南科大2022年首月科研成果一览
2022年的第一个月
南科大高水平学术成果
源源不断涌现
研究内容涵盖多个方面
新冠流行变异毒株入侵机制
纳米复合热电材料
智慧交通领域
太平洋板块运动
金属空气电池领域
不可压缩曲面的计数
乙烯调控拟南芥根毛
......
一起来看看吧
王培毅团队联合研究首次揭示新冠流行变异毒株Omicron和Delta入侵机制
南方科技大学生物系、冷冻电镜中心研究教授王培毅团队联合中国科学院微生物研究所等单位在国际顶级学术期刊《细胞》（Cell）杂志在线发表了题为“Receptor binding and complex structures of human ACE2 to spike RBD from Omicron and Delta SARS-CoV-2”的研究论文，首次解析了新冠病毒两个关键突变株Omicron 和Delta RBD区（关键受体结合区）与人ACE2（hACE2）的复合物结构，阐明了其相互作用的分子机制。
研究团队解析了Omicron RBD/hACE2复合物的冷冻电镜结构（3.4 Å）和X-射线晶体结构（3.0 Å），同时还获得了Delta RBD/hACE2复合物的X-射线晶体结构（3.35 Å）。结构分析表明，Omicron RBD上的Q493R和Q498R的突变使其周围的相互作用网络发生了重排，K417N, G446S, E484A, G496S和 Y505H突变均削弱了Omicron RBD与hACE2的结合能力，N501Y的突变使其与hACE2上的Y41位形成 π-π相互作用而增强其与hACE2的亲和力。Delta RBD上的两个突变位点，L452R和T478K，从结构上看，两个位点不影响其与hACE2的结合，但是可能会影响抗体的结合，对部分现有抗体产生免疫逃逸。
（扫描二维码，查看原文）
刘玮书课题组在纳米复合热电材料研究方面取得系列进展
南方科技大学材料科学与工程系副教授刘玮书课题组在高含量的 Mg2Sn/Mg3Sb2 纳米复合热电材料和同成份异结构 Pnma Bi2SeS2-Pnnm Bi2SeS2 纳米复合热电材料方面取得研究新进展，相关成果分别发表在ACS Applied Materials & Interfaces和Nature Communications上。
在高含量Mg2Sn/Mg3Sb2纳米复合热电材料方面，刘玮书课题组提出了利用具有高Kapitza热阻的异质界面强烈散射声子的降低晶格热导率策略，提升了Mg2Sn基体相的热电性能。另一个研究通过掺杂诱导相变设计具有同质组成和异质结构的纳米复合材料，实现电热输运性能的协同调控以增强热电性能，为设计高性能纳米复合材料提供新的策略。
（扫描二维码，查看原文）
微流控-纳米医学课题组在提高HIV疫苗效力研究方面取得新进展
南方科技大学微流控-纳米医学课题组与中国医学科学院医学生物学研究所刘野课题组联合报道了一种二维纳米片作为免疫调节剂来提高HIV疫苗效力。研究成果以“Two dimensional nanosheets as immunoregulator improve HIV vaccine efficacy”为标题发表于《化学科学》（ Chemical Science）。
在本研究中，研究人员设计并合成了一种新型的具有良好水溶性的2D铒-镝纳米片（2D NSs）。这种纳米片作为免疫调节剂可以靶向淋巴结，激活巨噬细胞，显著增强HIV疫苗在小鼠体内的体液免疫应答和细胞免疫应答反应。转录组学结果分析进一步揭示了6个关键分子与体内2D NSs介导的免疫调节密切相关。本研究工作第一次实现了免疫调节2D NSs的设计及概念验证，极大地拓宽了传染病疫苗接种、肿瘤免疫治疗等以免疫为基础的预防和治疗的选择范围。
（扫描二维码，查看原文）
陈树明课题组实现高分辨率全彩色量子点发光二极管显示阵列
南方科技大学电子与电气工程系副教授陈树明课题组提出一种基于微腔光场调控技术的全彩色量子点发光二极管（QLED）显示的方法，实现了分辨率高达1700 像素每英寸（ppi）的全彩色QLED显示阵列，并可进一步提高至8000 ppi。相关研究成果“Ultrahigh Resolution Pixelated Top-Emitting Quantum-DotLight-Emitting Diodes Enabled by Color-Converting Cavities“以封面文章的形式发表在学术期刊Small Methods上，并被列入“编辑精选（Editor’s Choice）”。
研究团队提出了可光刻的谐振腔（颜色转换腔），实现了超高分辨率的像素化红、绿和蓝色QLED阵列，红、绿、蓝像素可低至5 µm，分辨率达1700 ppi；进一步利用电子束光刻，亚像素可低至1 µm，分辨率高达8000 ppi。相比喷墨打印、转印和光刻这些方法，该方法避免了对量子点发光层直接图形化带来的损伤，实现了超高分辨率的QLED显示阵列 ，且可大面积制造。
（扫描二维码，查看原文）
余剑峤团队在基于隐私计算的智慧交通领域取得多项研究成果
南方科技大学计算机科学与工程系助理教授余剑峤课题组在基于隐私计算的智慧交通领域取得一系列科研进展，其中两篇论文于同一日被相关领域国际顶级期刊IEEE Internet of Things Journal接收。
以“Towards Crowdsourced Transportation Mode Identification: A Semi-Supervised Federated Learning Approach”为题的文章，提出了一种用于交通模式识别的半监督联邦学习方案（MTSSFL）。以 “A Communication-Efficient Federated Learning Scheme for IoT-Based Traffic Forecasting”为题的论文，提出了一个新颖且实用的联邦学习方案（CTFed）来解决上述问题。
（扫描二维码，查看原文）
胡佳顺团队揭示五千万年前太平洋板块运动突然转向的机制
南方科技大学地球与空间科学系助理教授胡佳顺联合国际学者在Nature Geoscience上发表题为Dynamics of the abrupt change in Pacific Plate motion around 50 million years ago的论文，报道了北太平洋区域消失的古板块，及其与太平洋板块运动突然转向及夏威夷-皇帝海山链60度弯折之间的联系。
胡佳顺及其合作者提出太平洋板块运动转向和夏威夷地幔柱南向漂移共同导致了夏威夷-皇帝海山链的弯折，且两者的贡献大致相同。这一模型的提出完善了北太平洋地区的板块演化历史。在这一模型下，消失的古板块是解决太平洋板块运动转向机制乃至夏威夷-皇帝海山链弯折机制的关键。
（扫描二维码，查看原文）
海洋系青年学者合作在PNAS发文揭示海沟汞埋藏通量和机制
南方科技大学海洋科学与工程系林间和张传伦课题组联合培养博士后肖文杰及其合作者在美国科学院院刊（PNAS）发表论题为 “Substantial accumulation of mercury in the deepest parts of the ocean and implications for the environmental mercury cycle”（汞在海洋最深处的大量积累及其对环境汞循环的意义）的最新研究成果，首次揭示了深渊海沟汞的埋藏机制，发现深渊海沟的面积虽然占全球海洋不足1%，但自工业革命以来埋藏了大量的汞，在海洋乃至全球汞循环中扮演着重要角色。
研究团队从马里亚纳、玛索、新不列颠和布干维尔四条海沟采集了多根沉积柱状样，其汞含量和同位素等地球化学和沉积学的数据显示：（1）马里亚纳、新不列颠和布干维尔三条海沟汞埋藏通量比全球深海平均值要高数十甚至数百倍；（2）来自汞和有机碳的同位素证据表明，海洋表层的汞（主要是人为来源）能够快速沉降并保存在深渊海沟沉积物中；（3）沉积柱中汞含量自工业革命以来呈现快速增加的趋势，主要归因于人为汞的排放，表明人类活动释放的汞已经污染了世界海洋的最深区域。
（扫描二维码，查看原文）
刘吉团队在水凝胶生物电子界面上取得系列进展
南方科技大学机械与能源工程系副教授刘吉课题组在水凝胶生物电子界面领域取得多项研究成果，在国际顶级材料期刊Advanced Functional Materials上连续发表两篇论文，报道了功能水凝胶生物粘合剂在伤口闭合、组织修复、生物电子界面等领域的应用。
刘吉团队报道了一种人工合成的水凝胶粘合剂，具有即时的强韧组织黏附性能，优越的生物相容性和生物降解性，可适应于组织湿润的高动态环境，并且成功避免合成过程中小分子残留的问题。另一项研究通过在水凝胶粘合剂内引入动态分子识别（比如苯硼酸与多元醇的络合），能有效的提高水凝胶的自身高韧性，且能与潮湿的组织表面瞬间发生强力黏附（> 400 J m-2）。
（扫描二维码，查看原文）
肖波课题组发文揭示调节脑髓鞘发育的新机制
南方科技大学生命科学学院教授肖波课题组在美国科学院院刊PNAS发表题为“GATOR2 Complex Mediated Amino Acid Signaling Regulates Brain Myelination”的研究论文，首次揭示细胞内GATOR2介导的氨基酸感知/信号通路以少突胶质细胞自主性方式调控中枢神经系统髓鞘发育。
该研究的发现首次证明氨基酸除了作为营养物质参与细胞内物质合成等代谢过程之外，其作为信号分子在细胞内参与的信号通路调控也在哺乳动物中枢神经系统髓鞘发育中起重要作用。
（扫描二维码，查看原文）
谷猛团队在金属空气电池领域取得新进展
南方科技大学材料科学与工程系副教授谷猛团队在金属空气电池领域取得重要成果，论文题目为“Revealing the intrinsic atomic structure and novel chemistry of amorphous Li-containing products in Li-O2 batteries using cryogenic electron microscopy”，研究成果在国际顶级学术期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上在线发表。
该研究工作证明，冷冻EELS对敏感放电产物的确定真正开启了科研人员对空气电池的认知，为反应机理的研究和新型高效空气电池的推出提供了有力保证。
（扫描二维码，查看原文）
林蒙团队在聚光太阳能领域取得研究新进展
南方科技大学机械与能源工程系助理教授林蒙团队独立研发了具有现存最高峰值聚光比的太阳模拟器（人造太阳）系统。其最高可模拟4万倍太阳辐射，展现出优异的聚光特性以及灵活的可调性，可广泛用于从极端到均匀能流分布的聚光太阳能能量转换领域的研究。这项研究由南科大团队独立完成，研究成果以题为“A flexibly controllable high-flux solar simulator for concentrated solar energy research from extreme magnitudes to uniform distributions”发表在能源领域著名期刊Renewable and Sustainable Energy Reviews。
研究团队开发的40千瓦高能流密度太阳模拟器可提供在强度和光谱上接近自然阳光的聚光辐射环境，在尺寸、成本、操作灵活性、天气独立性和稳定性方面具有不可替代的优势。该极端能流密度太阳模拟器可以实现对能流矢量的控制和精确调节，从而为各种转换和储存太阳能的方法研究以及材料合成或热测试提供稳定持续且不受时间、天气和地域等条件制约的稳定可控的实验环境。
（扫描二维码，查看原文）
Stavros Garoufalidis教授团队在双曲3-流形中不可压缩表面的研究中取得重大进展
南方科技大学数学系、杰曼诺夫数学中心讲席教授Stavros Garoufalidis团队在计算双曲3-流形中不可压缩表面方向上取得重大进展，论文“Counting essential surfaces in 3-manifolds”在国际顶级数学期刊之一Inventiones Mathematicae上在线发表。
Stavros Garoufalidis教授团队证明用欧拉示性数对基本面的计数总有短生成函数，进而具有拟多项式行为，并给出了这些基本面个数的精确公式和渐进性，所给出的算法还可以计算这些生成函数和相应的曲面。此外，团队还通过使用双曲3-流形的SnapPea数据库，揭示了近60000个流形的计数结构，并利用孔数量对不可压缩表面进行计数。
（扫描二维码，查看原文）
郭红卫课题组揭示乙烯调控拟南芥根毛细胞分化的分子机制
南方科技大学生命科学学院讲席教授郭红卫课题组在美国科学院院刊PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)发表了题为“EIN3 and RSL4 interfere with a MYB-bHLH-WD40 complex to mediate ethylene-induced ectopic root hair formation in Arabidopsis”的研究论文。该研究通过分子遗传学、生物化学和细胞生物学等方法详细阐明了乙烯调控拟南芥异位根毛发生的分子机制。
本研究详尽阐述了乙烯诱导拟南芥异位根毛发生的分子机制。结合之前的研究成果，郭红卫课题组系统性地描绘了乙烯调控拟南芥根毛从发生到伸长的分子机制。
（扫描二维码，查看原文）
--- 南方科技大学 ---
新媒体中心
新闻中心
排版：陈思若
值班编辑：杨奂彦
欢迎投稿、建议：
weixin@sustech.edu.cn