2024开年，湖大研究成果速览！

新学期 启新程湖南大学的科研团队近期在不同的领域前沿取得多项成果和突破一起来看看吧！
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物电院邓辉球教授团队证实表面应力驱动的反应活性具有特异性

近日，湖南大学物理与微电子科学学院邓辉球教授团队联合美国普渡大学Jeffrey Greeley/曾振华和荷兰莱顿大学Marc Koper教授团队，证实了表面应力驱动的反应活性具有特异性。该研究成果发表在国际著名期刊Nature上，湖南大学物理与微电子科学学院为论文第一单位。

在国家超级计算长沙中心和普渡大学先进计算Rosen中心的计算资源支持下，研究团队对金属铂台阶表面的电化学氧还原反应（ORR）开展了系统的研究工作。他们通过第一性原理密度泛函理论计算台面宽度为1~10纳米的台阶表面的表面应力和表面应变，发现台阶型缺陷可以释放巨大的表面应力，驱动表面原子弛豫产生跨越几个纳米宽度的非均一应变场，压应变可以高达5.5%，这导致具有相同局部配位的平台面原子产生不同的电子结构和反应性，并导致ORR活性特异性增强。例如，台阶边缘两侧原子的ORR活性比台面中间原子高50倍。这一发现解释了经典的离散活性位点模型在预测催化活性方面产生巨大误差的根本原因，揭开了长期以来围绕活性位点和氧还原反应结构敏感性的谜团。

Pt(hhl)台面应力释放与表面应变之间的关系。

02

邹旭明教授团队实现二维半导体异质结范德华间隙精准调控

近日，我校物理与微电子科学学院邹旭明教授、半导体学院廖蕾教授和武汉大学何军教授通过在二维材料表面预吸附水分子，在亚纳米尺度实现了范德华间隙的精准调节（0.5-10 nm），并进一步拓展到不同维度，包括2D/2D、2D/3D、3D/3D结构等。利用间隙组分、尺寸对材料性质进行了有效调控，例如，纳米尺度下水分子极化导致MoS2/范德华间隙/MoS2表现出理想二极管特性，制备的压力传感器具备极高的压力灵敏度。相关研究成果发表在Nature Nanotechnology上。
发展二维范德华间隙精准调控技术具有重要意义。操纵二维材料间范德华间隙的高度、组分能够有效调制层间耦合效率，大幅度提升二维电子、光电子器件性能。除此之外，纳米限域的二维通道能够为离子提供传输通道，而极端小尺寸的范德华间隙高度低于最小的水合离子直径（K+ 、Cl−），通过外加电场可以选择性调控各类离子在通道内部的聚集与耗散行为，从而基于人工流体系统再现基于离子通道的神经功能，用于神经形态计算、脑机接口以及神经义肢等新兴领域的研究。
二维同质/异质结范德华间隙精准调控。03

生物学院刘选明/林建中团队在水稻耐盐碱机制研究中取得新进展

近日，湖南大学生物学院刘选明/林建中团队从水稻OsDHHC cDNA文库中筛选到一个DHHC型锌指蛋白DHHC09，通过S-酰化激酶STRK1调控后者介导的级联磷酸化的盐胁迫信号转导，调节过氧化氢（H2O2）稳态，能增强水稻耐盐性。相关研究成果发表在国际顶尖植物学期刊The Plant Cell。
盐碱地是重要的土地后备资源，对其开发利用是保障耕地面积的有效途径。水稻作为盐碱地改良的首选粮食作物，其耐盐碱基因发掘和耐盐碱品种培育是保障国家粮食安全的重要举措。H2O2是包括生长发育在内的许多生物过程中重要的信号分子，其过度积累会导致氧化损伤。DHHC型锌指蛋白在蛋白质胞内定位、转运、分选、下游信号转导等过程中发挥了重要作用，广泛参与植物生长发育和逆境响应调控。DHHC09通过S-酰化STRK1正调控水稻体内H2O2稳态和耐盐性。04

物电院朱国龙副教授团队在曲面缺陷调控研究中取得新进展

近日，湖南大学物理与微电子科学学院朱国龙副教授团队与清华大学合作利用DNA碱基间的互补配对规则及其温度依赖特性，设计DNA序列并将其接枝在胶体粒子表面以编码粒子间的相互作用，在缓慢的退火过程下，在胶体粒子的球面自组装体系中得到了完美的具有正二十面体对称性的有序结构，该结构具有理论最少的缺陷数量及五重旋转对称性的缺陷分布。
通过伞形抽样的方法，团队清晰地给出了组成该有效势能的熵排斥和焓吸引，并发展了对应的理论体系，为解决弯曲界面上的缺陷调控这一难题提供了有效途径，为预测和设计新型的胶体晶体提供了理论框架。该研究成果发表在Physics Review Letters上。
DNA介导胶体粒子曲面自组装的模型及晶体结构表征。05

金统院王奕人助理教授研究成果在计量经济学顶刊发表

近日，金融与统计学院王奕人助理教授在计量经济学领域取得研究进展，研究成果发表在Journal of Econometrics期刊上。该研究为带有时变群组结构的面板数据模型提供了有效的估计算法，同时为时变结构与群组结构估计量建立了完整的大样本理论。

该研究在传统面板模型基础上允许了交互固定效应与二维参数异质性的存在，在允许横截面上的不同个体由潜在群组构成的同时允许此种潜在群组结构在时间维度发生变化。为了提高模型的普适性与可实现性，研究允许群组结构在突变发生前后的个数及成员信息同时变化。

06

物电院鲁兵安教授团队在高安全宽温电解液研究中取得新进展

近日，我校物理与微电子科学学院鲁兵安教授在高安全电解液的设计与匹配研究中取得新进展。研究人员设计将一种常被用作环保低成本高热导率的灭火剂（Novec 7300流体，缩写为MME）引入二次电池电解液中，通过其与另外两种高低介电常数溶剂的配合，成功构建了阻燃的电解液，具备宽温特性，能够在零下75至零上80摄氏度范围内运行。这种电解液的长循环性可以简单的通过电解质盐的替换被拓展到不同电池体系，包括钾离子电池和锂离子电池。相关研究成果发表在Nature Sustainability上。
电解液设计策略，Novec 7300引入并与适当的介电常数分散剂成功配位，电解液能够在零下75至零上80摄氏度范围内运行。07

化工院宋国胜、张晓兵教授和谭蔚泓院士在生物医学成像技术上取得重要突破

近日，湖南大学宋国胜教授、张晓兵教授和谭蔚泓院士团队成功开发出一种创新的“超声发光分子成像”技术，利用超声波激发荧光分子在活体内产生光学信号，实现了高强度的光学信号输出的成像新方法，为生物医学成像技术的发展开辟了新的可能性。相关研究成果发表在国际顶级期刊Nature Photonics上。
研究团队开发了“超声发光分子成像”新技术，通过两步内部能量转换过程，实现了更强的在活体内的超声诱导发光成像。该工作同时开发了两种成像模式和装置来采集超声激发分子发光的信号：在超声激发停止后采集光子信号的延迟成像模式和在超声激发期间采集光子信号的实时成像模式。随后，研究团队展示了该技术对皮下和原位脑肿瘤、原位胰腺癌、腹膜转移肿瘤和淋巴结进行体内成像的可行性。
研究团队还提出了一种酶活化的超声发光探针设计，通过不同酶可切割的肽序列作为连接剂，实现了对酶动态活动的成像。这种技术为定制各种酶响应型超声诱导发光探针提供了一个多功能平台，为生物医学研究和临床诊断带来了新的可能性。（a）延迟超声激发分子发光成像模式下各个纳米粒子的发光图。（b）延迟超声激发分子发光成像模式和（c）实时超声激发分子发光成像模式下的纳米粒子发光强度定量图。
08

物电院罗海陆/文双春教授团队提出并实现量子非局域弱测量显微镜

近日，湖南大学物理与微电子科学学院罗海陆/文双春教授团队提出并实现了量子非局域弱测量显微镜，为观测透明、光敏生物细胞和生物组织开拓了新思路。该研究成果发表在Physical Review Letters上。
在标准量子弱测量中，测量过程通常是由同一个光子实现，在低光子水平成像难以获得高的信噪比。非局域弱测量打破标准弱测量的限制，将测量过程推广到两个偏振相互纠缠的光子。基于非局域弱测量方法可以对单个光子进行计数，实现对极微弱信号的探测，有效地滤除了时域上不重叠的环境噪声。非局域弱测量成像是一种超低噪声的成像技术，增强的灵敏度使其能够探测到单个光子。非局域弱测量成像方法大幅提升了少数光子条件下的成像信噪比和对比度，避免对光敏细胞的生物物理损伤。此外，基于非局域弱测量方法，可以实现明场、微分、定量相位三种成像模式，通过不同成像模式可以精确重构生物细胞和生物组织的强度和振幅信息。量子非局域弱测量显微镜实验装置。09

工管院张逸颖助理教授研究成果在国际管理学顶刊发表

近日，工商管理学院信息管理与电子商务系助理教授张逸颖在供应链管理领域研究取得新突破，研究成果在国际权威期刊Production and Operations Management发表。

研究团队与中国领先的电商平台京东合作，深入研究了制造商如何利用PC2M策略推动产品开发。研究发现，制造商通过平台支持的大数据分析（PBA）和平台支持的产品仿真试验（PST）能有效促进新产品开发，但同时也面临一定的挑战。基于大规模交易数据和一系列严谨的因果分析，发现PBA和PST在新产品市场表现上均有显著提升，且效果因产品类型和市场差异而异。这些发现为改善当今数据丰富环境下的新产品开发提供了重要的管理学洞见。10

金统院李海奇教授团队研究成果在计量经济学顶刊发表

近日，金融与统计学院李海奇教授及博士生陈麒同在计量经济学领域取得研究进展，研究成果在计量经济学国际顶尖期刊Journal of Econometrics发表。
该研究为具有平滑结构变化的因子增广回归提供了新颖的时变预测组合方法（Time-Varying Factor Combination for Factor-Augmented regressions, TVFCFA）。TVFCFA方法允许预测变量维数发散并且组合权重随时间平滑变化，从而能刻画变量间的动态关系、减少模型不确定性带来的预测风险，进而提高预测方法的适用范围与预测能力。

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化工院梁宵教授课题组在水系卤素电池领域取得重要进展

近日，化学化工学院梁宵教授团队基于前期构建的卤素四电子转移电化学反应，利用电极的络合效应协同水系电解液中的盐析效应，有效提升了多电子转移卤素电池的循环稳定性，构建了本征安全、低成本、长寿命的高比能锌溴电池和锌碘电池。为开发高比能、本征安全和低成本的水系电池提供了新思路和新策略。两项研究成果发表在Joule和Chemical Science等国际顶刊。络合-排斥策略应对卤素电池的水解、析氧及动力学挑战。
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教科院宋琼将助理教授研究成果在高等教育学国际权威期刊发表

近日，教科院宋琼将助理教授在高等教育研究领域取得进展，研究成果在高等教育学领域国际权威期刊Higher Education上发表。
该研究采用系统性的定量分析方法，对1962年至2018年我国高等教育入学情况进行了宏观层面的探索。揭示家庭社会经济地位及性别因素在高等教育扩招过程中的重要性，深入阐释社会经济地位在高等教育选拔过程中如何影响性别不平等的作用机制。

学海无涯 书海行舟

我们的世界还留有太多未知

湖南大学的科研工作者们

奋力耕耘 勇攀高峰

在科研道路上不断创造新的成就

是每一位湖大人的骄傲与榜样

来源丨物理与微电子科学学院 

半导体学院 生物学院 化学化工学院 

金融与统计学院 工商管理学院 教育科学研究院

编辑丨文亦佳 晋璟涵

责编丨周丹 文亦佳

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