国家重点研发计划重点专项项目启动......近期部分科研进展速览
科研动态
01
粗糙表面接触力学领域
机械工程学院徐洋研究员在粗糙表面接触力学领域取得新突破，相关研究成果在国际著名固体力学期刊《Journal of the Mechanics and Physics of Solids》上发表。
2018年，Sahli等(Sahli et al., PNAS. 2018, 115: 471–476)精准测量了一个用软物质(PDMS)制作的粗糙表面与一块刚性玻璃之间的实际接触面积随摩擦力的变化趋势，首次发现当两个接触面在切向方向上发生整体滑移前，实际接触面积随摩擦力的增大而呈抛物线递减，实验结果如下图实线所示。
研究提出了一种基于微凸体接触的粗糙表面统计学接触模型（如下图所示），重现了Sahli等实验中软物质粗糙表面与刚性玻璃之间的实际接触面积随摩擦力的变化趋势，揭示了处于粘滞和滑移状态下的实际接触面积的此消彼长是造成软物质总的实际接触面积随摩擦力递减的主要原因，提出了软物质粗糙表面最大静摩擦力并不是材料固有特性，而是由接触界面特性，如粘附能、最大剪切应力等和界面几何轮廓共同决定的这一重要论断。
徐洋研究员为该论文第一作者，徐洋研究员与格拉斯哥大学Daniel Mulvihill副教授为该论文的共同通讯作者，法国国家科学研究中心Julien Scheibert研究员与格拉斯哥大学Nikolaj Gadegaard教授共同参与了该研究工作。本次研究获得了校“黄山学者”优秀青年启动资金、利华休姆信托基金、国家自然基金青年基金项目的资助。
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http://news.hfut.edu.cn/info/1011/47189.htm
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02
新型光电探测器领域
微电子学院先进半导体器件与光电集成团队在多种新型光电探测器领域取得一系列进展。相关成果在微电子器件领域的重要期刊《IEEE Transactions on Electron Devices》上连续发表。
波长传感器是一种能够以定量方式区分不同波长的光电子器件。作为图像传感器的补充，波长传感器，因其在安防监护、自动驾驶、和遥感等技术上的广泛应用而倍受关注。但是多数无滤波辅助的波长传感器存在光谱区分范围较窄或波长分辨率低等问题。针对这个问题，上述团队提出了一种具有简易结构的波长传感器，是由两个相同的肖特基结光电探测器组成。通过两个光电器件的光电流比与波长之间存在的单调函数关系可以定量计算出入射光的波长。最终测试表明，波长传感器能够区分紫外到近红外（265-1050 nm）范围内的波长。特别是，在450-900 nm的波长范围内，波长分辨率可达~1 nm。研究成果发表在IEEE Transactions on Electron Devices，第一作者为微电子学院博士生付灿，罗林保教授为通讯作者。不仅如此，为系统优化光电导型光电探测器的性能，团队通过纳米压印技术，在GaAs基底上形成周期性层状钙钛矿光栅阵列（G-PVK）结构，并构建了钙钛矿光栅增强型GaAs基光电探测器。由于GaAs和G-PVK间内建电场促进载流子的有效分离，GaAs表面电子被耗尽，降低了器件的暗电流。此外，衍射光栅良好的陷光效应，使得器件的响应度实现了显著提升。最终测试表明，该探测器与无钙钛矿光栅的平面GaAs基器件相比，暗电流被抑制了2个数量级，光响应提高了215%。微电子学院研究生曾斌为此工作主要完成人，吴春艳教授和罗林保教授为论文的共同通讯作者。
另外，多光谱光电探测器需要对目标探测波长具有窄带响应，但目前已报到的窄带探测机制很难进行探测波长的实时调控。为解决这个问题，团队还提出了一种具有紫外和近红外窄带探测能力、波长实时可调的多光谱光电探测器。该器件由两个简单的Au/n-Si肖特基结构成。根据结控电荷收集窄化原理（JCCN），此器件的光谱响应不仅由光敏层的光吸收特性决定，还受到肖特基结电荷收集特性的控制。相关器件测试表明，当负响应峰和正响应峰分别接近紫外短波段和近红外长波段时，探测峰的半峰宽缩小至92和117nm。微电子学院研究生陈博瀚为论文工作的主要完成者，王莉副教授和罗林保教授为通讯作者。
以上三项研究均得到了国家自然科学基金、安徽省重点研发计划、中央高校基本科研业务费专项资金等项目的资助。
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03
细胞穿梭的合成泛素探针研究领域
食品与生物工程学院李宜明教授课题组在细胞穿梭、时间分辨的合成泛素探针工具研究领域取得新进展。相关研究成果在国际知名化学期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表。
发展化学生物学方法实现活细胞内高选择性，且具有时间分辨率的蛋白功能调控，有助于更加深入地解析动态的生物学过程。近期化学生物学的一些新突破，实现了时空分辨的蛋白质活性操控，如嵌入“caged”氨基酸、光控组装结构域、APEX邻近标记等，极大推动了动态生物学过程的研究。在这一背景下，精准合成的蛋白工具也可能用于活细胞内动态生物学事件的监测，尤其是针对那些难以在细胞内原位精准组装的翻译后修饰蛋白体系。目前该方面的研究尚鲜有报道，其主要难点在于精准蛋白工具的体外合成，合成蛋白的细胞内递送以及蛋白质探针的时空分辨操纵。
课题组在泛素（Ub）的骨架上引入了邻硝基苄基修饰的氨基酸，使得Ub探针在体外能够实现掩蔽与激活。在此基础上，将细胞渗透肽引入至探针的氮端获取了能够高效进入活细胞中的穿膜探针。使用穿膜探针在氧化应激过程中绘制了去泛素化酶活性变化的时间分辨图谱，发现此过程中许多去泛素化酶的活性呈现先下降再上升的趋势。还合成了尺寸更大、结构更为复杂的泛素链探针，并实现了其在活细胞内的时间分辨激活。该项目得到了“生物大分子动态修饰与化学干预”重大研究计划重点项目及国家级青年人才计划资助。学校与中科大联合培养博士生王玉、我校硕士生陈竞楠为共同第一作者，李宜明教授为通讯作者。
近年来，李宜明教授团队围绕细胞渗透型泛素家族活性探针的合成及应用开展研究，以通讯作者（共同）在Nat. Commun.、JACS、Angew. Chem. Int. Ed.、CCS Chem.等期刊发表多篇学术论文，主持或参加多项国家自然科学基金重点项目、面上项目。
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http://news.hfut.edu.cn/info/1011/46918.htm
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04
国家重点研发计划重点专项项目启动
近日，由学校牵头承担的国家重点研发计划“变革性技术关键科学问题”重点专项——基础三维无源元件的单片高集成度自卷曲技术项目启动暨实施方案论证会在合肥举行。副校长郑磊出席会议致辞，并代表学校向项目的顾问专家颁发聘书。
项目负责人黄文教授从项目背景、研究目标与技术路线、研究方法、软硬件研究条件保障、进度安排与项目管理等五个方面对项目实施方案进行了介绍，四位课题负责人分别对课题实施方案进行了汇报。与会专家围绕项目的重大性、基础性、变革型，项目实施期间可能出现的技术风险及解决办法，项目组织管理方案的落实，课题与承担单位之间衔接与协调等方面进行了质询，并提出了宝贵的意见和建议。黄文教授代表团队对专家提出问题有针对性地给予回答，获得与会专家的一致认可。专家组充分肯定了项目实施方案，一致同意项目启动。
本次启动会的召开，标志着项目的研究工作正式全面展开，项目组各课题单位将加快部署和进一步细化各课题任务并开展深入研究，确保按时、高质量、高标准完成项目。
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素材来源 | 机械工程学院 微电子学院 食品与生物工程学院
学生编辑 | 余依未
责任编辑 | 卫婷婷 刘太冰
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