我校物质学院材料与物理生物学研究部钟超教授课题组在利用细菌生物被膜开发活体粘合材料方面取得重要进展。北京时间2019年1月20日，相关成果以“Engineered Bacillus subtilis biofilms as living glues”为题，在国际著名材料期刊《Materials Today》（为“今日材料”系列期刊的旗舰刊，旨在出版对材料科学领域具有广泛兴趣的前沿、创新、高影响力论文）上在线发表。粘合材料尤其是水下粘合材料，作为一种先进的功能材料，在生物医药和海洋工业等多领域（例如，伤口愈合、下水管道涂层、船舶修复等）均有极其重要的应用。许多海洋生物如藤壶、贻贝、沙塔蠕虫等能分泌具有较强水下粘性的粘合蛋白，为开发仿生粘合材料提供了灵感与思路。近年来，尽管仿生粘合材料已取得诸多进展，但与自然界海洋生物粘合剂相比，仍缺乏自我修复性、动态可调性、响应环境性等“活体”特征。此外，自然界粘合蛋白组份与功能的多样性，也是目前仿生粘合材料（大部分建立在模拟粘合...

我校物质学院系统材料学研究部章跃标教授课题组在动态共价有机框架的研究中取得进展，解决了其结晶均一性和宏量制备的难题，首次发现了该类材料客体依赖和气体响应的动态行为。2019年1月18日，该研究成果以“Guest-Dependent Dynamics in a 3D Covalent Organic Framework”为题，在国际知名学术期刊《Journal of the AmericanChemical Society》上在线发表。高分子聚合物的溶胀和收缩行为有许多重要应用，但由于其结构的无序性和行为的不可逆性难以实现定向设计并开展“构-效”关系研究。共价有机框架材料，即Covalent Organic Frameworks(COFs)，是新兴的晶态多孔材料，是完全通过强共价键将纯有机的构筑模块链接起来成二维或三维的网状结构。因其具备明确的结构可设计性和化学稳定性而成为材料化学的研究热点和网状化学的前沿挑战。然而，COF晶体的制备需要在控制共价键形成的速率和可逆性的同时调节晶体的成核和生长，因其极具挑战性而被称为“结晶困局”（...

我校物质学院助理教授刘巍课题组和特聘教授崔屹合作撰写关于全固态锂金属电池综述性文章。近日，该综述在Cell Press旗下国际知名期刊《Chem》上发表。锂离子电池具有能量密度高、使用寿命长、质量轻等优点，现已占据绝大部分消费电子产品的电池市场，并逐渐应用于电动汽车和大规模储能电网等领域。然而，目前商业锂离子电池的能量密度仍不能满足当今对高能量密度的需求。全固态锂金属电池是热点研究方向之一，其采用锂金属作负极，并用固体电解质取代电解液，可以在大幅提升电池能量密度的同时解决安全性问题。但固体电解质较低的电导率及较大的电极和电解质之间的固固界面阻抗是制约全固态锂金属电池商业化进程的主要因素。该综述中，作者首先全面总结了近年来全固态锂金属电池的发展现状，概述了固体电解质的种类和传导机理，介绍了减小界面电阻的代表性策略。同时重点讨论了使用插层式化合物、硫以及空气为正极的三大类全固态锂金属电池的性能和机理。最后，...

我校生命学院高冠军教授课题组与合作者在组蛋白表观遗传学方面取得重要进展。北京时间12月28日凌晨，相关成果以“Probing the function of metazoan histones with a systematic library of H3 and H4 mutants”为题，于发育生物学领域国际权威学术期刊《Developmental Cell》上在线发表。 该研究首次在多细胞生物上建立了组蛋白（H3和H4）表观修饰位点的原位突变体库，系统阐明了组蛋白修饰位点在多个发育层面的表观遗传学功能，为全面开展组蛋白表观分子机制研究提供了重要的遗传材料和研究基础。组蛋白的后修饰（如甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化等）能够通过改变染色质的三维结构影响基因的表达，最终导致细胞生物学功能的改变。目前，组蛋白修饰酶的研究已表明，组蛋白的表观修饰与生长、发育、癌症等存在密切联系。但由于非组蛋白底物的存在和组蛋白多位点修饰, 对组蛋白本身某一修饰的功能理解仍极具挑战，且组蛋白基因在多细胞真核生物中呈现多拷贝和...

我校物质学院李涛教授课题组在金属有机框架-高分子复合材料的构建方面取得重要进展。近日，相关成果以“A generalizable method for the construction of MOF@polymer functional composites through surface-initiated atom transfer radical polymerization”为题，于国际知名化学期刊《Chemical Science》(《化学科学》)上发表。在纳米材料表面接枝高分子（polymer）是一种调控纳米材料物理化学性质的通用方法。由于高分子材料具有非常丰富的化学和结构多样性，将具有特定物理化学性质的高分子修饰到纳米材料表面，可以控制纳米材料的分散性、化学稳定性、电荷传输行为、自组装行为、生物活性以及分子识别等多种性质。绝大部分纳米材料如金属纳米颗粒、量子点、蛋白分子、氧化物颗粒和高分子等都可以通过相对特征的共价接枝方式实现表面的高分子修饰。金属有机框架材料(MOFs)是一系列利用金属离子或金属簇（metal ions/clusters）和有机配体（organic linker...

我校物质学院李涛教授课题组在二氧化碳气体分离膜领域取得突破性进展。近日，该研究成果以“Interfacial Engineering in Metal-Organic Framework-Based Mixed Matrix Membranes Using Covalently Grafted Polyimide Brushes”为题，于国际知名学术期刊《美国化学会志》 (Journal of the American Chemical Society)上发表。气体膜分离技术在传统工业分离中扮演着重要角色。从合成氨工业中的氢气回收，到空气中氮气、氧气的分离，都少不了膜分离技术的身影。相较于常用的低温精馏分离法（cryogenic distillation），气体膜分离不涉及变温及相变过程，因此能极大降低分离过程的能耗。作为一种最具潜力的脱碳方法之一，高性能气体分离膜技术还广泛应用于火力发电厂尾气及天然气井中二氧化碳的捕获，从而有助于减缓全球变暖趋势。在众多气体分离膜材料中，金属有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)基混合基质膜(Mixed Matrix Membranes, MMMs)是一种极具潜力...

我校物质学院钟超教授课题组在开发活体功能材料方面取得了重要进展。北京时间2018年12月4日，相关成果以“Programmable and printable Bacillus subtilisbiofilms as engineered living materials”为题，在国际著名学术期刊《Nature Chemical Biology》（自然·化学生物学）在线发表。细菌生物被膜通常由细菌及其胞外分泌物质（如蛋白质、多糖、DNA）组成。近年来，基于大肠杆菌的可编程生物被膜被当成一种具有活体特征的功能材料（living functional materials）来应用，表现出很多传统材料不具备的性能，如可基因编程、多功能、环境响应、自适应性以及可进化等特征。钟超课题组前期已证明，光感应细菌生物被膜可应用于动态自组装材料领域，能将溶液中悬浮的无机纳米颗粒按预先设定的方式有序地组装无机纳米颗粒和相应的电子装置（http://www.shanghaitech.edu.cn/2018/0425/c1001a22039/page.htm）。然而，由于大肠杆菌自身的蛋白分泌能力不足以及潜在的安全...

我校信息学院吴涛教授与弗吉利亚理工大学John Domann教授、台湾交通大学Tien-Kan Chung教授及加州大学洛杉矶分校(UCLA)的Gregory Carman教授受邀，合作撰写了应变介导磁电耦合效应方面的综述文章。近日，该综述以“Strain-mediated magnetoelectric storage, transmission, and processing: Putting the squeeze on data”为题，在国际知名期刊《MRSBULLETIN》上发表。磁电效应是一个具有广阔应用前景的研究领域。早在1961年，研究人员就在氧化铬中发现了磁电效应。然而单一材料的磁电效应即便在低温下也只能展现较小的磁电耦合，大大限制了该技术的应用。直到2001年，国外研究人员研制出一种由压电和压磁材料组成的复合叠层结构，该器件在室温下展示出了较高的磁电耦合。这种方式被称为“应变介导磁电耦合”。后续研究则利用这种机制更显著地提高了磁电耦合。应变介导磁电耦合可以通过施加电压来控制微磁场，而叠层的复合磁电耦合又大大提高了磁电耦合。目前，...

物质学院凌盛杰教授课题组在丝介观结构单元的全剥离及其在电子和环境领域的应用方面取得进展，近日，相关工作以“Isolation of Silk Mesostructures for Electronic and Environmental Applications”为题，于国际知名期刊《Advanced Functional Materials》(先进功能材料)上在线发表。动物丝具有规整的介观结构，如微纤、纳纤及纳米颗粒。这些介观结构对丝的力学性能和生物功能都起到重要作用，但提取和利用这些丝介观结构单元则具有一定挑战性，其原因在于丝纤维复杂结构组织及较高的结晶度。凌盛杰课题组在前期工作的基础上[Adv. Mater., 2014, 26, 4569; Adv. Mater., 2016, 28, 7783; US patent, WO 2017/192227 Al; Sci. Adv., 2017, 3, e1601939; US patent, WO 2018/081159Al]，与国家蛋白质设施上海光源01B线站、合肥同步辐射国家实验室红外线站及美国塔夫茨大学的研究人员合作，通过一种“预氧化部分溶解和物理分散”方式，成功实现了对丝介观结构单...

近日，上海科技大学生命学院的科研团队与合作者在RNA甲基化（m6A）调控学习与记忆能力的研究领域取得重要进展，首次揭示了m6A通过其识别蛋白YTHDF1调控小鼠空间学习与记忆能力的分子机制。北京时间11月1日凌晨，该成果以“m6A facilitates hippocampus-dependent learning and memory through YTHDF1”为题，在国际顶尖学术期刊《Nature》上在线发表。该研究由我校生命学院黄行许研究组助理研究员周涛博士领衔，与美国芝加哥大学何川课题组及美国宾夕法尼亚大学宋红军课题组共同合作完成。m6A是广泛存在于哺乳动物信使RNA（mRNA）上的一种甲基化修饰，它最早发现于20世纪七十年代，但是直到2011年首个m6A去甲基化酶被鉴定出来以及m6A测序技术的兴起，才使得人们意识到这一修饰可能同DNA甲基化一样具有重要的调控作用并开始研究它的生物学功能。m6A通过被其识别蛋白结合而决定mRNA的命运并影响一系列的生物学过程。在各个组织器官中，大脑是m6A及其识别蛋白表达...

我校生命学院马涵慧教授课题组与麻省大学医学院Thoru Pederson教授合作开发了新型的活细胞 DNA标记系统“CRISPR-Sirius”。 北京时间2018年10月31日，相关成果以“CRISPR-Sirius: RNA scaffolds for signal amplification in genome imaging”为题，在知名学术期刊《自然-方法》（Nature Methods）上在线发表。CRISPR-Sirius极大地提高了在活细胞中跟踪DNA的灵敏度和多样性。为研究3D基因组动态结构如何在时间维度上变化（4D）、如何影响基因的转录和调控、如何决定细胞的命运奠定了很好的基础。人类基因组含有约30亿个DNA碱基对，细胞里的基因组DNA大约为2米长，而细胞核的大小一般在10-20微米左右。染色体是如何高度折叠成3D结构并动态地调控基因表达一直是研究热点。染色体构象捕获（Hi-C，Dekker J et al., Science2002）和高通量DNA原位杂交（MERFISH, Wang S et al., Science2016）等技术正在被广泛地应用到3D基因组研究中，但这些技术主要应用在固定细胞...

信息学院虞晶怡课题组和高盛华课题组共同合作，在个性化显著性预测方面取得进展。近日，相关工作以“Personalized Saliency and Its Prediction”为题，在国际知名期刊《IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence(TPAMI)》（影响因子：9.455）上在线发表。显著性检测是计算机视觉中长期存在的问题。现有的大部分研究都集中在探索用户间普遍存在的显著性模型，即缺乏对个体在性别、年龄、习惯上差异的重视。在该项研究中，研究团队首次提出了个人显著性预测任务，并建立了首个个人显著性数据库，同时提出基于卷积神经网络的多任务个人显著性预测模型（Multi-Task Convolutional Neural Network）和基于个人信息编码的卷积神经网络预测模型（Person-specific Information Encoded Filters），实验结果验证了模型的良好的性能。图像的显著性检测是检测出图像（RGB图像或者光场）中的感兴趣区域。目前几乎所有的显著性检测方法集中精力在预...

我校信息学院先进电力与能源系统中心(PEARL)王浩宇教授课题组提出了一种新型可重构的LLC谐振电路结构，与同类型拓扑构型相比，该电路可在更窄的开关频率调节范围内实现更宽的电压输出范围，进而取得更高的能量转换效率，适用于插电式电动车电池组充电场景。近日，该成果以“A Five-Switch Bridge Based Reconfigurable LLC Converter for Deeply-Depleted PEV Charging Applications” 为题，于电力电子领域顶级期刊《IEEE Transactions on Power Electronics》（影响因子6.812）上在线发表。由于能源危机与环境问题带来的严峻挑战，插电式电动车因其节能、污染低等优点受到越来越多的关注。如何针对电池组的宽电压范围实现高能效车载充电，是电动汽车技术的一个研究重点。LLC谐振变换器以其转换效率高、功率密度大、和电磁干扰低等优点而被用来作为车载充电的一个主流电路。然而传统LLC谐振电路为了拓宽电压输出范围，需要相应地增大开关频率调节范围。这样会...

物质学院杨晓瑜课题组在手性阴离子催化合成手性吲哚衍生物方面取得进展。近日，相关工作以“Regioselective and Enantioselective Synthesis of β-Indolyl Cyclopentenamides by Chiral Anion Catalysis”为题，于国际知名期刊《Angewandte Chemie International Edition》（《德国应用化学》）上在线发表。吲哚是药物化学中最具优势的杂环化合物之一，到目前为止，已有超过1万种具有生理活性的吲哚衍生物被发现，且已有多个含有吲哚官能团的药物已经上市或者正在研发之中。同时吲哚也是具有生理活性的天然产物及材料科学中一个常见的组成部分。而烯酰胺类化合物由于其丰富的化学转化活性，在有机合成中是一类非常有价值的化合物，被广泛应用于含氮杂环化合物的构建以及手性胺类物质的合成。基于以上两点，在吲哚的不对称催化反应中引入烯酰胺官能团，无论在药物化学或者天然产物的全合成领域都将具有重要应用前景。在众多吲哚取代的烯酰胺类化合物中，β-吲哚...