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物科院趙云山教授在低維材料熱電輸運領域取得重要進展。熱電材料通過將環境中廢熱直接轉為有效可利用的電能，為當前能源危機提供了一種可持續、綠色便捷的能源補給途徑，如何提高熱電材料熱電特性成為學者不斷討論和研究的話題。二維半導體材料作為后硅半導體時代重要部分，其具有較高載流子遷移率和較大的有效電子質量，其在熱電領域中應用近年來也引起了廣泛關注。在該工作中，研究人員報道了“能帶工程”可以顯著提高新型二維半導體材料PdSe2的熱電特性，其功率因子可高達1.5 mWm-1K-2。通過退火處理可以降低接觸電阻，同時能夠有效去除雜質缺陷和有機物殘余。研究人員把熱電器件在480K環境中退火4個小時，發現PdSe2導電性提高了將近10倍，同時電子載流子遷移率達到210 cm2V-1S-1，最終熱電因子提高了將近3倍。通過對比不同厚度的PdSe2樣品熱電特性，研究人員發現，越薄的PdSe2呈現出更好的導電和熱電特性。第一性模擬計算證實，隨著厚度降低，導帶中有額外的能帶出現，兩個能級發生了簡并，從而提供更多電子態密度和創造更多電子通道。考慮PdSe2晶格低對稱性導致的較低熱導率，研究人員預測室溫下其ZT可達0.1，優越于目前報道的其他二維半導體材料。此研究證實，熱退火處理和“維度工程”能顯著提高材料的新型二維半導體PdSe2熱電特性，從而為當前不斷涌現的二維半導體材料在低維熱電領域提供了新思路。該工作對于探索低維材料應用于物聯網自供電領域具有深遠意義。

課題組利用高效基因編輯工具在苜蓿中快速建立隱性核不育系統，通過一次遺傳轉化同時獲得不育系和配套保持材料，并且該系統對恢復系無基因型要求，大大縮短雜交育種周期，為苜蓿雜種優勢利用提供了重要的材料資源和方法論基礎。

南科大生物系、冷凍電鏡中心研究教授王培毅團隊與合作團隊在新冠肺炎疫苗研究領域取得重大突破，相關成果以“Protectiveprototype-BetaandDelta-OmicronchimericRBD-dimervaccinesagainstSARS-CoV-2“為題發表在國際頂尖學術期刊《細胞》上，這是該團隊今年以來與合作團隊在頂級期刊發表的第二篇關于新冠肺炎的研究論文。

日盲紫外(SBUV)探測器是地球上工作在SBUV光譜范圍（200-280nm）的光電探測器在沒有背景輻射的情況下具有高信噪比，在導彈羽流跟蹤、火焰探測、導彈預警和安全光通信方面具有重要運用價值。

我校物理與電子工程學院李印威副教授與美國卡耐基研究所的劉寒雨博士、劍橋大學Simon Redfern教授，以及吉林大學馬琰銘教授等人合作，在高壓下聚合氮高能量密度材料研究領域取得新進展，相關研究成果發表在SCI頂級期刊《Nature Communications》上，江蘇師范大學為第一單位。這是繼李印威副教授于2015年在物理學頂級刊物《Physical Review Letters》上發表本領域相關研究成果后取得的又一新突破，標志著物電學院在這一領域的科研水平上了一個新臺階。 據李印威副教授介紹，由N-N單鍵構成的聚合氮是較好的高能量密度材料，然而，在純氮材料中，聚合氮的形成需要極高的壓強（高于100萬大氣壓），而且無法保留到常壓下，限制了其作為高能密度材料的應用。針對這個難題，李印威副教授和合作者通過理論計算設計了合成聚合氮的新途徑，首先通過惰性氣體氦（He）和氮氣（N2）混合，在高壓下形成新型穩定化合物HeN4，再通過對He原子的抽離，從而獲得純的聚合氮，計算表明，通過此方法獲得的聚合氮可以穩定保留到常壓下，推進了聚合氮的實際應用。該研究結果于2018年2月19日在線發表在《Nature Communications》上。 該項工作得到國家自然科學基金優秀青年科學基金的資助。 李印威副教授是物電學院2011年引進的優秀博士，2017年獲國家自然科學基金優秀青年科學基金資助，研究的主要領域為利用第一性原理計算設計新型功能材料（超導、超硬和高能密度材料等），目前，李印威副教授已經在新材料研究領域取得了一系列的突破，在Nature，Nature Communications，PRL，PNAS，PRB，JCP等國際著名期刊發表SCI論文共48篇，被引用1500余次，H指數21,科研成果豐碩，有力支撐了物電學院的學科建設。

近期，西安電子科技大學前沿交叉研究院柔性電子中心負責人常晶晶教授等人成功制備了一種富含氫鍵和羰基的自修復聚合物PPG-mUPy-APDS，并將其引入鈣鈦礦薄膜中。

長期從事巖體強度理論及地下結構全壽命設計方法、地下空間防災安全和智慧地下基礎設施建設的研究，同濟大學土木工程學院朱合華教授是國際上較早開展數字地下空間與工程（DUSE）研究的學者之一。經過近20年的努力，朱合華團隊成員齊心協力構建起數字地下空間的理論體系、工程方法和數據庫，初步完成了數字化地下體系建設，構建出“工程數字化”創新技術核心，已經在城市軌道交通、高速公路等領域得到廣泛的應用。朱合華被國際同行認為是“城市基礎設施規劃、設計、施工和維護信息集成方法的國際開拓者之一。  2021年中國工程院新增院士中，同濟大學土木工程學院朱合華教授當選。 誤打誤撞與數字化結緣 　　1979年，朱合華進入重慶大學化學礦開采專業學習，開始接觸計算機編程語言。1983年9月成為重大碩士研究生后，他開始深入與計算機應用打交道，師從李通林教授，完成了“圍巖不連續面非線性效應對巷道穩定性影響分析”的碩士論文。 　　1986年9月，朱合華考入同濟大學，師從孫鈞、楊林德2位恩師攻讀結構工程專業（地下結構方向）博士，論文題目為《隧道掘進面時空效應研究——邊界元法若干理論與工程應用》。 　　從此，在朱合華的學術世界中，計算機技術、土木工程就成了形影不離的“伙伴”，他開辟了數字化的研究方向。 　　1993年7月，朱合華到日本大阪土質試驗所和京都大學從事軟土地下工程研究，進一步運用有限元數值方法進行軟土盾構隧道管片襯砌分析、地下工程施工動態反演等。 　　上世紀90年代初，日本快速發展的地下基礎設施建設，為他的研究工作提供了大量的室內和現場試驗的工程數據。 　　至今，朱合華還記得這樣的場景：工作單位長期聘請的幾位工作人員，持續將大阪灣的三維地質數據輸入計算機中，形成了大阪灣的地質、地震數據庫信息系統，該信息系統在日本國內具有重要的影響。 　　大阪土質試驗所所長巖崎先生告訴他：“巖土工程師一定要與地層交朋友！”這個叮囑也促成他歸國后迅即開展土木與信息學科交叉的研究。朱合華在日本期間創建的用于管片襯砌設計分析的梁-接頭（縫）不連續模型，后來也被納入了我國國家標準。 　　上世紀90年代末，朱合華在同濟附近的小書攤上發現了當時的暢銷書——《數字化生存》，“數字”二字縈繞在他腦海，后來他又在《文匯報》上讀到了與“數字地球”概念有關的文章。當《巖土工程界》期刊向他約稿時，朱合華撰寫了《從數字地球到數字地層——巖土工程發展新思維》一文，從此打開地下空間與工程數字化研究的大門。 推動數字化在工程中的應用 　　1999年，朱合華牽頭的“城市三維地層信息管理系統的開發與應用”獲批上海市教委曙光計劃，經過3年的潛心研究，項目驗收得到了專家們的高度評價，成為團隊數字化研究工作布局的起點。朱合華團隊的工作成為了2004年上海先后啟動的29個重大科技專項之—，也是城市地下空間信息平臺建設和國土資源部與上海市聯合資助的三維地質調查項目。 　　廈門翔安海底隧道是中國內地第一條海底隧道，全長8.695千米，跨海部分全長6.05千米，最大深度達到70米，相當于18層樓高。隧道還要在四周一片漆黑無方向的地下施工，所經之地地質狀況極其復雜。朱合華團隊的介入，使得這一高難度項目成為了我國跨海隧道的一項示范工程。 　　近年來，朱合華團隊的研究領域遍布數字地下空間、數字化工程兩大園地，數字地下空間研究成果在上海世博地下空間、常州地下空間、延安新城地下基礎設施等得到應用，數字化工程的研究成果在廣州龍頭山雙洞八車道公路隧道、淮南望峰崗煤礦、上海長江隧道、世博500kV地下變電站和電力隧道、上海地鐵一號線結構維護、上海中心深基坑等項目建設得到應用。 　　圍繞這些工程，團隊相繼研究開發出“復合纖維和預應力管片結構技術”“盾構地層適應性理論和試驗方法”“大斷面、高水壓、近間距下盾構施工微擾動控制技術”等一系列方法與技術，解決了復雜環境下地下建筑結構設計分析、施工安全與控制的一個又一個難題，主持的項目“軟土盾構隧道設計理論與施工控制技術及應用”獲2008年國家科技進步獎二等獎。 　　朱合華又針對大規模、集群化的地下空間的建造難題，組織國內相關單位聯合攻關。他主持的項目“城市高密集區大規模地下空間建造關鍵技術及其集成示范”，2016年獲國家科技進步獎二等獎。 　　數字化地下課題與工程的“比翼雙飛”，朱合華團隊實現了基礎理論和前沿交叉研究的良性循環。他們提出了地下空間工程全壽命數據采集—表達—分析—服務的數字化范式，開辟了數字地下空間工程新方向，攻克了“建造動態精細調控、運維快速精準評價”難題，創建了地下三維動態信息表達與分析的理論方法；攻克了安全建造的動態精細調控技術，突破了高效運維的快速精準評價技術。研究成果成功應用于上海長江通道、貴州高速公路網、上海地鐵網等重大工程。 　　2015年，朱合華因在數字地下空間與工程方面的成就獲得第44屆德國洪堡研究獎，他是中國土木工程界到目前為止的唯一獲獎者。 首創基礎設施智慧服務系統 　　朱合華團隊經過長期思考和一年多的充分討論，創建了基礎設施智慧服務系統iS3 （infrastructure Smart Service System， 2013），即基礎設施全壽命數據采集、處理、表達、分析的一體化智慧決策服務系統。該系統從廣義工程應用場景出發，以信息流為主線，采用面向服務的組件式框架和微服務技術架構的系統平臺，集先進性、開放性和實用性為一體，是國際上第一個開源的基礎設施智慧服務系統。 　　因為研究成績突出，朱合華的影響日漸擴大。日本、新加坡、英國、美國、韓國等國都留下了他的“中國好聲音”；2010年，他在上海創辦了信息巖土工程技術國際學術會議，該會議現已成為國際信息巖土工程領域的重要系列會議；2017年值同濟110周年校慶之時，成立了中國智慧基礎設施聯盟暨全球研究中心，已吸引世界170多家單位參與。 　　在數字化轉型和智能建造的大潮中，如何借助現代信息技術手段，在人跡罕至的高山峻嶺地區修建地下交通基礎設施？朱合華提出開展巖體隧道動態設計的遠程診斷分析，即將iS3平臺作為數字底座，實現了基于數字孿生技術的巖體隧道支護的三維動態設計技術。三維動態設計技術成功應用于四川峨漢大峽谷隧道（最大埋深1940米，世界最深的公路隧道）施工中，僅用10分鐘完成了現場三維遠程實時動態支護設計，這在國際上首次實現，是隧道動態設計的重大技術突破。 　　今天， “土木信息工程”已成為《中國大百科全書》第三版土木工程學科的分支之一，朱合華盼望著數字化轉型背景下的“土木信息工程”學科未來繼續能茁壯成長。

該研究以稻曲病菌富含半胱氨酸蛋白SCRE6為研究對象，證實了SCRE6是稻曲病菌中發揮重要毒性功能的效應蛋白；通過生化實驗揭示了SCRE6是一個以水稻免疫負調控因子OsMPK6（Mitogen-Activated Protein Kinase 6）為靶標的酪氨酸蛋白磷酸酶。

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。