揭秘！同济又有新发现

假期不停歇，攻关再加速。近日，同济大学又一批来自物理、化学、医学、生命科学、环境、测绘、材料、汽车等学科领域的重要科研成果接连发表于国际著名学术期刊。

实现了CO2超精准分子识别和高效分离

发展CO2分子识别、分离捕获和资源化利用等相关技术的发展对国民经济和社会可持续发展至关重要，符合国家“碳达峰、碳

中和”重大战略需求。

同济大学环境科学与工程学院李风亭教授团队与日本学士院院士、京都大学Susumu Kitagawa教授团队开展合作研究，在绿色CO2超精准分子识别和绿色高效气体分离材料研究方向上取得重要进展，通过对柔性多孔材料的孔环境精准设计和多种分子识别机理的优化整合，实现了材料对CO2超精准分子识别和高效分离。7月15日，该研究工作以“Soft corrugated channel with synergistic exclusive discrimination gating for CO2 recognition in gas mixture”为题发表于国际化学领域著名学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）。

发现东南极托腾冰川早期冰物质流失和海平面上升贡献

7月10日，同济大学测绘与地理信息学院李荣兴教授团队牵头，联合

澳大利亚昆士兰大学及新西兰奥塔哥大学研究人员共同完成的研究成果发表于《自然-通讯》（Nature Communications），题为“Satellite record reveals 1960s acceleration of Totten Ice Shelf in East Antarctica”。团队研究发现，与东南极冰盖冰物质微量增加的总体趋势相反，东南极托腾冰川早期就出现冰流加速、冰物质损失，成为东南极冰川中1960年代以来对全球海平面上升的最大贡献者。

实现光频下宽带消偏振完美利特罗衍射

利特罗衍射是衍射光学中调控光波的最基本功能之一，通过在光栅的利特罗角度下入射，可使反射光的负1级次恰好与入射方向重合，因而作为逆反射器被广泛研究和应用。此外，宽波段的利特罗衍射还在微型光谱仪、通讯、脉冲整形和激光光谱合成等领域发挥重要作用。

近日，同济大学物理科学与工程学院王占山教授和程鑫彬教授团队，联合复旦大学物理系周磊教授，在美国光学学会著名期刊Optica上发表了题为“Broadband depolarized perfect Littrow diffraction with multilayer freeform metagratings”的文章。该成果通过超表面结构形状的拓扑优化，在非偏振、1030至1090纳米波段范围内，实现了效率优于99%的光频宽带消偏振完美利特罗衍射，有望推动基于光学超表面的激光光谱合成、微型光谱仪等相关仪器的发展。

打破间接确定结构拓扑性的常规思维

近年来，受拓扑绝缘体启发而兴起的拓扑光子学有力地促进了电磁波调控和新型波功能器件的研究。然而，由于人们对拓扑结构中体态的认识不够充分，目前拓扑特性对结构内部的传输调控尚不清楚。

6月2日，同济大学物理科学与工程学院陈鸿教授课题组在《自然-通讯》（Nature Communications）在线发表了关于拓扑光子学研究的最新成果“Unique Huygens-Fresnel electromagnetic transportation of chiral Dirac wavelet in topological photonic crystal”，揭示了手性光源在具有狄拉克型色散的拓扑光子结构中会产生全局诱导的能流涡旋。这是一种全新的惠更斯-菲涅耳现象，为从体态直接确定结构拓扑性提供了有效手段，也为将来集成光学与拓扑光子学器件的研制提供了新机理。

为绿色水处理提供技术支撑

全球水污染和水危机问题引发了探索可持续水净化技术的兴趣。非均相类芬顿氧化技术由于操作便捷、净化彻底等优点，被认为是极具前景的水处理技术。

近日，同济大学环境科学与工程学院张亚雷教授团队在《自然-通讯》（Nature Communications）上发表了题为“Water decontamination via nonradical process by nanoconfined Fenton-like catalysts”的文章，提出了非均相类芬顿氧化技术中自由基向非自由基调控的新策略。该研究制备了一种钴元素介导的碳纳米管催化材料，通过纳米尺度的限域效应精准调控局域反应环境，优化有机污染物氧化降解路径；揭示了污染物的非自由基降解机制，实现了宽pH范围下有机污染物的高效选择性降解，为进一步推动选择性氧化水处理技术的应用提供了技术支撑。

探索表面合成金属卟啉的便利易得新方法

金属卟啉衍生物在诸多生物化学过程中起着重要作用，而且金属中心的存在使得金属卟啉具有奇特的物理性质。当前的表面合成金属卟啉的方法具有局限性，进一步探索便利易得的金属来源来实现金属卟啉的合成是十分必要的。

6月26日，同济大学材料科学与工程学院许维教授团队在《精准化学》（Precision Chemistry）上发表了钠卟啉的表面合成的研究工作。利用NaCl作为便利的Na源在Au(111)表面上合成了两种钠卟啉：Na2TPyP和Na5TPyP，并且基于STM操纵实现了两种钠卟啉的相互转变。该方法证实了在表面上利用无机盐来实现卟啉分子金属化的可行性，为进一步构建及修饰卟啉基的功能纳米结构提供了一种表面合成新方法。

为新型高性能热电材料提供设计新思路

快离子导体是一类具有优异电学性能和极低晶格热导率的固体材料，也是潜在的新型高性能热电材料。

近日，同济大学材料科学与工程学院裴艳中教授团队及其合作者在《自然-材料》（Nature Materials）上发表了题为“Extreme phonon anharmonicity underpins superionic diffusion and ultralow thermal conductivity in argyrodite Ag8SnSe6”的文章。该研究通过单晶生长、同步辐射X射线衍射、中子非弹性散射以及机器学习分子动力学模拟等方法，系统地研究了硫银锗矿Ag8SnSe6中的离子扩散和晶格动力学，确定了巨声子非谐性的关键相互作用，为设计新型高性能热电材料以及固态电解质提供了新的材料设计思路。

首创柔性核酸折纸技术实现mRNA药物单分子递送

DNA作为功能性生物大分子，已被广泛用于医学诊断和疾病治疗等领域。在微观尺度对DNA进行精准操控，是推动DNA应用走向“精准化”和“智能化”的重要基础。mRNA递送在治疗各种疾病中显示出很高的应用价值，但其有效递送仍是目前的一大挑战。

近日，同济大学附属第十人民医院孙奋勇教授、朱小立教授团队在《自然-通讯》（Nature Communications）上发表了题为“Lantern-shaped flexible RNA origami for Smad4 mRNA delivery and growth suppression of colorectal cancer”的文章。该研究提出了一种基于柔性核酸折纸技术的mRNA递送新方案。在该方案中，Smad4 mRNA既是核酸药物，也是核酸折纸的骨架，实现了Smad4 mRNA的结直肠癌细胞靶向递送，并显著抑制了结直肠癌的生长进程。

为罕见肿瘤的发生机制研究提供了新见解

不同于胃癌、肝癌、结直肠癌、肺癌等常见恶性肿瘤，罕见恶性肿瘤发病机制研究相对薄弱，诊疗手段和有效药物均有限，因此亟需加强罕见恶性肿瘤发病机制和精准诊疗研究。

6月30日，同济大学生命科学与技术学院张赫教授团队在Biochim Biophys Acta Rev Cancer上，在线发表了题为“In-depth understanding of higher-order genome architecture in orphan cancer”的文章。该研究聚焦多种罕见恶性肿瘤，从染色质三维空间构象异常的角度，全面梳理了染色质三维空间构象在罕见恶性肿瘤中的关键作用和调控机制，总结和展望了基于染色质三维构象的药物靶点发现和靶向治疗研究现状，为罕见肿瘤的发生机制研究提供了新见解。

跨尺度多层级设计助力长寿命-高性能-高安全电池系统

作为“双碳”战略的重要一环，当电池处于适宜的工作温度范围以外时，其安全、寿命及性能均受到不同程度的影响。目前，锂离子电池在全温域中材料-单体-系统层级的性能、机理和策略尚未被系统性研究，制约其进一步应用与发展。

6月21日，同济大学汽车学院魏学哲教授团队在《创新》（The Innovation）上发表动力电池全温域机理-性能-策略最新综述成果，从材料-单体-系统层面详尽揭示了动力电池在全温域下的机理、性能演变和相应调控管理策略。在不影响电池的情况下，全面提升电池在全温域范围下使用性能、寿命及安全性，并对未来技术发展趋势和可能的解决措施提出了展望。

研发超快超灵敏的压力-声音双模光响应传感器

根据《世界听力报告》，全球有4.3亿人患有不同程度的听力损失，构建高性能的人工声学传感器，将有望实现可植入式人工耳蜗功能。因此，开发发光压力和听觉仿生传感器将成为未来的重要挑战。

同济大学化学科学与工程学院闫冰教授团队将仿生学思想巧妙融入有机框架材料合成与应用研究之中，制备出超快超灵敏的压力-声音双模光响应传感器，并将之应用于人机交互，可以识别9种不同的物体以及“健康”“电话”“同济”等文字信息，具有很高的准确性和很强的鲁棒性。6月16日，相关成果以“Bioinspired Luminescent HOF-based Foam as Ultrafast and Ultrasensitive Pressure and Acoustic Bimodal Sensor for Human-Machine Interactive Object and Information Recognition”为题在线发表于《先进材料》（Advanced Materials）上。

为自动驾驶车辆人机交互系统提供新方案

人机交互系统（HMI）是智能汽车的重要组成部分，是人与车之间的重要纽带。HMI的存在能够增强驾驶体验，同时监测驾驶员行为。

6月5日，同济大学汽车学院陈虹教授、黄岩军教授团队在《纳米能源》（Nano Energy）上发表了题为“Triboelectric nanogenerator sensors for intelligent steering wheel aiming at automated driving”的文章。该研究创造性地提出将摩擦电纳米传感器（TENG）用于人机交互的首要界面——方向盘上，以期为自动驾驶车辆中HMI系统提供一种紧凑、高效和自供电的解决方案。实验结果证明，TENG的响应时间平均领先传统转轴转角传感器0.55s，协同控制的平均反应时间领先独立控制0.78s。

实现环境水体中硝酸根的高效电催化产氨

电化学硝酸根还原为氨反应(NitRR)的转化过程，可以利用环境水体中的氮污染物之一的硝酸根为原料合成具有实际应用价值的氨。但是，目前所报道的研究中常采用析氢惰性的电催化材料来规避析氢竞争反应的影响，但难以达到理想的产氨速率。

近日，同济大学化学科学与工程学院温鸣教授研究团队在《能源与环境科学》（Energy & Environmental Science）上发表了题为“Regulating active hydrogen adsorbed on grain boundary defects of nano-nickel for boosting ammonia electrosynthesis from nitrate”的文章。该成果通过活性氢纳米镍的晶界调控，实现了硝酸根的高效电催化产氨，不仅解决了环境水体中的硝酸根污染问题，而且实现了常温常压无碳排放的电化学高效氨的可持续合成。