近日，上海科技大学物质科学与技术学院刘巍课题组在固态锂金属电池方向取得系列进展，相关工作分别发表于国际期刊Advanced Materials、Cell Reports Physical Science和Materials Today Energy。作为下一代储能体系，全固态锂金属电池有望提供较传统锂电池更好的安全性和更高的能量密度。这其中，氧化物陶瓷电解质具有较高的离子电导率、较宽的电化学窗口和较高的化学稳定性，是一种极有前景的固体电解质体系。然而常规烧结氧化物陶瓷电解质往往需要高温(>1100 °C)和较长时间（>10小时），往往导致杂质产生和无法实现固体电解质和电极间稳定和充分的界面接触。刘巍课题组开发了一种可用于多种陶瓷电解质的微波辅助超快速烧结技术。该技术通过超快烧结过程有效抑制了锂元素的挥发，并能实现电极-电解质一体化结构的超快速共烧结。所制备的全固态锂金属电池由于致密的电极-电解质界面和受抑制的元素互扩散，获得了良好的电化学性能。相对于传统的烧结技术...

近日，上科大生命学院孙博课题组在学术期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表了题为“The convergence of head-on DNA unwinding forks induces helicase oligomerization and activity transition”（DNA解旋叉的对向聚合诱导解旋酶的寡聚及活性转换）的研究论文，报道了一种解旋酶通过蛋白聚集状态的改变来调整活性及功能的新路径。DNA解旋酶是从原核生物到真核生物都高度保守的多功能马达蛋白。这类蛋白参与了DNA复制、修复、重组及端粒维持等几乎所有DNA代谢过程，其功能的缺失可直接导致遗传信息的不稳定及疾病的发生。例如，RecQ家族的Bloom syndrome helicase（BLM）解旋酶在同源重组修复过程中主要通过解旋双链DNA促进同源重组的进行。此外，BLM能够破坏已经形成的RAD51-单链DNA核蛋白丝，发挥抗重组功能，进而避免不良同源重组事件的发生。该蛋白基因突变导致遗传性的染色体断裂和重排，致使布卢姆综合征甚至癌症的发生。然而，多功能解旋酶BLM如...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院陈宇林/柳仲楷组在拓扑半金属材料NbSixTe2研究中取得重要进展，实现了狄拉克费米子速度和维度的可控调节。该成果在线发表于学术期刊npj Quantum Materials。由于量子限域效应，电子被局域在低维度（点、线、面等）运动时会表现出一系列有趣而重要的物理特性，比如在一维量子系统中能够出现自旋电荷分离、手性无耗散输运、Peierls相变等性质，因而相关材料成为基础研究和电子学器件应用的重要研究对象。新型拓扑半金属NbSixTe2提供了研究一维电子特性的理想平台。此前研究揭示了这种材料具有一维金属链(NbTe2)结构（图1a），随着Si元素比例x的变化 ，一维金属链间距可从十几埃米（Å）调节到无穷远。本研究中，课题组利用角分辨光电子能谱技术，系统研究NbSixTe2电子结构的演化。研究发现其中的特征拓扑电子结构一维狄拉克费米子(图1b)与NbTe2一维金属链存在密切联系：Si元素比例x较大时，较大的金属链间距让电子波函数...

近日，上海科技大学物质学院凌盛杰课题组成功制备出具有多级结构的海藻酸钙纤维（AHIF），实现了对其力学、电学性能的灵活可调，有望用以匹配不同的生物应用场景；并进一步开发了一种非接触式电信号识别模型，在结合机器学习后，其能够准确识别可植入AHIF器件状态。该成果发表于期刊Materials Horizons。 图1 湿法纺丝（A）结合机械训练（B）制备海藻酸钙纤维可植入材料与生物组织器官之间力学及电学性能的匹配对于可植入器件研究至关重要，良好的匹配可有效降低免疫反应，有助于发挥生物信号调节作用。本项研究中，研究人员在AHIF湿法纺丝过程中同时采用了离子螯合和机械训练技术。利用该方法制得的AHIF中保留了高取向分子网络结构，具有稳定的分子网络取向与宏观取向的多级微纤结构（图1，2），实现了优异力学性能。图2 AHIF的形貌及结构表征通过实验和计算机模拟，研究人员系统验证了机械训练诱导下AHIF的硬化、强化以及增韧效果及机制，成功实现...

近日，上海科技大学iHuman研究所华甜课题组与程建军课题组及中国科学院分子细胞科学卓越创新中心汪胜课题组合作，在国际学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）上在线发表研究论文，揭示了乙酰胆碱受体M4R的选择性配体调控及信号转导分子机制，对新型抗精神分裂症及阿兹海默症等药物设计具有重要的指导意义。乙酰胆碱是一种基本的兴奋性神经递质，在维持意识清醒和学习记忆中起着重要作用。毒蕈碱型胆碱受体(muscarinic acetylcholine receptor, mAChRs)作为非常重要的一类乙酰胆碱受体，属于G蛋白偶联受体 (G protein-coupled receptor, GPCR)家族。 mAChRs包括五种亚型，M1R至M5R，在调节人体心率和许多中枢神经系统功能中起着重要作用，其中M1R和M4R是治疗多种神经退行性疾病及精神分裂症的理想靶标。但目前针对mAChRs的很多药物都因为对受体选择性差等问题而产生一定的副作用。因此，基于结构的药物设计对开发靶向mAChRs家族的新型选择性配体药物...

深度学习模型在代码领域的优秀表现造就了一大批高质量的AI应用，有效地提高了开发者的生产力。AI代码模型的训练需要大量训练数据，开源代码便是其重要来源。例如，Github Copilot，一个用于代码生成的商业应用，使用Github上所有的开源代码进行了大规模训练。但这类应用引发了大量来自开源开发者的质疑，即使用开源代码训练商业应用是否合理？训练数据中的不安全代码如何避免？这些质疑对于Copilot及其相似产品的发展有着不可避免的重要影响。为了促进AI应用在代码领域的健康发展，信息学院宋富课题组与合作者就这一问题展开了长期深入的研究。近日，他们在开源代码版权保护研究中取得重要进展。研究人员认为，解决这些问题的关键在于目前缺乏一个有效的制约机制来阻止未经授权的AI模型来学习开源代码，因此研究人员提出了基于数据投毒的开源代码保护机制。这一机制是将预先制作的带毒样本植入开源代码库中并基于固定的规范声明代码库带毒，从而对侵权行为起到...

感应式无线充电技术因其便捷、安全及自带的物理隔离属性被广泛应用于电动汽车、植入式医疗设备和手机手表等消费电子设备。近年来，科技发展和市场需求使得多负载无线充电成为研究热点之一。在利用单一或多个发射线圈同时给多个用电设备提供电能时，如何给不同用电设备准确提供所需电能是该研究的主要内容。近日，信息学院智慧电气科学中心（CiPES）傅旻帆团队针对上述问题的研究取得重要进展，相关成果发表在电力电子领域国际学术期刊IEEE Transactions on Industrial Electronics。研究团队以单发射多接收无线充电系统为例（系统框架图如图1所示），基于输入输出稳态特性分析，提出以副边DC/DC变换器控制输出功率，原边逆变控制输入激励电流的控制策略，解决了在满足输出需求的同时保证系统效率最大化的关键问题；此外进一步将提出的最优激励电流与现有文献中的最优负载进行对比（实验结果如图2所示），论证了最优激励电流是特定功率需求下的有效控制变量，为多...

近日，信息学院后摩尔器件与集成系统中心陈佰乐团队首次利用单个光电探测器，在室温下实现了从紫外、可见光、近红外到延长短波红外的超宽光谱响应。相关成果在半导体器件领域国际期刊IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS发表。由于不同气体具有不同吸收特征峰，从紫外到红外的全光谱探测有助于实现多种气体的检测。目前全光谱探测技术通常利用多个分立的不同波段探测器，系统相对复杂，实现高性能超宽光谱光电探测器将极大地简化探测系统。目前报导的宽光谱探测器往往性能较差、暗电流高、响应光谱鲜有跨越多个波段。为了实现具有更宽的光谱响应、更低暗电流、可室温工作的全光谱探测器，研究团队经过探索，成功实现InP基InGaAs和InGaAs/GaAsSb二类超晶格材料宽光谱探测器新方案，器件的探测波段在长波方向可到延长短波红外。此外，还在50nm厚度的P区创新性地设计了AlAsSb电子阻挡层和InAlAs过渡层，将光电探测器的探测波段短波方向延伸至紫外波长。图1.(a) 器件剖面...

近日，上海科技大学物质学院赵爱迪教授与南开大学胡振芃教授以及中国科学技术大学吴长征教授合作，在二维磁性范德华材料的研究中取得新的突破：研究人员利用分子束外延方法首次制备出了单层和双层的CrTe3超薄膜，并在此基础上制备出原子级锐利的CrTe3/CrTe2的面内金属-半导体肖特基异质结。该成果发表于《先进材料》(Advanced Materials)。上图：单层CrTe3的结构模型、扫描隧道显微学图像以及CrTe2/CrTe3磁性面内异质结的制备。下图：CrTe2/CrTe3异质结的高分辨原子力显微学成像、结构模型及其肖特基势垒能带图。近年来，随着以石墨烯和过渡金属硫族二维材料为代表的二维材料研究的兴起，带有本征磁性的二维范德华材料引起了广泛关注。由于单层的范德华材料是真正的二维体系，其磁性在原子级受限维度下依然保持长程磁序且易于通过外场和层间耦合效应调控，因此二维范德华材料有望被用于构建新型的量子自旋器件和拓扑磁性器件。从磁性分类来看，二维磁性材料可以...

5月13日，上科大生命学院范高峰课题组在国际学术期刊eLife上在线发表，首次鉴定出非受体酪氨酸激酶FER的新型底物IRS4，并系统揭示了该激酶底物调节促进卵巢癌发生发展的分子机制。卵巢癌致死率在妇科癌症中排名第一，在所有癌症中排名第五。目前学术界对卵巢癌发生发展和扩散转移的分子机制尚不清楚，这成为严重制约卵巢癌治愈率的关键因素。由酪氨酸激酶和磷酸酶参与的酪氨酸磷酸化信号通路以时空依赖的方式精准调控细胞的多层信号网络，这种蛋白质翻译后修饰的异常调节与卵巢癌疾病发生发展密切相关。范高峰组此前研究表明，非受体酪氨酸激酶FER在卵巢癌中上调，其敲降减弱了肿瘤细胞的转移。有趣的是，FER的表达也与卵巢癌肿瘤细胞的增殖表型有关。然而由于FER的已知底物数量有限，其促增殖活性的分子基础仍是未知的。 本研究通过质谱分析和生化验证相结合，系统揭示了FER在卵巢癌肿瘤细胞中的新型作用底物IRS4，并深入研究了FER-IRS4激酶底物调节在卵...

在天然纺丝过程中，分子组装协同纺丝精巧地实现了复杂有序的介观层次结构。受此启发，上海科技大学物质科学与技术学院凌盛杰课题组与浙江大学杭州国际科创中心姚远课题组合作，将“分子-超分子组装”与“相变诱导的机械训练”方法相结合，开发出一种仿生介观组装加工工程（meso-assembly-processing engineering, MAPE）策略，并将其用于构建模拟软组织结构和力学特性的生物材料。运用该策略能制备的高水合丝蛋白复合材料具有良好力学性能，且性能可调控。这类材料可具备高可拉伸性（破坏应变大于1200%），及高强度和韧性（强度5±1 MPa, 刚度18±2 MPa, 韧性6 MJ m-3）。该类丝蛋白材料可与不同生物组织力学匹配，且在应用中可实现对细胞重建形态的调控，促进细胞生理功能的恢复。近期，相关研究成果发表在学术期刊Advanced Functional Materials上。天然纺丝过程中，丝蛋白在丝腺体内组装成丝蛋白球，并在拉伸、剪切力等作用下形成纳米纤维，最后形成具有多层...

近期，上海科技大学物质科学与技术学院实验及理论团队联合吉林大学在新型双拓扑半金属Pt2HgSe3中发现压力诱导的超导电性及结构相变。该成果发表在国际学术期刊npj Quantum Materials上。量子自旋霍尔绝缘体具有体内绝缘，且边界存在无能隙的金属导电态的特性。边界态由材料自身能带结构的拓扑性质决定。边界态电子存在自旋-动量锁定关系，即相反方向运动的两种电子在时间反演对称性保护下，不被散射也不受非磁性杂质干扰，因而可被视作是自旋输运的理想“双向高速车道”。因此，量子自旋霍尔绝缘体也被视作理想的新型高性能低能耗自旋电子器件的候选沟道材料。在HgTe/CdTe量子阱中首次实现量子自旋霍尔绝缘体后，人们一直致力于寻找具有更大能隙的量子自旋霍尔绝缘体。Pt2HgSe3是一种在巴西发现的天然可解理矿物，最近理论计算预测该材料单层时是一种带隙高达0.5 eV的量子自旋霍尔绝缘体，而体材料是一种罕见的双拓扑半金属。物质科学与技术学院齐彦鹏课题...

 5月4日，上海科技大学生命科学与技术学院罗振革课题组在国际学术期刊eLife在线发表的研究成果论文，报导了一种全新的类脑器官血管化技术。其建立的血管化类脑器官模型可用于研究脑发育过程中神经、血管及免疫细胞之间的相互作用，也提供了人脑发育与进化、神经系统疾病机理研究及药物筛选的体外模型，有广泛的应用前景。类脑器官模型是由多能干细胞诱导而来的类脑组织，具有大脑的多种细胞类型及结构功能域，可以部分重现脑组织的结构和功能，甚至疾病发生过程。类脑器官技术是脑科学以及干细胞与再生医学领域前沿技术。血管在大脑发育过程中，在氧气运输、营养物质交换等方面起着重要作用，但是目前诱导的类脑器官中缺乏血管结构，不能完全模拟体内大脑的发育过程及病理特征。因此，类脑器官的血管化是目前该领域亟待解决的重要挑战之一。在哺乳动物的胚胎发育过程中，大脑起源自神经外胚层，而血管组织起源自中胚层，因此在体外同时诱导两个胚层的产生...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院张石磊课题组与日本理化研究所、南京大学、中科院物理所、英国钻石光源和牛津大学的合作者共同揭示了拓扑磁有序在三维方向上的耦合机制。利用该机制，联合团队进一步发明了一种高效制作拓扑磁有序的方法——拓扑拓印，使得已有的拓扑磁“印章”可通过界面耦合效应把其结构“拓印”在靶向材料表面。团队利用同步辐射X光磁性散射技术获得了直接实验证据。该成果发表于学术期刊Nano Letters。涡旋结构是自然界中常见的稳定结构。例如，龙卷风或是气象涡旋是由在三维空间分布的“箭头场”组成的漩涡，这些物态之所以能够保持其构型行进数千公里而不耗散，是因为其结构上的“自我保护”机制，数学上称为拓扑属性。磁性材料中的磁结构也可以拆分成在三维空间分布的、由众多原子磁矩组成的微观“箭头场”。例如常见的磁铁，可将其微观磁结构想象成所有“箭头”都平行一致排列的状态。在特定条件下，磁结构可形成具有拓扑属性的...