月度速览！南大科技领域新突破

2024年6月科技快讯

01

基于手性联二苯并[b,d]呋喃的MR-TADF材料和器件取得新进展

南京大学化学化工学院郑佑轩课题组提出了一种空间位阻辅助的双核策略来合成CP-MR-TADF材料，从而使手性八氢联萘酚单元可以参与到前线轨道分布中，提高了材料的CPL 性能（Adv. Mater., 2022, 34, 2204253）。但是由于八氢联萘酚基团在前线轨道分布中的占比不够高，CPL发光强度较弱，不对称因子（g）也仅为1.0×10^-3。与手性八氢联萘酚单元相比，[1,1’-联二苯并[b,d]呋喃]-2,2’-二醇分子更加扭曲，具有更多的分子内基团重叠，空间位阻大，有利于实现更好的CPL性能。因此，预计通过将该手性单元与MR-TADF单元相结合，可以得到具有更优良CPL性能的CP-MR-TADF材料并制备CP-OLED器件。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202403803

 CP-MR-TADF分子的设计策略

02

发现肌-骨对话轴调节肌源性骨病发病新机制

南京大学医学院甘振继教授课题组联合医学院附属鼓楼医院朱泽章教授课题组和复旦大学附属儿科医院李西华教授课题组在Science Translational Medicine长文发表了题为“Muscle-bone cross-talk through the FNIP1-TFEB-IGF2 axis is associated with bone metabolism in human and mouse”的研究成果。此项工作发现了肌-骨对话轴调节肌源性骨病发病新机制，这一肌-骨信号轴可能成为治疗肌肉疾病和骨质疏松症的潜在靶点。

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adk9811

肌-骨对话轴调节肌源性骨病发病新机制 头图

03

使具有离子跳跃迁移和自愈性的水凝胶电解质向无枝晶锌负极发展

南京大学现代工程与应用科学学院姚亚刚教授团队提出了一种分子工程策略，该策略将富氧聚氨酯（OR-PUU）引入聚丙烯酰胺（PAM）基HEs中（OR-PUU/PAM）。通过利用离子跳跃迁移机制构建离子传输通道，促进了离子快速转移，实现了Zn²⁺均匀沉积。OR-PUU分子上丰富的极性基团打破了固有的氢键网络，调节了水合Zn²⁺离子的溶剂化结构，抑制了副反应的发生。此外，OR-PUU/PAM HEs中层次氢键的相互作用使其具有自愈性，能够原位修复电镀/剥离引起的裂纹。因此，使用OR-PUU/PAM HEs的锌对称电池具有2000小时的长循环寿命。在2000 mA g^-1的电流密度下，Zn-MnO₂电池在2000次循环中展现出0.009%的低容量衰减率。总的来说，这项工作为通过HEs的分子工程实现无枝晶锌金属负极提供了有价值的见解。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202311082

（a）柔性锌-二氧化锰电池示意图。（b）不同HEs的CV曲线。（c）不同电流密度下OR-PUU/PAM HE的充放电曲线。（d）在电流2000 mAh g^-1下，不同HEs条件下柔性锌-二氧化锰电池的循环稳定性。（e）不同HEs条件下柔性锌-二氧化锰电池的倍率性能。（f）纤维状锌-二氧化锰电池示意图。（g）不同弯曲曲率下纤维状锌-二氧化锰电池的循环稳定性。（h）纤维状锌锰电池供电的柔性压力传感器在不同压力下的I-t曲线。

04

实现片上单稳态单孤子光频梳

南京大学现代工程与应用科学学院姜校顺、肖敏团队在微腔孤子光频梳中实现了孤子与背景光间的强相互作用。该强相互作用可以打破不同孤子态存在范围的简并性，从而实现单稳态单孤子光频梳的产生。基于这种新型的微腔光频梳，研究团队还实现了可100%确定性启钥操作的单孤子光频梳及低噪声微波源产生。该成果以“Strong interactions between solitons and background light in Brillouin-Kerr microcombs”为题发表于期刊《自然-通讯》（Nature Communications 15, 1661 (2024)）。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-024-46026-z

（a） 单稳态单孤子光频梳产生示意图。（b)）红失谐布里渊激光产生示意图。（c）孤子与背景光强相互作用机制示意图。

05

为探究地磁极性超时的形成、演化、终结过程提供重要线索

南京大学地球科学与工程学院李永祥教授团队的论文“Salient changes of Earth's magnetic field toward the end of Cretaceous Normal Superchron (CNS)”被美国地球物理学会（AGU）科学新闻杂志Eos选为亮点文章（Editor’s Highlight）进行报道。据悉，仅<2%的AGU期刊论文被选为亮点文章作专题报道。Eos报道指出，该项研究的新发现可为探究地磁极性超时（geomagnetic superchrons）的形成、演化、终结过程提供重要线索; 另外，该项研究可靠揭示出（robustly documents）的CNS期间地磁场强度动态变化为这一重要时期的地磁发电机数值模拟研究提供了检测基准。

论文链接：

https://doi.org/10.1029/2023JB028104

（a）大约9000万年前大陆块的古地理重建，来自Blakey[2011]。地图上标注的位置代表了长期和/或连续记录的地点，这些地点可以重建白垩纪超静磁期地球过去的磁场强度（古强度）。红色标记代表本文作者获得样本的地点。（b）推断出的整个白垩纪超静磁期的相对古强度（RPI）记录。本文作者提供的新数据显示为红色矩形框中的绿色曲线，表明在600万年的连续记录中，古强度发生了显著变化。右侧y轴显示了地球磁场的虚拟轴向偶极矩（VADM），反映了地球发电机的强度，这是基于对不同样品材料（整块岩石、单晶和玻璃碎片）的研究。

06

在光热蒸发领域取得进展

南京大学现代工程与应用科学学院王学斌教授课题组联合其合作者，制作了华夫格结构的太阳能蒸发器件（waffle-shaped solar evaporator，WSE），增强了马兰戈尼流，并实现了浓差和温差驱动马兰戈尼流的协同，最终演示了长期稳定抵抗结盐的真实海水淡化测试。该工作为稳定、高效、清洁的太阳能海水淡化和淡水生产提供了一种新方案。

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk1113

基于马兰戈尼效应以排盐的WSE设计示意图。（A）示意在盐水蒸发过程中，传统的平面蒸发器中的盐分布；因为仅靠浓差扩散，排盐效果较弱。白色斑点表示盐的浓度，青色和橙色渐变分别指蒸汽梯度、温度梯度。（B）示意WSE中的盐分布。华夫格结构的额外设计的侧壁，引入了表面张力梯度，引发了马兰戈尼流动（红色和棕色箭头）。蓝色箭头表示盐分输运。（C）界面光热蒸汽产生装置，其中以纤维素纸和聚苯乙烯泡沫作为供水和隔热材料。

07

在空气中实现钙钛矿/晶硅叠层电池的可规模化制备

南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁教授团队与天合光能光伏科学与技术全国重点实验室研发团队合作，实现了在空气中制备钙钛矿/晶硅两端叠层太阳电池，其稳态光电转换效率达29.4%，（德国Fraunhofer-ISE第三方认证效率28.7%，孔径面积为1.044 cm²），并在孔径面积为16 cm²的叠层电池上实现了26.3% 的转换效率。

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-024-49351-5

不同醇类制备钙钛矿薄膜的表征。（a-e）钙钛矿薄膜中的碘化铅分析。（f - g）钙钛矿薄膜的质量分析。（h-j）钙钛矿薄膜的均匀性分析。

08

精确刻画出太阳大气较差自转的三维图像

南京大学天文与空间科学学院“羲和号”团队利用其独特的多谱线、全日面、高精度的观测数据，对太阳表面大气层的自转速度的变化规律做了深入、细致的探索，得到了比较确切的答案。“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星，在国际上首次实现了太阳Hα波段光谱成像的空间观测。它可以同时获取多条谱线的精细结构，包括Si I（6560.58 Å）、Fe I（6569.21 Å）和Hα（6562.81 Å）谱线。这些谱线形成在太阳大气从光球层底部至色球层的不同层次。利用这些谱线的高精度观测，再运用谱线形成的反演方法，可以精确地推导太阳大气不同层次的多普勒速度场。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41550-024-02299-4

太阳大气由光球层底部到色球层不同高度处的多普勒速度图

09

成功制备出高质量自支撑镍基超导薄膜

南京大学现代工程与应用科学学院聂越峰教授课题组结合氧化物分子束外延（OMBE）技术与水溶性牺牲层辅助的高效转移方法，首次成功制备出高质量的自支撑无限层镍基超导薄膜。自支撑薄膜具有优异的晶格调控自由度，可实现远超单晶块体和外延薄膜所能达到的应变调控范围，且可通过转角异质堆叠构筑新体系，为研究镍氧化物的超导特性和揭示其高温超导机理提供了新的机遇。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/adma.202402916

高质量自支撑无限层镍基超导薄膜的制备与输运性质表征

10

在揭示全球河流-近海连续体有机碳转移和积累模式方面取得重要进展

南京大学地理与海洋科学学院邹欣庆教授团队基于已发表文献和数据集，汇编了2559个河流颗粒物、1325个海洋表层沉积物的Δ¹⁴C数据以及环境变量数据（陆地28个，海洋16个）。通过构建机器学习模型，结合GIS空间升尺度，首次绘制全球河流-近海连续体中Δ¹⁴C数据的高空间分辨率地图。进一步结合近海表层沉积物的总有机碳（TOC）含量和δ¹³C值，明确现代和古老OC积累热点区域及对当今碳循环的影响。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41561-024-01476-4

河流颗粒物和海洋沉积物Δ¹⁴C数据的机器学习模型构建。基于相关分析（a, d）和随机森林模型（b, e）明确环境变量在驱动河流颗粒物（a-c）和海洋沉积物（d-f）Δ¹⁴C数据中的重要性；基于特征选择的支持向量机模型对全球河流颗粒物（c）和海洋沉积物（f） Δ¹⁴C值的预测性能图。

精彩荐读

点击图片阅读：

吴为山塑《曹雪芹像》在白俄罗斯莫吉廖夫市揭幕

点击图片阅读：

校党委理论学习中心组召开学习（扩大）会 学习贯彻党的二十届三中全会精神

点击图片阅读：

一图读懂！南京大学2024年下半年重点工作

来源：科技处

编辑：张富杨 王雪纯 有   奕 马思源

责编：王   俊 李烨婧