近日，由我校物质学院教授马延航、章跃标和特聘教授Kenneth D. M. Harris组成的国际合作研究团队，率先提出了三维电子衍射结构解析的新方法，成功实现了分辨率仅为3.78 Å的共价有机框架结构精确解析。该成果在国际知名化学杂志《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上在线发表，题为Direct-Space Structure Determination of Covalent Organic Frameworks from 3D Electron Diffraction Data。图1. 相关论文在《德国应用化学》在线发表共价有机框架（Covalent Organic Frameworks, COFs）是由有机构筑单元通过共价键链接形成的二维或三维多孔晶体，具有孔道规整、稳定性高及功能可调等特点，可以实现分子尺度精准调控以及对客体分子的动态响应，具有广阔的应用前景。然而，这类材料结晶困难、骨架具有柔性以及存在结构缺陷等原因，导致难以获得高分辨的衍射数据，其原子级分辨率结构解析是该领域长期以来的重大挑战。此前，章跃标...

近日，我校物质学院电镜中心团队基于球差校正的扫描透射电子显微镜（STEM），利用先进的环形明场像（ABF）和环形暗场像（ADF）技术，成功观察到了电子束极其敏感的Na-LTA分子筛中的Na原子，以及分子筛框架中的O原子和所有Si/Al原子，并首次观察到了Fe取代的MFI分子筛框架中的Fe原子。此项成果以Direct Atomic-Level Imaging of Zeolites: Oxygen, Sodium in Na‐LTA and Iron in Fe‐MFI 为题发表在《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上，并被选为Very Important Paper及封面文章。分子筛由于其结构的可设计性和多样性，在吸附、催化等各个领域发挥着重要的作用。因此，对其结构中每个原子的直接观察，包括框架中的硅、铝、氧、取代性的杂原子以及非框架的阳离子等，对理解其结构和性能起着至关重要的作用。然而受限于该类材料极强的电子束敏感性，目前这方面的研究仍颇具挑战。在该工作中，研究人员首先选取了电子束最敏感材料之一的...

随着电动汽车以及各种电子产品对于高能量密度的安全储能设备的需求不断增长，全固态锂电池受到了极大的关注。传统的锂离子电池系统由于使用了易燃的有机电解液，其安全性一直以来都是人们关注的焦点，而固态电解质凭借其固有的热稳定性以及兼容高能量密度锂金属负极的特性，被认为有希望取代传统的液态电解液。然而全固态锂电池仍存在不少挑战，固态电解质和电极之间固固接触所形成的高界面阻抗仍是限制其实际应用的关键问题。此外，由于电极中较长的离子扩散路径，全固态锂电池的活性物质负载通常较低（<1 mg cm-2），该值远小于目前商用锂离子电池钴酸锂正极的12 mg cm-2和石墨负极的6 mg cm-2。近日，我校物质学院刘巍课题组在高性能全固态锂电池的固体聚合物电解质方面取得重要进展。他们突破传统制备方法，利用立体光固化成型（SLA）3D打印技术，以聚乙二醇二丙烯酸酯为聚合物基体原料，3D打印出一种具有三维表面结构的聚合物固态电解质。由于构建出3D...

9月9日，上海科技大学物质学院电镜中心主任Osamu Terasaki教授课题组和武汉大学邓鹤翔教授、昝菱教授团队合作在国际学术期刊《自然》（Nature）发表题为Molecular Compartments Created in Metal-Organic Framework for Efficient CO2Photoreduction的研究论文。该项工作通过以高分辨电子显微镜为代表的多种先进手段对具有优异光催化性能的TiO2-in-MOF材料进行了精准结构表征，揭示了其在二氧化碳光还原反应中优异催化作用的机理。基于太阳能的人工光合作用可以将二氧化碳转化为化学能源，然而催化剂的效率和稳定性一直是限制其得以广泛应用的主要因素。该论文通过在分子尺度精确调控光催化剂TiO2和金属有机框架（MOF）之间的协同作用，实现了优异的CO2光还原催化性能，在350 nm波长下量子效率达到11.3%，转化效率（TOF）结果是参考样品TiO2（P25）的14000倍。MOF材料是有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的有机-无机杂化材料，框架内的孔隙可以吸附...

围绕着近年来国家在计算机系统软硬件的“卡脖子”问题和“计算机系统软硬件自主可控”的战略布局，信息学院系统与安全中心（SSC）立足计算机系统底层前沿技术的探索和研究，为爆发式增长的各类应用需求以及学科间的交叉融合研究提供坚实的系统架构、算法、网络和安全等基础支撑。系统与安全中心教学科研团队近期，SSC先后在高性能计算领域顶级会议SC-2020、计算机操作系统领域顶级会议OSDI-2020和计算机系统结构领域顶级会议ISCA-2020上发表重要科研成果，实现了上海科技大学在计算机系统领域顶级会议零的突破。有别于理论与应用类的成果，计算机系统领域的研究工作，除了要求思路新颖之外，还需要在实体计算机系统上实现设计并开展验证和测试工作，具有设计开发测试周期长、实现难度大等特点。以上科研成果平均历时20个月，以数据存储、编译器和DRAM内存结构为三个切入点，针对计算机系统结构的问题提出了新思考，为计算机系统软硬件设计的新黄金时代积累自主...

9月7日，物质学院季泉江课题组与复旦大学甘建华课题组在《自然·催化》(Nature Catalysis)共同发表题为Catalytic-state structure and engineering of Streptococcus thermophilus Cas9 的研究论文，解析了Cas9核酸酶罕见的催化状态结构，揭示了嗜热链球菌Cas9核酸酶（Streptococcus thermophilus Cas9, St1Cas9）的催化机制和PAM DNA识别机制，并基于这些机制进化拓展了St1Cas9 PAM DNA识别，为Cas9核酸酶工作机制的理解和定向进化奠定了重要基础。CRISPR/Cas9基因组编辑技术由于简便性和高效性，已经被广泛应用于生物学、医学、农学等领域的基础与应用研究。目前最广泛使用的酿脓链球菌Cas9（Streptococcus pyogenes Cas9, SpCas9），由于脱靶性、细胞毒性、大尺寸（1368个氨基酸）和严格的PAM识别等性质，严重限制了其在疾病治疗等领域的应用。发掘和改造来自不同物种中的Cas9核酸酶是解决目前CRISPR/Cas9技术问题的一种行之有效的方法。St1Ca...

9月2日，我校生命学院沈伟课题组与免疫化学研究所/生命学院杨海涛课题组在国际学术期刊Science Advances（《科学·进展》）上在线发表了题为Parabrachial neuron types categorically encode thermoregulation variables during heat defense 的研究论文，论述脑干臂旁核（Lateral parabrachial nucleus , LPB）至下丘脑视前区（Preoptic area, POA）神经环路在热抵抗过程中的作用。该研究发现了LPB两种不同的热抵抗神经元分类化编码不同的温度调节变量，并阐述了这些神经元对发热、能量消耗及体重的影响，为热休克和更年期潮热症等疾病的防治提供了科学基础。热抵抗是高热环境下维持体温稳定的关键。热抵抗调节变量主要包括抑制产热和促进血管舒张。当环境温度从25℃变化到30-38℃高温后，小鼠的体温（Tcore）、背部棕色脂肪温度（TiBAT）和尾巴温度（Ttail）也随之快速变化。为了研究传入的热信号如何被转化为可差异化调节多个器官的控制信号，本研究发展...

近日，信息学院石远明课题组与香港科技大学、香港理工大学研究人员合作，在国际顶级综述类期刊 IEEE Communications Surveys and Tutorials 发表了题为 Communication-Efficient Edge AI: Algorithms and Systems 的论文。该论文针对边缘人工智能的通信瓶颈问题，从算法与系统设计角度全面地阐述了相应的解决方法。边缘人工智能是第六代移动通信技术（6G）的一种潜在的关键技术，通过将机器学习模型的训练和推理过程直接部署到网络边缘，为实现未来6G网络从“万物互联”（Connected Things）到“万物智联”（Connected Intelligence）的愿景提供了重要技术支撑。高通信效率的边缘人工智能算法设计。与基于云计算的人工智能系统不同，边缘人工智能系统资源的高度分散性、不均匀性、动态变化性、有限性，以及数据分布的非独立同分布性，为人工智能算法的设计带来了全新的挑战。为此，该论文广泛研究了大规模分布式边缘人工智能模型训练的最优化算法，主要包括：零...

8月14日，我校生命学院张辉课题组在心血管领域知名学术期刊Circulation Research上在线发表了题为“No Evidence for Erythro-Myeloid Progenitor-Derived Vascular Endothelial Cells in Multiple Organs”的研究论文。该论文证明在发育过程中红髓祖细胞（Erythro-Myeloid Progenitors，EMPs）是各器官驻留型巨噬细胞的来源，但不能在体分化为胚胎内血管内皮细胞，并进一步提示中胚层来源的成血管细胞（angioblast）才是胚胎内血管内皮细胞的主要起源。该工作解决了心血管领域内关于胚胎血管起源的争论，对于理解血管发育过程和促进心血管再生医学研究具有重要意义。血管网络一直以来被认为是从中胚层起源的成血管细胞经过血管发生（vasculogenesis）和血管新生（angiogenesis）过程而形成的。然而，近年有研究认为除了成血管细胞外，EMPs 也是血管内皮细胞的起源，在发育过程中可以分化为后脑、肝脏、心脏、肺脏等多种器官的血管内皮细胞。这一观点和领域内的...

北京时间8月13日，我校生命学院孙博课题组在知名学术期刊《EMBO Reports》上在线发表题为“Dynamics of Staphylococcus aureus Cas9 in DNA target association and dissociation”（金黄色酿脓葡萄球菌Cas9与目标DNA结合及解离的动力学）的研究论文。该论文首次揭示了金黄色酿脓葡萄球菌中的Cas9（Staphylococcus aureus Cas9，SaCas9）蛋白与靶标DNA结合、解旋、切割以及解离这一动态过程的分子机制以及两者之间的稳定互作位点。该工作对SaCas9作为DNA工具的开发和应用具有重要的指导意义。CRISPR-Cas系统是存在于细菌及古菌中的一种适应性免疫防御系统，能够抵御外源核酸的入侵，维持基因的完整性和稳定性。该系统中的重要Cas蛋白识别间隔子相邻基序（protospacer adjacent motif, PAM），在指导RNA (guide RNA, gRNA）的引导下匹配目标DNA后对其进行切割。CRISPR-Cas系统的简单、灵活和高效使其作为一种新的基因组工具在各种生物体中有着广泛应用...

近日，我校物质学院林柏霖课题组通过新型电极的构造和系统工程优化，首次开发出了太阳能到化学能的能量转换效率超过20%的二氧化碳（CO2）还原人工光合作用系统，相关工作以“An Artificial Photosynthetic System with CO2-Reducing Solar-to-Fuel Efficiency Exceeding 20%”为题，在国际知名期刊《材料化学杂志A》（《Journal of Materials Chemistry A》）上在线发表。植物通过光合作用把太阳能转换成电势能，进而驱动一系列生化反应把二氧化碳和水转化成含碳的能量载体和氧气，是碳基生物利用能源和碳物质的核心基础过程。但是自然光合作用中太阳能到化学能的转换效率太低，虽然理论值最高可以达到8%左右，但是实际上一般小于1%，因而消耗了大量的土地和水资源，难以满足人类社会面临的日益严峻的可持续发展挑战。受自然界光合作用的启发，人工光合作用可以通过光伏器件将太阳能转换成电能，再驱动电化学系统将水氧化成氧气，同时把CO2还原为含碳能量载体或...

近日，创业与管理学院助理教授洪苏婷与美国德雷塞尔大学教授Konstantinos Serfes、加拿大女王大学教授Veikko Thiele在产业经济学领域顶级期刊《Journal of Economics and Management Strategy》合作发表论文，“Competition in the venture capital market and the success of start-up companies: Theory and evidence”，对风险投资市场的竞争进行分析, 并阐述其对创业公司成功的影响机制。SpaceX、滴滴出行、字节跳动、大疆……这些科技公司的发展历程有何共同点？回顾这些公司的成长历史，它们的创始团队都曾获得过风险投资（简称风投）的支持。与银行等传统金融机构不同，风投公司关注具有创新能力和市场潜力的公司，风投为这些创业公司提供资金支持的同时，也积极参与创业公司的管理运营和战略部署，利用自身的专业经验和资源优势，为创业公司的发展保驾护航。图1：风险投资的运作机制  全球范围内，风投行业呈现高速发展的态势。在美国，1991...

7月31日，我校生命科学与技术学院王华翌课题组和陆珺霞课题组合作在学术期刊Cell Death & Differentiation（《细胞死亡与分化》）在线发表学术论文“RIP3-mediated necroptosis is regulated by inter-filament assembly of RIP homotypic interaction motif”。细胞程序性坏死（necroptosis）是一种由细胞外因子如肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor, TNF)诱导的细胞死亡方式，在体内参与调控病原体免疫、器官损伤等生理病理过程。细胞程序性坏死信号在细胞内的转导，由可转变为淀粉样纤维结构即被称为坏死小体(necrosomes)的蛋白复合物负责。坏死小体中，受体相互作用蛋白激酶3 (receptor-interacting protein kinase 3,RIP3)及其上游调控蛋白所共有的一种被称为受体相互作用蛋白同型相互作用基序(RIP homotypic interaction motif, RHIM)的结构域直接参与淀粉样纤维结构的形成。坏死小体淀粉样纤维结构的形成是坏死小体成熟和RIP3激酶的激活所必须的，是...

我校物质学院于平课题组与上海交通大学王世勇课题组合作，成功合成原子尺度的Heptauthrene结构，并验证了该结构自旋三重态的存在。8月5日，该成果以“Atomically Precise Synthesisand Characterization of Heptauthrene with Triplet Ground State”为题，在国际知名学术期刊《Nano Letters》上在线发表。由于可以通过设计π电子拓扑结构，实现调节其自旋特性，苯烯基纳米石墨烯（phenalenyl-based nanographenes）在制备自旋电子器件领域具有广泛应用前景。Heptauthrene 作为一种著名的由两个苯烯通过一个苯环连接而成的镜面结构，早在1958年Clar等人在溶液中进行尝试。然而由于其活跃的双自由基特性，利用传统的方式合成没有取代基的本征Heptauthrene具有很大的挑战性。在本研究中，研究人员利用结合湿法化学与表面合成的方式，成功在Au(111)衬底上合成了原子级精确的Heptauthrene并通过超高分辨扫描隧道显微镜和原子力显微镜的实验手段，清晰地表征了该结构...