速览！解锁南大科技领域新突破

八月科技快讯

01

研制新型超导纳米线取得重要进展

南京大学电子科学与工程学院吴培亨院士团队张蜡宝教授课题组提出了一种制备过渡金属硫属族化合物(TMDs)纳米线的普适策略，通过拓扑化学转化原理成功制备出高质量超导纳米线，其超导电流和回滞电流的比值超过20。这项工作为研制新型超导纳米线单光子探测器和相关超导器件提供了新选择。

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-023-39997-y

团队所制备的NbSe2纳米线器件的电学特性

02

在非厄米声学研究领域取得重要进展

南京大学物理学院声学研究所刘晓峻教授和程营教授课题组在非厄米声学研究领域取得了重要进展。他们首次实验实现了声学体系中的反宇称-时间（APT）对称态，并研究了拓扑缺陷态的声局域模式随宇称-时间（PT）对称相变的变化规律。

该工作首次将声学拓扑效应研究扩展至APT对称相态，成功实现了非厄米声学系统中不同PT对称相之间的转变。这为结合非厄米特性和拓扑效应的声场调控理论及其在高灵敏度声传感、高强度定向声辐射等领域应用提供了新的思路。

论文链接：

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.066601

实验观测PT对称相变过程

03

发布机器学习与图论辅助的晶体结构搜索软件MAGUS

南京大学物理学院孙建教授、王慧田教授、邢定钰院士等人，发表了关于他们自主开发的机器学习与图论辅助的晶体结构搜索软件MAGUS的方法性长文章，详细阐述了MAGUS背后的技术细节，总结了一些应用的实例，展示了它与传统方法相比的优势。目前，MAGUS程序可以在三维晶体、二维晶体、分子晶体、表面、受限空间等体系中进行定组分和变组分的搜索，在行星内部物质、超硬、超导、高能量密度等功能材料设计和高压下的物性调控等领域有很多成功的应用。

论文链接：

https://academic.oup.com/nsr/article/10/7/nwad128/7157143

MAGUS的一些代表性成果。(a) 巨行星内部的氦-水化合物 ; (b) 二氧化硅混合配位高压相; (c) 二氧化硅-水化合物 ; (d) 超硬的WN6化合物; (e) 碳纳米管中的氮纳米管 (f) 可剥离出层状超导T-graphene的C4K化合物。

04

在铁代谢参与动脉粥样硬化方向有重要发现

南京大学医学院李宽钰教授和医学院附属鼓楼医院乔彤主任等研究人员将绝经后动脉粥样硬化患者分为绝经早期（EPM, 55-65 yrs）组和绝经晚期（LPM，＞65 yrs）组。发现绝经后女性随年龄增长，动脉粥样斑块内铁缓慢累积。铁累积上调E3连接酶MDM2，促进了HRT治疗下ERα的泛素化降解，导致血管内皮损伤和巨噬细胞脂质累积，加重了动脉粥样硬化病理表现；铁螯合剂可逆转铁累积，发挥动脉粥样硬化保护作用。

论文链接：

https://doi.org/10.7554/eLife.80494

05

具有仿生亚纳米通道的二维MXene膜增强阳离子分离

南京大学环境学院张炜铭教授、潘丙才教授联合昆士兰大学张西旺教授提出以二维MXene层状膜为基础，EDTA分子为离子识别特异性位点，构造出了具有类似钾离子通道（KcsA K+）尺寸和特异性亲和位点的二维亚纳米通道膜（MLM-EDTA）。

该研究所展示的仿生MLM-EDTA提供了一种有吸引力的策略来制造高性能离子分离膜，即通过仿生生物离子通道，合理设计亲和基团和局部电荷密度，以实现在资源回收、清洁水生产和渗透发电等场景中的应用。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-023-40742-8

MLM-EDTA优异的稳定性以及EDTA分子桥连机制

06

在臭氧催化氧化水处理调控新策略方面取得进展

南京大学环境学院单超副教授、潘丙才教授课题组选取了臭氧氧化中本身催化惰性但蕴藏催化活性潜力的Ce(III/IV)为目标调控对象，基于有机物在臭氧氧化过程中普遍产生小分子羧酸为主要终端产物的认知，设想部分种类的小分子羧酸有望作为原位内生配体通过配位调控将Ce(III/IV)持续活化为臭氧氧化的催化剂。

这一工作突破了外源添加有机配体这一传统调控策略在高级氧化体系中配体易降解失效、有机负荷明显增加的挑战，为探索面向真实应用场景的水处理催化活性调控提供了范例。

论文链接：

https://doi.org/10.1073/pnas.2305255120

07

动态双手性超结构实现炫彩全息

南京大学电子科学与工程学院陈鹏副教授、陆延青教授研究组在前期手性液晶宽带平面光子学和动态平面光子学的研究基础上，提出了一种预编程的双手性胆甾相液晶纳米结构，可实现动态、多色、多通道复用的光操控技术，并以全息术为例，展示了这种双手性液晶超结构的丰富功能。相反手性胆甾相液晶形成的分段共存结构可为反射光引入波长相关的偏振旋转，即反射式旋光色散效应。进一步结合胆甾相液晶的自旋解耦几何相位调制和多元外场刺激响应性，可实现“中国舞狮”的动态彩色全息。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202301714

基于双手性液晶超结构的动态彩色全息示意图

08

海藻糖作为水系电解质添加剂助力可逆锌金属负极

南京大学现代工程与应用科学学院周豪慎教授，郭少华教授团队从生物防御机制得到启发，首次报道海藻糖作为水系锌离子电解液的添加剂。理论计算和多种原位技术表明海藻糖分子对电解质氢键网络的调控，更证明了其在促进界面反应动力学方面的关键作用。由于析氢反应的抑制和界面锌沉积动力学改善，海藻糖改性的电解质中展现出（002）织构的平整致密锌沉积，从而提高了锌负极溶解沉积过程的可逆性。

这项工作强调了界面动力学优化对锌负极可逆性提升的关键作用，为探索面向稳定锌负极的添加剂提供了新的见解

论文链接：

https://doi.org/10.1002/anie.202310143

海藻糖对锌负极性能的提升

09

在VTe2单层中观测到电子强关联效应

南京大学物理学院李绍春课题组在二维极限下电荷密度波（CDW）与电子强关联效应的研究取得了重要进展，他们首次在非大卫星(star of David)结构的单层VTe2-2√3×2√3 CDW态中发现了电子强关联效应和莫特能隙。

研究结果表明大卫星结构并不是唯一产生强关联效应的结构。在其它CDW周期的TMD单层中，通过不同的物理机制也可以产生强关联效应并打开莫特能隙。该工作为寻找新的强关联材料提供了新思路。

论文链接：

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.086501

(a,b) 单层VTe2 2√3×2√3相的STM原子分辨图和快速傅里叶变换图。图(a), U = +17 mV, It = 100 pA; 图(b), U = -30 mV, It = 100 pA. (c) 图(b)的放大图，上方为理想原子晶格。棕色为Te原子，青蓝色为V原子。顶层的Te原子被分为ABCD四类。(d) VTe2 2√3×2√3相的DFT原子结构。原子间距l和l’均缩短了约4%。

10

揭示胰腺癌肝转移的单细胞图谱及免疫抑制微环境

南京大学医学院附属鼓楼医院吕瑛等研究人员对4名经病理诊断为PDAC并伴有肝转移的患者的8个新鲜组织进行了单细胞转录组测序，并且对公共数据库进行了深入挖掘。

该研究首次绘制了同步切除的胰腺导管腺癌原发肿瘤和与之相匹配的肝转移瘤的单细胞转录组图谱，发现了上皮细胞在肝转移肿瘤中表现出与原发肿瘤不同的转录组特征，并且从原发肿瘤到肝转移肿瘤有明确的分化轨迹；确定了几个基质细胞和免疫细胞的特定亚型对肝转移肿瘤中促肿瘤微环境的形成至关重要；发现了几个可能与PDAC转移和不良预后相关的新型标志物。

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-023-40727-7

对4名经病理诊断为PDAC并伴有肝转移的患者的8个新鲜组织进行了单细胞转录组测序，并且对公共数据库进行了深入挖掘

11

“羲和号”首批研究成果的“热点专辑”刊发

2021年10月14日，“羲和号”卫星发射成功，拉开了我国空间探日的序幕。经过一系列在轨调试，自2022年8月4日起，“羲和号”对日观测达到最佳状态，科学数据通过南京大学太阳科学数据中心对外发布。目前，国内外太阳物理工作者正在积极开展基于“羲和号”高质量科学数据的相关研究。近期，具有重要国际影响力的《天体物理学杂志快报》正式刊出“羲和号”热点专辑（Focus Issue）：Focus on Early Results from the Chinese Hα Solar Explorer (CHASE) Mission 。

这是中国天文观测设备首次在ApJ系列刊物上以热点专辑形式发表研究成果。

热点专辑链接：

https://iopscience.iop.org/collections/Focus-on-Early-Results-from-CHASE

热点专辑截图

12

实现无缺陷石墨烯稳定封装氢分子

南京大学物理学院高力波课题组在研究氢分子穿透石墨烯晶格中取得了重要进展，首次发现氢分子在石墨烯层间可以长期稳定存在，同时发现随温度的升高，该夹层氢气气压反而降低。

该工作为层状材料夹层中储存氢气提供了一种有效的方法，同时为研究限域空间中氢气的非平凡量子效应和氢催化反应提供了一个理想的研究平台。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c02321

(a) 质子辅助法制备石墨烯层间氢气的示意图。(b, c) AFM同位置表征H2气泡的生长过程。(d)石墨层间插层H2气泡的光学照片。(e) H2和D2分子填充在hBN层间的拉曼特征峰。(f)不同尺寸H2气泡的室温稳定性。(g)不同尺寸气泡的高温稳定性。

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原标题：《速览！解锁南大科技领域新突破》

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