上?？萍即髮W物質科學與技術學院任毅課題組開發了一種廣泛適用的制備超微孔有機磷聚合物(POPPs)的新策略，揭示了“自加速型”磷-碳鍵偶聯反應對無定型多孔材料的化學結構和微孔結構的影響，加深了對“化學反應動力學-非均相聚合-多孔結構”三者間關系的認識。相關成果近日發表于國際化學領域代表期刊《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）。多孔有機聚合物(POPs)材料在氣體吸附分離存儲、非均相催化、檢測傳感等方面有著巨大的應用潛力。雖然過渡金屬催化碳-碳偶聯反應已被廣泛應用于多孔有機聚合物的制備，但并非所有的碳-碳偶聯反應都適用于制備較高比表面積和均一孔徑分布的多孔有機聚合物。此外，POPs不溶不熔的特點使得認知材料結構-性質-功能間的關系變得極其困難。因此，尋找合適的研究對象、開發新的表征方法將極大地推動新型多孔有機聚合物的設計與開發。圖1.  a)碳-碳偶聯制備多孔有機聚合物和b)磷-碳偶聯策略制備...

近日，上?？萍即髮W生命科學與技術學院劉冀瓏課題組在學術期刊eLife上在線發表研究論文，揭示了磷酸核糖焦磷酸合成酶（PRPS）以六聚體為基本單位聚合形成兩種纖維狀結構的組裝機制（纖維狀結構進一步聚合成束形成細胞蛇）。這是首次在體內和體外證實了原核生物中PRPS細胞蛇的存在。同時，這項研究也首次解析了PRPS纖維狀結構的高分辨結構，揭示了纖維狀結構調節PRPS的變構調控，表明纖維狀結構的形成可能為細胞代謝提供更多層次的調控。磷酸核糖焦磷酸鹽(PRPP)是細胞多種代謝途徑的重要中間體，它被用于嘌呤和嘧啶核苷酸、組氨酸和色氨酸以及輔因子NAD和NADP的生物合成。PRPP合成酶(PRPS)的異常調節與多種人類疾病相關。酶活性的降低可能導致如Arts綜合征、非綜合征性感音神經性耳聾2型、腓骨肌萎縮癥5型和視網膜營養不良等神經系統疾病?；钚陨邉t有可能導致神經感覺缺陷、高尿酸血癥或痛風性關節炎。同時，人體中PRPS1或PRPS2的活性和表達異常也在結直腸癌、...

隨著全球氣候變暖趨勢的加劇，極端高溫成為制約世界糧食生產安全的最為主要的脅迫因子之一?，F如今情況因上?？茖W家的努力而有了不同——上科大特聘教授、中國科學院分子植物科學卓越創新中心林鴻宣研究團隊與上海交通大學林尤舜研究團隊合作挖掘了高溫抗性基因資源，探究了高溫抗性分子機制，培育了抗高溫作物品種。該重磅研究成果近日在國際頂尖學術期刊《科學》（Science）上發表。上?？萍即髮W和中科院分子植物科學卓越創新中心聯合培養2017級博士研究生張海為本文第一作者，他今年即將攜這份驚喜的“畢業禮物”迎來畢業季。溫度是一個復雜的物理信號，植物面對環境溫度變化時，需要及時有效地將這一物理信號“解碼”成生物信號，從而實現對溫度脅迫的快速應答。目前鑒定到的植物溫度感受器多為調節植物在溫暖環境下的形態變化或發育轉換過程，關于植物抵抗極端高溫的溫度感受器還未曾被報道過。一直以來，通過正向遺傳學方法定位克隆高溫抗性相關復雜數量性...

安全多方計算(MPC)是實現隱私保護的重要技術手段。它是指允許一組相互獨立的數據所有方在互不信任且不信任任何公開第三方的條件下，以各自的秘密為輸入聯合完成某個函數的計算。開發MPC程序需要實現MPC協議, 涉及到諸多密碼原理, 為了降低開發MPC程序的負擔, 幫助非密碼專業人員快速開發和部署MPC應用程序, 出現了許多封裝了MPC協議的MPC開發框架。為了提高性能，近年來的MPC開發框架允許開發者利用秘密類型來指定需要保護的變量。然而在實踐中，指定秘密變量對非專家來說既困難又十分重要，聲明太多秘密變量會降低性能，聲明太少秘密變量則可能有泄露隱私的風險。如何幫助非密碼專家的開發人員開發既安全又高性能的MPC程序? 如何在不損害隱私保護能力的前提下，盡可能地聲明盡量少的秘密變量? 信息學院宋富課題組就這一問題展開了長期深入的研究，并取得了重要成果?，F有的秘密類型系統過于保守, 聲明秘密變量受到秘密類型系統的約束, 卻無視秘密類型系統的警...

開關型功率轉換電路是典型的強非線性動態系統，精確求解這些電路的動態響應通常需要借助較復雜的數學模型。在構建生產實際電路前，工程師往往需要借助電子設計自動化（EDA）工具對所設計的電路進行動態仿真，并以此為參考優化輸出功率、轉換效率等工作指標。因此準確高效便捷的電路仿真工具對電路設計和參數優化至關重要。信息學院智慧電氣科學中心（CiPES）梁俊睿課題組圍繞開關型功率轉換電路的高效仿真和多目標優化等實際工程需求，對該課題組前期首創的擴展阻抗法（EIM）進行了新的改進，使之更具一般性地適用于具有非線性元件的電路的穩態仿真分析。以往針對非線性電路的傳統時域或頻域仿真算法皆從電路整體角度出發進行數學建模。不同于這些方法，梁俊睿組從元器件的角度出發，通過拓展“阻抗”這一針對交流電路元件動態特性的概念內涵和數學形式，更直觀地以“阻抗組合網絡”的形式構建非線性電路的數學模型，進而實現更高效省時的頻域仿真。通過把“阻...

近日，上?？萍即髮W物質科學與技術學院劉巍課題組在固態鋰金屬電池方向取得系列進展，相關工作分別發表于國際期刊Advanced Materials、Cell Reports Physical Science和Materials Today Energy。作為下一代儲能體系，全固態鋰金屬電池有望提供較傳統鋰電池更好的安全性和更高的能量密度。這其中，氧化物陶瓷電解質具有較高的離子電導率、較寬的電化學窗口和較高的化學穩定性，是一種極有前景的固體電解質體系。然而常規燒結氧化物陶瓷電解質往往需要高溫(>1100 °C)和較長時間（>10小時），往往導致雜質產生和無法實現固體電解質和電極間穩定和充分的界面接觸。劉巍課題組開發了一種可用于多種陶瓷電解質的微波輔助超快速燒結技術。該技術通過超快燒結過程有效抑制了鋰元素的揮發，并能實現電極-電解質一體化結構的超快速共燒結。所制備的全固態鋰金屬電池由于致密的電極-電解質界面和受抑制的元素互擴散，獲得了良好的電化學性能。相對于傳統的燒結技術...

近日，上科大生命學院孫博課題組在學術期刊《美國國家科學院院刊》（PNAS）上發表了題為“The convergence of head-on DNA unwinding forks induces helicase oligomerization and activity transition”（DNA解旋叉的對向聚合誘導解旋酶的寡聚及活性轉換）的研究論文，報道了一種解旋酶通過蛋白聚集狀態的改變來調整活性及功能的新路徑。DNA解旋酶是從原核生物到真核生物都高度保守的多功能馬達蛋白。這類蛋白參與了DNA復制、修復、重組及端粒維持等幾乎所有DNA代謝過程，其功能的缺失可直接導致遺傳信息的不穩定及疾病的發生。例如，RecQ家族的Bloom syndrome helicase（BLM）解旋酶在同源重組修復過程中主要通過解旋雙鏈DNA促進同源重組的進行。此外，BLM能夠破壞已經形成的RAD51-單鏈DNA核蛋白絲，發揮抗重組功能，進而避免不良同源重組事件的發生。該蛋白基因突變導致遺傳性的染色體斷裂和重排，致使布盧姆綜合征甚至癌癥的發生。然而，多功能解旋酶BLM如...

近日，上?？萍即髮W物質科學與技術學院陳宇林/柳仲楷組在拓撲半金屬材料NbSixTe2研究中取得重要進展，實現了狄拉克費米子速度和維度的可控調節。該成果在線發表于學術期刊npj Quantum Materials。由于量子限域效應，電子被局域在低維度（點、線、面等）運動時會表現出一系列有趣而重要的物理特性，比如在一維量子系統中能夠出現自旋電荷分離、手性無耗散輸運、Peierls相變等性質，因而相關材料成為基礎研究和電子學器件應用的重要研究對象。新型拓撲半金屬NbSixTe2提供了研究一維電子特性的理想平臺。此前研究揭示了這種材料具有一維金屬鏈(NbTe2)結構（圖1a），隨著Si元素比例x的變化 ，一維金屬鏈間距可從十幾埃米（?）調節到無窮遠。本研究中，課題組利用角分辨光電子能譜技術，系統研究NbSixTe2電子結構的演化。研究發現其中的特征拓撲電子結構一維狄拉克費米子(圖1b)與NbTe2一維金屬鏈存在密切聯系：Si元素比例x較大時，較大的金屬鏈間距讓電子波函數...

近日，上?？萍即髮W物質學院凌盛杰課題組成功制備出具有多級結構的海藻酸鈣纖維（AHIF），實現了對其力學、電學性能的靈活可調，有望用以匹配不同的生物應用場景；并進一步開發了一種非接觸式電信號識別模型，在結合機器學習后，其能夠準確識別可植入AHIF器件狀態。該成果發表于期刊Materials Horizons。 圖1 濕法紡絲（A）結合機械訓練（B）制備海藻酸鈣纖維可植入材料與生物組織器官之間力學及電學性能的匹配對于可植入器件研究至關重要，良好的匹配可有效降低免疫反應，有助于發揮生物信號調節作用。本項研究中，研究人員在AHIF濕法紡絲過程中同時采用了離子螯合和機械訓練技術。利用該方法制得的AHIF中保留了高取向分子網絡結構，具有穩定的分子網絡取向與宏觀取向的多級微纖結構（圖1，2），實現了優異力學性能。圖2 AHIF的形貌及結構表征通過實驗和計算機模擬，研究人員系統驗證了機械訓練誘導下AHIF的硬化、強化以及增韌效果及機制，成功實現...

近日，上?？萍即髮WiHuman研究所華甜課題組與程建軍課題組及中國科學院分子細胞科學卓越創新中心汪勝課題組合作，在國際學術期刊《自然·通訊》（Nature Communications）上在線發表研究論文，揭示了乙酰膽堿受體M4R的選擇性配體調控及信號轉導分子機制，對新型抗精神分裂癥及阿茲海默癥等藥物設計具有重要的指導意義。乙酰膽堿是一種基本的興奮性神經遞質，在維持意識清醒和學習記憶中起著重要作用。毒蕈堿型膽堿受體(muscarinic acetylcholine receptor, mAChRs)作為非常重要的一類乙酰膽堿受體，屬于G蛋白偶聯受體 (G protein-coupled receptor, GPCR)家族。 mAChRs包括五種亞型，M1R至M5R，在調節人體心率和許多中樞神經系統功能中起著重要作用，其中M1R和M4R是治療多種神經退行性疾病及精神分裂癥的理想靶標。但目前針對mAChRs的很多藥物都因為對受體選擇性差等問題而產生一定的副作用。因此，基于結構的藥物設計對開發靶向mAChRs家族的新型選擇性配體藥物...

深度學習模型在代碼領域的優秀表現造就了一大批高質量的AI應用，有效地提高了開發者的生產力。AI代碼模型的訓練需要大量訓練數據，開源代碼便是其重要來源。例如，Github Copilot，一個用于代碼生成的商業應用，使用Github上所有的開源代碼進行了大規模訓練。但這類應用引發了大量來自開源開發者的質疑，即使用開源代碼訓練商業應用是否合理？訓練數據中的不安全代碼如何避免？這些質疑對于Copilot及其相似產品的發展有著不可避免的重要影響。為了促進AI應用在代碼領域的健康發展，信息學院宋富課題組與合作者就這一問題展開了長期深入的研究。近日，他們在開源代碼版權保護研究中取得重要進展。研究人員認為，解決這些問題的關鍵在于目前缺乏一個有效的制約機制來阻止未經授權的AI模型來學習開源代碼，因此研究人員提出了基于數據投毒的開源代碼保護機制。這一機制是將預先制作的帶毒樣本植入開源代碼庫中并基于固定的規范聲明代碼庫帶毒，從而對侵權行為起到...

感應式無線充電技術因其便捷、安全及自帶的物理隔離屬性被廣泛應用于電動汽車、植入式醫療設備和手機手表等消費電子設備。近年來，科技發展和市場需求使得多負載無線充電成為研究熱點之一。在利用單一或多個發射線圈同時給多個用電設備提供電能時，如何給不同用電設備準確提供所需電能是該研究的主要內容。近日，信息學院智慧電氣科學中心（CiPES）傅旻帆團隊針對上述問題的研究取得重要進展，相關成果發表在電力電子領域國際學術期刊IEEE Transactions on Industrial Electronics。研究團隊以單發射多接收無線充電系統為例（系統框架圖如圖1所示），基于輸入輸出穩態特性分析，提出以副邊DC/DC變換器控制輸出功率，原邊逆變控制輸入激勵電流的控制策略，解決了在滿足輸出需求的同時保證系統效率最大化的關鍵問題；此外進一步將提出的最優激勵電流與現有文獻中的最優負載進行對比（實驗結果如圖2所示），論證了最優激勵電流是特定功率需求下的有效控制變量，為多...

近日，信息學院后摩爾器件與集成系統中心陳佰樂團隊首次利用單個光電探測器，在室溫下實現了從紫外、可見光、近紅外到延長短波紅外的超寬光譜響應。相關成果在半導體器件領域國際期刊IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS發表。由于不同氣體具有不同吸收特征峰，從紫外到紅外的全光譜探測有助于實現多種氣體的檢測。目前全光譜探測技術通常利用多個分立的不同波段探測器，系統相對復雜，實現高性能超寬光譜光電探測器將極大地簡化探測系統。目前報導的寬光譜探測器往往性能較差、暗電流高、響應光譜鮮有跨越多個波段。為了實現具有更寬的光譜響應、更低暗電流、可室溫工作的全光譜探測器，研究團隊經過探索，成功實現InP基InGaAs和InGaAs/GaAsSb二類超晶格材料寬光譜探測器新方案，器件的探測波段在長波方向可到延長短波紅外。此外，還在50nm厚度的P區創新性地設計了AlAsSb電子阻擋層和InAlAs過渡層，將光電探測器的探測波段短波方向延伸至紫外波長。圖1.(a) 器件剖面...

近日，上?？萍即髮W物質學院趙愛迪教授與南開大學胡振芃教授以及中國科學技術大學吳長征教授合作，在二維磁性范德華材料的研究中取得新的突破：研究人員利用分子束外延方法首次制備出了單層和雙層的CrTe3超薄膜，并在此基礎上制備出原子級銳利的CrTe3/CrTe2的面內金屬-半導體肖特基異質結。該成果發表于《先進材料》(Advanced Materials)。上圖：單層CrTe3的結構模型、掃描隧道顯微學圖像以及CrTe2/CrTe3磁性面內異質結的制備。下圖：CrTe2/CrTe3異質結的高分辨原子力顯微學成像、結構模型及其肖特基勢壘能帶圖。近年來，隨著以石墨烯和過渡金屬硫族二維材料為代表的二維材料研究的興起，帶有本征磁性的二維范德華材料引起了廣泛關注。由于單層的范德華材料是真正的二維體系，其磁性在原子級受限維度下依然保持長程磁序且易于通過外場和層間耦合效應調控，因此二維范德華材料有望被用于構建新型的量子自旋器件和拓撲磁性器件。從磁性分類來看，二維磁性材料可以...