二维范德华铁磁体具有固有的长程磁有序和高度的磁可调谐性, 为高能效、非易失性自旋电子学的发展提供了一个新平台。同时，较弱的层间范德华力有利于二维铁磁与其他材料的异质集成，可拓宽相关器件的应用。近日，上海科技大学拓扑物理实验室寇煦丰团队（信息学院）、李刚团队（物质学院）和陈宇林-柳仲楷团队（物质学院）利用分子束外延（MBE）技术生长了具有晶圆级尺寸、原子级平整表面的CrTe2薄膜和Bi2Te3/CrTe2异质结，由此制备的自旋轨道力矩（SOT）器件具有低动态功率、高耐用性（超过5 X 10⁴次读写周期）、晶圆级器件性质均一的优点，可用于高密度磁存储。该研究成果发表于国际知名期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)。结合电子能带结构计算，研究揭示：超薄CrTe2薄膜中的量子限域和界面效应会有效改变其贝里曲率和磁序强度，从而引发反常霍尔信号的极性变化。将铁磁CrTe2与拓扑绝缘体Bi2Te3结合，可实现集成的范德华异质结中自旋轨道矩...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院陈刚课题组研制出可快充且稳定无枝晶的锂金属电池，相关研究成果发表于国际知名学术期刊Journal of Materials Chemistry A。便携式电子设备和电动汽车的快速发展需要高能量密度的可充电锂离子电池。锂金属负极因具有高比容量、低密度和低化学势的优点，被认为是实现高能量密度的最佳材料。然而，锂金属电池在重复充放电循环过程中形成的枝晶和死锂会导致快速容量衰减和安全性问题，阻碍了锂金属电池的实际应用。图1: 真空辅助自组装法制备MXene/SiO2复合薄膜示意图及其结构。 针对上述问题，陈刚教授团队通过简便的真空辅助自组装方法制备出二氧化硅纳米颗粒支撑的MXene/SiO2复合薄膜。亲锂性的MXene可以促进金属锂均匀成核和生长，而二氧化硅纳米粒子作为亲锂种子可进一步诱导均匀的锂成核和沉积。另外，二氧化硅纳米粒子还可作为MXene纳米片层之间的支柱，促进锂离子的传输并最大限度减少脱锂过程中的电极体积收缩...

10月12日，上海科技大学生命学院范高峰课题组、上海科技大学生命学院/iHuman研究所赵素文课题组，以及中国科学院生物与化学交叉研究中心朱正江课题组合作，在国际学术期刊Cell Reports在线发表了题为“Allosterically inhibited PFKL via Prostaglandin E2 Withholds Glucose Metabolism and Ovarian Cancer Invasiveness”的论文，报道了卵巢癌细胞能通过下调前列腺素合成酶3（PTGES3）的表达使得癌细胞的糖酵解关键限速酶果糖磷酸激酶（PFKL）不再被PTGES3产生的局部浓度的前列腺素E2（PGE2）所抑制，而PFKL活性上调会增强癌细胞的葡萄糖代谢，进而促进肿瘤转移。在我国的妇科恶性肿瘤中，卵巢癌的发病率位居第三位，却是死亡率最高的妇科恶性肿瘤。肿瘤转移是癌症治疗中面临的最大问题，也是致死的主要原因。因此，发现卵巢癌转移扩散具体的分子机制，以此为基础开发药物并利用药物抑制原位癌的转移扩散以避免进一步恶化和复发，可有效改善患者的生存时间和...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院刘一凡课题组与合作者成功开发新型荧光编码超宽动态范围数字PCR技术，相关研究成果发表于国际知名学术期刊Biosensors and Bioelectronics。数字PCR（dPCR, digital polymerase chain reaction）技术由于其绝对定量能力和极高灵敏度被广泛应用于分子诊断领域。美中不足的是，与目前的金标准定量PCR （qPCR）相比，dPCR在动态范围上落后了3-4个数量级，极大限制了其在临床领域的应用。如在对一些载量范围波动较大的病毒感染样本进行定量分析时，高载量的样本往往会使dPCR显全阳性而无法通过泊松分布定量。针对上述问题，刘一凡教授团队与中国科学院上海微系统所、南方医科大学南方医院团队合作开发了荧光编码对数稀释数字PCR技术（Flodd-PCR）。作为一种新颖的超高动态范围的数字PCR技术，Flodd-PCR巧妙运用微流控技术和荧光编解码策略，实现了多种浓度样本检测的“多路复用”。该技术展示出的动态范围为107，比传统dPCR高了...

2023年10月，上海科技大学生命科学与技术学院刘冀珑课题组在学术期刊Cell Research（《细胞研究》）上发表研究论文“谷氨酰胺酶激活和纤维化的结构基础”（Structural basis for activation and filamentation of glutaminase），首次解析了人源谷氨酰胺酶与天然激动剂磷酸结合的代谢纤维结构。这项研究不仅揭示了长期以来一直备受关注的谷氨酰胺酶激活机制，完善了谷氨酰胺酶抑制机制理解，还开创性地全面解析了谷氨酰胺酶纤维化现象。研究结果为设计多种具有制药潜力的拮抗剂、部分激动剂-拮抗剂和完全激动剂提供了重要的结构基础。2010年，牛津大学刘冀珑实验室（现于上海科技大学）于果蝇组织中发现CTP合酶会形成一种线状的大型无膜结构，并将其命名为“细胞蛇”（Cytoophidium）。在探究“细胞蛇”的过程中，研究团队逐渐发现多种代谢酶都具有在体外自组装成为纤维状结构的能力，由此提出了“代谢纤维”（Metabolic filament）这一研究概念。代...

近日，上海科技大学物质学院刘健鹏课题组在石墨烯-过渡金属化合物异质结体系中的协同关联效应和拓扑性质研究方面取得重要进展，相关成果发表于国际学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。石墨烯——由碳原子以蜂窝状排列而成的单层二维材料——凭借其独特的低能线性能量色散和拓扑非平庸的电子波函数，展现出各种独特物性。实验室中，科学家们通常将石墨烯放置于绝缘衬底上，或将石墨烯上下两边用绝缘层封装，以便利用门电压调控其电学性质。刘健鹏课题组创新提出：当石墨烯中的狄拉克点与绝缘衬底中的能带带边能量接近时，层间电荷转移和库仑相互作用效应将使这类异质结体系中衍生出原本在单层中不可能实现的协同关联物态。在栅电极控制下，石墨烯狄拉克点的能量接近于绝缘衬底的导带（或价带）时，石墨烯中的电子能通过隧穿效应转移到衬底中。当衬底导带中的转移电子密度尚低时，电子间长程库仑相互作用会引发平移对称性的自发性破坏，涌现出拥有长程...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院拓扑物理实验室研究团队在高导电型铜铁矿氧化物材料的关联电子态和电荷序研究方向取得了新进展，成果发表在国际知名期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。铜铁矿氧化物材料（如PdCoO2、PdCrO2）是一类具有丰富物理性质和奇特电输运特性的氧化物材料。它们具有比Pt和Pd等单晶材料更高的室温导电性，其室温导电性是氧化物材料的新标杆。近几年这类材料吸引了许多研究人员的兴趣，但截止目前科学家对这类材料的微观电子结构还未形成统一的认识。在前期工作中，颜世超课题组在该类材料(PdCoO2)中发现了二维的电荷密度波调制(Nano Letters, 22, 14, 5635 (2022))。图1. PdCrO2的晶体结构和两种解理面的STM形貌图（左图）；PdCrO2的能带计算和CrO2解理面的扫描隧道谱（右图） 在前期工作的基础上，拓扑物理实验室颜世超、李刚和齐彦鹏三位教授合作对具有电子关联特性的铜铁矿氧化物材料PdCrO2...

近日，生物医学工程学院沈定刚课题组 (IDEA Lab) 2020级硕士研究生张佳冬相继以“ A Generalized Dual-Domain Generative Framework with Hierarchical-Consistency for Medical Image Reconstruction and Synthesis”和“A Robust and Efficient AI Assistant for Breast Tumor Segmentation from DCE-MRI via a Spatial-temporal Framework”为题，在 Nature 子刊《通讯-工程》(Communications Engineering)、Cell 子刊《模式》 (Patterns) 上以第一作者发表最新科研成果。研究聚焦深度神经网络在医学影像分析领域的应用，分别提出了一个基于双域 (图像域和采集域) 循环一致性的通用医学影像生成框架和一种强大而高效的基于时空框架的 DCE-MRI 乳腺肿瘤 AI 分割框架，均在相应的临床任务中取得了优异的性能，为人工智能赋能临床打下坚实的基础。基于双域循环一致性的通用医学影像重建与生成框架医学影像的重建与生成是 CT、PET 和 MRI 等临床...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院谢琎课题组揭示了一种借助原子层沉积(ALD)实现镁离子取代表面特殊位点的正极颗粒改性方法，该方法可以抑制锰酸锂在循环过程中表面锰离子的溶出并获得高性能的锂离子电池正极材料，相关研究成果发表在国际知名期刊ACS Energy Letters上。成本低廉且环境友好的锰酸锂(LiMn2O4)是一种理想的锂离子电池正极材料，然而充放电过程中的表面锰离子溶出降低了其循环稳定性和实际比容量，大大限制了这一材料的大规模应用。有关锰酸锂的失效机理和改性手段已有大量报道，其中大部分都立足于减少锰离子暴露或提高锰离子价态以稳定表面，其代价往往是更低的锂离子电导和初始比容量。图1. 表面镁离子改性后的循环性能、电化学阻抗测试与抑制锰溶出表现 谢琎教授团队受锰酸镁(MgMn2O4)稳定结构的启发，通过原子层沉积和热力学手段实现了镁离子对锰酸锂表面锂离子位点的取代。不同于常规改性手段，电化学惰性的镁离子可以稳定充电脱锂后...

近年来，随着端侧传感节点数量的指数级增长，更换及维护电池带来的巨大成本正制约着物联网的广泛部署。基于环境微能量收集技术的无源物联网技术通过收集本地能量实现电能自给，日益成为研究热点。另一方面，随着人工智能算法的轻量化发展，在资源极其受限的边缘设备上运行机器学习模型成为可能。在可预见的未来，低功耗端侧智能系统将进一步促进人工智能物联网（AIoT）的蓬勃发展。近期，上海科技大学信息学院智慧电气科学中心的梁俊睿教授团队创新地提出了“运动自供能人体活动识别系统”和“低功耗端侧预测性维护系统”，相关技术可广泛应用于人机交互、普适传感和泛在物联网场景。图1 运动自供能人体活动识别系统 研究团队开发的一种运动供能的实时人体活动识别（HAR）系统，可根据人体手臂摆动频率与产生能量之间对应的数学关系，将能量和信息有机结合，在收集运动能量的同时提取基本的运动信息，再利用收集的能量驱动蓝牙芯片将运动信息无线发射出去...

多人在线战术竞技游戏（MOBA）已成为电子竞技中备受欢迎的领域。如何通过人工智能与人机交互结合的方式帮助专业教练在专业比赛中为MOBA游戏的英雄“禁用/选择”提供建议和预测是一大难题。近日，李权课题组提出了AI辅助的人机交互系统BPCoach，可以辅助教练及选手完成相应的决策过程，该成果以“BPCoach: Exploring Hero Drafting in Professional MOBA Tournaments via Visual Analytics”为题，在人机交互与普适计算领域重要学术会议CSCW (ACM Conference on Computer Supported Cooperative Work and Social Computing)在线发表。在MOBA游戏中，两支五人团队进行对战，目标是摧毁对方的基地获得胜利。每位选手掌控一个角色（英雄），并与队友合作攻击敌对团队。这些游戏提供了100多位英雄，导致近1016个可能的英雄组合。现有英雄选择辅助系统支持专业比赛的英雄“禁用/选择”面临挑战，这包括游戏内的“禁用/选择”的复杂规则、对手的个性化策略、游戏内更新...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院罗振革团队在国际学术期刊Molecular Therapy（《分子治疗》）杂志在线发表题为“Intrathecal delivery of AAV-NDNF ameliorates disease progression of ALS mice”的研究论文，报道了一种全新的ALS基因治疗策略。肌萎缩性脊髓侧索硬化症(Amyotrophic lateral sclerosis, ALS)是一种渐进性神经退行性疾病，主要由位于大脑的上运动神经元和位于脊髓的下运动神经元逐渐退变甚至死亡引起，由于其逐渐引起肌肉的去神经支配、肌肉萎缩，导致运动功能障碍，因此ALS俗称渐冻症。ALS高致残，严重威胁患者生命，其中90%的病例是散发性的，缺乏明确的基因诊断，只有10%有明确的基因突变，主要包括SOD1、TDP43、FUS和C9ORF72等，其中SOD1突变占比12-20%。基于病理机制的多个小分子药物已进入临床验证，但治疗效果非常有限，基因治疗成为令人期待的手段。罗振革实验室长期研究神经发育与再生，在神经肌肉突触形成、神经生长与再生、及...

近日，上海科技大学陈佳教授、新加坡国立大学Jin-Soo Kim教授在国际学术期刊Nature Reviews Molecular Cell Biology上发表了题为“Base editing of organellar DNA with programmable deaminases”的综述论文，详细介绍了细胞器DNA碱基编辑工具的发展及其在动物线粒体DNA和植物质体DNA上的应用，讨论了目前现有工具在效率和精度上的限制，并就展望了疾病治疗、农业和环境等方面的未来应用。线粒体和叶绿体是包含自身基因组的细胞器，分别编码ATP产生和二氧化碳固定的关键基因（图一）。线粒体DNA（mtDNA）突变可导致多种遗传疾病，也与癌症、衰老和年龄相关疾病有关。细胞器DNA的靶向编辑有助于研究细胞器基因和开发新的治疗方法，目前由于有效工具的不足，这一领域的研究受到了一定的阻碍。图一：线粒体和叶绿体介导的碳循环该论文首先详细阐述了线粒体碱基编辑工具的发展，包括目前三大主流线粒体碱基编辑工具：DddA衍生的胞嘧啶碱基编辑器、依赖DddA的...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院陆卫团队在国际学术期刊Physical Review Letters（《物理评论快报》）上发表了最新科研进展。该研究突破了光子与磁振子在近场作用的距离局限，实现了在长达20米距离上的长程强耦合（图1）。研究团队不仅在实验中展示了这种长程强耦合，还建立了一套全面的理论分析方法，这对于构建相干/量子信息网络和量子混合系统具有重要意义。图1：米级光子磁子强耦合体系示意图近年来量子信息技术快速发展，研究人员迫切需要构建量子混合系统，以实现不同量子系统间的优势互补，从而处理和存储量子信息。强耦合是实现这一目标的关键物理基础之一。此外，在量子计算、凝聚态物理等领域，强耦合也扮演着至关重要的角色。然而，目前的强耦合现象主要还局限在近场范围内。虽然两个空间上完全分离的共振系统能够通过第三方媒介形成间接耦合（图2），但这种方式在理论上很难达到强耦合的程度。陆卫团队通过引入增益到谐振腔光子模式中，成功...