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豐收七月,！華科大科研團(tuán)隊取得一系列科研新進(jìn)展
2023年08月11日 11:17:36 來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：4958

近段時間,，華中科技大學(xué)的科研人員堅守在科研一線，緊盯前沿,，刻苦攻關(guān),，跑出科研“加速度”，七月不斷有科技成果上新,。

　　【化工儀器網(wǎng) 項目成果】科技進(jìn)步和創(chuàng)新是增強綜合國力的決定性因素,，對經(jīng)濟(jì)和發(fā)展具有先導(dǎo)性,、全局性。如今,，世界科技突飛猛進(jìn),，日新月異，我國要在日趨激烈的國際競爭中掌握主動權(quán),，就必須大大提高科技創(chuàng)新的能力,。
 
　　黨的十九大以來，以習(xí)近平同志為核心的黨中央全面分析國際科技創(chuàng)新競爭態(tài)勢,，深入研判國內(nèi)外發(fā)展形勢,，針對我國科技事業(yè)面臨的突出問題和挑戰(zhàn)，堅持把科技創(chuàng)新擺在國家發(fā)展全局的核心位置,，全面謀劃科技創(chuàng)新工作,。在黨中央堅強領(lǐng)導(dǎo)下，在全國科技界和社會各界共同努力下,，我國科技實力正在從量的積累邁向質(zhì)的飛躍,、從點的突破邁向系統(tǒng)能力提升，科技創(chuàng)新取得新的歷史性成就,。
 
　　近段時間,，華中科技大學(xué)的科研人員堅守在科研一線，緊盯前沿,，刻苦攻關(guān),，跑出科研“加速度”，七月不斷有科技成果上新：機械學(xué)院高亮團(tuán)隊連續(xù)發(fā)表在超材料拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計的最新研究成果,，有望在血管支架軟體機器人中進(jìn)行應(yīng)用,；材料學(xué)院李箐教授、王譚源副教授團(tuán)隊發(fā)表直接電解海水制氫領(lǐng)域最新研究成果,，為低能源成本直接海水電解制氫提供了高效的電解槽結(jié)構(gòu)和催化劑設(shè)計方案……
 
　　機械學(xué)院高亮團(tuán)隊連續(xù)發(fā)表在超材料拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計的最新研究成果
 
　　7月7日,，《Nature Communications》在線刊發(fā)了機械學(xué)院高亮教授團(tuán)隊關(guān)于力學(xué)超材料非線性拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計的最新研究成果“Self-bridging metamaterials surpassing the theoretical limit of Poisson’s ratios(超越泊松比理論極限的自橋接超材料)”。
 
　　受杠桿機構(gòu)支點可轉(zhuǎn)換的啟發(fā),，團(tuán)隊提出了基于自接觸的結(jié)構(gòu)拓?fù)淇芍貥?gòu)思路,，建立了自橋接力學(xué)超材料的非線性拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計方法，實現(xiàn)了超越線性材料泊松比理論極限的三類力學(xué)超材料設(shè)計,。團(tuán)隊通過構(gòu)建考慮幾何,、材料和接觸三類非線性的拓?fù)鋬?yōu)化模型，定制化設(shè)計了具有指定泊松比的微結(jié)構(gòu)拓?fù)鋯伟?，實現(xiàn)了非互易性,、超大和階躍等三類泊松比。
 
　　同時，通過設(shè)計非互易性泊松比的力學(xué)超材料,，研究團(tuán)隊揭示了一種新穎的體模態(tài),，可打破靜力學(xué)互易性，具備位移場的單向傳遞和放大特性,；通過設(shè)計超大和階躍泊松比,，團(tuán)隊分別展示了自橋接力學(xué)超材料的位移雙向放大特性和拉壓膨脹特性。該成果超越了線性材料的泊松比理論極限,，實現(xiàn)了力與位移的“二極管”效應(yīng),，能夠在超材料中進(jìn)行單向位移傳遞，有望在血管支架,、軟體機器人中進(jìn)行應(yīng)用,。
 
　　材料學(xué)院李箐、王譚源團(tuán)隊發(fā)表直接電解海水制氫領(lǐng)域最新研究成果
 
　　7月4日,，《自然·通訊》(Nature Communications)在線刊發(fā)材料學(xué)院李箐教授、王譚源副教授團(tuán)隊的研究成果：一種鈉離子導(dǎo)通的不對稱電解槽用于降低直接電解海水制氫工作電壓“A sodium-ion-conducted asymmetric electrolyzer to lower the operation voltage for direct seawater electrolysis”,。
 
　　清潔制氫是實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的有效途徑,，直接海水電解制氫可以充分利用海水資源以及海邊富余的風(fēng)能、太陽能,。團(tuán)隊設(shè)計了一種Na+交換膜分隔的pH不對稱電解槽,，Na+交換膜可以阻止天然海水中的Cl-向陽極運輸，從而避免了競爭性的Cl-氧化,。
 
　　在接近中性的海水(pH<9.5)和流動電解質(zhì)中,，Ca2+和Mg2+沉淀物的問題將得到緩解。此外,，在該體系中陰陽極不對稱pH值電解質(zhì)之間的化學(xué)勢差,，可以用來降低直接電解海水所需的整體電壓。該團(tuán)隊成果將宏觀電解體系設(shè)計及微觀催化路徑調(diào)控相結(jié)合,，為低能源成本直接海水電解制氫提供了高效的電解槽結(jié)構(gòu)和催化劑設(shè)計方案,。
 
　　武漢光電國家研究中心陳煒團(tuán)隊在高性能甲脒基反式鈣鈦礦太陽能電池方向取得重要進(jìn)展
 
　　反式鈣鈦礦太陽能電池在兼顧效率、穩(wěn)定性,、成本方面,，具有先發(fā)競爭優(yōu)勢，是目前鈣鈦礦光伏產(chǎn)業(yè)化最受關(guān)注的重要技術(shù)路線,。目前最高效的正式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池往往采用Br, MA-free的FAPbI3基鈣鈦礦,，但在反式器件中Br, MA-free的FAPbI3基鈣鈦礦薄膜仍缺乏系統(tǒng)性優(yōu)化，如何利用純碘無甲胺鈣鈦礦優(yōu)化帶隙的優(yōu)勢,，在獲得更高短路電流的同時,，減少開路電壓損失，仍然具有挑戰(zhàn)性。
 
　　7月3日,，武漢光電國家研究中心/湖北光谷實驗室陳煒教授團(tuán)隊針對上述問題,，提出了一套對鈣鈦礦薄膜從體相到表面的系統(tǒng)性缺陷鈍化方案，實現(xiàn)了25.1%的光電轉(zhuǎn)化效率和高運行穩(wěn)定性,。他們采用一種反溶劑耐受的路易斯堿DBSO添加劑提高FACsPbI3鈣鈦礦薄膜晶體質(zhì)量,，再結(jié)合多氟碳改性PEAI分子進(jìn)行多功能表面修飾，實現(xiàn)對鈣鈦礦薄膜從體相到表面的系統(tǒng)性缺陷鈍化,，取得系列創(chuàng)新成果,。
 
　　公衛(wèi)學(xué)院劉剛團(tuán)隊發(fā)表鈣補充劑與糖尿病患者心血管疾病風(fēng)險的最新研究成果
 
　　近期，國際權(quán)威期刊Diabetes Care在線刊發(fā)了華中科技大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院劉剛教授團(tuán)隊題為“糖尿病和非糖尿病人群長期服用鈣補充劑與心腦血管疾病和死亡風(fēng)險的前瞻性研究”的最新研究成果,。
 
　　研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),，在糖尿病患者中，長期鈣補充劑服用與心腦血管疾病和過早死亡風(fēng)險的增加顯著相關(guān),，而在非糖尿病人群中則沒有顯著關(guān)聯(lián),。同時，食物來源的鈣攝入對糖尿病患者心血管疾病和死亡風(fēng)險沒有影響,。
 
　　研究結(jié)果表明,，鈣的來源很重要，優(yōu)選食物補鈣,。糖尿病患者可能需要謹(jǐn)慎長期服用鈣補充劑,。未來還需要更多研究去全面評估鈣補充劑的潛在益處和可能副作用，特別是對于糖尿病患者,。
 
　　生命學(xué)院栗茂騰課題組揭示甘藍(lán)型油菜3D基因組結(jié)構(gòu)變異調(diào)控種子含油量的分子機制
 
　　近日,，華中科技大學(xué)栗茂騰教授團(tuán)隊在Plant Communications(IF：10.5)在線發(fā)表了題為 “3D genome structural variations play important roles in regulating seed oil content in Brassica napus”的研究成果，為從基因組三維結(jié)構(gòu)角度理解SOC的分子調(diào)控機制提供了新的視角,。
 
　　該研究通過對甘藍(lán)型油菜高油材料N53-2(含油量超過50%)和低油材料Ken-C8(含油量40%左右)的Hi-C和ATAC-seq技術(shù)分析,，結(jié)合轉(zhuǎn)錄組、基因組等多組學(xué)分析與QTL精細(xì)定位,，解析了甘藍(lán)型油菜基因組的3D空間結(jié)構(gòu)并驗證了候選基因的功能,，探討了基因組結(jié)構(gòu)變異調(diào)控含油量的分子機制。
 
　　此項研究基于多組學(xué)聯(lián)合分析,，揭示了甘藍(lán)型油菜的三維基因組結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)變異對甘藍(lán)型油菜種子含油量影響,，為進(jìn)一步通過分子設(shè)計方法培育高含油量的油菜品種提供了基礎(chǔ)。
 
　　生命學(xué)院朱斌課題組首次揭示Gabija免疫機制
 
　　華中科技大學(xué)生命學(xué)院朱斌課題組基于長期的核酸代謝酶研究基礎(chǔ)首次對Gabija系統(tǒng)分子機制開展研究,。2023年7月21日,，朱斌教授團(tuán)隊在Cell Host & Microbe發(fā)表題為Prokaryotic Gabija complex senses and executes nucleotide depletion and DNA cleavage for antiviral defense的研究論文，揭示了Gabija系統(tǒng)的免疫機制,。
 
　　本研究發(fā)現(xiàn)GajB是一個受DNA末端激活的A/GTP水解酶,，其激活信號是具有一定長度DNA的3’末端,。GajA和GajB的激活信號和反應(yīng)效果恰好互補，這兩個酶分別感知病毒的轉(zhuǎn)錄和DNA復(fù)制起始反應(yīng),，并通過反應(yīng)效果與激活信號的互補互相激活產(chǎn)生極聯(lián)放大的正反饋循環(huán),，破壞細(xì)胞DNA同時清除重要代謝物A/GTP導(dǎo)致流產(chǎn)感染。
 
　　GajA和GajB形成復(fù)合物以增強協(xié)同效果,，但復(fù)合物中GajB的量必須低于GajA才能執(zhí)行免疫,，過量的GajB會導(dǎo)致形成巨大復(fù)合物影響GajA結(jié)合DNA。二者比例通過轉(zhuǎn)錄終止機制進(jìn)行調(diào)控,，兩種前所未見酶活性的巧妙配合使Gabija免疫機制顯著區(qū)別于已知免疫機制,。限制修飾系統(tǒng)和CRISPR系統(tǒng)機制解析早期工作由歐美眾多實驗室完成，而Gabija免疫核心機制由朱斌課題組通過生化手段獨立闡明,。
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