在工业结构的制造和使用过程中，经常会出现各种材料缺陷和损伤，影响结构的安全可靠性，甚至可能造成严重的经济损失和安全危害。现有单个检测技术的信号模态单一，难以兼顾表面微小缺陷和埋藏缺陷的检测需求，多模态融合检测则能够充分利用各种检测技术的优势，实现更准确全面的检测与评估。近日信息学院智能医学信息研究中心叶朝锋课题组提出的电磁-光同步融合成像检测方法，可提高关键工业结构缺陷检测的全面性和准确性。研究成果以“Synchronous Imaging and Multimodal Fusion of Optical and Electromagnetic Measurements for Overlapping Defects Inspection”为题发表于国际期刊IEEE Transactions on Industrial Informatics。研究人员结合光学和电磁检测的优点，通过集成高分辨率磁场成像阵列传感器、光学相机和位移传感器，设计了电磁-光多传感器成像检测系统，可同步获取电磁和光学图像。同时还提出了一套多模态图像融合方法：通过分...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院杨晓瑜课题组在手性氮杂螺烯不对称合成领域取得突破。研究成果在国际知名期刊《德国应用化学》 （Angewandte Chemie）上在线发表。螺烯是一类由多个芳环邻位稠和而成的多环芳香化合物，由于其独特的螺旋手性以及刚性的π-共轭多环芳烃结构，手性螺烯在不对称催化、手性材料科学以及分子机器等众多领域中均有着广泛应用。相较于过渡金属催化，不对称有机小分子催化在绿色环保、官能团兼容性等方面具有优势，且催化不对称多组分反应可快速、多样化地合成具有结构多样性和复杂性的手性化合物，但目前发展的催化对映选择性合成手性螺烯的方法仍受限于单分子及双分子反应，催化不对称多组分反应在螺烯不对称合成中的应用尚未见报道。基于对具有非传统手性元素分子的不对称催化合成兴趣，杨晓瑜课题组近期利用手性磷酸催化下的三组分连续Povarov环化和氧化芳构化过程，以优异的对映选择性实现了一系列含有吡啶氮杂螺烯的不对称合...

无线电能传输技术的发展进步推动无线充电在越来越多的场景中得到应用和普及。近日，信息学院智慧电气科学中心（CiPES）傅旻帆课题组针对无线充电系统的研究取得系列进展，分别提出了一种新型的低辐射表现的集成式接收器以及具有清晰物理含义的低阶小信号模型，相关成果在电路与系统领域重要国际期刊IEEE Transactions on Power Electronics上在线发表。一．低辐射集成式无线充电系统接收器感应式无线电能传输技术在电能传输过程中可实现物理隔离，使设备的充电更安全便捷。在实际系统中，接收器通常比发射器更加注重线圈的尺寸与辐射的场强，因此，探索低辐射集成式接收器具有较高的应用价值。现有的集成方案主要关注线圈与补偿电容的集成，导致接收器结构复杂、实际加工难度大、且缺乏对电磁场辐射的考虑。研究人员提出了一种兼容经典接收线圈结构的新型集成方案，可显著降低电场辐射，并有效适用于高压小电流应用场景。该成果以“A Simple Integrated and Low-...

光子芯片是后摩尔时代的一个重要发展方向，在光通信、光传感和光计算方面都有着非常重要的应用。波导阵列是光子芯片的基本组成部分之一，也是集成光子系统中占用面积最大的元件。密集波导阵列既可以实现波导元件的高密度集成，显著降低片上占用面积和成本，同时也可提高诸如相控阵和空分复用等器件的性能。但是，由于光子的隧穿效应，相邻波导间的光信号并不能被完全隔离，形成了波导间信号的串扰，并且这种串扰会随着波导距离的减小而急剧增大，极大地限制了片上集成度的提高，是光学领域的一个重要难题。近日，上海科技大学信息学院邹毅课题组基于人工规范场（Artificial Gauge Field，AGF）理论，提出了一种片上半波长芯间距、低串扰、大带宽的密集波导阵列设计方案。相关成果以题为“Artificial gauge field enabled low-crosstalk, broadband, half-wavelength pitched waveguide arrays”在国际光学期刊Laser & Photonics Reviews上发表。研究人员通...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院林照博团队和上海交通大学附属国际和平妇幼保健院张健团队合作于Cell Reports在线发表题为“Modeling human ectopic pregnancies with trophoblast and vascular organoids”的研究论文，揭示了两种类型输卵管异位妊娠的绒毛及绒毛内血管的病理特点。异位妊娠也称宫外孕，是指受精卵在子宫体以外的部位种植及发育，其中98%发生于输卵管（即输卵管异位妊娠），是早期妊娠中导致产妇发病和死亡的重要原因，占所有妊娠相关死亡的4-10%。输卵管异位妊娠根据其妊娠结局主要分为流产型输卵管妊娠（AEP）及破裂型输卵管妊娠（REP）。AEP患者通常具有hCG水平低且呈下降趋势、出血少、自然转归较好等特征。而REP患者则表现为hCG水平持续升高、突然腹痛，以及血流动力学的不稳定，是妇产科最常见的急腹症之一。目前造成AEP及REP不同病征及结果的机制仍属未知。研究人员通过组织切片染色、组织透明技术、以及单细胞测序等方法，发现与...

随着环保意识的提高和科技的发展，全球加速迈入电动车时代。以锂电池为代表的动力电池作为新能源电动车的心脏，是实现交通领域绿色低碳转型的重要能源载体。到2023年，全球锂离子电池的全球总产量预计将超过1000 GWh，年增长率为67%。如何研发效率更高、稳定性更强的电池材料，是赋能动力电池实现“双碳”目标的重要课题。锂离子电池中负极材料的理论比容量(石墨~372 mAh/g)远高于常用的正极材料(钴酸锂~140 mAh/g，磷酸铁锂~170mAh/g)，电池的能量密度严重依赖于所使用的正极材料，因此开发稳定且具有高比容量的正极材料一直是锂离子电池领域的研究重点。层状正极材料由于其较高(>200 mAh/g)的比容量而受到人们的广泛关注。上海科技大学物质科学与技术学院谢琎教授团队长期致力于原子层沉积技术在层状氧化物正极材料合成、储存、电化学循环中的应用。该技术主要依赖于化学前驱体在物体表面上发生的半反应，使得原子层可以如同乐高积木一样层层搭建形成致密薄...

由于人体骨组织和软组织的声学特性差异较大，传统的超声成像技术难以用于脑部疾病的诊断。微波诱导热声成像（MITAT）作为一种基于微波激励和超声成像的新型生物医学成像技术，近年来受到了越来越多的关注。在基于热声成像的经颅脑卒中检测中，颅脑环境的声学异质性是一大难题。现有的热声成像算法大多假设整个成像环境的声学性质都是均匀的，然而颅骨的声速和密度远大于脑组织并具有较高的声衰减系数，这会引起热声信号的衰减、强反射、以及相位失真，使传统成像算法无法进行经颅脑成像或脑疾病检测。但即便如此，在热声成像技术中超声信号只需穿透颅骨一次，相比传统超声成像技术声波须穿透颅骨两次具有很大优势。上海科技大学信息科学与技术学院王雄团队采用深度学习技术解决经颅热声成像场景下颅脑组织声学异质性的难题，提出了一种名为“ResAttU-Net”的多层神经网络，以传统重建算法DAS算法重建生成的初步图像作为输入数据，利用仿真技术建立大量脑卒中检...

输电线路作为电能输送的重要通道，可以高效低损耗将清洁电能输送至需求地区，助力“碳达峰、碳中和”目标实现。当前，输电线路系统日益复杂，比如线路长度方面，已出现多条上千公里的超长输电线路；线路拓扑方面，包括交直流耦合输电线路、共享输电走廊的多回输电线路、电缆架空线混合的非均匀输电线路、多受/送端的多端输电线路等。在大规模新能源接入电力系统的背景下，我校信息学院智慧电气科学中心（CiPES）刘宇课题组聚焦长距离线路、复杂拓扑交直流输电线路，开展了线路建模、故障定位问题的研究工作。近日，相关科研成果在电力系统保护领域国际期刊Electric Power System Research上发表。长距离输电线路高精度时域建模与直流高压输电线路故障定位新方法针对长距离输电线路的分布参数特性，现有方案常采用贝瑞龙模型进行描述。传统贝瑞龙模型将输电线的电阻建模为两个集中参数电阻放置于电路两端，忽略了电阻的分布参数特性，增加了线路建模与故障定位误...

美国当地时间5月30日，上海科技大学免疫化学研究所研究员、生命科学与技术学院助理教授张璐，免化所特聘教授、清华大学教授饶子和院士团队与英国伯明翰大学Gurdyal S. Besra院士团队合作，在国际学术期刊《美国科学院院刊》（PNAS）在线联合发表了题为“Structure of the priming arabinosyltransferase AftA required for AG biosynthesis of Mycobacterium tuberculosis”的研究论文。率先解析了结核分枝杆菌细胞壁重要组成成分阿拉伯半乳聚糖（arabinogalactan, AG）合成通路中起始阿拉伯糖基转移酶AftA的三维结构，提出了AftA蛋白催化阿拉伯糖起始合成的选择特异性，对于理解结核杆菌细胞壁组装机制，阐明AftA作为潜在抗结核新靶点的工作机制和靶向性药物研发提供了理论基础。结核病由结核分枝杆菌（Mtb）感染引起，一直是造成感染人数和死亡人数最多的单一传染病，至今仍然是传染病死亡的主要原因，特别是耐药结核分枝杆菌和HIV共感染等给公共卫生安全带来...

近日，上海科技大学拓扑物理实验室、物质科学与技术学院张石磊教授团队实现了对信息存储载体在三维空间中的“折叠”与“展开”。研究团队在一种特殊的磁性材料体系中利用拓扑缺陷的性质，成功将三维拓扑自旋构型“折叠”至一个零维的奇点，并逆向实现其结构复原。研究成果发表于国际学术期刊Nano Letters。拓扑缺陷的形成与演化是物理学中的基本概念，是自发对称破缺的自然结果。例如，在晶体中不可避免地会出现缺陷，即那些阻断长程有序的“奇点”。这些点缺陷可以逐渐演变为一维的线缺陷或二维的面缺陷，继而发生断裂。换句话说，晶体的最终断裂可以追溯到早期拓扑奇点的产生；而点缺陷的形成决定了最终断裂的位置甚至构型。相同的概念在宇宙学中依然成立，即，最早期时空中布满了（由Higgs机制导致的）磁单极子奇点。这些磁单极子演化出一维弦，二维畴壁，继而形成丰富的基本粒子和现在的宇宙时空。换句话说，宇宙中的充盈信息和精致结构，都可以追溯并储存...

6月7日，上海科技大学生命学院童夏静课题组在学术期刊Cell Reports上发表了题为“Early pheromone perception remodels neurodevelopment and accelerates neurodegeneration in adult C. elegans”的研究成果。该研究发现了早期发育时期的信息素暴露，被秀丽隐杆线虫（简称线虫）的嗅觉神经元感知、中间神经元整合，重塑神经系统发育，使成年后的线虫神经元中的类胰岛素信号激活，抑制巨自噬，最终促进神经元退行进程。随着全球人口老龄化，衰老相关的神经退行性疾病给社会和家庭带来了沉重的负担。在神经退行性疾病，如帕金森综合征中，仅有10%受遗传因素影响，暗示着环境因素在调控神经元退行中发挥重要的作用。然而已有的研究主要聚焦于神经退行性疾病的遗传因素，环境因素如何作用于其发生发展一直不清楚。在诸多的环境因素中，信息素发挥着重要的调控作用。信息素是由动物个体分泌到体外的混合化学物质，可调控同种族其他个体的发育、生理和行为等。...

2023年5月23日，上海科技大学生命科学与技术学院胡霁课题组和上海交通大学基础医学院徐天乐课题组合作在Neuron上发表题为“Representation and control of pain and itch by distinct prefrontal neural ensembles”的研究论文。该研究探索内侧前额叶皮层不同的神经元集群对痛觉和痒觉信息的独立表征，并提出这两个神经元集群通过优先投射到特定的下游区域以调节疼痛或瘙痒相关的感觉和情绪行为。疼痛和瘙痒作为机体躯体感觉的重要组成部分，可以帮助人们防御外界伤害性刺激避免组织损伤。虽然这两者具有相似的信息解剖通路，但本质上它们依旧是两种截然不同的感觉，会引起不同的脑内感知和行为反应。然而，疼痛和瘙痒的信息是如何在大脑中编码以产生不同的感知区分并进行处理的，这仍然是一个有待研究的科学问题。本研究首次利用单细胞精度的活体显微钙成像技术在大脑的高级皮层——内侧前额叶皮层探究了在接受疼痛和瘙痒刺激输入之后神经元的不同响应规律...