生命系统能够将单次的化学信号输入转化为多阶段、时间有序的功能程序。这种复杂的时间编程能力，源于系统内部精密耦合的动力学路径与物质循环。在人工合成化学体系中，目前大多数化学燃料驱动的材料系统仅能实现“单次事件”响应，缺乏多阶段功能的集成与循环再生能力，复制这种功能面临巨大挑战。针对这一挑战，上海科技大学物质科学与技术学院郑宜君课题组设计并构建了一种基于N-甲基哌嗪二硫代氨基甲酸酯（DTC）的闭环化学反应网络（CRN）。该系统打破了常规局限，仅需一次二硫苏糖醇（DTT）燃料脉冲，即可自主触发两个时间分离的凝胶窗口，并最终完全重置回初始前体分子状态，成功实现了可循环的多阶段功能输出。相关成果近日发表于国际学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie-international Edition）。 图|单次燃料脉冲驱动自主双窗口凝胶的闭环化学循环网络     该系统通过内部资源循环设计，将单次燃料脉冲转化为...

拓扑光子学被认为是光子世界里的“量子霍尔”革命。如同电子可在拓扑绝缘体边缘无阻碍传导一样，光在拓扑光学结构中也能以边缘态的形式传播，展现出极强的抗干扰单向传播鲁棒性和集成光学应用前景。在集成光芯片中实现光学非线性效应的拓扑调控和高效输出，是该领域的一个重点与难点。因此，探索可拓扑的二阶非线性集成光学器件，成为一个日益凸显的前沿科学问题。近日，上科大物质学院沈晓钦课题组在学术期刊《通讯-物理学》(Communication Physics) 上发表了题为“Broadband nonlinear microresonator arrays enable topological second harmonic generation”的研究论文。首次提出了一个基于微环谐振腔二维阵列的拓扑二次谐波产生理论方案，为进一步在先进集成光学平台上开发具有拓扑保护的非线性器件、可编程逻辑门和量子光源提供了关键的理论基础。研究人员提出的“双频拓扑带隙工程”理论方案，巧妙借鉴了理想拓扑阵列中倍频光“拓扑失效”的关键问题，使...

上海科技大学物质科学与技术学院刘朋昕课题组在溶液化学研究中取得突破性进展，重新厘清了水溶液中钛(IV)离子物种的结构鉴定，修正完善了长达50余年的传统认识。该研究还首次揭示钛(IV)离子的动态簇合行为，为钛溶液化学的基础研究与工业应用提供全新理论支撑。研究成果以 “Dynamic Clustering of Aqueous Ti (IV) Cations” 为题发表于中国化学会期刊CCS Chemistry（《中国化学会会刊》英文）。审稿人一致认为该研究“提供了新的认识，有望更新教科书。”钛是地壳中丰度第九的元素，过渡金属中丰度第二的元素。钛元素广泛存在于岩石、土壤、水体及生物体内。自然条件下，钛元素的最稳定状态为正四价阳离子Ti (IV)，其溶液化学是钛元素分布和转化的核心，也是钛基工业品生产过程的基础。例如，钛元素的矿物提取、白色颜料的工业合成、光催化与光伏材料的制备等关键过程都与钛的溶液化学密切相关。自上世纪50年代起，学界围绕Ti (IV)在水溶液中的存在形式争论不...

近期，上海科技大学信息科学与技术学院任无畏团队联合上科大iHuman研究所周宁团队、瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）Michael Unser团队，在光学领域国际期刊 《激光与光子学评论》（Laser & Photonics Reviews）上发表了题为“High-Fidelity Miniature Fluorescence Microscopy Using Zernike-Based Point-Spread-Function Modeling and Hardware-Assisted Calibration”的研究论文，提出一套基于自研微型化荧光显微镜（Miniscope）系统的通用图像增强框架（MiniZSV），系统性解决了Miniscope成像面临的像差与背景荧光耦合问题，显著提升在自由活动动物中进行神经与血管成像的信号保真度和空间分辨率。Miniscope紧凑、可头戴的设计，使得神经科学研究者能够记录动物在自由活动下的神经活动。然而，其光学设计结构大幅简化带来了两个相互交织的成像瓶颈：一是空间变化的光学像差导致图像分辨率严重下降；二是组织散射和离焦的背景荧光使得信噪比进一步降低。更...

近日，上海科技大学2060研究院王慧团队及合作者在绿色甲醇高值化利用的关键催化反应研究中取得重要突破，先后在国际学术期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）和《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上发表研究成果，系统揭示了乙烯甲氧羰基化的新型多相催化机理，并在此基础上成功设计出高性能双单原子催化剂。将绿色甲醇转化为高附加值化学品是实现碳资源循环利用的重要途径。其中，乙烯甲氧羰基化是制备有机玻璃单体MMA（甲基丙烯酸甲酯）的关键步骤。长期以来，该反应主要依赖均相催化体系，存在催化剂分离困难、需使用强酸助剂等问题。发展高效、稳定且无需强酸助剂的多相催化技术，是推动该过程绿色化、工业化的核心挑战。针对这一挑战，研究团队首先从反应机理源头取得突破。在《美国化学会志》发表的工作中，团队通过深入研究，颠覆了该反应长期沿袭自均相催化的“金属氢化物”机理认知，首次提出...

5月19日，上海科技大学生物医学工程学院沈定刚团队在国际学术期刊Nature旗下子刊《自然-生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）上发表重要研究成果，提出了AI辅助乳腺癌无创诊断新方法。论文题目为“A deep learning system for non-invasive breast cancer diagnosis with multimodal data”（基于多模态数据的乳腺癌无创诊断深度学习系统）。 乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，早期准确诊断对改善患者预后至关重要。临床常采用多模态影像对病灶进行初步风险评估，并通过穿刺活检明确病理性质。然而，穿刺活检属于有创操作，不仅会带来额外医疗成本，更可能加重患者身心负担。基于多模态影像精准区分乳腺病灶良恶性、减少不必要活检，已成为乳腺癌诊断中的关键临床问题。 乳腺癌临床诊断流程及本文提出的多模态乳腺癌诊断模型框架 为此，研究团队提出了乳腺癌智能无创诊断系统BINDS。该系统整合超声、钼靶和磁共振等多模态影像数据...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院刘艳芬课题组联合北京脑科学与类脑研究所叶一泓研究员、中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心张在荣研究员，受邀在国际学术期刊《细胞生物学趋势》(Trends in Cell Biology)在线发表题为“ER ubiquitin ligases: Substrate Recognition and Emerging Cellular Functions”的综述论文。该综述围绕真核生物细胞中内质网泛素连接酶（ER ubiquitin ligases），系统总结了其如何精准识别不同类型底物，并详细梳理了其在内质网质量控制及相关细胞功能中的最新研究进展。内质网（Endoplasmic Reticulum, ER）是细胞内蛋白质折叠、加工与运输的重要场所。在蛋白质合成过程中，不可避免地会产生错误折叠或异常结构的蛋白质，这些“问题蛋白”若不能及时清除，将引发内质网应激并威胁细胞稳态。为应对这一挑战，细胞建立了多层质量控制机制，包括未折叠蛋白反应（UPR）、内质网相关降解（ERAD）以及内质网自噬（ER-ph...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院王竹君课题组、刘志课题组与北京大学刘开辉团队在原位表征领域取得重要进展。研究团队依托刘开辉课题组单晶石墨烯材料体系，研发出多层单晶石墨烯微反应器，成功打破了领域内长期存在的“压力/条件鸿沟”，实现在完全相同温度、压力条件下原位XPS和原位TEM的精确关联表征。相关成果发表于国际学术期刊《科学仪器评论》（Review of Scientific Instruments）。在催化反应研究中，精准捕捉催化剂在完全相同反应环境下的化学态演变与纳米级形貌动态变化，一直是该领域亟待攻克的核心难题。在研究气-固界面催化反应时，近常压X射线光电子能谱（AP-XPS）和原位透射电子显微镜（In situ TEM）是两件强有力的武器。然而，两者在实验条件上存在巨大差异：AP-XPS能发现表面有哪些元素、是什么价态，但它对压力极其敏感，通常在 25 mbar 就会达到极限。In situ TEM能看清原子如何排列，但其密封窗口（Si3N4）厚度通常在50 nm以上，像...

随着量子信息技术和微波光子学的持续发展，对工作于高频率、具备高品质因数（Q）且具有电学可调谐能力的声学谐振器的需求日益迫切，但在GHz频段同时实现上述三项关键性能仍面临挑战。现有基于连续谱束缚态（BIC）的谐振器设计通常依赖复杂的深度刻蚀工艺，不仅对加工精度要求极高，而且容易引入额外的散射损耗，从而制约器件Q值的进一步提升，并限制其实时可调能力的实现。近日，上海科技大学信息学院吴涛课题组与物质学院沈晓钦课题组合作在《先进科学》（Advanced Science）上发表了题为“Piezoelectric-Metal Phononic Crystal Enabling GHz Tunable Ultrahigh Q Quasi-BIC Mode”的研究论文，报告了首个在压电薄膜剪切水平（SH）波系统中实验实现的GHz准BIC谐振器。团队采用了一种结构简单的1D压电-金属声子晶体（PnC）架构，通过在悬浮铌酸锂（LiNbO3）薄膜上图案化金属一维PnC阵列构建声子能带结构。利用SH0 0模与高阶SH2 0模之间的破坏性干涉，成功抑制...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院罗振革课题组于《分子治疗》(Molecular Therapy)在线发表题为“SEC62-mediated ER-Phagy activation alleviates Alzheimer's disease pathology and restores cognitive function in 5×FAD mice”的研究论文，深入揭示了内质网自噬受体SEC62在阿尔茨海默病(AD)病理进程中的关键调控作用，证实特异性激活SEC62介导的内质网自噬，能够显著缓解内质网应激、减少阿尔茨海默病密切相关的Aβ斑块沉积、抑制神经炎症，有效改善AD模型小鼠的认知损伤，为解析AD发病机制、发掘全新治疗靶点奠定了重要实验基础。在全球老龄化背景下，阿尔茨海默病已成为最常见的神经退行性疾病之一。然而，其发病机制尚未完全阐明，临床上至今缺乏能有效延缓或逆转疾病进展的治疗策略。该病隐匿性极强，大多数药物无法顺利穿透进入脑部起效，也极大增加了特效药物研发与临床治疗的难度。内质网自噬（ER-phagy）作为一类选择性自噬途径，可特异性...

近日，上海科技大学拓扑物理实验室/量子功能材料国家重点实验室刘健鹏课题组联合南京大学、南方科技大学等合作团队，在菱方堆垛多层石墨烯体系中发现了一类新型自发对称性破缺金属态——“费米月牙”态。该新奇金属态展现出一种“变维轨道磁性”，在实验上表现为一种对平行磁场和垂直磁场同时具有磁滞响应的反常霍尔效应（图1e），称为“变维反常霍尔效应”（transdimensional anomalous Hall effect, TDAHE）。4月29日，相关成果以“Transdimensional anomalous Hall effect in rhombohedral thin graphite”为题，发表于国际学术期刊《自然》（Nature）。反常霍尔效应是凝聚态物理中连接磁性、电子轨道运动和能带拓扑的重要现象。通常二维体系中的反常霍尔效应与电子在二维平面内的手性轨道运动相关，并表现为与面外磁场耦合的霍尔响应（图1a和图1d）；而在普通三维体系中，当材料厚度远大于电子沿垂直方向的相干输运长度时，跨层相干轨道运动会被散射和退相干...

在医学影像领域，稀疏视角CT技术因可减少辐射剂量、缩短扫描时间，具有重要应用潜力，但传统方法难以兼顾稀疏采样下高质量重建与高效重建的需求。隐式神经表示技术凭借较强的特征拟合能力，能从有限的稀疏视角数据中重建出高质量的CT图像，在保留关键图像细节的同时降低辐射与扫描成本，为稀疏视角CT重建提供了有效路径。但隐式神经表示在CT重建中的应用受限于实时性不足的问题，单样本重建耗时较长，难以满足介入诊疗和术中引导等场景对实时成像的需求，限制了该技术在实际场景中的应用潜力。针对这一问题，上海科技大学信息科学与技术学院张玉瑶课题组和娄鑫课题组合作提出实时稀疏视角CT重建框架RTSyner，通过软硬件深度协同设计，有效提升了基于隐式神经表示重建方法的实时性能，实现了性能和速度的双重优化。为达成实时化目标，RTSyner从算法与硬件两端同时进行优化：算法层面，引入图像局部特征作为先验信息，融合特征与空间坐标数据，使模型快速稳定地学...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院席莹课题组的研究成果以“Mitophagy promotes lung repair and regeneration by restoring epithelial metabolic fitness” 为题发表于《自然-通讯》(Nature Communications)，揭示了线粒体自噬在肺损伤修复中的关键作用，并创新性提出靶向抑制线粒体去泛素化酶USP30，有望为急慢性肺泡损伤相关疾病提供全新干预策略。 急慢性肺损伤导致的呼吸系统疾病对人类健康构成重大威胁，以特发性肺纤维化（Idiopathic Pulmonary Fibrosis，IPF）为例，患者生存率低，目前获批的三个药物只能减缓疾病进展，肺移植是唯一可能的治愈手段。而病毒性肺炎的治疗通常侧重于抗病毒感染，缺乏针对肺组织损伤修复的干预策略。寻找新型干预靶点已成为损伤相关肺泡疾病研究中的迫切方向。肺泡Ⅱ型上皮细胞（alveolar type II cells, AT2）作为肺泡区域的干细胞，对肺泡稳态维持和肺损伤修复至关重要。既往研究发现，AT2细胞中的线粒体...

近日，上海科技大学生物医学工程学院彭畅课题组在超声领域期刊Ultrasonics发表最新研究成果，提出柔性颅骨贴附式像差校正相控阵超声系统（F-SCAPA），为脑部疾病无需开颅、精准入脑的无创治疗提供了新思路。经颅聚焦超声在神经调控、血脑屏障开放和靶向给药等方面具有重要应用前景，但传统刚性设备难以贴合复杂颅骨曲面，且容易受颅骨声学异质性影响，导致聚焦偏移和能量衰减，制约了治疗精度和应用舒适性。针对这一问题，研究团队研制了8×8柔性压电阵列超声贴片，中心频率为0.5 MHz。该器件具有良好的机械柔性和电学稳定性，可贴合不同曲率的头颅表面，最大拉伸应变达60%，表现出较好的穿戴适应性。 图1. 柔性颅骨贴附式像差校正相控阵超声系统结构与工作原理示意图。 在此基础上，团队结合CT颅骨建模、时间反转声场校正和3D相机定位技术，构建了个体化像差校正方案。实验结果表明，该系统可在人体颅骨模型中实现36毫米深部聚焦，轴向半高宽为8.9毫...