科研动态 | 南科大近期科研成果一览

南科大的科技工作者

一直以来聚焦科研领域潜心耕耘

以科学家精神在前沿领域不断探索

近期南科大高水平学术成果

源源不断

在多个方面取得重要进展

一起来看看吧

南科大近期科研成果速览

❖

在多孔介质内部流动机理领域取得重要进展

❖

首次装配出MnTe基热电发电模组

❖

提出高温气体稀薄流动与辐射效应耦合的动理学模型方程

❖

揭示亚铁诱导水铁矿转化过程中镉和有机碳的动态行为

❖

具有多模式传感功能的离子电容传感器

❖

发现了在边缘嵌入结构中的体光伏效应

❖

建成国内首个分布式光纤传感“地上+地下”三维立体实时煤矿微震观测网

❖

提出了一种新型类生物机器人，变胞机器人 Origaker

❖

发表有关二维范德华超导异质结的晶圆级生长方法及其机理的研究成果

❖

揭示全球高山林线上移现象

❖

提出面向海洋能量收集的潮流能和离岸风能互补利用新方案

❖

在高通量药物靶点筛选技术方面取得重要进展

❖

揭示海洋古菌MGII的起源与演化

❖

发现植物抗病抑制因子SKRP的作用机理

❖

揭示超50%的样本高校对中国本科生的批判性思维能力具增值效应

❖

开发针对复杂多相态氧化镓机器学习势函数模型

❖

揭示2021年M7.4级青海玛多地震复杂断层几何现象

❖

在电压响应的力热双模态传感器取得重要进展

❖

首次提出非形式量子化的概念

❖

在钙钛矿光伏组件及叠层器件领域取得系列进展

❖

揭示植物RNA Pol II在基因3’端停顿的调控机制及意义

❖

开发便携式SARS-CoV-2变异监控技术

*以上排序按照新闻发布顺序排列

刘宇团队在多孔介质内部流动机理领域取得重要进展

南科大力学与航空航天工程系刘宇课题组关于结构化多孔覆层圆柱内部流场观测及其涡脱落机理的研究工作取得重要进展，相关成果以“Internal shear layer and vortex shedding development of a structured porous coated cylinder using tomographic particle image velocimetry”为题在流体力学领域顶级期刊Journal of Fluid Mechanics发表。

该研究通过流动显示与层析粒子图像测速（Tomo-PIV）技术，对透明结构化多孔覆层圆柱的内部及近壁流场进行了测量分析，首次实现了对多孔介质内部剪切层发展与涡脱落机理的实验观测，提出了无量纲涡脱落频率的特征流速修正并与实验及数值结果吻合良好。

物理系学生合作发表学术论文，首次装配出MnTe基热电发电模组

南科大物理系2019级本科生罗翊原与汪静涵合作在Energy & Environmental Science上以“Microstructural Iterative Reconstruction toward Excellent Thermoelectric Performance in MnTe”为题发表学术论文。

两位学生在MnTe基样品中实现微结构的迭代重构以大幅优化材料的电和热输运性能，并基于该材料首次装配出MnTe基热电发电模组。

吴雷课题组提出高温气体稀薄流动与辐射效应耦合的动理学模型方程

南科大力学与航空航天工程系吴雷副教授课题组在稀薄气体流动的动理论研究方面取得进展，相关成果以“Kinetic modelling of rarefied gas flows with radiation”为题在流体力学国际权威期刊Journal of Fluid Mechanics上发表46页长文。

该研究从气体动理论角度对稀薄气体流动与高温辐射场的耦合建立了首个介观动理学模型方程，可用于对例如高超声速等问题中的气体非平衡流动辐射过程进行计算研究。

刘崇炫课题组本科生沈心悦作为共同一作发文揭示亚铁诱导水铁矿转化过程中镉和有机碳的动态行为

南科大环境科学与工程学院讲席教授刘崇炫课题组2019级本科生沈心悦以共同第一作者身份在环境科学与生态学领域的国际知名期刊Journal of Hazardous Materials上发表论文。该论文题为“Mechanistic and modeling insights into the immobilization of Cd and organic carbon during abiotic transformation of ferrihydrite induced by Fe(II)”，深入探讨了亚铁诱导水铁矿转化过程中，镉和有机碳的动态行为。

本研究通过一系列的化学提取实验、先进的表征手段以及定量模型分析了亚铁诱导水铁矿转化过程中镉和有机碳的动态行为。研究结果扩大了我们对铁氧化物-有机质界面上镉的动态行为的理解，有助于我们通过耦合其他氧化还原化学过程从而开发一个新的镉循环的预测模型。

杨灿辉和葛锜团队合作发表有关具有多模式传感功能的离子电容传感器的研究成果

南科大力学与航空航天工程系杨灿辉团队与机械与能源工程系葛锜团队合作在《自然通讯》(Nature Communications) 上发表题为“Polyelectrolyte elastomer-based ionotronic sensors with multi-mode sensing capabilities via multi-material 3D printing”的论文，报道了通过多材料数字光固化3D打印技术一体化设计制造基于聚电解质弹性体的多模式传感离子电容传感器。

设计与制造性能稳定且具有多模式传感能力的离电传感器具有重要的工程应用价值。该研究则解决了传统离电传感器稳定性差和功能性单一的问题，为可拉伸离电传感器的设计、智造与应用提供了新的解决方案。

电子系陈晓龙课题组发现了在边缘嵌入结构中的体光伏效应

南科大电子与电气工程系陈晓龙助理教授课题组在《自然通讯》（Nature Communications）上发表研究成果，在基于范德华层状材料的边缘嵌入结构中发现了体光伏效应（Bulk Photovoltaic Effect, BPVE）。

本工作通过构建低对称性、准一维、边缘嵌入的范德华同质或异质结构，在其中发现了强烈的体光伏效应。边缘嵌入结构的物理性质不同于块体结构，因为该局部区域存在准一维的边缘态和应变。

南科大与合作团队建成国内首个分布式光纤传感“地上+地下”三维立体实时煤矿微震观测网

南科大海洋科学与工程系郭震副教授与罗彬助理教授团队联合江西省地震局、国家矿山安全监察局江西局，开展了针对煤矿矿井安全重大需求的三维立体地震监测试验。

合作团队从2023年7月开始，在江西省萍乡市安源煤矿监测试点地面周边部署了基于物联网的短周期地震仪组成的密集台阵，同时还进入矿井内部，在多个水平、倾斜巷道中布设了长达1.5公里的分布式光纤声波传感系统(DAS)，在国内首次建成地上和地下相结合三维立体实时微震观测网，对矿井内部的微震信号进行实时采集、回传、识别和监测。

戴建生院士团队文章在著名期刊获2022年最佳期刊论文奖

国际机构学与机器人学领域顶级期刊ASME Transactions: Journal of Mechanisms and Robotics在第47届机构学与机器人学大会上宣布，我校机械与能源工程系唐昭博士和戴建生院士有关类生物变胞机器人期刊文章 “Origaker: A Novel Multi-Mimicry Quadruped Robot Based on a Metamorphic Mechanism”获得了2022年“最佳期刊论文奖”（每年一篇）。

论文提出了一种新型类生物机器人，变胞机器人 Origaker。论文对机器人前沿科学有着巨大影响，促进了进化机器人的前沿科学研究。论文同时展示了一系列全新步态和运动策略，如快速旋转步态、爬楼梯步态、跌倒后自我恢复、折叠收缩、穿越狭窄通道和直角弯道瞬间改变前进方向等。

林君浩团队在Nature发表有关二维范德华超导异质结的晶圆级生长方法及其机理的研究成果

南科大物理系、粤港澳大湾区量子科学中心林君浩副教授课题组与南京大学物理学院、固体微结构国家重点实验室高力波教授课题组合作，在二维范德华超导异质结的晶圆级生长及其机理研究方面取得突破性进展，相关研究成果以《晶圆级范德华超导异质结的堆叠生长》（Stack growth of wafer-scale van der Waals superconductor heterostructures）为题发表在国际顶级期刊《自然》（Nature）上。

该工作提出了一种普适的“高温到低温”生长策略，在晶圆级尺度上实现了多层二维范德华超导异质结薄膜的生长，并且可以精确地控制薄膜的厚度和每一种材料的层数，堆叠生长的二维范德华超导异质结薄膜具有良好的晶体质量和较强的层间耦合，其中，与手套箱结合的原子结构表征结果在揭示薄膜生长机制和结晶程度方面起到了关键的作用。

环境学院曾振中团队揭示全球高山林线上移现象

南科大环境科学与工程学院副教授曾振中团队在生态领域顶级期刊Global Change Biology发表题为“Global distribution and climatic controls of natural mountain treelines”的研究论文。该研究成功构建一套基于遥感的全球高山林线数据库，深入揭示了在全球气候变暖背景下高山林线正在逐渐上移的现象，为理解气候变化对全球生态系统的影响提供了更为丰富的证据。

该研究构建的全球高山林线数据库不仅有助于生物多样性和碳评估，也可支撑生态模型的构建以及物种应对未来气候变化的适应性分析。作者还强调了在未来林线研究中，长时间序列的高分辨率遥感产品和野外数据的交叉验证的重要性。

刘金龙及合作者提出面向海洋能量收集的潮流能和离岸风能互补利用新方案

南科大力学与航空航天工程系2021级博士生刘金龙及合作者提出了一种面向海洋能量收集的潮流能和离岸风能互补利用新方案。相关成果以“Marine energy harvesting from tidal currents and offshore winds: A 2-DOF system based on flow-induced vibrations”为题在国际能源领域权威期刊Nano Energy发表。

与目前针对单一可再生能源的能量收集方案相比，该研究提出的两自由度海洋能量收集方案在最大转换功率、能量转换效率、环境适应性（来流速度）、能源结构灵活性方面展现出优异的综合性能。上述研究结果展现了两自由度海洋能量收集方案在促进无线传感网络实际应用中的巨大潜力，同时也将为电磁发电机和摩擦纳米发电机在海洋能量回收中的发展提供新思路。

陈顺兴团队在高通量药物靶点筛选技术方面取得重要进展

南科大化学系副教授陈顺兴（Chris Soon Heng TAN）课题组关于高通量药物靶点筛选技术揭示细胞特异性药物-靶点相互作用研究工作取得重要进展，相关成果以“Target deconvolution with matrix-augmented pooling strategy reveals cell-specific drug-protein interactions”为题发表在学术期刊Cell Chemical Biology上。

该研究提出一种高通量的混检策略(MAPS)以鉴定药物的靶点，通过该方法分析5种细胞系药物-靶点相互作用结果，揭示了在不同细胞系之间的靶点和结合亲和力有差异，并且进一步验证了BRAF和CSNK2A2分别是巴非替尼（bafetinib）和阿西贝利(abemaciclib)的潜在脱靶靶点。

海洋系张传伦教授团队联合国内外多个单位发文揭示海洋古菌MGII的起源与演化

南科大海洋科学与工程系张传伦讲席教授团队联合国内外多个科研单位在海洋微生物领域取得重要进展，首次揭示了海洋异养浮游古菌MGII的热起源特征和可能的演化过程。相关研究成果以“A moderately thermophilic origin of a novel family of marine group II euryarchaeota from deep ocean”为题被国际期刊iScience（影响因子6.107）接收。

本研究对来自马里亚纳海沟“挑战者”深渊的不同深度的水体样本进行了宏基因组测序和生物信息学分析，初步揭示了MGII的热起源特征和潜在的进化过程。本研究推测MGIIc可能起源于一个共同的祖先，该祖先生活在温度较高的海洋环境中，如热液喷口。论文作者将MGIIc这个新类群命名为Candidatus Qianlongarchaea bathyliensis fam. sp. nov.（深渊潜龙海洋古菌）。

吴柘团队合作发现植物抗病抑制因子SKRP的作用机理

南科大生命科学学院副教授吴柘课题组和南京农业大学植物保护学院教授董莎萌课题组合作在植物科学知名期刊New Phytologist发表了题为“Plant immunity suppressor SKRP encodes a novel RNA-binding protein that targets exon 3′ end of unspliced RNA”的研究论文，揭示了一类植物新型RNA结合蛋白与剪接复合体互作调控其直接结合的RNA剪接，从而调控植物免疫的分子机制。

该研究解析了新型RNA结合蛋白SKRP通过结合并抑制抗病相关基因的RNA剪接负调控植物免疫的机制，为下一步针对该位点开展农作物抗性的遗传改良提供了重要理论支撑。

沈红团队揭示超50%的样本高校对中国本科生的批判性思维能力具增值效应

南科大高等教育研究中心主任、讲席教授沈红带领的研究团队在European Journal of Education期刊上发表题为“Challenges to Improving Higher Education Students' Critical Thinking Capacity in China”的论文，研究了中国本科生批判性思维能力及其增值的现状、挑战和可能的发展路径。

本文利用该研究团队于2016年12月在全国13省83所高校现场进行的“中国本科生能力测评-批判性思维”数据（有效被试样本量为15336），采用了基于分层线性模型HLM的残差差异方法，计量分析了74所高等学校（9所高校因有效数据量较少未进入模型计算）对本科生批判性思维能力的增值效应。

化梦媛团队开发针对复杂多相态氧化镓机器学习势函数模型

南科大电子与电气工程系助理教授化梦媛团队开发了针对复杂多相态氧化镓机器学习势函数模型，相关成果以“Complex Ga₂O₃ polymorphs explored by accurate and general-purpose machine-learning interatomic potentials”为题发表于计算材料领域顶级期刊npj Computational Materials上。

团队结合氧化镓半导体技术尖端发展趋势与机器学习最前沿研究，成功开发出能够大尺度模拟氧化镓多相态共生体系的分子动力学势函数，深入研究其生长调控机制与重要结构特性，对加速氧化镓半导体技术成熟和解决多相态共生体系制备关键技术问题具有非常重要的研究意义。

陈克杰团队揭示2021年M7.4级青海玛多地震复杂断层几何现象

南科大地球与空间科学系副教授陈克杰团队在Nature旗下期刊Communications Earth & Environment (CEE)发表题为“Complex strike-slip faulting during the 2021 Mw7.4 Maduo earthquake”的文章。

文章对2021年M7.4级青海玛多地震的发震断层几何，基于课题组开发的贝叶斯反演算法，综合大地测量观测、地质调查数据和余震机制进行了深入研究，发现此次地震虽为走滑破裂,但东南分支断层为低角度。这表明低角度断层也可能孕育走滑破裂，对于理解断层动力学、大型走滑破裂机制等具有重要意义。

刘玮书课题组在电压响应的力热双模态传感器取得重要进展

南科大材料系刘玮书教授课题组在高性能聚合物传感器领域取得新进展，相关成果分别发表以“Ultrasensitive Mechanical/Thermal Response of a P(VDF-TrFE) Sensor with a Tailored Network Interconnection Interface”为题发表在《自然通讯》(Nature Communications)上。该工作被编辑选为Highlight文章。

铁电聚合物由于其化学稳定性、柔韧性、生物相容性等在传感器、致动器和能量采集等领域有广泛应用。然而其低压电系数、热释电系数限制了铁电聚合物的进一步应用范围。因此，制备出高压电系数和热释电系数的成为关键。基于此，团队提出了通过界面工程提升铁电聚合物灵敏度的技术路线。

李勤与合作者首次提出非形式量子化的概念

南科大量子科学与工程研究院副研究员李勤联合粤港澳大湾区优势力量，与香港中文大学教授梁迺聪、陈国威合作，在数学物理中的几何量子化与形变量子化领域取得了重大进展。相关结果以“Quantizable functions on Kähler manifolds and non-formal quantization”为题被国际数学领域顶级期刊Advances in Mathematics正式接收。

他们提出了非形式化量子化(non-formal quantization)的概念，在凯莱流形上构造了此类量子化的具体实例，为几何量子化及高维量子场论相关问题的进一步研究奠定了基础。

丘龙斌团队在钙钛矿光伏组件及叠层器件领域取得系列进展

南科大机械与能源工程系助理教授丘龙斌研究团队针对钙钛矿光伏组件及叠层器件界面电荷复合及可规模化沉积工艺设计进行了系统研究并取得一系列研究进展，相继发表在Advanced Functional Materials，Advanced Science，Small，Journal of Alloys and Compounds等国际期刊上发表4篇论文。

团队提出了一种基于SnOX的无金属高导电性连接层结构，制备钙钛矿-有机叠层太阳能电池，前电池为宽带隙钙钛矿，背电池为窄带隙有机半导体，通过中间连接层串联连接。该简化的连接层有助于增强器件近红外区域的光俘获，最终实现器件效率为22.3%。此外，简化的连接层结构对于实现大规模制备及柔性叠层太阳能电池具有杰出的优势。

吴柘、戴紫薇团队合作揭示植物RNA Pol II在基因3’端停顿的调控机制及意义

南科大生命科学学院副教授吴柘课题组和助理教授戴紫薇课题组合作在国际知名学术期刊Genome Biology发表了题为“Coupling of co-transcriptional splicing and 3’ end Pol II pausing during termination in Arabidopsis”的研究论文。

通过实验结合数学建模，系统探究了模式植物拟南芥RNA Pol II转录终止阶段在基因3’端发生停顿的特征和调控规律，揭示了Pol II在基因3’端的停顿是确保植物多内含子基因高效共转录剪接的重要节点。

张博团队合作开发便携式SARS-CoV-2变异监控技术

新冠病毒（SARS-CoV-2）的不断变异导致公共卫生响应和疫苗接种计划复杂化。面对这样的状况，南方科技大学生物医学工程系副教授张博课题组联合斯坦福大学戴宏杰院士、深圳市第三人民医院的袁静主任、南方科技大学生物医学工程系微流控-生物材料实验室以及Nirmidas生物科技公司唐梅杰博士，研发出一种名为FEMMAN的新型SARS-CoV-2突变株检测技术，并将这一成果发表在Nature Biomedical Engineering上。这一科技突破有望从根本上改变我们对新冠病毒变种的诊断和监控方式。

FEMMAN技术利用纳米技术和生物传感器相结合的先进方法，不仅能准确检测病毒的存在，还能分辨出多达数十种不同的突变。

推荐阅读

--- 南方科技大学 ---

新媒体中心

新闻中心

排版：娄金灿

值班编辑：杨奂彦

欢迎投稿、建议：

[e-mail]