破单一表面相互作用的限制，从而绕开了传统的逐层生长模式，实现多层MoS2的层数可控成核与生长。理论模拟进一步表明，外延衬底高台阶不仅能促进厚度匹配的多层MoS2成核，还可以抑制厚度不匹配的薄层MoS2成核。因此，通过调整台阶高度可以在外延衬底上实现多层MoS2的层数可控成核。需要指出的是，该工作提出的表、界面作用耦合层数可控成核机制还可以进一步拓展到其他二维材料体系的外延生长，为大面积均匀多层二维材料连续薄膜的层数可控外延生长提供切实可行的研究思路与理论指导。

东南大学为该工作的唯一完成单位，论文第一作者为博士生董瑞康，通讯作者为物理学院马亮教授和王金兰教授。该工作受到了国家重点研发计划、国家自然科学重点基金/青年基金和江苏省“双创人才”等项目和人才计划的资助。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202201402 

东南大学崔铁军院士团队

取得重要科研进展

近日，东南大学毫米波国家重点实验室、东南大学电磁空间研究院、琶洲实验室智能超材料研究中心崔铁军院士团队联合北京大学李廉林教授，使用多层透射式数字编码超表面构建了可实时调节的全衍射式神经网络（可编程人工智能机，PAIM），成功实现了网络参数的实时编程和光速计算特性，并展示了多种应用案例，包括图像识别、强化学习和通信多通道编解码等，在国际上首次实现和展示了微波空间全衍射式可调神经网络。相关工作以A programmable diffractive deep neural network based on a digital-coding metasurface array为题发表在Nature Electronics上（影响因子33.686）。东南大学博士生刘彻和马骞（现为至善博后）为共同第一作者，崔铁军院士为通讯作者。

目前，人工智能的实现主要依赖两种技术，一是基于计算机的机器学习算法，一个典型的人工智能神经网络（artificial neural network，ANN）的实现，一般使用层级连接的人工神经元来模拟人脑神经元之间的连接和行为。通过大量数据的训练，ANN已能完成众多的智能任务，且在人脸识别、自动驾驶、语音处理和医疗诊断等方面获得了大量应用。除了基于计算机和芯片实现的ANN网络，全光实现的ANN最近也被多个团队所提出。

目前，虽然光学衍射神经网络得以实现，但大都具有功能固化、不可调节、不支持参数修改、使用成本高等缺点，严重制约了其功能扩展。在未来的实际应用中，为了提高集成度和通用性，衍射神经网络必然会朝着多功能集成和可编程方向发展，因此可编程的衍射神经网络逐渐成为该领域的研究热点。近年来，现场可编程信息超表面的兴起为实现可编程的衍射神经网络提供了良好契机。崔铁军院士和李廉林教授团队依靠长期以来在现场可编程信息超表面的理论和技术积淀，率先使用多层透射式数字编码超表面实现了现场可编程的微波驱动的衍射神经网络硬件，称之为可编程人工智能机（PAIM）。

PAIM通过透射式的超表面单元动态调控电磁波的幅度和相位，以此模拟人脑中神经元对信号的调控行为，同时通过电磁波在自由空间中的传播来实现各层单元之间的连接和通信，等效于神经元之间的连接。由此PAIM兼具智能化特性和光速的模拟信号处理能力，实现了众多新颖的应用，包括图像识别、基于强化学习的多波束聚焦和无线通信中的多用户编解码。未来通过将PAIM进一步集成化和小型化，有望将其用于5G通信、医学成像和物联网等领域。

新媒体工作室

往期精选 Editors' Choice

来源 | 东大新闻网

配图摄影 | 范雨婷 李镒彤 邓焕廷 张宇超

骆琰 刘广沛 赖美伊 丛从 李勖晟

编辑 | 方涵

为东大科研成果   

分享、点赞、点亮1000个在看！