Nature+2，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Nature发文报道在磁性超导取得进展

❖

在Nature发文揭示地幔动力新机制

❖

揭示海-陆耦合过程对北半球冰盖反馈机制

❖

揭示铁电絮凝系统中铁离子络合及絮凝过程对去除水中有机磷酸盐的重要作用

❖

提出ESG投资激励新理论

❖

提出模拟类人皮肤热感应功能的热源识别传感器

❖

揭示2023年土耳其双震致灾机理

❖

揭示微丝骨架关键解聚因子 MICAL 的活性调控机制

❖

发现未知磁性超导态

❖

揭示调控植物细胞自噬降解新机制

❖

在低维量子材料的复杂缺陷解析及其关联物态研究方面取得系列研究进展

❖

在自旋空间群理论研究取得进展

❖

在基因组单倍体分型组装方向取得新进展

❖

揭示蛋白质凝聚体互作在细胞微管生长过程中的功能

❖

揭示海马同时处理并整合时空信息的重要机制

❖

研制仿生多波长光谱调制机械响应智能窗户

❖

在柔性太赫兹吸收器原理及性能提升方面取得研究进展

❖

开发基于多价分子的高效 CRISPR 转录激活工具

❖

揭示结核分枝杆菌药物外排泵的转运及抑制机制

❖

开发新型界面修饰技术提升钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性

*以上排序按照新闻发布顺序排列

 殷嘉鑫课题组组织国际团队在磁性超导取得进展

南方科技大学物理系殷嘉鑫副教授课题组组织一支由中国、瑞士、德国和新加坡学者组成的国际团队在磁性超导调控方向取得进展，报道了南科大量子奇点与演生物质实验室观测到的手性笼目超导振荡，刷新了电子谱学空间能量分辨率的世界纪录（1μeV）。相关成果以“Chiral kagome superconductivity modulations with residual Fermi arcs”为题发表在国际学术期刊Nature上。

这项工作报道了殷嘉鑫团队在笼目超导体KV₃Sb₅和CsV₃Sb₅中观测到的手性超导能隙振荡，振荡周期为2×2。团队还通过建立超导序参量的振荡与波戈留波夫费米面在几何上的联系，揭示了笼目超导体基态的非常规之处。值得注意的是，在此项目中实验探测到的能隙振荡的空间能量分辨率达到了1μeV量级，刷新了此前10μeV量级的世界纪录。

林间院士团队联合海洋二所李家彪院士团队等揭示地幔动力新机制

南方科技大学海洋高等研究院院长、海洋科学与工程系讲席教授林间院士团队联合自然资源部第二海洋研究所（简称“海洋二所”）李家彪院士团队、中国科学院南海海洋研究所、法国巴黎地球物理研究所（IPGP）等单位中外科学家，首次在极端的北极环境中，成功实施破冰并放置海底地震探测仪器，揭示了超慢速扩张洋中脊的岩浆活动存在的超强变化，共同提出主动和被动地幔上涌双机制控制了全球洋中脊系统。研究成果以“Highly variable magmatic accretion at the ultraslow-spreading Gakkel Ridge”为题发表在国际顶级学术期刊Nature上。

基于这项海底深部探测和综合调查，研究团队发现北极超慢速扩张洋中脊极端丰富和高变化的岩浆供给特征，确立了主动地幔上涌这一新的动力学机制，提出了全球洋中脊系统均受主动和被动地幔上涌双机制控制的新理论。

业界评价称，这一成果颠覆了国际海洋学术界半个多世纪以来一直认为的超慢速扩张洋中脊岩浆供给极度贫瘠的观点，完善了地球板块边界动力学理论，在全球板块构造领域发出了中国科学家的声音。

海洋系刘青松团队揭示海-陆耦合过程对北半球冰盖反馈机制

南方科技大学海洋科学与工程系讲席教授刘青松团队在期刊Nature Communications上发表题为“Role of land-ocean interactions in stepwise Northern Hemisphere Glaciation”的文章，对北极冰盖形成以来西风带演化过程进行了系统性阐述，创新性提出海-陆耦合过程在北极冰盖演化与全球长周期变冷过程中扮演的重要角色。

该研究发现，全球大气环流重组时期导致海陆耦合过程加剧了全球陆地植被类型转型，这可能直接引发全球碳库的转型，这种新机制为预测东亚地区植被演化与全球气候之间的联系提供了新思路。 在未来全球变暖背景下，由于极地放大效应的影响，北半球高纬度地区相对低纬度地区增温更加显著，导致格陵兰冰盖消融，这也使得大西洋经圈翻转流不断减弱甚至停滞。因此，全面理解气候系统中不同圈层的反馈机制可以为未来气候变化和模型预测提供重要的参考。

雷洋课题组发文揭示铁电絮凝系统中铁离子络合及絮凝过程对去除水中有机磷酸盐的重要作用

南方科技大学环境科学与工程学院助理教授雷洋课题组，以"Importance of iron complexation and floc formation towards phosphonate removal with Fe-Electrocoagulation"为题在国际学术期刊Water Research上发表最新研究成果。该研究揭示了铁电絮凝(Fe-EC)系统中铁离子络合及絮凝过程对去除水中有机磷酸盐的重要作用。首次发现，在特定的无氧条件下，Fe-EC系统对有机磷酸盐的去除效率明显优于有氧条件。

该研究具有重要基础理论意义和潜在应用价值，它阐明了铁离子的络合以及絮体生成对Fe-EC系统去除有机磷酸盐的重要性，并发现Fe-EC系统在无氧条件下的有机磷酸盐去除效率显著高于有氧条件。这一发现有助于在无氧或者缺氧的真实污水处理过程中开发新型Fe-EC反应器，为开发新型有机磷酸盐去除工艺带来了新的启示。

南科大博士生张雨骞与导师合作提出ESG投资激励新理论

南方科技大学商学院金融系2020级博士生张雨骞与其导师杨招军副教授合作撰写题为“Dynamic incentive contracts for ESG investing”的论文，刊登在金融领域国际著名期刊 Journal of Corporate Finance（JCF）上。JCF 是英国商学院协会评选出的 ABS 评分最高的8本金融学杂志之一。

本文运用金融契约理论和证券设计原理，原创性地给出了解决这一激励问题的新思路，提出了一个可扩展的动态 ESG 激励相容的金融契约设计框架。该文章从理论上证明了 ESG 投资和投资者对 ESG 的关注缓解了信息不对称带来的低效率，提升了公司的投资价值。经验分析印证了本文部分理论结果。

刘玮书课题组提出模拟类人皮肤热感应功能的热源识别传感器

南方科技大学材料科学与工程系教授刘玮书课题组及合作者，在热功能皮肤领域再次取得重要突破，相关论文以“Heat source recognition sensor mimicking the thermosensation function of human skin”为题在The Innovation期刊上发表。

该研究提出了新颖的热源识别传感器（hsr sensor），能够实现对辐射、对流和传导等各种情况下热源识别的类皮肤热感知功能，改变了对热感知仍然停留于温度测量的传统认知。该传感器基于离子弛豫现象能够同时实现温度、接近和压力传感功能，通过结合不同的传感信号组合，实现对不同热源的识别热源识。

陈克杰团队揭示2023年土耳其双震致灾机理

南方科技大学地球与空间科学系副教授陈克杰团队及其合作者在学术期刊 Nature Communications 发表题为“Super-shear ruptures steered by pre-stress heterogeneities during the 2023 Kahramanmaraş earthquake doublet”的研究论文，剖析了2023年土耳其M7.8级和M7.5级双震破裂过程与预应力关系，为理解复杂几何形态断层上的破坏性大震致灾机理提供了新视角。

本研究结果表明，尽管断层几何形态复杂，但由于受预应力空间变化控制，土耳其双震依然发育成为了迄今为止记录到的最大大陆走滑地震以及双震序列。与我国2008年汶川地震类似，土耳其双震导致的人员伤亡和经济损失十分巨大。土耳其双震和2008年汶川地震分别发生在地中海和喜马拉雅典型地震带。本文对大陆走滑地震的研究也可为更好地了解我国青藏高原周边地震活动以及强震孕育提供参考。

魏志毅团队揭示微丝骨架关键解聚因子 MICAL 的活性调控机制

南方科技大学生命科学学院神经生物学系魏志毅副教授课题组在学术期刊 Nature Communications 上发表了题为“Autoinhibition and Relief Mechanisms for MICAL Monooxygenases in F-actin Disassembly”的研究论文，首次解析了微丝细胞骨架解聚因子 MICAL1 全长分子的冷冻电镜三维结构，揭示了其自抑制形成和解除的分子机制。

经过长期摸索，研究团队成功在体外表达并纯化了高质量的 MICAL1 全长蛋白样品。研究团队发现，这一蛋白样品主要以单体形式存在，且其氧化酶活性相对较低，表明 MICAL1 蛋白处于自抑制状态。借助冷冻电镜技术，他们成功解析了 MICAL1 蛋白的高分辨率三维结构，揭示了其多个结构域组装形成的自抑制构象。

殷嘉鑫课题组发现未知磁性超导态

南方科技大学物理系副教授殷嘉鑫课题组组织一支国际团队在磁性超导调控方向取得进展。研究团队报道了南科大量子奇点与演生物质实验室观测到的时间反演对称性破缺的笼目超导态，并开发了系统研究磁性超导的高分辨率电子谱学方法，相关成果以“Evidence for time-reversal symmetry-breaking kagome superconductivity”为题发表在国际学术期刊Nature Materials上。

文章报道了团队在笼目超导体Cs(V,Ta)₃Sb₅中观测到的非常规超导量子态。为了进一步研究磁性超导的电子结构起源，团队开发了一种新型的高分辨率电子谱学测量方法。殷嘉鑫等人指出，目前磁性超导理论可能还不够完善，无法完美解释磁性超导预选材料Sr₂RuO₄与UTe₂中观测到的新奇现象，也无法解释在Cs(Ta,V)₃Sb₅中的观测到的所有关键细节。因此，磁性超导仍然是一种未知的量子物态，研究磁性超导态的理论与实验的结合还存在许多探索空间，未来有望取得更重要的发现。

李瑞熙团队揭示调控植物细胞自噬降解新机制

南方科技大学生命科学学院生物系副教授李瑞熙团队在学术期刊 Developmental Cell 上在线发表题为“A condensates-to-VPS41-associated phagic vacuoles conversion pathway controls autophagy degradation in plants”的研究论文，揭示由无膜结构向圈状膜结构转变调控植物细胞自噬降解新机制。

课题组研究发现，在正常生长条件下， ARLA1s 促进了 VPS41 形成无膜结构。在自噬诱导条件下，VPS41 快速失去凝聚物特征转变为点状结构并结合到发展中的隔离膜上。伴随自噬进程，VPS41 逐渐促进晚期隔离膜与 MVB 融合形成酸性细胞器 VAPV，这一过程依赖于经典自噬途径和 SNARE 蛋白。因此，植物细胞隔离膜发展和与酸性细胞器融合形成成熟自噬体可能是一个合二为一的过程。

林君浩课题组在低维量子材料的复杂缺陷解析及其关联物态研究方面取得系列研究进展

南方科技大学物理系教授林君浩课题组与国内外研究团队合作取得系列研究进展，相关成果分别发表在国际知名期刊Nature Materials, Nature communications, Advanced Materials和Science Bulletin上。

研究围绕新型低维量子材料的可控合成制备与原子级高精度晶格缺陷结构表征，在CVD生长的拓扑半金属单层WTe₂晶界缺陷结构解析、四元化合物AuPdNaS₂纳米带的复杂晶格结构表征以及一系列低维功能性量子材料相变动态过程的高精度原位调控中取得系列研究进展。

刘奇航课题组在自旋空间群理论研究取得进展

南方科技大学物理系刘奇航教授课题组在描述磁性材料的对称性理论——自旋空间群理论研究中取得进展，相关成果以“Enumeration and Representation Theory of Spin Space Groups”为题发表在学术期刊《物理评论X》（Physical Review X）上。

这项工作不仅推进了描述磁有序材料的对称性理论，还为深入理解和探索磁性材料中的演生现象开辟了新的途径。通过几个代表性材料的例子，包括交错磁体候选材料RuO₂ 的额外能带简并、螺旋磁体CeAuAl₃中的螺旋自旋极化，以及非共面反铁磁体CoNb₃S₆中的几何霍尔效应等，研究团队展示了如何通过自旋群对称性分析，理解超越磁群框架下的新奇物理效应。

陈国安课题组在基因组单倍体分型组装方向取得新进展

南方科技大学医学院人类细胞生物和遗传学系陈国安课题组在《自然植物》（Nature Plants）上发表题为“Chromosome-level scaffolding of haplotype-resolved assemblies using Hi-C data without reference genomes” 的论文。

该工作基于高通量染色质构象捕获（Hi-C）测序技术，开发了不依赖参考基因组即可实现染色体水平单倍体分型基因组挂载（scaffolding）的工具——HapHiC。应编辑邀请，研究团队还于同期撰写题为“Achieving de novo scaffolding of chromosome-level haplotypes using Hi-C data”的研究简报（Research briefing）。期刊编辑和专家对该工作给予了高度评价。

余聪、魏志毅团队揭示蛋白质凝聚体互作在细胞微管生长过程中的功能

南方科技大学生命科学学院化学生物学系副教授余聪课题组与神经生物学系副教授魏志毅课题组合作，在国际学术期刊 Nature Communications 上发表题为“CLASP-mediated competitive binding in protein condensates directs microtubule growth”的研究论文。该论文提出了一种全新的竞争性结合介导介观层面蛋白质凝聚体之间相互作用的机制。

研究者首先从结构生物学角度入手，揭示了 CLASP2 蛋白羧基端的 TOG4 结构域与多种 CLASP 结合蛋白中的共同基序 TOG4 binding motif（TBM）相互作用。同时，研究人员通过序列分析发现了更多与 CLASP2-TOG4 结合的蛋白质，并通过蛋白质相互作用实验确认了这些蛋白与已知的 TBM 包含蛋白具有相同的 TOG4 结合模式。值得注意的是，这些蛋白同样能够发生相分离，并将 CLASP2 招募到其凝聚体中。类似地，CLASP2 可以介导这些凝聚体与 CLIP170 凝聚体形成稳定的接触，来调控微管与高尔基体、染色体动粒等细胞器之间的相互作用。这表明了一种普遍存在的微管靶向分子机制，为理解中尺度水平的复杂蛋白质相互作用提供了新的见解。

陈小菁课题组揭示海马同时处理并整合时空信息的重要机制

中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所王成研究员团队和南方科技大学生命科学学院陈小菁助理教授团队联合在Neuron杂志发表题为“Integration and competition between space and time in the hippocampus”的研究论文。

该研究揭示了海马这个大脑中的记忆中心如何同时处理并整合空间和时间信息，为情景记忆的形成提供了新的理解。这项研究为探索大脑如何构建我们对经历的时空表征提供了重要线索，或将推动记忆障碍治疗的发展。这一研究不仅为神经科学领域带来了新的突破，也为更广泛的科学研究提供了新的方向，尤其是在探讨大脑如何处理时空连续体验以及开发针对记忆相关疾病的特定疗法方面。

俞书宏、王金龙团队研制仿生多波长光谱调制机械响应智能窗户

中国科学院院士、南方科技大学理学院院长、化学系/材料科学与工程系讲席教授俞书宏，材料科学与工程系助理教授王金龙团队研制了一种仿生多波长光谱调制的机械响应智能窗户，可实现对不同波段太阳光辐射的选择性调控，相关论文以“Bio-inspired Mechanically Responsive Smart Windows for Visible and Near-infrared Multiwavelength Spectral Modulation”为题发表在学术期刊 Advanced Materials 上。

该研究开发了一种通用且可行的逐层组装方法来构建机械响应太阳光谱调制智能窗，通过控制薄膜的组成和结构可以显著改善其性能。与以往报道不同的是，本工作首次将吸收 NIR 而不影响 VIS 光透过的 W₁₈O₄₉ NWs 引入到机械变色智能窗中，通过与 SiO₂ NPs 结合使其具有选择性调制 VIS 和 NIR 光的能力。

丛龙庆课题组在柔性太赫兹吸收器原理及性能提升方面取得研究进展

南方科技大学电子与电气工程系丛龙庆副教授研究团队与合作者报道了一种基于连续域束缚态（BIC）的新型柔性太赫兹超表面吸波器。该研究将晶格对称破缺BIC的独特辐射特性和吸收器性能相关联，结合时域耦合模理论，展示了该器件在吸收效率、广视角、带宽可调性以及多频带吸收等方面的灵活调控能力。相关研究成果以“Flexible Terahertz Metasurface Absorbers Empowered by Bound States in the Continuum”为题，发表在学术期刊 Advanced Materials 上。

该研究在晶格对称性的框架下系统地探讨了 BIC 的辐射特性，并据此开发出具备广视场范围内稳定高效吸收、可调带宽以及多频带吸收等关键性能的柔性太赫兹超表面吸波器。这一创新设计为高性能太赫兹吸波器件的灵活实现提供了系统的解决方案，并有望在可穿戴设备、隐形技术及多光谱传感等领域发挥重要作用。此项工作不仅丰富了 BIC 的理论研究，也为超表面光电子器件及太赫兹光子学的发展注入新的活力。

陈炜团队开发基于多价分子的高效 CRISPR 转录激活工具

南方科技大学生命科学学院讲席教授陈炜研究团队在学术期刊 Nature Communications 上发表题为“Specific multivalent molecules boost CRISPR-mediated transcriptional activation”的研究论文。这项研究开发了基于 IDR（Intrinsically disordered region）及 MD（Modular domain）的高效 CRISPRa（CRISPR activation）转录激活系统，并揭示了转录过程中多价相互作用的调控机制。

本研究不仅开发了一个高效的基因转录激活平台，还为基因转录调控领域提供了重要见解。

廖茂富课题组揭示结核分枝杆菌药物外排泵的转运及抑制机制

南方科技大学化学生物学系讲席教授廖茂富团队在Nature Communications 上发表题为“Structures of the Mycobacterium tuberculosis efflux pump EfpA reveal the mechanisms of transport and inhibition”的研究论文。该研究表明，多药外排泵A（Efflux pump A, EfpA）可能作为脂质转运蛋白，在MTB细胞内促进脂质在磷脂双层之间的翻转，并揭示了新型抑制剂在EfpA上的作用位点及其抑制机制。

该研究解析了结核分枝杆菌多药外排泵 EfpA 的结构，表明 EfpA 在 MTB 中可能行使脂质转运蛋白的功能，确定了新型 MTB 抑制剂在 EfpA 内的结合位点。这些进展为靶向 EfpA 的抗结核新药研究和优化提供了结构基础，并推进了对 MFS 超家族脂质转运蛋白机制的理解。

 Aung Ko Ko Kyaw、罗光富团队开发新型界面修饰技术提升钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性

南方科技大学电子与电气工程系 Aung Ko Ko Kyaw 副教授与材料科学与工程系罗光富副教授科研团队合作开发新型界面修饰技术，提升钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。相关成果以 “Uniform Molecular Adsorption Energy-Driven Homogeneous Crystallization and Dual-Interface Modification for High Efficiency and Thermal Stability in Inverted Perovskite Solar Cells”为题，发表在学术期刊《先进功能材料》上。

该研究提出了一种有效的钝化和消除残余应力的双界面修饰策略，对于深入理解钙钛矿表面与分子钝化剂之间的相互作用提供了理论框架支持。

推荐阅读

--- 南方科技大学 ---

新媒体中心

新闻中心

值班编辑：杨奂彦

欢迎投稿、建议：

[e-mail]