近日，同濟大學環境、材料、物理、化學、醫學等領域的一批高水平原創科研成果接連發表于國際權威學術期刊，展現了前沿科學領域的“同濟力量”。同濟大學瞄準重要科學問題和關鍵核心技術，持續開展前沿探索、科研攻堅，不斷獲得新進展、新突破。

　　來看看都有

　　哪些科研成果得以發表

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　　為内分泌幹擾物和抗生素類新污染物

　　的高效治理提供新策略

　　2022年12月27日，國際權威刊物《美國科學院院刊》（PNAS）在線發表了同濟大學環境科學與工程學院林思劼教授團隊的研究論文“In situ turning defects of exfoliated Ti3C2 MXene into Fenton-like catalytic active sites”。研究可實現多種典型新污染物（如阿特拉津、四環素、對硝基苯酚等）的高效降解。

　　該研究提出了一種巧妙利用MXene本征表面缺陷和豐富過渡金屬源原位構築類芬頓納米複合催化劑的新策略。文章可控制備了一系列無定形碳負載的高密度TiO1.47納米團簇（TiO1.47@C），揭示了钛基類芬頓催化劑活化H2O2降解阿特拉津的反應機制，實例論證了二維納米材料“Safer-by-design”的實現路徑，為内分泌幹擾物和抗生素類新污染物的高效治理提供了新策略。研究開發了一種新型的H2O2濕法氧化工藝。

　　為下一代可穿戴電子器件等研究提供新思路

　　随着電子皮膚、健康管理、極端壓力監測等需求的不斷增長，寬響應範圍柔性壓敏電子器件的研發顯得日益迫切。近年來，柔性氣凝膠基壓敏電子器件由于輕質和優良傳感性能而備受關注。然而，氣凝膠的可拉伸性和彈性通常較差，且目前柔性壓敏電子器件檢測範圍通常較窄，難以滿足寬範圍壓力傳感的實際需求。

　　同濟大學材料科學與工程學院祖國慶課題組采用溶膠-凝膠/熱壓/冷凍鑄造/常壓幹燥的新策略，構建了具有梯度模量多孔結構的可拉伸、超彈性還原氧化石墨烯/聚氨酯納米複合氣凝膠，實現了超寬響應範圍柔性壓敏電子器件。近日，相關研究成果以“Bioinspiredgradient stretchable aerogels for ultrabroad-range-responsepressure-sensitive wearable electronics and high-efficientseparators”為題發表于《德國應用化學》（AngewandteChemie International Edition）上，并被選為VIP論文。

　　将微量貴金屬單原子與低成本過渡金屬氧化物

　　相結合設計催化劑

　　2022年12月14日，《自然·通訊》（NatureCommunications）在線發表了同濟大學材料科學與工程學院馬吉偉教授團隊及其合作者的研究論文“Iridiumsingle atoms incorporated in Co3O4 efficientlycatalyze the oxygen evolution in acidicconditions”。該研究通過一種簡單的機械力化學法成功得到了Ir單原子摻雜的尖晶石Co3O4納米材料，其中Ir的原子比約為1.05%。該催化劑在酸性介質中展現出優越于商業IrO2的氧析出活性以及穩定性。

　　該論文采用了先進的原位同步輻射技術實時監測了催化劑中各元素在反應過程中電子結構的變化，并結合理論計算揭示了該催化劑的高催化活性機理。此外，該催化劑的合成可以進一步實現克級規模的批量化生産，揭示了其在實際電解水設備中應用的潛力。

　　完整地觀測了非厄米聲學趨膚效應

　　非厄米聲學系統中增益調制往往很難構造，為呈現許多反常的聲波波動現象、厘清其中的物理圖像帶來了一定的困難。因此，通常認為在被動系統中僅能激發衰減的模态，而觀測不到放大的模态。

　　2022年12月12日，《自然·通訊》（NatureCommunications）在線發表了同濟大學物理科學與工程學院祝捷教授團隊及其合作者的研究論文“TransientNon-Hermitian SkinEffect”。該研究工作引入複頻率激發的手段，通過聲波和真實的損耗相互作用來産生暫态的“虛拟增益”和損耗效果，并在無源被動聲學系統中完整地觀測了非厄米趨膚效應導緻的奇異現象。該方案也有望用于研究更加複雜的非厄米物理模型，并推廣到其他波動體系。

　　開創性地從理論上提出了

　　光力的新的實現方式

　　2022年12月10日，同濟大學物理科學與工程學院王占山和程鑫彬教授團隊的特聘研究員施宇智與清華大學、法國國家科研中心合作在Science子刊《科學進展》（Science Advances）在線發表題為《開發連續域束縛态中的奇異拓撲光力》（Exploiting Extraordinary Topological Optical Forces at Bound States in the Continuum）的論文。光鑷技術利用光和物質相互作用的力學效應産生光力對細小顆粒進行操控。該論文首次研究了基于連續域束縛态（BIC）的奇異拓撲光力，從理論上揭示了BIC的光場局域能力和偏振奇點的拓撲性質實現微粒穩定捕獲、驅散和旋轉的新機制。

　　該研究開創性地從理論上提出了光力的新的實現方式，豐富了人們對光力的認知，為顆粒操控提供了一個嶄新的思路，有望在片上顆粒多功能操控、分選和檢測等領域取得重要應用。

　　通過人工電催化二氧化碳合成氨基酸

　　在自然界中，通過生物固碳和二氧化碳還原反應可以得到從小分子到生物分子的一系列産物。雖然目前人工電催化二氧化碳還原反應可以形成多碳，但具有多種官能團（如C-N鍵和C=O鍵）的C3 産物，特别是生物分子還無法實現。

　　針對這一難題，同濟大學化學科學與工程學院韓璐教授課題組與上海交通大學、複旦大學教授團隊合作攻關。近日，他們首次通過使用手性無機納米銅材料應用于二氧化碳電催化還原之中，人工合成了氨基酸，相關成果“Synthesis of Amino Acids by Electrocatalytic Reduction of CO2 on Chiral Cu Surfaces”發表于Cell Press知名期刊《化學》（Chem）。該研究為二氧化碳電催化還原合成高附加值和手性的多碳産物提供了重要借鑒。

　　發展羰基脫氧鹵硼化反應新方法

　　α-鹵代硼酸酯作為一類具有極大轉化潛力的硼化合物，在有機合成和藥物合成中具有重要的應用價值。現有合成三取代α-鹵代硼酸酯的方法，往往需要強堿、極低溫度以及對空氣和水分敏感的有機金屬試劑，限制了其應用範圍。同時，目前對于四取代α-鹵代硼酸酯以及手性α-鹵代硼酸酯的合成還沒有太好的方法。

　　2022年12月7日，同濟大學化學科學與工程學院徐濤教授課題組提出了羰基去氧雙官能團化（DODC）策略，實現了醛的去氧烷硼化及去氧芳硼化反應。課題組進一步借助DODC策略，利用廣泛存在或者合成易得的醛、酮作為反應前體，實現了α-鹵代硼酸酯和手性α-氯代硼酸酯的高效合成。相關成果“Deoxygenative Haloboration and Enantioselective Chloroboration of Carbonyls”在線發表于化學領域國際知名學術期刊《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）。

　　為治療動脈粥樣硬化提供了理論依據

　　2022年12月6日，同濟大學附屬第十人民醫院彭文輝教授團隊在《自然·通訊》（Nature Communications）在線發表了題為“Extracellular traps from activated vascular smooth muscle cells drive the progression of atherosclerosis”的研究論文。該研究首次揭示了在動脈粥樣硬化斑塊進展過程中，血管平滑肌細胞發生巨噬細胞轉分化伴随PAD4表達升高，發生細胞外捕捉這一生物學現象。細胞外捕捉釋放的DNA等物質，通過激活斑塊中其他細胞的TLR4信号通路和STING-SOCS1信号通路，加速血管平滑肌細胞向緻病性轉分化，促進斑塊進展和不穩定。

　　該研究結論為動脈粥樣硬化中血管平滑肌細胞命運重編程後相關功能研究填補了空白，為精準化靶向幹預血管平滑肌細胞轉分化方向從而治療動脈粥樣硬化疾病提供了理論依據。

　　助力高效電化學脫鹽電極開發新策略

　　2022年11月28日，同濟大學環境科學與工程學院馬傑教授團隊在《先進科學》（Advanced Science）上發表了題為“Ti3C2-MXene Partially Derived Hierarchical 1D/2D TiO2/Ti3C2 Heterostructure Electrode for High-Performance Capacitive Deionization”的學術論文，報道了一種利用原位堿處理構建部分衍生的MXene脫鹽電極（1D/2D TiO2/Ti3C2）的新策略。

　　TiO2/Ti3C2電極具有獨特的三明治夾層分級結構和赝電容效應，展現出高效的脫鹽容量和循環穩定性，此研究對構建具有優異電容去離子性能的MXene基赝電容電極材料具有重要意義。

　　編輯：奚宇軒

　　資料：同濟大學

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