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近日，上?？萍即髮W(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院楊恒昭課題組（儲(chǔ)能實(shí)驗(yàn)室）設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種融合連續(xù)電流和脈沖電流兩種充電模式的超級(jí)電容快速充電電路，有效提升了超級(jí)電容充電速度。該成果以“Design and Implementation of a Dual-Mode Fast Charger for Supercapacitors”為題發(fā)表于國(guó)際期刊IEEE Transactions on Power Electronics。超級(jí)電容作為一種新型儲(chǔ)能技術(shù)，因其功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、溫度特性好等優(yōu)點(diǎn)，在電氣化交通、可再生能源、國(guó)防特種裝備等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。超級(jí)電容通常允許在短時(shí)間內(nèi)以遠(yuǎn)高于最大連續(xù)電流的脈沖電流進(jìn)行充放電。楊恒昭課題組充分利用這一重要特性，提出了一種超級(jí)電容雙?？焖俪潆婋娐贰Ｔ撾娐芬哉る娐窞榛A(chǔ)，通過(guò)添加儲(chǔ)能電容Cr和Cf分別改善脈沖電流的上升沿和下降沿，從而加快了連續(xù)電流和脈沖電流兩種充電模式之間的切換速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)一個(gè)額定容量為1.5 F的超級(jí)電容模組從4 V充電至8 V時(shí)，雙模充電電路用時(shí)1.68 s...

細(xì)菌與噬菌體之間的共同演化通常表現(xiàn)為激烈的“軍備競(jìng)賽”。例如，細(xì)菌通過(guò)CRISPR-Cas系統(tǒng)來(lái)抵御外來(lái)噬菌體入侵，而噬菌體則利用Anti-CRISPR蛋白來(lái)抑制這種免疫反應(yīng)（圖1）。那么在這場(chǎng)攻防博弈中，噬菌體是否會(huì)裝備CRISPR-Cas系統(tǒng)，并“反向利用”細(xì)菌體內(nèi)蛋白進(jìn)行功能激活呢？這一可能性此前鮮有報(bào)道，機(jī)制亦不明確。近日，上海科技大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院季泉江課題組在《自然-微生物學(xué)》（Nature Microbiology）發(fā)表了題為“Phage-associated Cas12p nucleases require binding to bacterial thioredoxin for activation and cleavage of target DNA”的研究論文，發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)噬菌體來(lái)源的新型超小型Cas12核酸酶——Cas12p（500-700個(gè)氨基酸），并揭示了其通過(guò)“劫持”細(xì)菌體內(nèi)的硫氧還蛋白（TrxA）來(lái)激活自身DNA切割活性的獨(dú)特分子機(jī)制（圖1）。 圖1：Anti-CRISPR（左）與CRISPR activation（右）機(jī)制示意圖 近年來(lái)，多種V型CRISPR-Cas12系統(tǒng)陸續(xù)被...

近日，上海科技大學(xué)創(chuàng)意與藝術(shù)學(xué)院智造系統(tǒng)工程中心（CASE）張振波課題組在金屬材料領(lǐng)域核心期刊Acta Materialia上發(fā)表了題為“On the origin of grain boundary α phase mediated strain localization and crack initiation in metastable β titanium alloy”的研究論文，揭示了增材制造亞穩(wěn)β鈦合金中，晶界α相誘導(dǎo)的微觀(guān)應(yīng)變局域化與氫致裂紋萌生機(jī)制，為增材制造高強(qiáng)鈦合金在深海裝備等臨氫環(huán)境下的使役性能優(yōu)化提供了重要理論依據(jù)。鈦合金具有高比強(qiáng)度和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，是航空航天與深海等重大裝備制造領(lǐng)域的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料。然而，在利用增材制造技術(shù)制備的亞穩(wěn)β鈦合金中，α相易于在晶界優(yōu)先析出形成連續(xù)的晶界α相，是影響合金力學(xué)性能的關(guān)鍵因素之一。因此，建立晶界α相與合金在外加載荷條件下應(yīng)變局域化程度的定量關(guān)系，對(duì)于調(diào)控增材制造鈦合金微觀(guān)組織優(yōu)化使役性能、實(shí)現(xiàn)使役壽命的可靠預(yù)測(cè)具有重要意義。本研究針對(duì)增材制造新型高強(qiáng)鈦合金（Ti-3A...

近日，上?？萍即髮W(xué)免疫化學(xué)研究所與南開(kāi)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)攜手取得科研突破，成功研發(fā)出“基于雙特異性抗體的FcγRⅡb受體介導(dǎo)溶酶體靶向嵌合體技術(shù)”（簡(jiǎn)稱(chēng)FcRTAC）。該技術(shù)可高效驅(qū)動(dòng)受體介導(dǎo)的內(nèi)吞過(guò)程，精準(zhǔn)清除胞外可溶性靶點(diǎn)及病理性聚集體，為相關(guān)疾病的治療提供了全新思路與通用技術(shù)平臺(tái)。相關(guān)成果“Chimeras co-targeting antigens and FcγRIIb trigger degradation of extracellular soluble proteins and pathological aggregates”發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》（Nature Communications）。 中和抗體藥物在自身免疫疾病等領(lǐng)域的治療中已展現(xiàn)顯著療效，但在高抗原水平患者群體中療效有限。更關(guān)鍵的是，受抗體再循環(huán)機(jī)制影響，治療后患者體內(nèi)總抗原濃度反而會(huì)升高，成為制約臨床療效的瓶頸。為破解這一難題，科學(xué)界已開(kāi)發(fā)出以“清掃抗體”（Sweeping antibody）技術(shù)、溶酶體靶向嵌合體（LYTAC）為代表的細(xì)胞外靶向蛋白降解平臺(tái)（eTPD）。在此基礎(chǔ)上...

近日，上?？萍即髮W(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院拓?fù)湮锢韺?shí)驗(yàn)室劉健鵬課題組在二維人工超晶格體系中的分?jǐn)?shù)拓?fù)湮飸B(tài)方向取得系列進(jìn)展，相關(guān)成果分別發(fā)表于國(guó)際知名期刊《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)、《自然-材料》(Nature Materials)和《物理評(píng)論B》(Physical Review B)。分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)是二維電子氣體系在強(qiáng)磁場(chǎng)下涌現(xiàn)的一種強(qiáng)關(guān)聯(lián)拓?fù)湮飸B(tài)，其特征表現(xiàn)為量子霍爾電導(dǎo)以e2/h為單位呈現(xiàn)出分?jǐn)?shù)化平臺(tái)，并具有攜帶分?jǐn)?shù)電荷的任意子準(zhǔn)粒子激發(fā)。有些分?jǐn)?shù)量子霍爾態(tài)可能衍生出具有非阿貝爾統(tǒng)計(jì)的任意子激發(fā)，為未來(lái)拓?fù)淞孔佑?jì)算的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。然而，分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)的實(shí)現(xiàn)條件極其苛刻，需要極低溫和強(qiáng)磁場(chǎng)。因此，近年來(lái)研究人員致力于在無(wú)需外磁場(chǎng)的晶格材料中實(shí)現(xiàn)類(lèi)似的物態(tài)，并提出了“分?jǐn)?shù)陳絕緣體”以及其他更廣義的分?jǐn)?shù)化拓?fù)湮飸B(tài)的概念。分?jǐn)?shù)陳絕緣體態(tài)于2023年首次在轉(zhuǎn)角MoTe2莫爾超晶格中實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)上表現(xiàn)出零磁場(chǎng)下的分?jǐn)?shù)化量子霍爾平臺(tái)，稱(chēng)...

近日，上?？萍即髮W(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院拓?fù)湮锢韺?shí)驗(yàn)室柳仲楷課題組聯(lián)合德國(guó)馬普固體化學(xué)物理研究所、美國(guó)羅格斯大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院物理所等科研團(tuán)隊(duì)，通過(guò)創(chuàng)新性的晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，成功合成了交織磁性層與kagome 電荷層的新型金屬化合物 TbTi?Bi?，首次在該體系中觀(guān)察到橢圓螺旋磁序與自旋密度波（SDW）共存的電荷-磁有序態(tài)，并揭示了其帶來(lái)的高達(dá)105Ω-1 cm-1的巨大反?；魻栯妼?dǎo)。這一發(fā)現(xiàn)為突破kagome體系中長(zhǎng)期存在的幾何組挫限制、設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)磁性與電子結(jié)構(gòu)的量子材料提供了全新思路。相關(guān)成果以“Interwoven magnetic kagome metal overcomes geometric frustration”為題發(fā)表于《自然-材料》（Nature Materials）。傳統(tǒng)磁性kagome晶格由于共享頂角的結(jié)構(gòu)，磁原子間的相互競(jìng)爭(zhēng)會(huì)造成“幾何組挫”效應(yīng)，對(duì)長(zhǎng)程磁有序構(gòu)型形成了極大的限制。本工作提出一種創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略：將磁性稀土Tb原子鏈與非磁性Ti-Bi kagome層相互交織，從而在空間上分離巨大局域...

12月23日，上?？萍即髮W(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院席瑩教授、上海市第六人民醫(yī)院任濤教授和廣州醫(yī)科大學(xué)/廣州實(shí)驗(yàn)室趙金存教授團(tuán)隊(duì)合作在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞-干細(xì)胞》(Cell Stem Cell)上在線(xiàn)發(fā)表了題為“Dysplastic epithelial repair promotes the tissue-residence of lymphocytes to inhibit alveolar regeneration post viral infection”的研究論文,首次揭示了肺組織中異常修復(fù)的KRT5+基底樣細(xì)胞對(duì)T細(xì)胞組織駐留的促進(jìn)作用，同時(shí)發(fā)現(xiàn)流感病毒清除后持續(xù)存在的T細(xì)胞會(huì)抑制氣道Club細(xì)胞介導(dǎo)的肺泡修復(fù)。嚴(yán)重病毒感染（如流感、新冠）會(huì)損傷肺泡上皮，導(dǎo)致彌漫性肺泡損傷，重者可發(fā)展為急性呼吸窘迫綜合征（Acute respiratory distress syndrome, ARDS），嚴(yán)重危及生命。為應(yīng)對(duì)損傷，成體肺上皮干/祖細(xì)胞，包括氣道Club細(xì)胞、支氣管肺泡干細(xì)胞（Bronchioalveolar stem cells, BASCs）、II型肺泡上皮細(xì)胞（Alveolar Type 2 epithelial cells, AT2s），被激活啟動(dòng)增殖...

近日，上海科技大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院李健課題組在細(xì)胞裂解液中首次重構(gòu)了體外中心法則系統(tǒng)，不僅為理解生命基本機(jī)制提供了新平臺(tái)，也為人工細(xì)胞的設(shè)計(jì)與構(gòu)建奠定了重要基礎(chǔ)。相關(guān)成果在線(xiàn)發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》（Nature Communications）。在自然生物系統(tǒng)（細(xì)胞）中，所有生命過(guò)程的核心依賴(lài)于分子生物學(xué)的中心法則（central dogma），即遺傳信息從DNA復(fù)制（replication）到RNA轉(zhuǎn)錄（transcription），再到蛋白質(zhì)翻譯（translation）的流動(dòng)。這一體系確保了基因組的穩(wěn)定性、表達(dá)的調(diào)控以及細(xì)胞功能的執(zhí)行。因此，在體外環(huán)境中重構(gòu)中心法則，是構(gòu)建人工生命系統(tǒng)的重要步驟。研究首先設(shè)計(jì)構(gòu)建了包括DNA復(fù)制、基因表達(dá)和人工擬核在內(nèi)的三個(gè)關(guān)鍵模塊，通過(guò)整合實(shí)現(xiàn)基因復(fù)制-轉(zhuǎn)錄-翻譯過(guò)程的偶聯(lián)，完成了體外中心法則系統(tǒng)的構(gòu)筑（圖1）。隨后利用機(jī)器學(xué)習(xí)、模型構(gòu)建預(yù)測(cè)等技術(shù)對(duì)反應(yīng)體系中所涉及的諸多關(guān)鍵成份及變量因素進(jìn)行全面優(yōu)化，綜合考慮DNA復(fù)制...

近日，上?？萍即髮W(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院程冰冰課題組（TRUTH Lab）在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊IEEE Transactions on Biomedical Engineering上發(fā)表題為“A Similarity-Constrained Multi-way Gated Attention Network for Focused Ultrasound-induced Blood-brain Barrier Opening Evaluation”的研究論文，開(kāi)發(fā)了一種端到端深度學(xué)習(xí)模型，從聚焦超聲治療過(guò)程中的時(shí)域聲學(xué)信號(hào)中自動(dòng)提取時(shí)頻特征，精準(zhǔn)判斷血腦屏障是否成功開(kāi)放以及是否發(fā)生出血，顯著提升了不同開(kāi)放結(jié)果的判斷準(zhǔn)確率，為血腦屏障開(kāi)放的實(shí)時(shí)智能評(píng)估提供了新思路。聚焦超聲聯(lián)合微/納米泡能夠?qū)崿F(xiàn)血腦屏障的靶向、可逆開(kāi)放，然而目前主要依賴(lài)釓增強(qiáng) MRI 或解剖學(xué)驗(yàn)證，無(wú)法在治療中提供實(shí)時(shí)反饋。相比之下，被動(dòng)空化檢測(cè)技術(shù)能夠連續(xù)采集聲學(xué)信號(hào)，是評(píng)估療效和安全性的理想手段，但傳統(tǒng)方法主要依賴(lài)人工提取的頻域特征，受參數(shù)差異和硬件依賴(lài)性限制，預(yù)測(cè)的穩(wěn)定性和模型泛化能力不足，難以滿(mǎn)足“在線(xiàn)監(jiān)測(cè)—即時(shí)...

近日，上海科技大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院劉健鵬教授課題組在《自然-通訊》（Nature Communications）上發(fā)表題為“Correlation stabilized anomalous Hall crystal in bilayer graphene”的研究論文，針對(duì)二維相互作用電子體系，發(fā)展了一個(gè)能夠處理普適自發(fā)對(duì)稱(chēng)性破缺態(tài)的超越平均場(chǎng)的理論方法“GW+無(wú)規(guī)相近似（RPA）”。他們還將此方法應(yīng)用于研究輕微載流子摻雜的菱方多層石墨烯的自發(fā)對(duì)稱(chēng)性破缺基態(tài)，并在雙層石墨烯（如圖1）中預(yù)言了一種由電子關(guān)聯(lián)效應(yīng)而被穩(wěn)定的拓?fù)浞瞧接咕S格納晶體——反?；魻柧w，為在二維材料中探索新型拓?fù)淞孔游飸B(tài)開(kāi)辟了了新途徑。 圖1：菱方堆疊多層石墨烯結(jié)構(gòu)示意圖 在低載流子濃度下，電子間強(qiáng)庫(kù)侖相互作用可導(dǎo)致兩種維格納晶體的形成：拓?fù)淦接沟年悢?shù)為0的三角晶格維格納晶體（圖2上圖），以及拓?fù)浞瞧接沟年悢?shù)為1的蜂窩晶格維格納晶體（圖2下圖），也被稱(chēng)為“反?；魻柧w”。其可在無(wú)外磁場(chǎng)條件下表現(xiàn)出量子化的反常霍...

12月11日，上海科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院劉如娟課題組在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》（Nature Communications）在線(xiàn)發(fā)表了題為“NSUN7 is a catalytically inactive RNA m5C methyltransferase essential for sperm flagellum assembly”的研究論文，報(bào)道了NSUN7是RNA m5C甲基轉(zhuǎn)移酶NSUN家族中唯一一個(gè)不具有RNA m5C催化活性的亞家族成員，并參與調(diào)控精子鞭毛的組裝。RNA上被鑒定出超過(guò)170種化學(xué)修飾，這些修飾不僅影響其結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，還廣泛參與蛋白質(zhì)翻譯、營(yíng)養(yǎng)代謝等多種生物學(xué)過(guò)程。其中，5-甲基胞嘧啶（m5C）廣泛存在于tRNA、rRNA和mRNA中，已被證實(shí)與多種疾病發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。NSUN家族是細(xì)胞內(nèi)主要的RNA m5C甲基轉(zhuǎn)移酶，以S-腺苷甲硫氨酸（SAM）為供體催化RNA m5C修飾的形成。課題組前期研究表明，NSUN家族成員NSUN6的基序IV中關(guān)鍵的SAM結(jié)合殘基Asp被Asn取代后，NSUN6對(duì)SAM的結(jié)合能力和酶活性徹底喪失，最終導(dǎo)致常染色體隱性遺傳智力障礙。NSUN家族中N...

在高安全性信息加密領(lǐng)域，傳統(tǒng)加密方法通常依賴(lài)于電子計(jì)算與靜態(tài)密鑰機(jī)制，在面對(duì)高強(qiáng)度算力攻擊時(shí)，存在被破解的隱患。太赫茲（THz）波因其寬帶寬與高穿透性等物理特性，被視為實(shí)現(xiàn)高容量信息存儲(chǔ)與加密的潛在路徑之一。然而，傳統(tǒng)太赫茲器件的功能在制備后即固定，難以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)加密與密鑰更新需求。在此背景下，具備靈活波前調(diào)控能力的超表面技術(shù)展現(xiàn)出應(yīng)用潛力。超表面是一種基于亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)單元的二維平面器件。目前大多數(shù)超表面仍停留在靜態(tài)設(shè)計(jì)階段，限制了其在動(dòng)態(tài)加密系統(tǒng)中的應(yīng)用。熱調(diào)控機(jī)制的出現(xiàn)，為超表面實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)重構(gòu)提供了一種可逆且穩(wěn)定的外部調(diào)控機(jī)制。通過(guò)將熱致相變材料與超表面結(jié)構(gòu)相結(jié)合，可構(gòu)建具有快速響應(yīng)能力的智能加密平臺(tái)，從而推動(dòng)光學(xué)加密技術(shù)從靜態(tài)設(shè)計(jì)向動(dòng)態(tài)可重構(gòu)方向演進(jìn)。近日，上?？萍即髮W(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院曹文翰課題組提出了一種基于熱致相變材料二氧化釩（VO?）的熱可調(diào)諧定向Janus超表面：采用雙向深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Bi-DN...

近日，上海科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院高冠軍課題組在組蛋白表觀(guān)遺傳學(xué)領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展，首次構(gòu)建了核心組蛋白H2A和H2B所有關(guān)鍵修飾位點(diǎn)的原位突變體庫(kù)，并系統(tǒng)性揭示了這些修飾位點(diǎn)在發(fā)育、免疫及基因組穩(wěn)定性等方面的重要表觀(guān)遺傳功能。相關(guān)研究成果以“A histone H2A and H2B point mutant library defines essential in vivo functions in Drosophila“為題，于北京時(shí)間12月12日在線(xiàn)發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞報(bào)告》（Cell Reports）。 組蛋白作為染色質(zhì)的基礎(chǔ)組成部分，其后修飾（如甲基化、乙?；?、磷酸化、泛素化等）可通過(guò)改變?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)，調(diào)控基因表達(dá)，進(jìn)而影響細(xì)胞的功能和命運(yùn)。這些修飾與生物體的發(fā)育、基因組穩(wěn)定性以及癌癥等疾病的發(fā)生密切相關(guān)。然而，組蛋白修飾常與其他表觀(guān)遺傳調(diào)控機(jī)制交織在一起，難以單獨(dú)解析。其基因在多細(xì)胞生物中通常具有多拷貝和復(fù)雜分布，傳統(tǒng)方法難以在多細(xì)胞生物中實(shí)現(xiàn)其位點(diǎn)的精準(zhǔn)遺傳操作。本研究結(jié)合CR...

近日，上?？萍即髮W(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院葉柏華課題組在鋯氮丙啶介導(dǎo)下利用三聯(lián)吡啶鎳催化體系建立了一種新型親電交叉偶聯(lián)反應(yīng)，通過(guò)獨(dú)特的氧化還原轉(zhuǎn)金屬機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了多取代環(huán)己烷衍生物及雜環(huán)化合物的精準(zhǔn)合成，并進(jìn)一步闡明了該催化反應(yīng)的運(yùn)作原理。相關(guān)研究成果已發(fā)表于美國(guó)化學(xué)會(huì)期刊ACS Catalysis。環(huán)狀烷烴廣泛存在于有機(jī)液晶材料和藥物分子骨架中，高效且具選擇性地構(gòu)建目標(biāo)非對(duì)映異構(gòu)體是該合成領(lǐng)域的核心研究目標(biāo)與關(guān)鍵挑戰(zhàn)。已有報(bào)道的催化方法學(xué)主要依賴(lài)傳統(tǒng)過(guò)渡金屬偶聯(lián)反應(yīng)以及光促進(jìn)脫羧偶聯(lián)策略。但基于大宗化、易得的烷基鹵代物發(fā)展高效的親電交叉偶聯(lián)反應(yīng)（XEC），至今仍缺乏系統(tǒng)性研究。物質(zhì)學(xué)院葉柏華課題組基于其鋯氮丙啶介導(dǎo)的開(kāi)殼層鎳催化體系，進(jìn)一步拓展了一類(lèi)新的XEC催化反應(yīng)模式（圖1）。 圖1：鋯氮丙啶介導(dǎo)的開(kāi)殼層鎳催化反應(yīng)及其反應(yīng)機(jī)理研究。 本工作中，三聯(lián)吡啶配體衍生物的引入使該反應(yīng)機(jī)理不同于課題組以往報(bào)道的氧...