交大，又有新进展！

合作交流，实现科研共进！

攻关突破，推动科研创新！

西安交大贯彻落实科教兴国战略，面向国家重大战略需求，瞄准科技前沿，瞄准关键核心技术，服务国家高水平科技自立自强。

□ 合作交流，共话未来！交大举办第一届储能与节能国际研讨会，承办第10届晶体生长模拟国际会议。

□ 科技创新，服务国家！交大科研人员在亚洲水塔气候变化影响、高效中低温热电材料研究、可穿戴变色应变传感器研究、电解水制氢关键催化材料、金属纳米粒子电荷状态精准测定、金属催化不对称反应等领域接连取得重要研究进展。

科研创新，看交大！

｜目录｜

1、第一届储能与节能国际研讨会

2、第10届晶体生长模拟国际会议

3、西安交大科研人员在《科学》发表亚洲水塔气候变化影响评述文章

4、西安交大科研人员在高效中低温热电材料研究方面取得新进展

5、西安交大科研人员在可穿戴变色应变传感器研究方面取得新进展

6、西安交大科研人员在电解水制氢关键催化材料方面取得新进展

7、西安交大科研人员在《科学》发表关于金属纳米粒子电荷状态精准测定的观点文章

8、西安交大科研人员在金属催化不对称反应方面取得重要进展

交流合作，共话未来！

第一届储能与节能国际研讨会

近日，由西安交通大学主办的第一届储能与节能国际研讨会采取线上和线下相结合的形式举行。来自中国、美国、加拿大、英国、法国、德国、澳大利亚、韩国、印度等12个国家50余所高校及科研机构的100余位学者注册参会，7900余人通过在线直播平台观看会议。

中国科学院院士、西安交通大学教授陶文铨担任会议荣誉主席，中国科学院院士、西安交通大学教授何雅玲担任会议国际科学与咨询委员会主席，英国皇家工程院院士、伯明翰大学教授丁玉龙，韩国成均馆大学教授Ho Seok Park，《储能与节能（英文）》期刊主编、西安交通大学教授王秋旺担任会议主席。西安交大副校长别朝红致开幕辞。陶文铨主持会议开幕式。

会议共有100多个报告，数名国内外著名学者作特邀报告。会议还开展了90余个分会场口头交流报告，内容涵盖相变储能、热化学储能、电化学储能、传热性能、热能储存、热管理、节能系统、太阳能、可再生能源等方面的最新进展及成果。会议共评选出3篇优秀论文及12个热点报告。

会议期间，《储能与节能（英文）》第三次编委会议同步召开，编委与青年编委就第二届储能与节能国际研讨会、期刊发展策略等问题展开了讨论。

《储能与节能（英文）》

《储能与节能（英文）》是一本由西安交通大学主办、西安交通大学能源与动力工程学院和期刊中心共同承办的开放获取英文学术期刊。《储能与节能（英文）》刊载储能与节能领域的原创性研究成果，致力于推进基础研究及其在热力学、化学、生物学、机电学、磁学、经济学等领域的广泛应用，为人类能源的可持续发展贡献智慧和方案。期刊由西安交通大学教授王秋旺担任主编，陶文铨院士担任荣誉主编，已于2021年入选“中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊”项目。

第10届晶体生长模拟国际会议

近日，由西安交通大学承办、中国晶体生长与材料学会（CACG）协办的第10届晶体生长模拟国际会议（The 10th International Workshop on Modeling in Crystal Growth，IWMCG-10）召开，来自中国、美国、日本、德国、法国、印度等16个国家晶体生长领域的近2000名专家学者线上线下开展了广泛而深入的学术交流。

西安交通大学副校长席光教授、山东大学王继扬教授出席开幕式，并分别代表西安交通大学和中国硅酸盐学会晶体生长与材料分会致欢迎词。本届大会主席为西安交通大学刘立军教授，荣誉主席为国际晶体生长组织主席、日本东北大学Koichi Kakimoto教授。

会议收到106篇会议论文摘要，进行了98场精彩的学术报告，内容分为太阳能光伏晶体硅，半导体晶体硅，宽禁带半导体，熔体法和溶液法晶体生长等10个主题。

晶体生长模拟会议

晶体生长模拟国际会议是国际晶体生长组织旗下最重要的系列国际会议之一，每三年举办一次，由欧洲、美洲和亚洲三大地域国家轮回申办，是世界范围内晶体生长模拟理论、技术和应用领域最专业和最具影响力的国际会议。本次会议是该系列国际会议创办30多年以来首次在中国内地举办。

攻关突破，科研创新！

西安交大科研人员

在《科学》发表

亚洲水塔气候变化影响评述文章

发表期刊

《科学》

（Science）

内容摘要

西安交通大学人居学院姚莹莹教授联合清华大学Zoon Ahmed Khan研究员，撰写题为“预测下一次巴基斯坦洪水”（Predicting Pakistan’s next flood）的评述文章，发表于11月4日出版的最新一期《科学》（Science）期刊上。

喜马拉雅——青藏高原地区是除极地冰盖以外全球最大的冰川和冻土覆盖区域，孕育了黄河、长江、恒河、湄公河、印度河、萨尔温江和伊洛瓦底江等七条亚洲的重要河流，故而被称为“亚洲水塔”。气候变化的升温效应对亚洲水塔影响尤为显著，导致冰川冻土退化，水塔失衡现象突出。2022年夏季，在冰川融化和季风强降雨的作用下，印度河流域遭遇史无前例的洪水灾害，巴基斯坦三分之一的国土面积被淹没，超过3000万人受灾。

文章指出，尽管目前针对亚洲水塔中下游地区洪水的模拟预测研究很多，但极端升温事件影响下的冰川融化而导致中下游地区极端灾害的这一系列连锁反应机理研究（cascading effects）还不足。全球气候模型目前主要关注长期升温程度和升温趋势，模拟结果多聚焦讨论本世纪全球平均升温相比工业化前水平的高出范围（1.5或2℃），但对极端气候事件的预测能力极为有限。作者认为，在亚洲水塔地区，气候变化影响及适应性研究应该把预测区域性灾害和极端气候事件作为优先事项。对于诸如印度河流域等国际河流地区，国际科研机构应建立联合观测站，加强气候变化系统模拟预测。随着极端气候变化影响日益突出，通过建立早期预警基础观测系统和灾害减防及适应性方案等方面的国际合作，可以更好地应对未来极端气候灾害。

西安交大人居学院全球环境变化研究院科研人员在青藏高原南部进行河道勘察拍摄照片

青藏高原作为“世界屋脊”和“地球第三极”，对我国及全球气候变化具有重要影响，是我国与亚洲气候系统稳定，水资源、生物和矿产资源的重要屏障。近年来，在国家自然科学基金“西南河流源区径流变化和适应性利用”重大研究计划和西安交大青年拔尖人才A类计划支持下，姚莹莹教授课题组在青藏高原河流水系、生态环境等方面开展系列研究，为建设生态文明、推动绿色发展，促进人与自然和谐共生贡献交大力量。

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西安交大科研人员

在高效中低温热电材料研究方面取得新进展

发表期刊

《自然-通讯》

（Nature Communications）

内容摘要

热电材料可以实现热能与电能的直接相互转换，在余热发电以及电子制冷等方面有重要应用。为推动热电技术在近室温附近的应用，亟需开发高性能的中低温热电材料。热电器件的转换效率取决于材料的无量纲热电优值ZT，（ZT=S2σT/κ，其中S为Seebeck系数，σ为电导率，κ为热导率，T为工作温度）。发展高性能热电材料的关键是解耦上述热电参数，实现电声输运的独立或协同调控。在半导体热电材料中，小尺度位错缺陷结构被发现是解耦电声输运的一种有效方法。然而，半导体热电材料中的位错密度相对较低，对低温区的电声解耦调控作用有限，很难整体提升中低温区热电性能。

图1  a晶格热导率随着固溶与掺杂的变化趋势；  b刃位错和螺位错分布；c-e刃位错微观结构分析；  f-h螺位错微观结构分析

图2.N型PbSe基热电材料性能的对比

针对这一问题，西安交通大学金属材料强度国家重点实验室肖钰特聘研究员与北航赵立东教授合作，提出了一种重合金固溶结合间隙原子掺杂提升半导体热电材料位错密度的方法。实验以PbSe半导体热电材料为例，通过大量Te/S合金固溶结合Cu间隙原子掺杂使基体位错密度高达5.4×1016m-2。基体中广泛分布的小尺寸位错聚集形成位错网络，引起晶格畸变产生应力，大幅增强全温区声子散射，使室温晶格热导率降低至0.42 W m-1K-1，且在300-773K温度范围内始终低于0.5 W m-1K-1（图1）。研究还发现，与阳离子空隙引入的位错体系相比，通过金属间隙原子引入的位错因具有局部电子传导特性，可以很好保持N型热电材料的电传输性能。最终在Pb1.02Se0.72Te0.20S0.08-0.3%Cu样品中获得高的近室温功率因子，室温ZT值高达0.62（图2）。低温区（300-573 K）和中低温区（300-773K）的平均ZT值（ZTave）分别达到0.90和0.96，优于前期报道的PbSe基热电材料。实验证明，重合金固溶结合间隙原子掺杂是一种提升半导体热电材料位错密度的有效方法，为设计宽温域高效半导体热电材料提供了新思路。

文章作者

西安交通大学金属材料强度国家重点实验室为论文第一单位，西交大材料学院博士生徐莉青为论文第一作者，西交大肖钰特聘研究员、北航赵立东教授和中物院崔博博士为论文共同通讯作者。

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西安交大科研人员

在可穿戴变色应变传感器研究方面取得新进展

发表期刊

《中国化学会·化学》

（CCS Chemistry）

内容摘要

随着“健康中国”建设持续推进，人们对自身健康状况的管理需求不断提升。可穿戴健康监测设备能够实时对生理信号进行分析判断，为满足人们这一需求带来契机。但是，目前大多数用于可穿戴健康监测设备的柔性电子器件是将生理信号转化为电信号，需要大量外部仪器设备收集分析，操作过程繁琐。可穿戴变色传感器可实时将生理信号直接转变为肉眼可见的光学信号，监测方式简便易行。然而，目前所报道的可穿戴变色传感器往往制备繁琐，并且成本较高，这极大地限制了它们的实际应用。因此，迫切需要开发一种新的方法来制备高性能的可穿戴变色应变传感器件。

鉴于此，西安交通大学何刚、邵金友、刘子顺联合华中科技大学黄永安组成学科交叉研究团队，在前期含硫族元素紫精的研究基础上，将噻吩紫精电致变色材料与离子凝胶相结合，研制出具有应变感应性能的变色传感材料。含噻吩紫精的离子凝胶兼具电致变色、电致荧光变色的特性，同时聚合物骨架的存在大大提升了电致变色材料的稳定性，使得此类材料露置在空气中数月甚至两年之后仍具有良好的力学性能和电致变色性能（超过500次的拉伸循环和电致变色循环）。更重要的是，该变色凝胶的电导率随凝胶的拉伸程度明显变化，导电率的变化进而影响了材料电致变色的性能，因而该材料可将拉伸信号转化为光学信号，从而实现了对应变的可视化传感。这项工作为研制可穿戴变色传感器件提供了一种简便易行的方法，具有巨大的应用前景和社会经济价值。

文章作者

西安交通大学前沿院助理教授张越巘为本论文第一作者，西安交通大学为本文唯一通讯作者单位。

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西安交大科研人员在

电解水制氢关键催化材料方面取得新进展

发表期刊

《自然通讯》

（Nature Communications）

内容摘要

为实现国家“双碳”目标，满足现代社会对于清洁能源的需求，寻求高效的清洁能源生产变得尤为重要。电解水制氢是绿氢制备领域最有前景的途径之一，是未来可再生能源工业链条上的重要环节。目前，电解水制氢仍存在较高的电耗成本，是该技术转向大规模工业应用所面临的主要难题。究其原因，电解水的阳极析氧反应（OER）是一个涉及四电子转移的迟滞的化学反应过程，通常需要施加较高的过电势以驱动反应的进行，从而造成严重的电能损耗。因此，发展高效的析氧反应催化剂是降低电解水制氢成本的重要途径。过渡金属氢氧化物被认为是碱性条件下析氧反应最优的催化剂体系。在析氧反应中，过渡金属演化为高价物种，是OER的活性位点。然而，目前缺乏对于过渡金属高价物种形成过程的有效调控，这也成为该催化剂技术的瓶颈问题。

针对这一问题，西安交通大学前沿院高传博教授课题组发展了基于硼元素（B）掺杂的镍（Ni）价态演化调控策略，利用硼元素固有的缺电子性，促进了镍中心失电子的价态演化过程，使高价活性物种能在低电势下形成，显著提升了镍铁氢氧化物催化剂的OER性能。拉曼光谱、X射线吸收光谱和电化学测试结果证实了硼元素在镍的价态演化过程中起到了关键作用。密度泛函理论计算证实了硼与镍之间的电子相互作用。基于该原理，该团队合成的NiFeB氢氧化物纳米片在252 mV过电势下即可达到100 mA cm−2的OER电流密度，显著优于迄今报道的大多数镍基催化剂的催化性能。这项研究为高效OER催化剂的设计和实现提供了理论指导，为电解水制氢的工业化进程提供了技术积累。

文章作者

西安交通大学为该工作的第一完成单位，西安交通大学前沿院博士生白雨珂和苏州大学硕士生吴宇为论文共同第一作者。

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西安交大科研人员在《科学》发表

关于金属纳米粒子电荷状态精准测定的观点文章

发表期刊

《科学》（Science）

内容摘要

为提升金属纳米材料的催化性能，研究人员研发了一系列尺寸、组成和形貌调控策略。近年来，研究人员发现金属纳米粒子的电荷状态是影响其催化性质的重要因素。然而，如何精准定量单个金属纳米粒子的电荷状态，包括电性和所带电荷的数量，成为该研究领域的一项难题。

近日，西安交通大学前沿院高传博教授和上海科技大学电子显微技术专家Osamu Terasaki教授合作团队受《科学》（Science）期刊邀请，以《数数单个金属纳米粒子内的电荷数》（Counting charges per metal nanoparticle）为题发表了观点文章，解析了电子全息术在单颗粒纳米粒子电荷状态精准测定方面的最新进展。

日本九州大学Yasukazu Murakami教授曾发展基于透射电子显微镜的电子全息术，通过电子德布罗意波相位差的观测和分析，实现了对于二氧化钛负载的单颗粒金纳米粒子电性和电荷量的精准测定。

西安交通大学和上海科技大学团队在观点论文中具体分析了这一电子全息术新方法，解析了该技术对于理解金属纳米粒子的微观电子特性及其催化性质的重要价值，并结合前期成果提出了新见解。团队认为，这项电子全息术可应用于测定种类多样的纳米材料和纳米结构（如多孔开放骨架材料）的电荷状态，有望为氢气和二氧化碳的存储和释放机制提供新的理解。该技术还可能拓展到对于材料中电子自旋状态进行亚纳米级表征，从而为磁性纳米材料的微观解析提供了新手段。

团队介绍

高传博是西安交通大学前沿科学技术研究院教授，入选西安交通大学青年拔尖人才支持计划和仲英青年学者。长期从事金属纳米材料的精准合成及其催化性质的研究工作。在Chem Rev、Chem、Nat Commun、JACS、Angew Chem、Nano Lett、ACS Nano等国际权威学术期刊发表论文76篇，SCI引用4100余次，h指数为36。入选2018年度英国皇家化学会“新锐研究者”，爱思唯尔2020年“中国高被引学者”。

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西安交大科研人员在金属催化

不对称反应方面取得重要进展

发表期刊

《德国应用化学》

（Angewandte Chemie International Edition）

内容摘要

手性物质的精准构筑对生物医药和材料科学领域的发展具有重要意义。轴手性联芳基骨架广泛存在于天然产物、生物活性分子和手性有机材料之中，特别是手性配体与催化剂的重要优势骨架。轴手性联芳基醛既可作为种类繁多的轴手性化合物的重要合成前体，也可直接用作手性有机催化剂。传统上，轴手性联芳基醛的合成以手性拆分或光学纯联芳基原料的多步转化为主。近年来，科学家们通过精妙的设计实现了联芳基醛的阻转选择性合成，例如不对称Suzuki-Miyaura反应和不对称有机催化迭代Aldol环化反应。然而，高效的轴手性联芳基二醛的催化不对称合成仍然是不对称催化领域的重要需求。

针对半个世纪以来手性吡啶类配体设计的难题，通过分子层面空间与电性的精心设计和多年的实验探索，开发了一类新骨架手性联吡啶配体SBpy。该配体具有[6-5-3]刚性稠环结构，实现了中心金属近程位阻最小化和远端侧链结构的高度可调性，克服了立体选择性和催化活性之间的矛盾。有别于传统的手性配体设计思路，SBpy具有“内松外紧”的结构特征，与广谱性酶（如细胞色素P450）异曲同工。前期研究将新配体成功应用于镍催化醛的不对称还原芳基化反应，初步展示了配体的应用潜力。

文章作者

第一作者为西安交大化学学院助理教授Saima Perveen博士和前沿院助理教授张帅博士，通讯作者为李鹏飞教授。

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西安交大科研人员揭示

脑影像表型与精神类疾病风险的因果关系

发表期刊

在线查询数据库BrainMR

http://www.bigc.online/BrainMR/

内容摘要

精神类疾病是一组脑功能紊乱的复杂疾病，会导致情感、认知和行为受到干扰和破坏。全球约有数亿人患有不同的精神障碍，被列为严重的公共卫生问题。近年来，脑影像学数据在脑疾病和功能的研究中受到广泛关注。以核磁共振成像为代表的脑影像技术，可用于活体无创定量评估人脑结构、连接和功能的特性。虽然已有大量的观察性研究证据表明，精神疾病患者与健康正常人的脑影像表型存在显著差异，但脑影像学数据与精神障碍发病机制的因果关系尚不明确，探讨脑影像表型对精神疾病的因果作用具有重要的生物学和临床研究意义。

近日，西安交通大学生命学院生物医学信息与基因组学中心杨铁林教授团队在《自然-神经科学》（Nature Neuroscience）在线发表了题为《孟德尔随机化研究揭示脑影像表型与精神类疾病风险的因果关系》（Mendelian randomization analyses support causal relationships between brain imaging-derived phenotypes and risk of psychiatric disorders）的研究成果。该研究利用遗传证据系统性证明了脑影像表型与精神类疾病之间存在的因果关系，有助于在脑影像学层面更好地预测和干预精神类疾病的发生。

文章作者

该论文第一作者为生命学院生物医学信息与基因组学中心博士生郭婧、俞可和副教授董珊珊，末位通讯作者为杨铁林教授。西安交通大学生物医学信息工程教育部重点实验室和生命学院为该论文第一和通讯单位。此外，西安交通大学第二附属医院助理研究员姚石、陈一霄和西安交通大学生命学院博士生荣誉、吴昊、张堃、江丰为该论文的参与作者。

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近期热文速递

「出品 / 党委宣传部」

内容来源 / 西安交大新闻网

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责任编辑 / 徐琛 谭金巍