• 科教前沿

  • 近日,我校费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心的田禾院士、马骧教授团队在纯有机室温磷光研究领域的研究取得了新突破,提出了一种基于引入微量“三线态陷阱”添加组分作为缺陷促进其引起的电荷再结合的机理、通过能级匹配的双组分掺杂实现高效长余辉室温磷光的新策略,相关研究成果已在线发表于Science Advances (2021, 7, eabf9668)。图1:向有机晶体中掺入微量“添加剂”构建双组分纯有机室温磷光体系 纯有机室温磷光因其长发光寿命,长发射波长和大Stokes位移而在成像,信息加密防伪和OLED领域有着重要作用,然而,在有机合成过程中往往会产生微量的副产物。研究团队最近发现无论是实验室合成还是购买的1-溴苯基咪唑(1BBI)因为含有微量的副产物DMIQI而产生明显的长余辉室温磷光,而纯的单一组份是没有室温磷光的,这不仅提示在有机室温磷光研究中需要格外注重染料化合物的纯度,而且启发了一种有效的室温磷光体系的设计策略,即使用微量有机化合物作为“添加剂”掺入到基质中产生因“添加剂”种类不同而寿命色彩各异的室温磷光,随后,筛选出七种有机小分子“添加剂”,在添加到1BBI或者无重原子的二咪唑
    2021-05-141192
  • 近日,我校钱锋院士领衔的能源化工过程智能制造教育部重点实验室和英国爱丁堡大学Ramon Grima教授合作,在复杂生化反应过程的智能建模方向取得突破性进展,研究成果以“Neural network aided approximation and parameter inference ofnon-Markovian models of gene expression”为题,发表在国际权威学术期刊Nature Communications (《自然-通讯》)上。生物细胞中的生化反应涉及的反应物众多,反应类型纷繁复杂,因为求解反应动态极其困难,从而导致难以揭示细胞生化反应调控机制。对此,本项研究工作将众多基本反应等效成一个时滞反应,通过采用机理数据深度融合的思想和微分机器学习方法,对时滞随机动态进行高效精确求解,并应用于解释基因转录和生物震荡网络等经典生物现象。相较于传统的蒙特卡洛模拟算法,该方法在不牺牲建模精度的前提下,提高计算效率6倍,降低数据依存度至1/30,为后续进一步高通量分析实验数据和揭示基因调控机制奠定了理论基础。值得指出的是,这是曹志兴教授团队继去年在美国科学院院刊PNAS
    2021-05-122763
  • 近日,我校化工学院龙东辉教授团队在超微孔炭结构的分子氧室温活化机制的研究中取得了最新进展,相关研究成果发表于催化领域期刊ACS Catalysis (DOI: 10.1021/acscatal.1c00857)。氧化反应在现代化学发展中扮演着重要的角色。分子氧的活化是系列氧化反应的前提,然而活化过程往往需要高温或是额外的电能或光能才可以激发。室温氧活化的研究为相关化学合成、环境治理提供了新思路,但也是目前的研究难点。活性炭是一类常见的多孔吸附材料,广泛应用于净化水质、吸附有机废气、脱硫脱硝等环保方面。本工作通过电子顺磁共振(EPR)技术研究发现,活性炭类材料能够将空气中的氧气分子在室温下直接活化至氧自由基(O2•−),进而对有害的酸性气体(如H2S、NO、CO等)进行催化氧化。而其他类的多孔材料,如分子筛、MOF、COF、ZIF等均无法实现分子氧的室温活化,不具备室温催化性能。为了揭示活性炭的室温氧活化机理,本工作通过DFT理论计算发现,超微孔(~ 0.4 nm)和具有π*电子和导电性能的碳化学结构是O2分子室温活化的必要前提。进一步理论计算和实验验证表明,MgO等金属氧化物能够对O2
    2021-05-111785
  • 近日,我校化工学院催化反应工程课题组与英国伦敦大学学院Centre for Nature Inspired Engineering (CNIE) 前沿工程中心合作,结合分子筛可控制备、扩散测量和反应测试等技术,探索分子筛表界面传质过程及对催化反应的影响。该研究工作以“Effect of External Surface Diffusion Barriers on Pt/Beta Catalyzed Isomerization of n-Pentane”(DOI: 10.1002/anie.202104859)为题,在线发表在Angewandte Chemie International Edition上。分子筛具有规整的孔道结构和可调的酸性,是工业上应用最广泛的催化材料之一。分子筛的微孔结构一方面赋予其优异的择形催化性能,另一方面也带来了严重的扩散限制问题。目前,主要通过缩短微孔扩散距离(如小粒径分子筛、多级孔分子筛)来提高传质性能;却忽视了通过表界面结构调控,降低分子筛表界面扩散阻力,来加快传质过程。针对上述问题,该课题组前期探索了分子筛界面扩散及对催化异构化反应过程的影响(J. C
    2021-05-101239
  • 基于离子跨膜传输在生理、病理和药理学上的重要作用,人工离子传输体系的合成与研究引起了化学家们的极大兴趣,在模拟天然体系转运机制和功能的同时,也为相关疾病的诊断和治疗提供潜在应用。
    2021-04-282400
  • 碳捕集和高效利用(CO2capture and utilization, CCU)是解决全球变暖危机的一种有效方案。其中,工业绿色低碳制造是我国“十四五”“碳中和”的一项艰巨任务。石油化工工业高温制造过程,例如乙烯裂解,每生产1吨乙烯燃烧天然气所产生的二氧化碳高达1-2吨。我国乙烯全球产能高达1.7亿吨,将产生大量CO2温室气体。为实现“中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”的目标,石化工业过程绿色低碳制造已刻不容缓。如果将捕集的碳作为资源,产生具有附加值的产品,将为企业完成“碳中和”指标的同时实现利润回报,具有重要的发展前景。针对上述挑战,化学与分子工程学院胡军教授联合英国谢菲尔德大学王美宏教授在钱锋院士团队和刘洪来教授团队支持下,通过合成具有吸附/催化双功能的复合材料,将钙循环(Calcium-looping,CaL)和逆水煤气变换反应(RWGS)相结合,实现了在同一反应塔相同温度下,对工业裂解烟气进行CO2高温捕集和原位转化。该集成技术具有优异的高温CO2捕集性能,材料的CO2吸附容量高达9.0 mol/kg,成功地解决了CaL过程CaO易烧
    2021-04-261812
  • 近日,我校理学院物理系研究团队在国际知名刊物Journal of Materials Chemistry A(影响因子11.301),以“Ultrahigh water permeation with high multivalent metal ions rejection rate through graphene oxide membranes”为题‍在线发表了最新研究成果。该工作通过探究高价态金属离子水合结构在氧化石墨烯膜通道内的结构型变的物理机理,实现了对高价态离子在保持高截留率的同时实现超高水通量的应用,具有良好的工业化应用前景。石墨烯(Graphene)是由碳原子形成的蜂窝状平面薄膜,是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。石墨烯因其独特的二维结构,拥有诸多突出的物理及化学性质,在能源、材料、电子、生物、医药等领域展现出巨大的应用价值,人们也希望利用石墨烯基二维材料构筑高性能分离膜,但是,石墨烯膜用于离子筛分和海水淡化仍面临巨大挑战,一般认为在离子的截留率较高的条件下,水通量较低。‍图片说明:氧化石墨烯膜对高价态金属离子的截留性能我校理学院研究团队
    2021-04-261658
  • 我校药学院高峰教授和陈彦佐副教授团队开发了一种新型外泌体-脂质体杂合纳米递药系统,该递药系统能够通过减少肝脏Kupffer细胞对纳米粒的非特异性摄取,同时该系统联合利用了外泌体的归巢效应,提高药物在肺纤维化部位的蓄积,并使其深入细胞外基质(ECM),实现了纳米递药系统对于肺纤维化病灶中成纤维细胞的精准靶向抑制治疗,相关成果发表于Biomaterials期刊。‍肺纤维化是一种能引起肺功能进行性丧失的致死性间质性肺病,疾病进展快,死亡率高。2019年全球大规模爆发的新型冠状病毒感染肺炎疫情,使得肺纤维化后遗症患者数量随之大大增加。然而目前FDA仅批准了尼达尼布和吡非尼酮两种抗纤维化药物上市,且仍难以有效遏制肺纤维化的进程。虽然肺纤维化部位的渗透性和保留增强效应有利于载药纳米粒的被动靶向,然而肝脏中Kupffer细胞的非特异性摄取导致仅少量的载药纳米粒才能到达肺纤维化部位;加之肺纤维化中过度沉积的ECM形成高度致密的基质屏障,进一步阻碍了纳米递药系统深入纤维化组织发挥药效。因此,提高药物在肺纤维化部位的传递效率至关重要。团队在前期针对纤维化肿瘤模型的脂质体靶向递药的研究基础上(ACS Nan
    2021-04-221253
  • 人与人之间可以通过语言、表情和动作进行交流。细菌菌体之间也能进行互相交流通讯,实现细菌的“社会性”行为,实现它们的共同目标,包括生物被膜、生物发光、运动性、营养代谢、毒力调节和环境适应性等。这种菌群交流通讯的机制称为群体感应 (Quorum sensing, QS) 系统。在海洋弧菌中存在复杂的群体感应系统,介导进行细菌种内和种间、细菌-藻类、细菌-动物宿主等多种信号交流机制,最终通过TetR家族的中枢调控元件LuxR蛋白同步控制下游多达600多个QS基因的表达,产生菌群行为。然而,人们对LuxR蛋白同时调控诸多基因表达的机制一直不清楚。4月6日,国际知名的生化与分子生物学学术期刊Nucleic Acids Research发表了我校生物工程学院王启要教授课题组深入研究海洋弧菌LuxR能够高度灵活地激活或抑制众多靶基因表达的分子机制,阐明了病原弧菌如何感知菌群密度或其他理化信号进行协同调控群体行为、导致病害暴发的重要而基础的科学问题。
    2021-04-092583
  • 化学与分子工程学院的陈彧教授团队长期从事有机高分子光电信息功能材料研究工作(www.chenyu.polymer.cn)。近年来,作为研究方向之一,课题组在国家自然科学基金重点基金和国际合作基金等基金的有力支持下,开展了新型非易失性高分子阻变存储和忆阻功能材料的设计、合成和器件性能研究工作。“新型非易失性高分子阻变存储材料”项目‍荣获2018年教育部自然科学奖二等奖。近日,陈彧团队与上海交通大学刘钢研究员、合肥工业大学张章教授合作,利用二维有机共轭策略提高高分子的共平面性、结晶度和阻变稳定性,通过微纳加工技术制备了良率高达90%的低功耗纳米神经形态器件。这种器件具有与金属氧化物忆阻器可比拟的应用潜力,为发展小型化、高密度与低功耗存算计算技术提供了新的材料体系和优势器件基础。相关研究成果以“90% Yield Production of Polymer Nano-Memristor for In-Memory Computing”为题发表在Nature Communications 2021,12:1984上。‍
    2021-04-081489
  • 近日,我校化学与分子工程学院张金龙和王灵芝教授团队,在多孔材料负载掺杂改性及选择性催化转化光催化小分子领域取得重要进展,相关成果相继在线发表于催化领域权威期刊ACS Catalysis。甲烷的低温光催化转化目前尚处于起步阶段,鉴于甲烷C-H键的高度对称及稳定性,光催化剂的结构设计须兼顾C-H键极化与光生载流子分离效率。Pt纳米粒子是常用的烷烃脱氢催化剂,在甲烷光催化过程转化中既具有活化C-H的作用,又能通过形成界面Mott-Schottky结促进光生电子分离,但其对甲烷光催化转化的尺寸效应仍未可知。由于Pt和半导体之间的界面作用,粒径的变化可能同时影响几何活性位点分布和Pt原子的电子性质,对明确Pt粒子的尺寸效应造成干扰。王灵芝、张金龙教授团队通过独立调控Pt粒子的粒径和载体的电子状态,结合DFT理论计算确定Pt粒子的粒径和半导体性质对不同位点Pt原子电子状态的影响,探讨了Pt的几何/电子性质与甲烷活化以及光诱导电荷转移之间的构效关系。研究表明,cornerPt原子和Ptδ+协同促进了甲烷的高效转化。这项工作深入解析了Pt粒子在光催化NOCM转化中尺寸效应的本质,为如何从降低甲烷分
    2021-04-011298
  • 如何将人工分子机器的分子尺度的机械运动转换为光学信号并实现可视化一直是该领域的主要挑战之一。近日,我校曲大辉教授课题组成功构建“振动诱导发光”分子机器,相关成果以“Reversibly Modulating a Conformation-Adaptive Fluorophore in [2]Catenane”为题发表于Chem(Chem, 2021, 10.1016/j.chempr.2021.02.019)
    2021-03-241841
  • 近日,我校药学院上海市新药设计重点实验室邓卫平教授团队,在金属铱与氮杂卡宾协同催化不对称区域发散性环加成反应的研究中取得了最新进展,相关研究成果以“Cooperative N-heterocyclic Carbene and Iridium Catalysis Enables Stereoselectiveand Regiodivergent [3 + 2] and [3 + 3] Annulation Reactions”为题发表于美国化学会催化杂志ACS Catalysis(DOI: 10.1021/acscatal.1c00081)。
    2021-03-232406
  • 瞄准医学临床检测的应用中重大需求,发展面向生命健康、环境生态应用的近红外功能染料,其主要难点是在复杂环境下染料的识别性能强化。面对染料从体外到细胞,再到体内的应用环境变化,提升应用体系在复杂环境下的选择性和灵敏性,有效避免非特异性激活是发展功能识别染料面临的重大挑战。近日,我校化学与分子工程学院、教育部前沿科学中心郭志前教授团队在创制序列响应型近红外染料研究方面取得系列重要进展。课题组聚焦近红外染料理性设计及功能强化,开展了高性能近红外染料的前沿基础研究,探索建立分子层次的新颖快速、精准诊疗技术。研究人员发现了在乏氧条件下菁染料的近红外光控自由基反应途径,构建了序列响应型的近红外识别染料体系,充分利用近红外光激活的无创、远程可控的特性,精准识别病变部位微环境,并通过序列响应的双通道、双模式的信号动态反馈,成功实现了在乏氧环境下近红外光激活的精准诊疗一体化。研究成果以“Harnessing Hypoxia‐Dependent Cyanine Photocages for In Vivo Precision Drug Release”为题发表于Angew. Chem. Int. Ed.(D
    2021-03-191573
  • 近年来研究发现,胞内pH(pHi)作为信号分子决定细胞生老病死,被视为第二信使,引起学术界广泛关注。为研究pHi影响细胞命运的分子机制,多款能实时检测pHi的基因编码型荧光探针应运而生。这些探针大都由普通荧光蛋白及其突变体改造而成,虽能感应pH变化,但灵敏度尚待提高。近期我校生物工程学院纳米生物工程实验室周胜敏副教授课题组构建了一款超灵敏基因编码型pH探针,并基于该探针的检测优势,发现了一种全新生物学现象。相关成果以“Genetic engineering of circularly permuted yellow fluorescent protein reveals intracellular acidification in response to nitric oxide stimuli”为题发表于氧化自由基生物学领域高影响力期刊Redox Biology上。圆排列环状荧光蛋白(cpFP)相较于普通荧光蛋白(FP)展示出更高的pH敏感性,具备检测pH的先天优势,但由于存在荧光峰易迁移、稳定性欠佳,尤其是仅具有单峰,限制了其作为比例型探针的应用潜力。周胜敏课题组在黄色cpFP(c
    2021-03-171344
  • 近日,《华东理工大学学报》(社会科学版)再次入选最新版《中文核心期刊要目总览》和《复印报刊资料重要转载来源期刊》。
    2021-03-121473
  • ​在病原与宿主竞争的进化过程中,解析病原菌如何逃避或抑制宿主的先天免疫反应、干扰宿主的各种生理过程,以提高其寄生适合度、定植能力和传播能力,是阐明细菌感染致病机制的关键。
    2021-03-121988
  • 共价有机框架(COFs)是一类具有结晶性的有机多孔材料,通过设计孔道结构、表面功能性,该类材料可以应用于吸附和催化等领域。在COFs合成过程中,单体通常具有刚性结构,合成具有柔性骨架的COFs一直是研究难点。近日,我校刘洪来教授课题组在基于柔性冠醚构筑共价有机框架取得研究进展,相关成果以“Construction of Covalent Organic Frameworks with Crown Ether Struts”为题发表于Angew. Chem. Int. Ed. (Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202101163)。
    2021-03-081472
  • 细胞中的NO和H2S是两种重要的信号分子,它们独自起着重要的生理与病理作用。进一步的研究表明它们之间存在的复杂的交互关系,通过相互作用调控重要的生理功能。近日,华东理工大学赵春常教授课题组与樊春海院士研究组李江教授在实时、动态监测细胞内NO和H2S的交互关系研究取得重要进展,相关成果以“Probing the Intracellular Dynamics of Nitric Oxide and Hydrogen Sulfide Using an Activatable NIR II Fluorescence Reporter”为题发表于Angew. Chem. Int. Ed.(Angew. Chem. Int. Ed.2021, 10.1002/anie.202015650.)。 目前,已知的荧光探针以HNO作为识别目标(NO和H2S化学反应的活性中间体)。但HNO不能准确呈现NO和H2S在生物体内的复杂相互作用,进而无法实现实时、动态监测细胞内NO和H2S在信号转导过程中交互关系。为了直接探究其交互作用,研究人员充分利用近红外二区荧光的优越性,构建了一种原位、实时检测细胞内研究了
    2021-03-051445
  • ​近日,教育部公布了《2020年度普通高等学校本科专业备案和审批结果》,我校上报的“智能制造工程”“人工智能”“机器人工程”三个专业获批。
    2021-03-044130