日就月将，厚积薄发。复旦大学科技工作者9月取得多项成果和突破，一起来看看吧！
科研新闻
“复旦一号”发射
9月24日，“复旦一号（澜湄未来星）”在山东海阳东方航天港，搭载捷龙三号运载火箭点火升空，卫星顺利进入预定轨道，发射成功。仰望星空的复旦人，从此有了一颗“复旦星”。复旦大学党委书记裘新，党委常委、宣传部部长方明及相关院系、部处负责人在现场见证。
“复旦一号（澜湄未来星）”由复旦大学与上海航天空间技术有限公司联合研制，将围绕太阳大气数据和澜湄区域大气数据开展跨国科学研究，为澜湄六国开展太空观测与技术应用交流合作提供重要平台。卫星装载对日紫外光谱仪、毫米波大气湿度廓线探测仪等载荷，采用上海航天空间技术有限公司自主开发并经过在轨验证的SASTX-50微纳卫星平台，运行在500km太阳同步轨道。
新闻链接：https://mp.weixin.qq.com/s/BPIpo7htpMbl0lfnpfcrIw
数学物理领域
01 物理学系黄吉平课题组提出三维共形隐身的设计方法
物理学系黄吉平课题组在前期研究基础上将密堆积的纳米碳球图案化形成超高传感密度（100 pixel cm-2）应变传感阵列。而其粒径的单分散性和密堆积结构也确保了阵列单元间的高度一致性（标准偏差 ≤ 3.82%），为应变场的高分辨率原位测量提供了一种直接而简便的方法，有望在生物力学、结构健康监测和软机器人等领域获得应用。该研究近日以题为“High-density, highly sensitive sensor array of spiky carbon nanospheres for strain field mapping”的研究论文发表在Nature Communications上。
新闻链接：https://mp.weixin.qq.com/s/UfWf5QUhBoGexfKpWn3iyw
原文链接：https://www.nature.com/articles/s43588-024-00660-1
化学材料领域
01 材料科学系步文博课题组在开发长效镇痛新技术上取得系列重要进展
MgB₂离子电整流作用：显著提高动作电位发放阈值，抑制神经兴奋活动。
9月4日，材料科学系/聚合物分子工程国家重点实验室步文博教授与合作团队，先后在Angewandte Chemie International Edition和Advanced Materials期刊上，连续报道了两类基于生物物理作用的新型电活性纳米功能材料，分别通过干预神经元细胞膜的离子电流和膜受体蛋白空间分布，成功实现了对顽固性疼痛的长时、高强度、非成瘾的高效缓解。从疼痛机制的角度出发，该系列研究开发的不耐药、非成瘾且具超长效镇痛的新策略和技术，不仅从致痛根源上阻断疼痛信号传导达到镇痛目的，也为基于动作电位和膜受体蛋白的疾病治疗及新型药物研发提供全新的思路。
新闻链接：https://mse.fudan.edu.cn/8b/a8/c22913a691112/page.htm
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202405131
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202403979
02 高分子科学系丁建东团队借助磁悬浮技术攻克可降解外周血管长支架难题
研究工作的背景和基本思路的示意图
9月10日，高分子科学系丁建东团队在Nature Communications在线发表了题为“Maglev-fabricated long and biodegradable stent for interventional treatment of peripheral vessels”的论文。丁建东团队此前通过与医院、企业合作研发了一种金属-聚合物复合型可降解冠脉支架，但将此材料拓展应用到外周血管长支架时，遇到了如在制备高分子聚合物涂层不均匀等新的工程难题。
研究团队与医院、公司通力合作下解决了遇到的难题：将磁悬浮技术引入医用支架领域，打破了球扩式心血管介入治疗可降解支架（不限于外周支架）的长度难以超过38 mm的现状，开发了一种基于金属-聚合物复合材料的长且可生物降解的支架（long and biodegradable stent，LBS），将可工程化的支架长度推进到了118mm。基于该核心技术所研制的国际首款长且可降解的外周支架已在中国和欧盟同时进入临床试验阶段。
新闻链接：https://polymer.fudan.edu.cn/96/15/c32871a693781/page.htm
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-52288-4
03 化学系张凡团队：高亮度过渡金属敏化近红外探针实现弱光激发下的高信噪比生物成像
9月14日，化学系张凡团队开发了一系列尺寸均一，结构和发射波长可调的新型过渡金属元素铬敏化的镧系纳米发光颗粒（Cr³⁺-sensitized lanthanide-doped nanoparticles, CLNPs）。
发射近红外光的探针在生物成像和临床肿瘤切除等领域具有天然的优势，镧系纳米颗粒被认为是理想的近红外发光材料。团队首次在纳米尺度实现了过渡金属离子对于六种镧系激活剂的敏化，发光范围覆盖900-1700nm，新型的CLNPs在较弱的环境光照射下即可实现高效近红外发光，亮度比相同尺寸的传统镧系敏化纳米粒子最多高出三百七十倍。这一技术的应用极大地简化了近红外成像的使用条件，同时也拓宽了近红外纳米探针的使用范围。该成果以“High-brightness transition metal-sensitized lanthanide near-infrared luminescent nanoparticles”为题发表于Nature photonics。
新闻链接：https://mp.weixin.qq.com/s/0fs_WUou1nzOeiqajMuCgQ
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41566-024-01517-9
地球科学领域
01 大气与海洋科学系武炳义教授团队揭示了自1979年以来冬季北极-中纬度联系强弱演变的三个不同阶段
冬季表面气温（单位：度）对同期巴伦支-喀拉海大气厚度指数的回归场，（a）1979/80-2000/01年冬季，（b）2001/02-2011/12年冬季，（c）2012/13-2021/22年冬季。打点区域表示变量异常通过95%置信水平。
近几十年来，北极气候系统和生态环境经历了前所未有的变化。其中，冬季北极增暖与中纬度气候变化之间的联系已成为当前研究的热点之一。
9月6日，大气与海洋科学系武炳义教授团队利用最新资料，揭示了在北极增暖和北极海冰持续消融的背景下，冬季北极-中纬度联系强弱却呈现阶段性演变特征：（a）1979/80-2000/21年冬季联系偏弱，（b）2001/02-2011/12年冬季联系偏强，（c）2012/13-2021/22年冬季联系减弱（图1）。尽管2010年之后北极海冰消融和北极增暖依然在持续，但北极与中纬度之间的联系却减弱了。该结果以“Dominant features of phasic evolutions in the winter Arctic-midlatitude linkage since 1979”为标题发表于Environmental Research Letters。
新闻链接：
https://life.fudan.edu.cn/45/3e/c28140a673086/page.htmhttps://atmsci.fudan.edu.cn/91/96/c14817a692630/page.htm
原文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ad7476
信息领域
01 微电子学院陈琳教授团队在纳米反铁电神经形态器件技术中取得新突破
用于类脑计算的功函数调控策略示意图
9月1日，微电子学院陈琳教授团队研究采用与CMOS工艺兼容的新兴反铁电纳米材料研制了一种新原理人工突触/神经元器件。该项研究研制的反铁电器件具有小极化电流和比铁电器件更快的极化响应，其作为神经形态基础器件具有低功耗、快速响应的潜力，这些性能为人工智能应用所需的大规模神经形态计算提供了一条新途径。相关成果以“Novel Two-Terminal Synapse/Neuron Based on an Antiferroelectric Hafnium Zirconium Oxide Device for Neuromorphic Computing”为题发表在国际期刊Nano Letters。
新闻链接：https://mp.weixin.qq.com/s/K1K0RYkYSNfs84-MvCrzbw
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.4c02142#
02 信息学院张树宇团队成功合成高性能CsEuBr3纳米晶并阐明其生长机理
CsEuBr3 纳米晶薄膜在环境湿度为（a）80%和（b）12% 时 PL 光谱的变化。（c）图 b 中长波长部分放大图。（d）在环境湿度为(d) 80% 和（e）31% 时获得的TEM 图像。（f）CsEuBr3纳米晶薄膜在环境湿度12%下空气中放置3天后的XRD图谱。
（a）不同反应时间（0、2、5、30 和 60 分钟）的XRD图谱。（b）纯溶剂OA、纯溶剂OAm、Eu2+-2OAm 的，以及在未注入苯甲酰溴的情况下起始时加入0.5 ml OA和加入2 ml OA的溶液1H-NMR光谱和（c）FTIR 光谱。（d）0.5 ml OA +1.5 ml OA的XRD图谱。（e）CsBr 中不同Eu掺杂浓度的形成能。（f）CsBr:Eu2+ 转变为CsEuBr3的生长示意图。
9月初，信息科学与工程学院张树宇副研究员课题组成功合成了具有高PLQY和高单色性的CsEuBr3纳米晶。该纳米晶发射峰位于421 nm，光谱半峰全宽（FWHM）为21 nm，PLQY为70%。本项研究细致分析了CsEuBr3的结构、光谱和稳定性等特征，成功制备出具有高光效和高单色性的CsEuBr3纳米晶。在此基础上，深入探究了CsEuBr3纳米晶的生长过程，提出了一种掺杂驱动的CsEuBr3纳米晶生长机理。该成果为开发高性能、环保型无铅钙钛矿纳米晶材料提供了重要的技术路线与理论指导。相关研究成果以“The growth model of lead-free CsEuBr3 nanocrystals”为题发表在《化学工程杂志》(Chemical Engineering Journal)。
新闻链接：http://www.it.fudan.edu.cn/Data/View/4720
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724067044
03 信息学院万景团队发明一种高增益的石墨烯/硅-绝缘体上硅（SOI）异质共源共栅放大器
石墨烯/SOI Cascode电路的（a）连接示意图，（b）实验转移特性曲线和（c）实验输出特性曲线
实验测得的（a）Cascode、GFET 和SOI-FET 的 归一化跨导;(b) Cascode、GFET 和SOI-FET 的输出电阻;（c）从实验数据中提取的Cascode、GFET 和 SOI-FET 增益的比较；（c）优化偏置电压后Cascode增益变化
9月23日，信息科学与工程学院万景研究团队为了克服石墨烯场效应晶体管（GFET）低输出阻抗限制了电压和功率增益的限制，成功开发了一种高增益的石墨烯/硅-绝缘体上硅（SOI）异质共源共栅（cascode）放大器。该研究中，团队开发了一种新的异质集成工艺，将GFET作为输入晶体管，同时采用SOI-FET作为输出晶体管。结合石墨烯晶体管的高跨导和SOI晶体管的高输出阻抗特性，实现了高电压增益。其高增益特性预示着在射频领域的重要应用前景。该研究成果以“Graphene/Silicon-on-insulator Heterogenous Cascode Amplifier with High Gain”为题发表于微电子器件领域旗舰期刊IEEE Electron Device Letters。
新闻链接：http://www.it.fudan.edu.cn/Data/View/4719
原文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10689431
生命医学领域
01 生命科学学院刘铁民及其合作团队揭示神经肽NPY神经元调控长期压力
9月4日，生命科学学院/代谢与整合生物学研究院刘铁民教授及其合作团队发现脑干中缝背核/腹外侧导水管周围灰质（Dorsal raphe nucleus/ ventrolateral periaqueductal gray, DRN/vlPAG）NPY神经元（NPYDRN/vlPAG）可响应各种压力刺激，抵抗压力应激引起的进食量减少和焦虑状态，为压力相关的厌食/体重降低以及焦虑等情绪症状的治疗提供新思路。该研究在Nature Communications上发表了名为“Feedforward inhibition of stress by brainstem neuropeptide Y neurons”的文章。
新闻链接：https://imib.fudan.edu.cn/8b/91/c22759a691089/page.htm
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-51956-9
02 生物医学研究院路福建团队发明一项心力衰竭治疗新手段和体外心肌细胞成熟新技术
9月5日，生物医学研究院、复旦大学附属中山医院心内科上海心研所的路福建研究员和哈佛医学院波士顿儿童医院William Pu教授合作研究揭示了心力衰竭的重要致病机制—CMYA5表达水平降低，并发明了一种可通过腺相关病毒（AAV）载体递送的微型化CMYA5蛋白（miniCMYA5）。心脏特异性表达miniCMYA5稳固了dyad的结构，显著改善心脏功能，并在hiPSC-CMs中启动了dyad的组装，为心力衰竭的治疗和hiPSC-CMs的体外成熟提供了新方法。该研究在Nature Biomedical Engineering上发表题为“Virally delivered CMYA5 enhances the assembly of cardiac dyads”的文章。
新闻链接：https://ibs.fudan.edu.cn/8c/ea/c43727a691434/page.htm
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41551-024-01253-z
03 上医基础医学院袁正宏/陈捷亮/张继明团队揭示肝脏机械力感知通路天然抗乙肝病毒机制
9月27日，复旦大学上海医学院医学分子病毒学教育部/卫健委/医科院重点实验室与附属华山医院合作团队研究了肝脏力学微环境在宿主应对乙肝病毒（HBV）感染中的作用，发现肝细胞通过内在机械力通路感知响应细胞外基质硬度变化进而控制清除HBV，在国际上首次揭示宿主经由机械力感知通路直接抗病毒的全新机制。该研究在Nature Communications发表题为“Liver Mechanosignaling as a Natural Anti-Hepatitis B Virus Mechanism”的论文（Featured）。
新闻链接：https://mp.weixin.qq.com/s/X0N2daJKPR1O2K8XJiGrbw
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-52718-3
04 黄荷凤院士课题组发现多地区微塑料混合暴露与男性精子质量下降相关
9月29日，复旦大学附属妇产科医院/生殖与发育研究院、浙江大学医学遗传与发育研究院黄荷凤院士团队在《柳叶刀（Lancet）》子刊eBioMedicine上发表题为“Association of mixed exposure to microplastics with sperm dysfunction: a multi-site study in China”的研究论文。研究发现，中国三个地区所有参与男性的精液和尿液样本中均检测到了微塑料，且通常暴露于3-5种不同类型的微塑料中，暴露类型均类似。值得注意的是，聚四氟乙烯（PTFE）——一种常用于不粘锅涂层的材料，其暴露与精子质量的显著下降密切相关，影响精子总数、精子浓度和精子活力。
新闻链接：https://mp.weixin.qq.com/s/orPf__qokAfuWkGnSSvLxw
原文链接：https://www.thelancet.com/journals/ebiom/article/PIIS2352-3964(24)00405-5/fulltext
交叉科学领域
01 航空航天系费成巍课题组提出涡轮叶盘低周疲劳寿命预测新方法
9月18日，航空航天系费成巍课题组针对“在高温高应力的复杂环境下如何有效预测涡轮叶盘的疲劳寿命”这一问题，提出了一种全新的深度学习方法——卷积深度神经网络（C-DNN）融合方法。这一创新性方法通过结合卷积神经网络（CNN）和深度神经网络（DNN）的优势，能够更加精确地提取数据中的重要特征，并在此基础上进行高效的回归建模，最终显著提高了涡轮叶盘低周疲劳寿命预测的精度与效率。与其他常见的机器学习方法进行对比，结果显示C-DNN在预测效率和精度上均具有显著优势。这项研究为航空发动机的健康监测和维护提供了可靠的技术支持，并展现了该方法在工业领域的广泛应用前景。该研究成果以“Deep learning-based modeling method for probabilistic LCF life prediction of turbine blisk”为题，发表于国际期刊Propulsion and Power Research，并在发表后 3 个月内入选 ESI 高被引论文（Highly Cited Paper），受到了国际学术界的广泛关注。
新闻链接：https://mp.weixin.qq.com/s/VzMEKrrr7KY5xaAK1kwCjg
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212540X23000548