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電磁波/聲波的軌道角動量（Orbital Angular Momentum,OAM）在粒子操控、信息傳遞和獲取、先進通信系統等領域具有重要的應用前景。針對重大應用需求，如何實現對渦旋波OAM的自由調控是目前亟需解決的前沿問題之一。 近日，物理科學與技術學院徐亞東教授團隊以“Sound vortex diffraction via topological charge in phase gradient metagratings”為題，在《Science Advances》發表論文。在之前研究成果（Y.Xu et al. Nat. Commun. 10, 2326 (2019))基礎上，把發現的奇偶性相關的“光柵衍射新規律”從“自由空間”拓展到三維圓柱波導“受限空間”，創新地提出“廣義拓撲荷守恒原則”，揭示了操控軌道角動量新的自由度，為操控“受限空間”中渦旋波的OAM提供了新的理論基礎。在此基礎上，研究團隊設計并開展聲波實驗研究，驗證了一種不對稱渦旋波傳輸器件，該器件在基于OAM通信方面具有極大的應用價值。

南京農業大學資環學院沈其榮教授團隊以木霉菌為研究材料，通過生態遺傳學方法，解析了一類表面活性小分子蛋白Hydrophobin（HFB）參與真菌分生孢子傳播，進而影響其環境適應性與物種分化的分子機制， 真菌進化生物學由于化石證據的缺乏、群體間生活史迥異以及同時具有無性和有性生殖現象等問題而發展相對緩慢；另一方面，也正是因為這些獨有的特性，真菌具有高度生態可塑性，因而可作為進化生物學研究的極佳對象。高等絲狀真菌通過在分生孢子表面“涂”上一層由表面活性小分子蛋白HFB組成的“疏水涂層”而實現孢子的風媒傳播等功能。研究人員針對姐妹種木霉T. harzianum(Th)和T. guizhouense(Tg)的高表達hfb基因（hfb4和hfb10）構建了基因敲除突變體庫，并分別對突變體進行了風媒和水媒的傳播模擬試驗，發現不同菌種有各自偏好的傳播方式。研究人員對突變子進行抗逆性、生長和繁殖能力測試，發現HFB4的移除不僅顯著影響真菌的生態適應性（Fitness），且同一HFB對真菌適應性的貢獻力即便在遺傳背景相近的菌株間也差異顯著。基于此，研究人員分別對兩個種群的hfb4（及hfb10）進行了自然選擇壓力計算，發現來自Th的hfb4受到強正向選擇壓力驅使。結合其生理生態習性（圖1），研究人員猜測，Tg可能起源于水生環境，其孢子為脫離親代生境，需要通過風媒傳播至別處，且在高空中傳播要求其孢子可以耐低溫和UV照射，Tg具有上述特征；而Th則更偏向于利用雨水或昆蟲進行傳播，其確切的傳播偏好有待進一步研究。在整個進化歷程中，hfb4對菌株生態適應性的凈貢獻率是物種多個指標或特性進化權衡（compromise）的結果，例如hfb4的存在可提高Tg孢子的風媒傳播能力，但卻會相應“犧牲”掉一些耐低溫特性。 在本研究中，研究人員結合人工智能（AI）技術開發了一套可高通量監測絲狀真菌生長和繁殖能力的技術集合——REPAINT。REPAINT技術不僅擴充了真菌環境適應性評價體系的指標內容，使基于純培養方式的數據采集實現高通量智能化和標準化，而且允許針對不同真菌類群實行定制化調整。

我校物質科學與信息技術研究院葛炳輝教授團隊在Nanoscale雜志封面在線發表了題為：“Direct visualization of spatially correlated displacive short-range ordering in Nb0.8CoSb” 的研究論文。結構決定性能。原子的短程有序（SRO）能夠為材料提供豐富的物理、化學特性以及相應的技術應用。對SRO進行精確測定，判斷SRO屬于位移型還是組分型，以及定量確定SRO的空間原子構型和組成，主要取決于實空間中的成像技術和倒易空間中的測量方法。目前，主流的方法是根據衍射數據并借助團簇模型搭建組分的短程有序，但由于SRO原子構型的多解性，材料科學工程中的合成-結構-性能的經典相關性仍然存在著不確定性。 基于球差矯正電鏡原子分辨率的高角環形暗場(HAADF)像和CalAtom等圖像處理軟件，課題組搭建了兩種極端情況的二維模型來分別研究原子位移和空位分布對短程有序的影響，即純組分變化模型和純位移變化模型，（注：實際過程可能是二者共同作用的結果）通過比對模型的FFT圖和實驗的電子衍射花樣，確定兩種模型對短程有序的貢獻。研究表明：Nb0.8CoSb中空位主要以長程有序形式存在，而位移則以短程有序形式存在，故首次在原子尺度觀察到一種以原子位移為主導的短程有序結構。華南農業大學林芳教授，美國Clemson大學賀健教授為共同通訊作者，浙江大學朱鐵軍教授研究組參與并提供試樣給本研究。

南昌大學湯淵源教授在熊仁根教授提出的“托氟效應”理論的指導下，與江蘇科技大學陳立莊教授合作，在有機-無機雜化型鐵電體領域取得重要進展。通過精準修飾有機陽離子，成功地合成了新型非鈣鈦礦結構ABX3（A、B為陽離子，X為陰離子）鐵電體[(CH3)3NCH2F]ZnCl3，這是首例ABX3鋅鹵鹽鐵電體。 鈣鈦礦型ABX3有機-無機雜化材料擁有豐富的性能，比如鐵電性、壓電性、光致發光、鐵磁性等。其中，鐵電性作為一種重要的物理性質，在非揮發性存儲器、電容器、傳感器等領域具有廣泛的應用。除了鈣鈦礦結構，ABX3型化合物也可以結晶在其他結構里。比如無機的ABX3化合物可以結晶成輝礦石結構、剛玉結構、六方錳礦結構等。相應地，有小部分有機-無機雜化ABX3型化合物可以結晶成由BX3五面體或四面體構成的非鈣鈦礦結構。但是，在這些非鈣鈦礦型的ABX3化合物中卻很少有鐵電性的報道。這主要是由于對鐵電體結構與性能的關系認識不夠所導致的。因此，深入探究鐵電體的構效關系，對于精準設計有機-無機雜化型鐵電體具有重要意義。 根據諾埃曼原則，鐵電體必定屬于10個極性點群。因此，在晶體中引入極性分子或是極性無機骨架將會是設計鐵電體一個非常有效的策略。團隊基于前期工作的系統篩選，鎖定了擁有極性結構的[(CH3)4N]ZnCl3。它的晶體結構中，所有ZnCl4四面體沿著同一個方向以共角的方式排列，形成極性的[ZnCl3]-n鏈。這與一維鈣鈦礦結構和硅酸鹽結構不同，在這兩種結構中偶極子被相互抵消。然而進一步的表征表明，[(CH3)4N]ZnCl3沒有相變，且不具鐵電性。另一個精準設計有機-無機雜化鐵電體的策略是“托氟效應”理論，用電負性最強的F原子取代分子中的H原子，可以改變分子中原子間的相互作用，進而引入鐵電性。受該理論的啟發，研究者對[(CH3)4N]ZnCl3進一步修飾，用電負性較強的鹵素原子F、Cl、Br、I來取代準球形有機陽離子[(CH3)4N]+上的H原子，獲得了4例非鈣鈦礦結構的ABX3型化合物。其中，[(CH3)3NCH2F]ZnCl3被證明具有鐵電性。對于[(CH3)3NCH2X]ZnCl3 (X = Cl, Br, I)，沒有可靠的證據顯示他們具有鐵電性。[(CH3)3NCH2F]+陽離子中電負性更強的F原子影響了[ZnCl3]n-鏈中的Cl原子，形成相對較強的F…Cl作用，這種鹵-鹵鍵連接了陽離子和無機鏈。這樣，陽離子的翻轉將會帶動極性陰離子鏈的翻轉，使得體系在兩種極化狀態之間轉換的能量降低，所以[(CH3)3NCH2F]ZnCl3具有在外電場作用下可翻轉的自發極化，即鐵電性。相比于F原子，Cl、Br、I原子的電負性較弱，這種鹵-鹵作用在[(CH3)3NCH2X]ZnCl3 (X = Cl, Br, I)中不足以誘導出鐵電性。這項研究為精準設計新型有機-無機雜化鐵電體提出了新的思路。

提出的磁顆粒鍍層技術，有效解決了相變材料和磁性顆粒界面潤濕難題。基于MTPCM，設計出高能效熱電-高儲熱復合微供能系統，統籌兼顧了熱電輸出穩定性和最大化，證實了自供電溫濕度無線傳感系統持續工作的可行性。

崔紅娟教授團隊在腦膠質瘤的發生發展機制方面取得重要研究進展。 膠質母細胞瘤是惡性程度最高的腦腫瘤，中位生存期在12-15個月，5年生存率僅為5%左右，嚴重威脅著人類的健康。由于膠質母細胞瘤極易產生耐藥性，導致對化療藥物不敏感，再加上血腦屏障的原因，使得在臨床治療上的效果欠佳。因此開展其耐藥性分子機制的研究對于膠質母細胞瘤的治療具有重要的意義。 核仁紡錘體相關蛋白（NUSAP1）是一個微管結合蛋白，在有絲分裂的過程中有重要作用。團隊圍繞NUSAP1基因開展研究，發現NUSAP1在膠質母細胞瘤中高表達，與膠質母細胞瘤患者的不良預后密切相關。NUSAP1通過其NH2基末端的SAP結構域調控ATR的穩定性，進而維持膠質母細胞瘤細胞的惡性增殖和化療耐藥性。而下調該因子則顯著降低了腫瘤細胞的增殖能力和耐藥性。該研究為膠質母細胞瘤的靶向治療及藥物開發提供了有力的理論依據。

據李榮鵬教授介紹，人類基因組中編碼功能蛋白的基因僅占基因總量的2%，其余98%的基因轉錄產物為非編碼RNA，過去這類RNA一直被認為是冗余，其相關功能研究一直是空白。近年來，非編碼RNA的研究逐漸成為國際熱點，大量實驗證據證明，非編碼RNA控制著幾乎所有的細胞生理功能。李榮鵬教授的研究在國際上首次證實了母系遺傳的長鏈非編碼RNA MEG3的4號轉錄產物，在肺部感染免疫過程中能夠特異性表達，然后通過調節炎癥因子IL-1b的表達水平，精準控制宿主的免疫反應。在感染過程中，肺泡巨噬細胞通過降低MEG3-4的表達量，釋放出游離的小分子非編碼RNA miR-138，然后miR-138結合到細胞因子IL-1b的mRNA 5‘UTR區域，形成剪切復合體降解mRNA，以維持IL-1b在體內的較低水平，防止過度的炎癥反應殺傷細胞。這一結果深層次解析了MEG3-4調節宿主感染免疫的分子機制，同時也為推進MEG3-4作為RNA藥物的應用提供了理論基礎。

近日，我校數學與統計學學院劉磊教授與上海交通大學朱苗苗教授合作的論文Asymptotic analysis for Sacks-Uhlenbeck$\alpha$-harmonic maps from degenerating Riemann surfaces被Memoirs of the American Mathematical Society接收發表。

李宇亮教授研究認為，近年來，配位聚合物（CPPs）因其靈活的性質可調性，成為設計和制備無機鋅基材料的優質來源。

近日，天津大學姜忠義教授、Michael Guiver教授、尹燕教授合作報道了單相法合成共價有機框架（COF）納米片的研究工作。單相法擺脫了目前常用的“兩相法”或“多相法”對表面/界面的依賴，利用電荷排斥效應，實現了COF納米片的超高體積收率。