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勇攀高峰！南大科研新突破
五月科技成果速览
活体微生物药物研发领域取得多项成果
▲▲▲南京大学生命科学学院华子春教授团队长期从事原创生物药的研制与转化，是国内最早开展活体微生物药物研发的团队。近日，团队的研究成果确定了沙门氏菌与宿主免疫反应之间的治疗响应信号通路，揭示了TLR5激动剂在癌症免疫治疗中的潜在应用价值。
团队在深入理解沙门氏菌肿瘤治疗响应与感染致病过程的基础上，新近开发了肿瘤细菌治疗的全新策略。这一巨噬细胞介导的肿瘤靶向递送工程化减毒沙门氏菌治疗策略，为溶瘤细菌治疗如何兼顾安全性、靶向性、有效性提供了新的解决方案；同时，这种多重肿瘤免疫疗法相互嵌套，层层联动的结合策略，有效实现了各疗法间的优势叠加，为如何更高效与更具针对性的结合多种癌症疗法，提供了新的思路。
基于热致磁相变的高效热-电耦合可再生能源制氢
▲▲▲高效可再生能源制氢是能源供应从“碳循环”到“氢循环”转变的核心技术之一。单一电力驱动的电解水制氢技术存在技术挑战，使得单一电力输入电解水制氢设备不能很好地适应可再生能源的波动性。能量之间的耦合增益效应是实现能量转换效率最大化的一种潜在途径，但仍需要探索能量耦合增益的物理机制和材料基础。针对以上问题，课题组在对多能耦合制氢研究积累的基础上，提出基于热致物理效应实现高效热-电耦合的可再生能源制氢材料设计理念。
二叠系卡匹敦阶（Capitanian Stage）底界"金钉子"正式发表
▲▲▲国际地质学界所称之"金钉子"，是划分地层界线的唯一全球标准。尽管"金钉子"已经在2001年被《国际地层委员会》和《国际地质科学联合会》正式批准，但"金钉子"剖面的实际材料、"金钉子"是否可用来国际对比等相关研究一直没有在任何刊物上正式发表，并且用作定义标准点位的牙形类化石Jinogondolella postserrata也没有图示，长期以来，该"金钉子"作为国际界线标准并没有发挥全球对比作用。沈树忠领导的国际工作组，与国内外多家科研单位合作，带领团队成员四次赴美国瓜达鲁普山地区，详细测制了剖面，采集了数吨样品和化石，历时十多年，并对采集的样品全部重新分析，进行了详尽的生物地层学、化学地层学和火山灰高精度地质年代学等综合研究，终于完成了这一工作，对于研究这些显生宙独一无二的超级事件发生的时间和过程具有极其重要的意义。
双手性共存液晶几何相位超结构
▲▲▲近日，南京大学陈鹏副教授、陆延青教授课题组在液晶平面光子学领域取得新进展，巧妙构建了相反手性共存的液晶微纳光子结构，实现了正交圆偏振光、共轭几何相位的同时调控。该工作突破了传统手性液晶单一自旋/几何相位调制局限，引领液晶微纳光学新范式。该工作提出了一套基于双手性共存液晶的几何相位调制新方案，突破了传统手性液晶的局限性。得益于液晶分子快速、自适应的受控组装能力，课题组发展了复杂手性微纳结构的精准构筑与操控方法。同时，该方案展现出较高的灵活性，适用于各类几何相位元件，兼具成本低廉、集成度高、无需对准等优势，为平面光子学提供了新思路和新技术。
量子拓扑光子学领域取得新进展
▲▲▲南京大学夏可宇与陆延青教授团队与日本理化所Franco Nori教授、天津大学聂伟副教授合作在量子拓扑光子学领域取得新进展。
相比各种传统的方法，手性量子光学系统可以利用量子机制实现光学非互易，提供前所未有的非传统量子信息处理能力。该工作提出了一种新型无磁拓扑光学系统——手性QE-CROW量子光学系统——来实现光学非互易。这种独特结构表现出非互易的能带结构特征，从而带来了许多新颖的物理现象以及潜在应用。该研究工作扩展了拓扑光子结构的能带特征，表现出显著的无磁量子非互易性，发现的无磁非互易光子行为揭示了与凝聚态电子系统中没有的物理特性。
LAMOST助力揭示亚海王星的结构和演化规律
▲▲▲在大小介于地球和海王星之间的行星中，比地球略大（约1-2地球半径）的称为"超级地球"，而比海王星略小（约2-4地球半径）的称为"亚海王星"。近期，研究人员利用我国郭守敬望远镜（LAMOST）并结合国际上的盖亚（Gaia）和开普勒（Kepler）空间望远镜数据，得到了行星半径分布随宿主恒星年龄和金属丰度的演化规律，加深了对于亚海王星结构的认知，为理解亚海王星的形成和演化提供了新的线索。
▲▲▲南京大学医学院附属鼓楼医院朱大龙教授团队近期发表了全球首创糖尿病新药葡萄糖激酶激活剂（GKA）多格列艾汀（dorzagliatin）的III期注册临床研究结果。研究分别详细展示和描述了多格列艾汀单药（SEED研究）用于治疗新诊断未用药2型糖尿病患者，以及多格列艾汀联合二甲双胍（DAWN研究）用于治疗二甲双胍足量治疗失效2型糖尿病患者的临床疗效和安全特征。多格列艾汀是全球首次完成2型糖尿病III期注册临床研究的GKA类原创新药，由中国研究者领导开发。
可量产化的全钙钛矿叠层光伏组件
▲▲▲近日，南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁教授课题组，运用涂布印刷、真空沉积等量产化技术，在国际上首次实现了全钙钛矿叠层光伏组件的制备，开辟了大面积钙钛矿叠层电池的量产化、商业化的全新路径。经国际权威第三方测试机构认证，大面积组件稳态输出效率高达21.7%，是目前报道钙钛矿光伏组件的世界最高效率，被最新一期的《太阳电池世界纪录表》（Solar cell efficiency tables）收录。相关成果于2022年5月13日，以"Scalable processing for realizing 21.7% efficient all-perovskite tandem solar modules"为题发表在《Science》期刊上。
关于庞加莱不变性在客观描述自然界中决定性作用的解释
▲▲▲近期，南京大学物理学院Craig D. Roberts教授和两位国际同事发表了一篇观点文章（Perspective），解释了量子场论的标准哈密顿方法违反了庞加莱不变性，进而带来了具有人为（artificial）动力学效应的预言，并可能使对给定物理系统的基本描述变得模糊、难以理解。这些问题已经在很长一段时期内使量子场论的传统正则量子化变得复杂，并导致了对自然现象的主观描述。事实上，如果系统涉及强相互作用——核物理和粒子物理领域的主要基本相互作用，那么可能很难使用正则量子化获得客观结果，因为人为动力学（赝力）本质上是非微扰的。相比之下，使用光前量子化来处理同一问题，利用固有时而不是经典时间，就可以保持庞加莱不变性，不会产生虚假的赝效应；因此，强相互作用问题的处理变得更简单。
利用人工神经网络算法识别和表征原子级厚度材料
▲▲▲现代工学院郝玉峰教授课题组近期将人工神经网络算法与二维材料研究相结合，实现了仅通过光学显微镜照片即可对二维材料的类型、层数、异质结构、缺陷浓度进行快速识别和表征，为二维材料提供了一种高效、无损的检测分析技术。郝玉峰课题组首先通过提取二维材料光学显微镜（OM）图片中每个像素的特征量RGB（红、绿、蓝）及HSV（色调、饱和度、数值）作为算法的输入值，建立了一种基于人工神经网络的模型，该模型可以对8种不同层数的二维材料进行快速分类，平均准确率达96%。研究团队还将该人工神经网络算法应用于表征二维半导体薄膜的缺陷密度研究中，极大地降低了材料表征的成本，提高了效率。
法拉第结的光电压记忆效应的发现
▲▲▲南京大学固体微结构物理国家重点实验室、现代工学院、物理学院的罗文俊副教授/邹志刚院士团队与南京工业大学孙庚志教授合作，以n-Si/CoOx作为光电极和MnOx作为对电极构筑了两端口法拉第结太阳能充电器件，发现该器件的暗态输出电压可以精确记录光生电压，具有光电压记忆效应的特性，可以使界面能量损失最小化，导致光充电器件具有更高的性能。此外，该团队采用半透明对电极代替不透明电极，使器件体积显著减小，实现了便携式高能量存储密度的太阳能充电器件（图3）。该研究发现的光电压记忆效应不仅在太阳能充电器件中有重要的应用，还可能用于理解和模拟人眼中的视觉暂留现象，罗文俊副教授领导的法拉第结材料与器件课题组正在开展相关研究。
“新基石研究员项目”正式发布
▲▲▲4月30日，"新基石研究员项目"正式发布。这是一项聚焦原始创新、鼓励科学家自由探索、公益属性的新型基础研究资助项目。该项目将设置"数学与物质科学"、"生物与医学科学"两大领域，支持在中国内地及港澳地区全职工作的科学家。"新基石研究员项目"是腾讯"可持续社会价值创新"战略的又一重要实践。社会资金的这一支持模式，是对国家基础研究投入的有益补充。据了解，"新基石研究员项目"的申报资格、申报渠道等更多信息将陆续公布，并在年内正式启动申报。
揭示雾霾和香烟颗粒加剧肺癌发生的新机制
▲▲▲近日，南京大学医药生物技术国家重点实验室（生命科学学院）董磊教授、张峻峰教授团队联合澳门大学王春明团队在肿瘤生物学方向上取得重要进展。该研究深入阐明了可吸入细颗粒物在肺癌早期发生过程中的作用机制：雾霾和香烟微粒挟持关键酶分子，压缩细胞外基质，破坏肿瘤免疫监视。研究还明确了这类污染物所诱发的病理变化的关键生物学反应节点，揭示了颗粒物在生物界面对催化反应的调节作用，为颗粒物诱发肿瘤的机制提供了新的解释，并对此提出有效的新型药物治疗分子靶标。
月壤研究新进展：用月壤实现地外人工光合成
▲▲▲近日，邹志刚院士、姚颖方教授团队与香港中文大学（深圳）、中国科学技术大学合作，详细分析嫦娥五号月壤的元素组成和矿物结构，从光伏电解、光催化和光热催化三个方面对嫦娥五号月壤的人工光合成性能进行了评估，并基于月壤人工光合成性能提出了可行的月球地外人工光合成策略。这项工作为建立适应月球极端环境的原位资源利用系统提供了潜在方案，并且只需要月球上的太阳能、水和月壤。基于该系统，人类或可实现“零能耗”的地外生命保障系统，真正支持月球探测、研究和旅行。
实现机器学习的量子优越性和量子盲盒游戏
▲▲▲近期，我校物理学院、固体微结构物理国家重点实验室、人工微结构科学与技术协同创新中心尹华磊、陈增兵课题组的最新研究成果同时实现了机器学习和通信复杂度的量子优越性。通过巧妙地设计相干态优惠券协议，本工作成功地使用线性光学量子技术实验演示了量子优惠券收集任务，利用"可能近似正确"（PAC）学习理论，首次实验证明了量子技术可以为机器学习提供具有量子优势的学习算法。为了进一步展示量子优惠券理论的潜在应用价值，文章针对备受年轻人追捧的盲盒游戏，设计了其量子版本并成功地进行了实验演示。这些结果有力地证明了利用量子技术可以在机器学习和通信复杂度方面实现相对于经典技术的量子优越性。
新型氧化还原活性金属配合物材料取得新进展
▲▲▲最近，南京大学化学化工学院左景林教授、金钟教授、袁帅教授等成功制备了由金属二硫烯配合物基元构筑的氧化还原活性金属配合物材料，并研究了其在Li金属电池方面的性能。左景林教授课题组在电荷转移金属配合物材料研究中取得了一系列重要进展。研究团队新合成了一例基于镍二硫烯配合物的单体，双[1,2-二(4-甲酰基苯)乙烯基-1,2-二硫烯]镍配合物，简称 Ni(bded)2，与3-连接的三-(4-氨基苯基)胺(TAA)以及4-连接1,3,6,8-四((4-氨基苯基)乙炔基)芘(TAP)通过亚胺键连接合成了两例含有金属单元的共价有机框架(COFs)，分别为Ni-TAA和Ni-TAP。其中，Ni-TAP是一种具有sql拓扑的二维网络，而Ni-TAA是具有ffc拓扑的三维网络。本文展示了基于镍二硫烯配合物基元的COFs材料在Li金属电池中的应用，为氧化还原活性金属配合物材料的研发提供了思路。
揭示最古老的冷泉碳酸盐岩成因之谜
▲▲▲彭永波教授团队在厘定现代冷泉碳酸盐岩特有的高维度同位素特征（多硫，叁氧，及他们之间的关系）的基础上，对标测试了陡山沱组底部这些超低的无机碳同位素的方解石，发现陡山沱组底部这些超低的无机碳同位素的方解石是当时微生物硫酸盐还原作用耦合的甲烷厌氧氧化过程的产物。在此基础之上，通过对比三峡地区7个剖面的地层化学指标发现，这些方解石是在盖帽白云岩溶蚀那一层之后才开始出现，而且在上面的白云岩无机碳同位素正飘之后，就消失了。这段时间也恰好对应白云岩中同生重晶石硫酸根17O负异常的时期。这应该是海洋硫酸根浓度突然增加的结果。根据Bristow 和Grotzinger的模型（2013），我们推测硫酸根浓度可能达到了现在海洋的水平（~30 mM）。这对我们认识地球的各个圈层面对极端事件如何相互作用和响应有重要帮助。
基于光响应手性超结构的动态多维全息复用
▲▲▲南京大学陈鹏副教授、胡伟教授、陆延青教授课题组利用非对称表面锚定的光控手性可翻转的液晶超结构，实现了多维度联合复用的动态全息技术。该工作提出了一套基于手性液晶几何相位超结构的动态多维全息复用的新方案，得益于"自下而上"的液晶分子受控自组装与"自上而下"的非对称图案化锚定的协同作用，该方案展现出较高的灵活性，同时具有成本低廉、制备便捷、操作简便、非侵入性等优势，为信息存储、处理与显示等领域提供新思路和新技术。
揭示谷氨酸受体突变损害认知的新机制
▲▲▲南京大学石云团队在一个智力发育迟缓的儿童发现了GluN2A的一个罕见突变(K879R)，即879位点的赖氨酸（K）突变成了精氨酸（R）。该研究的创新发现可以总结为以下几点：1. 在GluN2A受体上发现了一个新的内质网滞留信号。2. GluN2A受体在细胞膜上的表达增强，导致GluN2B受体表达互补性的减弱。3.GluN2A受体增强引起GluA1受体的减少。4.GluN2A在突触表达和功能的增强破坏突触的可塑性。5.GluN2A的增强损伤认知能力。
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来源：科技处编辑：刘雨璇 李佳轩封面：冯茗铭责编：佘静 于玥晗
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